基于云平臺的智慧校園數(shù)據(jù)中心設(shè)計

劉海剛

（靈寶市高級技工學(xué)校，靈寶 472500）

引 言

智慧校園的建設(shè)已經(jīng)成為校園信息化建設(shè)的一大主流趨勢。智慧校園的建設(shè)是以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)為核心，把校園工作、學(xué)習(xí)和生活智慧化的一體化環(huán)境。這樣的一體化環(huán)境就是要構(gòu)建一個安全、穩(wěn)定、智能的校園。智慧校園建設(shè)的核心是一個高校、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心。而建設(shè)一個安全穩(wěn)定的智慧校園需要一個強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心來支持。這個數(shù)據(jù)中心不僅僅承擔(dān)了整個系統(tǒng)的運(yùn)行，還要承擔(dān)起系統(tǒng)各模塊之間的數(shù)據(jù)交換、分析和處理工作。云平臺也被稱為云計算平臺，能夠提供計算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲的功能。智慧校園的數(shù)據(jù)中心對于性能和穩(wěn)定性的要求很高，而云平臺能夠提供數(shù)據(jù)計算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲的功能。基于云平臺設(shè)計的數(shù)據(jù)中心能夠很好的處理這些問題，基于云平臺設(shè)計的數(shù)據(jù)中心也能很好的承載智慧校園系統(tǒng)的龐大數(shù)據(jù)。所以，基于云平臺設(shè)計的數(shù)據(jù)中心是能夠服務(wù)于智慧校園系統(tǒng)的。

一、智慧校園數(shù)據(jù)中心的核心模塊

（一）云存儲模塊

云儲存模塊是云平臺技術(shù)的存儲、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理三大功能之一。本文基于云平臺的數(shù)據(jù)中心設(shè)計首先要進(jìn)行設(shè)計的模塊就是存儲模塊。主要設(shè)計思路是以分布式文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計一個能夠?yàn)橹腔坌@提高存儲的平臺。這個模塊有具體包括三大部分：①服務(wù)管理存儲，包含文件系統(tǒng)的接口、文件操作、集群節(jié)點(diǎn)管理；②系統(tǒng)容錯機(jī)制設(shè)計，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)故障管理；③系統(tǒng)的擴(kuò)展性設(shè)計，包含集群性能優(yōu)化和空間利用率優(yōu)化。儲存系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)，根據(jù)智慧校園業(yè)務(wù)的不同，需要設(shè)計不同的存儲架構(gòu)。智慧校園的數(shù)據(jù)中心存儲模塊可以根據(jù)實(shí)際，分別在磁盤、私有云和公有云空間設(shè)計架構(gòu)不同用途的數(shù)據(jù)存儲模塊。

（二）網(wǎng)絡(luò)管理模塊

網(wǎng)絡(luò)管理模塊是實(shí)現(xiàn)智慧校園中設(shè)備與設(shè)備之間深度聯(lián)動的基礎(chǔ)。設(shè)計思路是以軟件定義技術(shù)為基礎(chǔ)，通過設(shè)備之間的聯(lián)動設(shè)計動態(tài)的負(fù)載均衡。主要設(shè)計一個狀態(tài)感知功能和后端業(yè)務(wù)設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)管理模塊是各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的基礎(chǔ)，而本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)管理模塊主要是為了針對流量突發(fā)和后端設(shè)備故障的情況進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理和處理。

（三）數(shù)據(jù)處理模塊

智慧校園的運(yùn)行需要數(shù)據(jù)中心對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，而這些數(shù)據(jù)的來源多，數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式繁雜。本文設(shè)計的數(shù)據(jù)分析模塊主要是通過一個通用的計算模型來進(jìn)行簡化數(shù)據(jù)處理過程的操作。數(shù)據(jù)分析模塊是對于智慧校園中的數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)處理提高保障的平臺。這個模塊的主要設(shè)計思路是設(shè)計一個計算框架，包含數(shù)據(jù)清洗功能設(shè)計和數(shù)據(jù)分析功能設(shè)計。數(shù)據(jù)清洗功能負(fù)責(zé)對于各種來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理使之符合要求，數(shù)據(jù)分析功能把清理之后的數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)中進(jìn)行計算，然后輸出正確的分析結(jié)果。這樣的設(shè)計能夠避免數(shù)據(jù)被重復(fù)處理的情況，提高了數(shù)據(jù)中心的處理效率。

二、數(shù)據(jù)中心云平臺設(shè)計的架構(gòu)

（一）基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層主要是由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、儲存設(shè)備、安全設(shè)備和備份設(shè)備組成的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)備群組。數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)不僅僅依靠云存儲和云計算，還要整合校園的所以硬件設(shè)備和軟件設(shè)備構(gòu)成數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施層。這些基礎(chǔ)設(shè)施能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）虛擬資源層

虛擬資源層是為了更好的實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和共享。主要是在虛擬數(shù)據(jù)中心中，按照校園組織和業(yè)務(wù)需要進(jìn)行靈活分配，構(gòu)建一個有一定邏輯的數(shù)據(jù)中心。為智慧校園提供最合理且人性化的資源共享和分配方案。虛擬化技術(shù)是為了更好地實(shí)現(xiàn)云服務(wù)，將各種分散的硬件資源進(jìn)行整合，然后根據(jù)需要進(jìn)行動態(tài)調(diào)整?？梢哉f，虛擬化資源層是把服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲等模塊之間的實(shí)體障礙都打破，使智慧校園系統(tǒng)能夠最優(yōu)地應(yīng)用資源，同時也能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理提供多層面的支持，讓數(shù)據(jù)中心的處理能力得到提升。

（三）云服務(wù)統(tǒng)一管理層

本文設(shè)計的云服務(wù)統(tǒng)一管理層采用的是華為的云管理平臺。伴隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮，由于業(yè)務(wù)、安全、成本等多方面因素，物理機(jī)和虛擬化環(huán)境長期共存、私有云和公有云長期共存的云服務(wù)背景需要一個開放的云管理平臺，來實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度與管理的自動化，并且為上層應(yīng)用按需、自助、敏捷、彈性地提供云服務(wù)。云服務(wù)統(tǒng)一管理層是針對目前云平臺的多樣化和數(shù)據(jù)中心的安全性而構(gòu)建的統(tǒng)一管理模塊設(shè)計。云服務(wù)統(tǒng)一管理層能夠讓數(shù)據(jù)中心更好的為智慧校園系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲、計算和輸出等功能的支持。智慧校園的數(shù)據(jù)中心對于性能和穩(wěn)定性的要求很高，而基于云平臺設(shè)計的數(shù)據(jù)中心能很好地承載智慧校園系統(tǒng)龐大的數(shù)據(jù)處理。未來一定會有越來越多的數(shù)據(jù)中心會在云平臺技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計。

結(jié) 語

智慧校園的建設(shè)熱潮方興未艾，云技術(shù)的發(fā)展又給智慧校園系統(tǒng)帶來新的技術(shù)支持。數(shù)據(jù)中心是智慧校園系統(tǒng)的核心與基礎(chǔ)，智慧校園系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲，輸送和處理。所以本文設(shè)計了云存儲模塊，網(wǎng)絡(luò)管理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊來實(shí)現(xiàn)這三種功能，滿足數(shù)據(jù)中心的基本需要。同時對于數(shù)據(jù)中心設(shè)計架構(gòu)所需的基礎(chǔ)設(shè)施層，虛擬資源層和云服務(wù)統(tǒng)一管理層進(jìn)行論述，得出了數(shù)據(jù)中心架構(gòu)需要的三大層級需要。