基于云的校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建

◆宋建松 陜粉麗

基于云的校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建

◆宋建松 陜粉麗

（長治學院計算機系 山西 046011）

校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心在學校日常管理中發(fā)揮著不可替代的作用，在新時期的背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)不能滿足社會需求，基于云計算的校園網(wǎng)絡(luò)中心構(gòu)建逐步成為熱點問題。通過互聯(lián)網(wǎng)和云計算來打造的現(xiàn)代化校園網(wǎng)絡(luò)中心平臺，能夠有效提升高效管理的質(zhì)量與效率。基于此，本文從云計算的優(yōu)勢入手，首先分析傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建中存在的各類問題，然后探究基于云的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建措施，希望可以借此給我國高校校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化提供一定的參考。

云計算；校園網(wǎng)；數(shù)據(jù)中心

1 云計算的優(yōu)勢

云計算利用網(wǎng)絡(luò)存儲、分布式計算和虛擬化等技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源服務(wù)，它可以通過自身的數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)減少管理人員的目的，同時也能簡化用戶與服務(wù)商的溝通。當前云計算是互聯(lián)網(wǎng)中的熱點技術(shù)，也是IT技術(shù)發(fā)展的大趨勢。結(jié)合當前的具體應(yīng)用，云計算的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：

（1）規(guī)模較大。當前的云計算有著極大規(guī)模的計算中心，如微軟、谷歌等公司，云計算中心的設(shè)備有幾百萬臺，能夠通過有效連接將資源聯(lián)系為整體，為用戶提供大數(shù)據(jù)支持，提高使用體驗。

（2）使用便捷。云計算的使用較為便捷，用戶通過安裝有客戶端的設(shè)備就可申請云資源，使用十分方便。而且當前的智能終端技術(shù)已經(jīng)較為成熟，人們通過“云”載體就能便捷、迅速地獲得所需信息。如圖1所示，云計算通過服務(wù)平臺進行管理，各類智能終端都可以通過網(wǎng)絡(luò)及時獲得存儲的信息。

（3）個性化服務(wù)。云計算提供的網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)平臺能夠根據(jù)用戶的需求制定個性服務(wù)，前期的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與軟件等都不需要用戶購買，只需要支付少量的信息使用費用，這樣就能針對性滿足不同用戶的需求。

（4）通用性。云計算的通用性較強，它可以同時滿足多個應(yīng)用，但是相互之間又不影響，這和其硬件設(shè)施以及軟件搭配有著直接關(guān)系，能夠利用動態(tài)分配的方式來按需提供儲存空間。這種跨系統(tǒng)的資源共享模式不僅能有效提高資源的利用率，同時也增強了云計算服務(wù)的通用性。

2 傳統(tǒng)校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建中存在的問題

傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)由于受到技術(shù)等因素的影響，其中存在多個問題，目前已經(jīng)無法滿足校園使用的需求。結(jié)合具體情況，傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建中存在的問題主要體現(xiàn)如下。

2.1 硬件配置碎片化

校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心需要實現(xiàn)多種功能，但是在具體操作運行中由于硬件配置的標準不統(tǒng)一，所以會出現(xiàn)各類規(guī)范性的問題。這是因為服務(wù)器未能統(tǒng)一管理，硬件設(shè)備呈現(xiàn)出碎片化的問題，加大了管理的難度。而且傳統(tǒng)的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心在建立時沒有和物理服務(wù)器很好的連接起來，因此在日常的運行時需要在管理和維護中投入大量資金，再加上各類軟件的兼容性不足，進一步加大了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的管理難度。這就導致各位數(shù)據(jù)管理工作的效率較低，而且硬件和軟件發(fā)生矛盾沖突后，需要長時間的系統(tǒng)恢復，不僅影響正常使用，還增加了維護的難度，需要耗費大量的人力物力。

