擁抱數據中心的明天

文/本刊記者 楊燕婷

數據中心的建設初衷是希望將分散在各個院系和不同部門的數據信息匯集起來，以便于統一的管理、計算、存取和使用。但由于受長期形成的管理結構和傳統觀念影響，高校數據中心多級構建、分布管理甚至重復建設，使數據難于共享，最終導致信息孤島的形成。

近年來，教育信息化建設的不斷深入，在高校內部，視頻開放課程、高性能科研計算、數字圖書館、一卡通、辦公自動化等數字化應用日新月異，使得各類數據的處理、存取、交換和共享成為高校教學、科研、管理運行的常態。而在高校外部環境中，信息技術不斷創新，信息資源爆炸式增長，現有數據中心同樣無法滿足教學、科研、管理的創新需求，數據中心面臨著角色定位、建設模式、管理機制等各層面的挑戰。

數據中心應需而變

隨著校園網絡基礎設施的逐步完善和應用服務的不斷深入，用戶的服務意識在不斷增強，對信息化也提出了越來越高的要求和愿望。高校數字校園建設的核心已經從管理數字化邁向教育信息化和現代化，服務對象從教育管理拓展到教學、科研、社會服務和文化傳承等領域。各種信息越來越廣泛的數字化、網絡化，促使各類新的應用不斷出現，校園信息化業務將呈現多元化發展趨勢，對數據中心的支撐與服務能力提出了新的要求。

高校數據中心作為學校信息系統的運行中心、測試中心和災備中心，已經成為數字校園的神經中樞，是保證數字校園各個應用系統穩定、高效運行的基礎，服務于數字化校園的整體建設。隨著信息技術的推動，在基于Web2.0的新一代數字校園架構下，信息集成和業務集成階段已經來臨，對校園數據中心提出了更高的要求。

從新的應用需求出發，當前數據中心的定位已轉變成為高校信息化和數字校園建設提供基礎支撐的服務平臺。其建設目標也相應地擴展為數據信息資源整合、計算存儲資源整合以及為校園各類應用提供高速、穩定、安全的互聯網服務。數據中心要能夠全面、動態、實時地展現學校各項指標，為學校實現現代化管理提供決策依據，應利用統一的技術架構、標準與環境，整合現有系統和資源，建立一個統一的身份認證中心；一個具有安全性好、可靠性高、可用性強、可管理的門戶系統，能對全校數據信息進行統一集中管理、維護的數據平臺；從認證、信息的集中與個性化服務、數據等層面實現全校范圍內數據的統一集中和共享，從整體角度滿足用戶各種信息查詢的需要，為學校領導、教職工、學生的信息數據需求提供數據來源。

數據中心變革路線圖

隨著校園數據中心建設的深化進行，受校園應用系統以及服務需求增加的驅動，促使數據中心在建設模式、技術支撐與管理機制方面進行改革。另一方面，虛擬化、云計算等新技術的出現和成熟，成為校園數據中心轉變與改革的助推器。

數據集成支撐業務貫通

目前，有越來越多的高校認識到了數據集中、IT基礎設施集中、運行服務集中的必要性，信息集成和業務集成成為高校信息化的重要任務。傳統數據中心一般采用“數據集中”的模式來建設數據中心，即在不改變業務系統的情況下，從各系統中抽取數據進行整合，建立校級共享數據庫，再為業務系統提供服務。這種模式在消滅“數據孤島”和提高信息共享等方面取得了較好的效果，但也逐漸暴露出系統間協調能力差、缺乏對外提供數據服務能力等各種問題。因此，如何在數據集成與整合的基礎上，實現跨部門業務的貫通，提高服務能力成為數據中心轉變的方向。

