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摘 要：对云计算技术进行了研究，以武警警官学院数字校园建设为切入点，提出了将云计算应用于数字校园的构建计划，并以云存储技术为支撑提出了策略。
关键词：数字校园；云计算；云存储
目前，随着计算机技术的发展，数字化校园建设已经成为高校核心竞争力的显著标志。大部分高校已经投入巨资开始了数字化校园的建设，并建成了以高速运行的校园网络为基础的各种信息和应用系统，高校教育信息化建设也经历了从以硬件基础设施建设和系统建设为主的阶段，并逐渐过渡到各应用系统整合，优化结构配置，提供更灵活服务的阶段。
1 云计算概述
云计算是由规模经济拖动，为互联网上的外部用户供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体[1]。
云计算其主要特点如下[2]：
（1）规模超大。云计算是一种分布式计算模式，并且是有规模经济驱动的计算模式，因此，通常情况下，“云”具有相当的规模，只有如此才能实现云计算的各种优势，尤其是服务的能力和对应的规模经济。
（2）虚拟化技术。云计算为用户所提供的不同类型不同层次的服务是借助于虚拟化技术实现的，对各功能的抽象封装是其实现的关键。普通用户可以随时随地获取服务商所提供的应用或者服务，而根本不用知道具体的服务器在何处、具体的实现细节是怎样的。
（3）高可靠性。为保证应用与服务的质量，可靠性是必不可少的，这一点通常借助于商用服务器机群，并使用数据多副本容错、计算结点同构等方法来保证。
2 数字校园云平台的设计
2.1 设计目标
武警警官学院数字化校园的以刀片服务器和SAN 存储连接方式为基础，采用传统的网络和规划设计思路，每个刀片运行单一核心应用，通过多个刀片来实现多个应用的部署方式，主要运行教务系统、统一身份认证、统一信息门户平台、人力资源管理系统、学工管理系统及协同办公系统等。随着项目建设计划，云计算技术热点的出现及其给数据中心带来的巨大优势、与资源灵活应用与整合的特点日益明显，越来越多的数据中心都在向云计算方向改造和发展，我们在项目规划和建设阶段中，充分调研并通过对现有应用分析与统计的基础上，也提出了向云计算平台发展的总体建设思路。
2.2 云平台的构建
2.2.1 云计算平台核心组成
云计算服务器系统云（核心应用系统）：是云计算平台中主要运行虚拟机及应用的核心计算资源的组成，它是刀片服务器组成，形成统一的资源池，包括cpu、内存、网络资源池，配合存储云系统部分的存储池，构成一个统一的可分配置的资源池，规划中的核心十几个应用及未来的应用都会从资源池中获得资源分配并运行在其上，通过其高级的功能资源平衡调度、虚拟机高可用性、虚拟机的在线迁移、电源节省等可以更有效地、灵活地分配和调整应用的资源，实现高效、可靠、稳定、灵活、快速、方便、易扩展等的特点[3]。
云计算存储云：是云计算平台中主要应用数据和虚拟机存储池统称，是实现服务器云的核心数据支撑系统，在二期规划中，存储云从功能上来分主要被分为两大部分，一部分用于云计算平台的存储池（虚拟机映像区、应用程序数据区、应用模板区），另一部分用于外部数据库系统的数据存储（共享数据库系统，RAC 配置）。
云计算平台管理中心：实现对整个云计算平台的管理，主要完成数据中心、网络、虚拟主机及集群管理、计算资源管理、虚拟机分配、资源调度、高可用性集群管理、虚拟机在线迁移、虚拟主机维护、存储池管理、电源管理等高级特性，云计算平台功能核心管理中心同时还包括用户自主服务门户系统，完成不同用户的资源使用监控、统计、报表与云资源申请等功能，建议采用机架式服务器作为平台管理服务器。
2.2.2 负载均衡器子系统
由两个专门的硬件负载均衡器构成应用的负载均衡配置，结合云计算平台监测脚本可以实现应用负载的自动启动/停止扩展应用节点功能，充分满足不同负载下资源的合理分配，同时又满足SLA应用服务质量QoS的需求。
2.2.3 VPN服务器子系统
由专门的VPN服务器设备构成，同时Red Hat云计算软件支持与其无缝连接，同步云计算台中用户身份信息与VPN服务器用户身份信息，主要实现校园网外用户对云计算和应用的访问。
2.3 云平台物理架构
根据不同的业务需求划分了若干个功能区，另构建了服务器云与存储云，并以此为基础构建了虚拟化业务应用集群。而数据备份则使用磁带机进行定时备份，在业务负载分担方面采用了F5硬件设备来完成，同时还使用了防火墙、VPN、IDS、IPS 及审计设备保证整个数据中心的信息安全。图1给出了云平台的物理部署图。
