基于云平臺(tái)的智慧校園數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

劉海剛

（靈寶市高級(jí)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(shì)。智慧校園的建設(shè)是以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)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(gè)安全、穩(wěn)定、智能的校園。智慧校園建設(shè)的核心是一個(gè)高校、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心。而建設(shè)一個(gè)安全穩(wěn)定的智慧校園需要一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心來(lái)支持。這個(gè)數(shù)據(jù)中心不僅僅承擔(dān)了整個(gè)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(tái)也被稱為云計(jì)算平臺(tái)，能夠提供計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能。智慧校園的數(shù)據(jù)中心對(duì)于性能和穩(wěn)定性的要求很高，而云平臺(tái)能夠提供數(shù)據(jù)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能?；谠破脚_(tái)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心能夠很好的處理這些問(wèn)題，基于云平臺(tái)設(shè)計(jì)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(tái)設(shè)計(jì)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(chǔ)模塊

云儲(chǔ)存模塊是云平臺(tái)技術(shù)的存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理三大功能之一。本文基于云平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)首先要進(jìn)行設(shè)計(jì)的模塊就是存儲(chǔ)模塊。主要設(shè)計(jì)思路是以分布式文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?yàn)橹腔坌@提高存儲(chǔ)的平臺(tái)。這個(gè)模塊有具體包括三大部分：①服務(wù)管理存儲(chǔ)，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(cuò)機(jī)制設(shè)計(jì)，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(jì)，包含集群性能優(yōu)化和空間利用率優(yōu)化。儲(chǔ)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(jì)不同的存儲(chǔ)架構(gòu)。智慧校園的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)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(jì)架構(gòu)不同用途的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(dòng)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)思路是以軟件定義技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)的負(fù)載均衡。主要設(shè)計(jì)一個(gè)狀態(tài)感知功能和后端業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)管理模塊是各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的基礎(chǔ)，而本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)管理模塊主要是為了針對(duì)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(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，而這些數(shù)據(jù)的來(lái)源多，數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式繁雜。本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析模塊主要是通過(guò)一個(gè)通用的計(jì)算模型來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過(guò)程的操作。數(shù)據(jù)分析模塊是對(duì)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(tái)。這個(gè)模塊的主要設(shè)計(jì)思路是設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算框架，包含數(shù)據(jù)清洗功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析功能設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)清洗功能負(fù)責(zé)對(duì)于各種來(lái)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(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算，然后輸出正確的分析結(jié)果。這樣的設(shè)計(jì)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(tái)設(shè)計(jì)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(chǔ)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(chǔ)和云計(jì)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(gè)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(dòng)態(tài)調(diào)整?？梢哉f(shuō)，虛擬化資源層是把服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)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(shí)也能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)的云服務(wù)統(tǒng)一管理層采用的是華為的云管理平臺(tái)。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(zhǎng)期共存、私有云和公有云長(zhǎng)期共存的云服務(wù)背景需要一個(gè)開放的云管理平臺(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度與管理的自動(dòng)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(duì)目前云平臺(tái)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(jì)。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(chǔ)、計(jì)算和輸出等功能的支持。智慧校園的數(shù)據(jù)中心對(duì)于性能和穩(wěn)定性的要求很高，而基于云平臺(tái)設(shè)計(jì)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(lái)一定會(huì)有越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心會(huì)在云平臺(tái)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

結(jié) 語(yǔ)

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(lái)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(chǔ)，輸送和處理。所以本文設(shè)計(jì)了云存儲(chǔ)模塊，網(wǎng)絡(luò)管理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)這三種功能，滿足數(shù)據(jù)中心的基本需要。同時(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)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(jí)需要。