復旦大學根據自身建設的實際情況，利用信息化校園起步較早、數據集成規模大、數據量豐富和完整性強的優勢，開展了跨部門業務流程的梳理與貫通，如各種數據服務、進校離校服務、教學科研服務、財務報銷服務、一卡通服務等各個方面，以數據整合支撐業務貫通，實現了各業務部門的協調統一，體現了面向服務的設計理念。而南昌大學提出采用云計算模式，通過業務集成來實施信息集成，降低各系統間耦合度，削減后期維護成本，同時增強業務系統間的協同工作能力，通過業務裝配組合的方式完成諸如離校系統、報到系統等各業務系統數據協同工作的綜合系統，甚至當出現新的業務需求時，可以快速地彈性組合出新系統，而無需再編寫一套全新的系統代碼。

虛擬化打造應用高性能

計算需求的持續增加，校園數據中心因業務需求不斷增加的設備和復雜的IT維護管理，造成能耗、安全等問題突出。如何為IT設施提供強有力的技術保障與支持，平衡IT系統的可靠性和投資成本是信息化建設和應用面臨的重要挑戰。而虛擬化技術無疑是綜合解決問題的理想辦法，通過采用虛擬化技術，可以將現有資源進行整合，提高服務器與存儲的利用率，降低運維成本。

利用虛擬化技術，將計算、存儲、網絡等IT基礎資源整合起來，形成共享的虛擬資源池，把邏輯資源按實際需求同時提供給各個應用。通過將小型計算機系統、高性能PC服務器、刀片服務器等多種不同架構的硬件系統構建成綜合性虛擬化應用體系，再結合FC-SAN、IP-SAN的異構存儲網絡，使計算虛擬化集群形成大的資源池，統一靈活調配，實現業務平滑遷移。同時，通過統一使用的共享存儲資源，使集中存儲池中的空間可以自由的分配和回收，真正實現了各個業務單元的按需分配，使資源的利用率達到最大化。如此，虛擬化集群的建立，可以有效減少服務器數量的增加速度，簡化了服務器管理，降低了運行維護復雜度和成本，同時也明顯提高了服務器利用率、網絡靈活性和可靠性。

另外，通過虛擬化還可以建立統一的災難恢復平臺，當一臺物理機發生硬件故障時，集群內其他物理機可以快速承擔起故障機內的應用服務，實現以較低的成本提供高級業務連續性保護。而使用快照技術、虛擬機備份技術可以快速解決操作系統崩潰、數據誤刪等災難性事件；物理-虛擬轉化（Converter）技術也可為獨立物理服務器制作虛擬化備份，NAS存儲、商用備份軟件能為獨立服務器提供可靠的外部數據備份環境，從而能夠實現快速備份，保障了數據安全。

由此可見，通過虛擬化技術來優化和管理數據中心的IT運營環境，全面解決和改善數據中心IT系統業務擴展快、能耗增加、存儲不足、數據安全的問題，真正節約了信息化成本，實現了節能降耗。

強化管理保障可持續發展

據相關統計，當前國內外知名高校已經普遍建立了統一的IDC標準化機房，擁有10萬元以上的服務器數量平均每所高校為5.77臺，普遍建立了一定容量的教學科研公共存儲服務空間，同時普遍建立了統一的校級數據中心。鑒于高校數據中心基礎設施建設已經基本完成的現狀，如何讓硬件環境發揮作用，如何做好管理，成為保證數據中心安全穩定運行與提供高質量服務的關鍵。清華大學計算中心運行服務室主任戚麗認為，做好數據中心的管理，不斷拓展數據中心的服務職能，提高服務質量，是校園數據中心持續發展的動力。

清華大學總結多年來數據中心的運維管理經驗，建立了一套有序的管理機制。在初期建設階段主要完成規劃設計、開發或采購活動；在各類項目建設完成后，進入運維階段，在進行基礎保障環境的運行維護、數據、應用管理等運維管理活動的同時，通過流程管理將運維管理的各塊工作串聯在一起，再通過服務管理將建設成果轉換為服務提供給用戶。同時，數據中心的建設與運營管理始終圍繞信息系統建設需求以及信息化服務需求進行，通過制訂各種規章制度、工作規范和流程，明確了崗位職責；引入了自動監控、服務器安裝提供系統和日志管理機等自動化管理工具，實現了日常工作的規范化，大幅提升了管理效率。

