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云技术在高校数字化校园建设中的应用

作者:医学职称
出处:www.lunrr.com
时间:2019-10-08

作为2006年至2020年国家信息化发展战略的重点,教育科研信息化受到越来越多的关注。近年来,高校数字化校园的建设不断推进并取得了长足的发展,但也遇到了很多问题,面临着各种各样的挑战。 1基础设备资源分散,部署困难,重复购买严重,利用率低,硬件成本高; 2系统平台和管理工具异构,分散,运行维护成本高。 3学校的资源标准不同,共享不佳。 4大学的新数据中心部署速度较慢,并且缺乏统一的管理基础架构。针对高校数字化校园建设的迫切需求,研究利用云技术在高校数据中心构建云计算管理平台,实现高校数字化教学资源的快速安全管理与应用。大学。

1Cloud技术概述

云技术是信息技术行业中最近开发的一种集成技术,可根据所需的功能将各种技术和资源有机地集成在一起。例如,云技术可用于形成网络资源,计算,存储以及用于网络基础设施设备,存储设备,服务器以及应用程序和服务的其他资源池。可以快速,安全地管理和部署这些资源。

使用云技术的云计算被视为信息技术的第二次工业革命。云计算使用大量技术,例如可靠的系统技术,可扩展的并行计算技术,海量数据挖掘技术和数据安全技术,经过大量的计算,搜索,分析和处理工作后,统一调度可配置的计算资源。然后返回给用户以处理结果。云计算的优势在于,它可以在很短的时间内处理大量信息,从而使其功能强大。因此,未来的大数据处理过程必须基于云。

2高校数字校园建设中云技术的主要组成部分

2.1虚拟化技术提高了资源利用率,降低了运维成本

虚拟化技术实现了IT资源的逻辑抽象和统一表示,在大规模数据管理中发挥着巨大作用,是支持云计算的重要基石。虚拟化包括多种工作形式,包括单个资源(例如虚拟机)的多个逻辑表示模式,多个资源的单个逻辑表示模式(例如存储虚拟化)以及多个资源之间的单个逻辑表示模式。在云计算平台中,虚拟化技术用于将数据中心的软件和硬件资源虚拟化为大型“资源池”,以简化管理。这些虚拟资源池包括:计算资源池,网络资源池,存储资源池,安全性和应用程序交付池。由于资源的虚拟池化,离散硬件和异构软件的管理变得简单而高效。

2.2集群技术实现了资源的动态管理,提高了利用率,并减少了单点故障。

群集技术是一种相对较新的计算机技术,它使用特定的连接方法来组合彼此独立的多台计算机,以形成具有低成本,高性能和良好可伸缩性的高性能计算系统。特征。云平台中常用的群集类型为:故障转移群集,并行处理群集和负载平衡群集。集群技术的应用实现了云平台中按需分配,动态调整和硬件资源自动恢复的功能。因此,集群技术的应用在深化和保证云计算方面起到了很好的作用,并且与虚拟化技术起到了补充作用,大大提高了云计算基础架构的稳定性和可靠性。

2.2.1故障转移群集

故障转移群集属于群集分类中的高可用性组。系统的可用性更为重要,而集群技术的目的是保证系统的可用性。群集中的每个节点服务器都通过intranet高速连接。当一个服务器节点出现软硬件故障时,集群管理软件会在检测到心跳信号后立即判断并调度另一个可用的节点服务器来接管故障节点上运行的应用系统。这就是在云计算管理平台中看到的“漂移”。故障转移集群需要共享存储作为数据存储设备,由集群管理软件管理。故障转移集群技术的应用使得各种应用系统不再需要关心硬件资源的分配和操作。

2.2.2负载平衡集群

负载均衡集群具有与并行处理集群相似的功能,使集群节点的负载均衡成为可能。在处理大规模计算问题时,负载平衡具有强大的优势。使用这种集群技术可以提高每个节点的运行速度和效率。负载均衡集群的建设主要是针对应用服务器的负载均衡,如利用硬件网络负载均衡设备,与多个应用服务器一起构建一个大型的应用服务器负载均衡集群;高校教务管理系统,就是在这个时候,每学期的几天里,学生都要忙着选课。传统的方法是扩大系统的容量,但这些资源大多在选课后闲置。通过使用负载均衡技术,学生在选课时,云计算管理平台可以调动其他云计算节点,增加教务系统的处理能力,而在系统高峰期结束时。自动释放冗余计算节点以供其他系统使用。

2.3 soa与云计算的集成

SOA是一个组件模型,它通过定义良好的接口和服务之间的契约来链接应用程序的不同功能单元。它的界面是中性的,屏蔽了不同的硬件平台,操作系统和编程语言。 SOA正是一种面向服务的体系结构概念。它是一种分布式系统体系结构,强调不同的服务级别,并且高度可重新许可,灵活和可扩展。

云计算分为三个级别: IaaS(基础结构云),PaaS(平台云)和SaaS(软件应用程序云)。基于SOA的云计算框架包括三个主要角色:服务提供商,服务使用者和服务代理。服务提供者是网络上的一个节点,可提供对执行特定操作集的软件服务的接口的访问。服务提供商需要具有相当大的计算能力,因此可以使用云结构来实现。基于SOA的云计算结构中的服务提供者可以分为四个层,包括云计算应用程序接口层,云服务管理层,虚拟机层和物理服务器层。