2.2 服務(wù)器利用率低

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心在構(gòu)建時，軟件與硬件的搭配并不合理，很多軟件都不滿足服務(wù)器的使用條件，而且各類合理性分析也不到位，導致服務(wù)器和軟件的兼容性出現(xiàn)問題。其次，各個系統(tǒng)以獨立的狀態(tài)存在，會進一步增加物理服務(wù)器的邏輯處理難度。另外，很多高校在搭建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心時，并沒有從實際的需求出發(fā)，信息化建設(shè)過程中會不斷增加新的軟件與硬件配置，導致服務(wù)器的負擔過重。對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心而言，其服務(wù)器的應(yīng)用系統(tǒng)較為單一，當訪問量較低或處理功能較為簡單時，大量的硬件資源被閑置，但是突然的大范圍訪問，還會造成服務(wù)器的卡頓，只能通過重啟或安裝系統(tǒng)的方式來進行升級，很多硬件資源并沒有得到有效的利用。

2.3 數(shù)據(jù)備份煩瑣

傳統(tǒng)的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心為了有效保證數(shù)據(jù)的安全性，通常會通過手工拷貝的方式實現(xiàn)備份，這種方式較為煩瑣，而且會耗費大量的人力物力，增加了運行期間的投入。而且數(shù)據(jù)備份采用這種傳統(tǒng)形式還存在較高的實際操作難度，維持的時間較長，一旦出現(xiàn)故障就需要進行重新安裝，各類導入等要增加維修的時間，與當前校園管理的實際需求出現(xiàn)脫節(jié)。安全性是校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的首要要求，因為各類數(shù)據(jù)關(guān)系到學校的日常管理，但是當前的網(wǎng)絡(luò)入侵和病毒等危險因素較多，這就威脅到了數(shù)據(jù)中心的安全性。如果采用傳統(tǒng)的方式進行數(shù)據(jù)備份，很難有效保障數(shù)據(jù)的完整性，同時增加了數(shù)據(jù)備份的難度。一旦發(fā)生突發(fā)事件，數(shù)據(jù)中心中的儲存信息很可能出現(xiàn)丟失的問題。

3 基于云的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建措施

當前的云計算技術(shù)已經(jīng)較為成熟，能夠為校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建提供優(yōu)化，因此高校在進行數(shù)據(jù)中心構(gòu)建時需要合理利用云計算的技術(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的功能，升級校園的管理運營。

3.1 合理選擇與安裝物理服務(wù)器

物理服務(wù)器在校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心中發(fā)揮著不可替代的作用，因此在云計算的環(huán)境下建設(shè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心需要合理的選擇物理服務(wù)器。首先要明確自身需求，同時根據(jù)軟件和硬件的配置情況全面分析，選擇物理服務(wù)器的型號與安裝方式。另外，在日常的運營管理中要增加虛擬化的技術(shù)方式，以此來提高服務(wù)器建設(shè)的效率。針對虛擬儲存和共享儲存的選擇，要根據(jù)磁盤的容量特點合理選擇，優(yōu)化物理服務(wù)器的工作效果。老舊的服務(wù)器可選擇升級或者更換的方式來達到目的，一些不存在升級可能的物理服務(wù)器，則可進行現(xiàn)代化的設(shè)備更新。

3.2 虛擬系統(tǒng)的搭配

虛擬系統(tǒng)是有效實現(xiàn)云計算功能的關(guān)鍵，因此在選擇與安裝物理服務(wù)器之后，需要搭建起相應(yīng)的虛擬系統(tǒng)，明確庫存的實際內(nèi)容，并且據(jù)此開展資源管理工作，這樣能夠有效提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的運行效率。在搭建虛擬系統(tǒng)時，首先要進行硬件資源的配置，保證存儲資源和CPU合理分配，同時要致力于提升網(wǎng)卡的設(shè)計效果，明確對于資源使用的上下限，這樣能夠利用現(xiàn)代化的管理機制來控制系統(tǒng)的運行。其次，安裝虛擬操作系統(tǒng)時還要豐富內(nèi)容與模式，利用科學的設(shè)計實現(xiàn)虛擬機和主機之間的信息交互。當然，為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的管理優(yōu)化，還需要合理搭建安裝模塊的結(jié)構(gòu)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)批量復制，方便數(shù)據(jù)的存儲。