華東師范大學在數據中心管理方面也形成了一套獨立完善的體系。學校首先確立了CIO制度，負責數據中心建設與管理在內的信息化建設工作；制訂了高校數據標準與信息化建設評估標準，以準確評價信息化建設成本與產出的效益；并進一步推進數據審計工作，以有效進行數據中心運行分析和責任追究，為數據中心運行錯誤的爭端提供準確的依據。

讓數據漫步云端

據了解，當前許多高校已經普遍建立了虛擬化集群服務系統，并逐漸將部分輕量級應用系統、中小型網站遷移到虛擬機集群。部分高校也已經搭建了校園私有云數據中心，建成了虛擬共享資源池，并將一卡通、校園門戶等關鍵應用全部遷移到該平臺，實現了服務器虛擬化和“云桌面”。另外，部分高校還建立了云存儲項目，為師生提供了海量的存儲空間，只要用戶安裝相應的客戶端，就可以輕松登錄個人云盤，實現不同設備之間的文件存儲、同步與分享。高校數據中心部署云計算技術的背景已經成熟，在云時代，數據中心完全可以拓展到“云”領域，基于云計算的特點，提供多種云服務，并解決傳統數據中心難以克服的問題。

大連理工大學網絡運行管理部主任于廣輝表示，傳統數據中心向云演進將是一個循序漸進的過程，在現有虛擬化的程度上，逐步向云變遷。他認為，服務器虛擬化或基礎設置虛擬化只是向云計算演進的第一步，而影響高校數據中心云計算實施的關鍵因素是信息化相關應用是否真正的面向云計算開發，能夠真正的以云計算模式提供服務。

作為“云”的應用重鎮，未來數據中心將如何發展？從清華大學、北京大學、浙江大學、上海交通大學、武漢大學以及大連理工大學等眾多高校自身建設下一代數據中心的實踐中，可以看到一份清晰的云路線圖：從規劃的層面，首先需要對計算、存儲、網絡等資源進行虛擬化整合，提供基礎的IaaS服務；其次，在基礎設施建設過程中，全面搭建云計算基礎平臺，將更多的核心應用逐步放在虛擬化平臺，在提供IaaS服務的基礎上提供簡單的SaaS服務；再次，針對應用系統，打造SaaS軟件開發、管理與托管運行的平臺，即PaaS平臺，在豐富的SaaS應用基礎上，讓PaaS、SaaS與IaaS服務緊密結合。最后實現數據中心的全面云服務化，在多個高校數據中心之間，全面實施云計算并實現互聯互通，使應用或服務可以在互通的云計算數據中心之間實現多點備份、負載均衡、動態遷移，切實實現應用的按需使用。據于廣輝介紹，大連理工大學目前的云計算演進過程，已初步完成了IaaS服務，實現了計算、網絡、存儲資源的虛擬化；學校正處于PaaS建設階段，希望通過探索新的應用架構，在消息通訊機制、數據訪問機制、自動擴展機制等方面，實現真正面向云計算的開發平臺。

相關人士表示，未來的數據中心將演化為互聯云的終極模式，即將所有服務都放到公共云，就像水、電一樣，將所有的IT服務社會化，當然這將是一個漫長的過程。

今天，在云計算浪潮的沖擊下，數據中心將迎來一場深刻、全面的技術變革。一方面，通信技術的發展，支撐著更多的客戶端和用戶群體融入到一個共享平臺，對數據中心的規模和效率提出了更高要求；另一方面，社會多元化發展和業務應用的多樣性，更有賴于整合性的計算資源和數據存儲，需要數據中心變得更有靈活性和安全性。數據中心的明天將會如何，令人憧憬與期待。