高校数字校园云平台的三种逻辑架构

从云技术的特点及其发展优势可以看出,利用云技术构建数字校园云平台可以有效解决校园信息化建设中遇到的瓶颈。基于云服务的三种主要模型,基于云的数字校园也可以设计为三个基本级别:

3.1 IaaS层

在最低层次上,通过集成物理和软件软件并加强和屏蔽差异,虚拟化将形成云所需的资源池。 IaaS层面向大学数据中心系统管理人员的用户,主要提供资源部署,资源监视和安全管理。

3.2 PaaS层

在基础架构层和应用程序层之间,它主要为开发人员提供软件开发环境和平台服务。该层是云计算的核心层,可以满足用户的实际需求。 PaaS层通过组装和集成各种中间件为用户提供统一的开发平台。此外,PaaS层可以通过云平台管理软件来管理和调度IaaS层资源。

3.3 SaaS层

它位于顶层,直接为最终用户提供各种应用服务,并可以根据用户的权限为用户分配相应的访问资源,主要包括基本服务和应用服务。校园门户网站基本服务的统一身份认证,校园中各种基本资源的访问或管理等。应用服务主要包括OA系统,教务管理系统,图书馆系统,宿舍管理系统,网络学习,刷卡系统等。目前,许多高校已经实现了各种系统的集成,基本服务门户的统一认证和各种应用系统的“一站式”服务。

4.高校数字校园云平台总体框架

大学云平台的建立需要考虑数据中心现有的物理资源,以及如何为未来的需求和发展构建动态的资源分配管理和服务自动化平台。这就需要充分考虑整个云平台的可扩展性和可扩展性,以便以最低的成本实现高度可扩展的平台。

4.1计算资源池

根据数据中心的实际需求和系统不同平台的需求,可以将各种形式的服务器用作云平台中的计算节点,云平台管理系统可以对其进行调度和管理。云平台中的故障转移和负载平衡技术需要实现大型计算资源池。因此,至少一个管理服务器和两个或多个服务器需要用作平台中的计算节点。该服务器可以使用X86架构刀片,SPARC,IA64等。河南农业大学云平台计算资源池主要由H3C FlexServer 8390系列服务器和现有服务器组成。 FlexServer 8390系列服务器具有很高的可靠性,并且易于维护。云平台使用其中一台服务器进行管理,另一台作为节点。云平台中的结算节点可以“按需”扩展。

4.2云存储资源池

实施IaaS的重要部分是云存储。云计算基础架构服务于多个业务系统或应用程序。云管理平台通过存储虚拟化管理实现存储虚拟化和灵活的容量控制。为了适应业务扩展,可以以SAN或NAS等方式部署存储平台。由于河南农业大学的云平台尚处于建设初期,其运营的业务存储量虽然不大,但是速度却很高。因此,仅采用H3C机架式IP SAN FlexStorage P4500系列。该存储系列具有良好的可伸缩性和灾难恢复。性别。由FlexStorage P4500系列组成的存储组件可在所有情况下实现自动故障转移和故障转移,并针对虚拟化环境进行了优化。

4.3网络资源池

传统的网络架构在云技术环境中进行大规模的虚拟化部署时,面临着诸如规格和性能,虚拟机访问和控制以及流量突发和拥塞等挑战。由于湖南农业大学的云平台处于试运行阶段,因此网络基础设施平台相对简单。每个节点服务器和网络存储设备通过两个H3C 5820V2交换机连接,然后聚合到机房的核心交换机中。山地校园通往广域网的道路。

4.4云管理平台

服务器虚拟化,存储虚拟化和网络虚拟化构成了云计算基础架构的硬件资源池。这些云硬件资源和业务流程的快速部署和维护需要软件平台的实施。云虚拟化内核(CVK),云虚拟化管理器(CVM)和云智能输入(CIC)。

: CVK虚拟化内核和管理代理在基础结构层和上层操作系统之间运行,以协调上层操作系统对底层硬件资源的访问,并减少上层软件对硬件设备和驱动程序的依赖性; CVM:虚拟该管理软件包主要在云平台上实现数据计算,网络和存储硬件资源的软件虚拟化,从而为上层应用程序提供自动化服务。 CIC云业务运营软件包由一系列云基本业务模块组成。通过将基础架构资源(包括计算,存储和网络)及其关联策略整合到虚拟数据中心资源池中,并允许用户按需使用这些资源,从而构建安全的多租户混合云。

5个结论

基于云架构的数字化校园云平台可以在校园部门乃至校园之间全面集成、动态分配硬件和应用资源。基于此,公司将为广大师生提供优质的信息服务和教研实验平台。

目前,在数字校园建设中,云技术还处于起步阶段。尽管有许多技术难题需要解决(如产品与技术兼容、存储冗余备份等),但传统的信息化校园技术建设的弊端和云技术的优势将使云技术得以广泛应用用于教育行业。

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