云计算管理平台提供所有的管理功能，包括用户管理接口工具C3M和云计算平台管理RHEV-M，云计算平运行系统软件的管理Ret Hat Network Satellite Server和应用服务器监控管理JBoss ON。云计算运维中心系统管理员也可以通过C3M管理工具通过WEB方式访问云计算平台。除了可以进行普通用可以进行的特征操作外，同时包括：对云计算平台中所有用户的管理、对云计算平台中所有硬件资源的管理和分配、查看所有用户对资源的使用情况，并结合未来的帐单系统实现对用户的云计算资源的收费统计、云计算平台网络管理，如IP地址的分配与划分、功能服务器模板管理。
3 云存储技术
存储云位于云计算中心的最底层，属于云计算中心的子系统，主要提供整个云计算平台的数据存储及处理，由通用的SAN存储设备构成。存储云支持FCP、GFS/NFS、iSCSI等方式连接到服务器云计算子系统，提供灵活的可扩展的存储空间，由于采用开放标准协议方式连接，具有无线可扩展性，支持按需在线增加存储设备，按需在线增加到存储云子系统，方便于未来云计算平台的容量扩展。在云计算平台中，可以把整个存储云子系统当作一个存储子系统加入到一个云计算数据中心。
整个存储云是为云计算平台提供数据可靠性服务的，所以其合理性划分及可靠性至关重要，所以在存储云的划分上可以采用多种措施实现其可靠性要求。首先是磁盘的划分，可以采用性能最好的RAID5+1的方式进行划分，保证其中任意一块磁盘的损坏都不会影响整个平台的运行及数据丢失，同时RAID5又保证数据在读写的时候以并行方式进行存取，从而保证最高性能。其次是链路备分，最可靠的方法是采用双链路方式进行连接，配备两个光纤存储交换机，通过服务器的两块HBA卡分别连接不同的交换机，同时通过Red Hat Enterprise Linux Server系统设置MultiPath多路径方式，每个链路的失效，也不会中断通讯，从而保证了存储及数据的可靠性。
在云计算平台中，存储云的加入是由云平台维护系统管理员进行的，完成对云计算平台中的数据中心划分后，通过Red Hat公司云计算管理平台就可以加入存储云子系统到云计算平台中，选择标准的连接协议后，Red Hat云计算平台会自动地发现存储，系统管理员选择自己需要的存储区域（已完成基本分区及文件系统的划分与格式化），加入到数据中心就变成云计算平台可用的存储云系统。
总之，随着教育信息化的逐步发展、国家政策的推进，数字校园的建设将越来越有助于提升学校的科研、管理和生活等各个方面，云计算在计算和存储方面的优势将充分应用到高校的数字校园建设中。
[参考文献]
[1]许佳.浅谈高校数字化校园建设[J].科技广场，2010（04）.
[2]叶小波.云技术与数字化校园建设[J].信息与电脑（理论版）， 2011（05）.
[3]朱光磊.云存储技术的发展应用趋势探析[J].电脑知识与技术，2011（11）.
关键词：数字校园；云计算；云存储
目前，随着计算机技术的发展，数字化校园建设已经成为高校核心竞争力的显著标志。大部分高校已经投入巨资开始了数字化校园的建设，并建成了以高速运行的校园网络为基础的各种信息和应用系统，高校教育信息化建设也经历了从以硬件基础设施建设和系统建设为主的阶段，并逐渐过渡到各应用系统整合，优化结构配置，提供更灵活服务的阶段。
1 云计算概述
云计算是由规模经济拖动，为互联网上的外部用户供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体[1]。
云计算其主要特点如下[2]：
（1）规模超大。云计算是一种分布式计算模式，并且是有规模经济驱动的计算模式，因此，通常情况下，“云”具有相当的规模，只有如此才能实现云计算的各种优势，尤其是服务的能力和对应的规模经济。
（2）虚拟化技术。云计算为用户所提供的不同类型不同层次的服务是借助于虚拟化技术实现的，对各功能的抽象封装是其实现的关键。普通用户可以随时随地获取服务商所提供的应用或者服务，而根本不用知道具体的服务器在何处、具体的实现细节是怎样的。
（3）高可靠性。为保证应用与服务的质量，可靠性是必不可少的，这一点通常借助于商用服务器机群，并使用数据多副本容错、计算结点同构等方法来保证。
2 数字校园云平台的设计
2.1 设计目标
武警警官学院数字化校园的以刀片服务器和SAN 存储连接方式为基础，采用传统的网络和规划设计思路，每个刀片运行单一核心应用，通过多个刀片来实现多个应用的部署方式，主要运行教务系统、统一身份认证、统一信息门户平台、人力资源管理系统、学工管理系统及协同办公系统等。随着项目建设计划，云计算技术热点的出现及其给数据中心带来的巨大优势、与资源灵活应用与整合的特点日益明显，越来越多的数据中心都在向云计算方向改造和发展，我们在项目规划和建设阶段中，充分调研并通过对现有应用分析与统计的基础上，也提出了向云计算平台发展的总体建设思路。
2.2 云平台的构建
2.2.1 云计算平台核心组成