3.3 管理平臺的設(shè)計

管理平臺是實現(xiàn)人機操作的關(guān)鍵所在，它能夠借助操作系統(tǒng)在虛擬化的數(shù)據(jù)中心調(diào)取各類信息資源，如圖2所示，管理工作站是主要的輸入端，它方便了管理人員對系統(tǒng)的控制。因此，數(shù)據(jù)中心的管理平臺要合理設(shè)計，以便捷性、可靠性、安全性為核心，利用控制機制實現(xiàn)日常的運營管理。數(shù)據(jù)中心管理平臺的安裝與部署需要基于DNS服務(wù)器系統(tǒng)，結(jié)合虛擬機的處理，提升服務(wù)器的運營效果。另外，在軟件安裝時還要明確預控特點與內(nèi)容，根據(jù)物理服務(wù)器的功能進行科學設(shè)計，以此來達到現(xiàn)代化的建設(shè)效果。高校在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心管理平臺時還要緊密貼合自身需求，可個性化的定制，這樣才能讓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心更好地提供服務(wù)功能。

圖2 校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心

3.4 負載均衡搭配

負載均衡能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的運行效率，而且可以完善集體功能，所以在建設(shè)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心時需增加服務(wù)器的容量，利用DRS和HA協(xié)調(diào)開展控制工作，以各類現(xiàn)代化的約束機制實現(xiàn)系統(tǒng)的操控。在日常的應(yīng)用中，要定期檢查系統(tǒng)中的問題，采取科學的措施解決，這樣就能夠讓負載在最大程度上實現(xiàn)均衡，提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)能力。當然，負載均衡搭配還要考慮到物理服務(wù)器的自身性能，一方面提高資源的利用效率，另一方面節(jié)省建設(shè)的成本。這就需要高校明確校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的使用方向，結(jié)合具體的需求探究負載均衡搭配的措施，同時利用現(xiàn)代化的約束機制實現(xiàn)智能控制，這樣才能有效地提高校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的運行效率。

4 基于云建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的意義

信息化建設(shè)是高校突破當前發(fā)展瓶頸的重要措施之一，校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建中需要合理引入云計算技術(shù)，通過現(xiàn)有資源的整合與新資源的引入來達到優(yōu)化的目的。在這方面首先要進行統(tǒng)籌規(guī)劃，明確數(shù)字化校園建設(shè)的整體目標，同時立足于信息化建設(shè)的方向進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的規(guī)劃。其次，在進行建設(shè)時要注重實效，明確自身具體需求，穩(wěn)步推進建設(shè)工作。當然，在資源共享方面學校的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心要利用云計算和軟件支持來達到降低運營成本的目的，通過資源的均衡與共享避免浪費，提高系統(tǒng)的運營效率。

基于云的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心還能有效提高學校整體辦學水平，這是高校地位和形象的象征。通過完善網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，能夠優(yōu)化教學管理，對人才培養(yǎng)有著積極的意義。而且當前是信息化時代，高校的信息技術(shù)建設(shè)是發(fā)展潮流，利用現(xiàn)代化的技術(shù)完善網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心能夠讓高校戰(zhàn)略發(fā)展到制高點，培養(yǎng)高素質(zhì)的人才。

5 結(jié)語

信息化是時代發(fā)展的趨勢，而且當前的計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都較為成熟，所以高校要結(jié)合先進技術(shù)完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在高校中，校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心發(fā)揮著重要的作用，能夠有效協(xié)助日常管理，但是傳統(tǒng)的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建存在服務(wù)器利用效率較低、數(shù)據(jù)備份煩瑣和硬件配置碎片化的問題，已經(jīng)不能滿足當前發(fā)展的需求。而云計算能夠很好地解決這一問題，所以在當前的校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中引入云計算是較好的選擇。基于此，本文結(jié)合當前實際情況提出了合理選擇與安裝物理服務(wù)器、虛擬系統(tǒng)的搭配、管理平臺的設(shè)計和負載均衡搭配四項措施，希望可以給我國高校校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的優(yōu)化提供一定的參考。

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國家自然科學基金61773002：傳統(tǒng)及新型全局優(yōu)化算法在點匹配及相關(guān)問題中的應(yīng)用。