云计算服务器系统云（核心应用系统）：是云计算平台中主要运行虚拟机及应用的核心计算资源的组成，它是刀片服务器组成，形成统一的资源池，包括cpu、内存、网络资源池，配合存储云系统部分的存储池，构成一个统一的可分配置的资源池，规划中的核心十几个应用及未来的应用都会从资源池中获得资源分配并运行在其上，通过其高级的功能资源平衡调度、虚拟机高可用性、虚拟机的在线迁移、电源节省等可以更有效地、灵活地分配和调整应用的资源，实现高效、可靠、稳定、灵活、快速、方便、易扩展等的特点[3]。
云计算存储云：是云计算平台中主要应用数据和虚拟机存储池统称，是实现服务器云的核心数据支撑系统，在二期规划中，存储云从功能上来分主要被分为两大部分，一部分用于云计算平台的存储池（虚拟机映像区、应用程序数据区、应用模板区），另一部分用于外部数据库系统的数据存储（共享数据库系统，RAC 配置）。
云计算平台管理中心：实现对整个云计算平台的管理，主要完成数据中心、网络、虚拟主机及集群管理、计算资源管理、虚拟机分配、资源调度、高可用性集群管理、虚拟机在线迁移、虚拟主机维护、存储池管理、电源管理等高级特性，云计算平台功能核心管理中心同时还包括用户自主服务门户系统，完成不同用户的资源使用监控、统计、报表与云资源申请等功能，建议采用机架式服务器作为平台管理服务器。
2.2.2 负载均衡器子系统
由两个专门的硬件负载均衡器构成应用的负载均衡配置，结合云计算平台监测脚本可以实现应用负载的自动启动/停止扩展应用节点功能，充分满足不同负载下资源的合理分配，同时又满足SLA应用服务质量QoS的需求。
2.2.3 VPN服务器子系统
由专门的VPN服务器设备构成，同时Red Hat云计算软件支持与其无缝连接，同步云计算台中用户身份信息与VPN服务器用户身份信息，主要实现校园网外用户对云计算和应用的访问。
2.3 云平台物理架构
根据不同的业务需求划分了若干个功能区，另构建了服务器云与存储云，并以此为基础构建了虚拟化业务应用集群。而数据备份则使用磁带机进行定时备份，在业务负载分担方面采用了F5硬件设备来完成，同时还使用了防火墙、VPN、IDS、IPS 及审计设备保证整个数据中心的信息安全。图1给出了云平台的物理部署图。
云计算管理平台提供所有的管理功能，包括用户管理接口工具C3M和云计算平台管理RHEV-M，云计算平运行系统软件的管理Ret Hat Network Satellite Server和应用服务器监控管理JBoss ON。云计算运维中心系统管理员也可以通过C3M管理工具通过WEB方式访问云计算平台。除了可以进行普通用可以进行的特征操作外，同时包括：对云计算平台中所有用户的管理、对云计算平台中所有硬件资源的管理和分配、查看所有用户对资源的使用情况，并结合未来的帐单系统实现对用户的云计算资源的收费统计、云计算平台网络管理，如IP地址的分配与划分、功能服务器模板管理。
3 云存储技术
存储云位于云计算中心的最底层，属于云计算中心的子系统，主要提供整个云计算平台的数据存储及处理，由通用的SAN存储设备构成。存储云支持FCP、GFS/NFS、iSCSI等方式连接到服务器云计算子系统，提供灵活的可扩展的存储空间，由于采用开放标准协议方式连接，具有无线可扩展性，支持按需在线增加存储设备，按需在线增加到存储云子系统，方便于未来云计算平台的容量扩展。在云计算平台中，可以把整个存储云子系统当作一个存储子系统加入到一个云计算数据中心。
整个存储云是为云计算平台提供数据可靠性服务的，所以其合理性划分及可靠性至关重要，所以在存储云的划分上可以采用多种措施实现其可靠性要求。首先是磁盘的划分，可以采用性能最好的RAID5+1的方式进行划分，保证其中任意一块磁盘的损坏都不会影响整个平台的运行及数据丢失，同时RAID5又保证数据在读写的时候以并行方式进行存取，从而保证最高性能。其次是链路备分，最可靠的方法是采用双链路方式进行连接，配备两个光纤存储交换机，通过服务器的两块HBA卡分别连接不同的交换机，同时通过Red Hat Enterprise Linux Server系统设置MultiPath多路径方式，每个链路的失效，也不会中断通讯，从而保证了存储及数据的可靠性。
在云计算平台中，存储云的加入是由云平台维护系统管理员进行的，完成对云计算平台中的数据中心划分后，通过Red Hat公司云计算管理平台就可以加入存储云子系统到云计算平台中，选择标准的连接协议后，Red Hat云计算平台会自动地发现存储，系统管理员选择自己需要的存储区域（已完成基本分区及文件系统的划分与格式化），加入到数据中心就变成云计算平台可用的存储云系统。
总之，随着教育信息化的逐步发展、国家政策的推进，数字校园的建设将越来越有助于提升学校的科研、管理和生活等各个方面，云计算在计算和存储方面的优势将充分应用到高校的数字校园建设中。
[参考文献]
[1]许佳.浅谈高校数字化校园建设[J].科技广场，2010（04）.
[2]叶小波.云技术与数字化校园建设[J].信息与电脑（理论版）， 2011（05）.
[3]朱光磊.云存储技术的发展应用趋势探析[J].电脑知识与技术，2011（11）.