基金項目：本研究受蘭州商學院2012年度教學研究一般項目資助（項目編號：2012LSJYY12）

【摘 要】現(xiàn)代科學認為物質(zhì)、能量和信息作為客觀世界的3個基本要素，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式。高校各個業(yè)務系統(tǒng)在使用過程中生產(chǎn)了大量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過整合，具有相關性的業(yè)務系統(tǒng)形成了數(shù)據(jù)中心，成為學校的寶貴資產(chǎn)。隨著信息技術發(fā)展，借助云計算技術改造數(shù)據(jù)中心運行方式和運行環(huán)境，以某高校為例，分析對比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心與云數(shù)據(jù)中心效益差別。

【關鍵詞】云計算數(shù)據(jù)中心能耗效益分析

一、前言

學校信息化發(fā)展與企業(yè)類似，同樣遵從諾蘭六階段模型，可以從諾蘭模型進行分析和理解。1947年，諾蘭和吉布森（Nolan，Gibson）提出一個理解信息技術的使用與管理的模型，稱為成長階段模型（Stages of Growth Model）。之后，經(jīng)過實踐進一步驗證和完善，又于1979年將其調(diào)整為六階段論。這個模型試圖幫助管理人員解釋成長階段的含義以及企業(yè)的成長階段對信息技術的意義。

學校在不斷發(fā)展過程中，對信息技術的理解日漸成熟，個別部門開始借助信息化手段來推進業(yè)務工作，取得了很好的效果。經(jīng)過這些部門示范，越來越多的部門從觀望變?yōu)榉e極嘗試，越來越多的信息化應用雨后春筍般開始建立，購買應用軟件、系統(tǒng)軟件、硬件設備等。同時，安排專門人員負責系統(tǒng)管理工作。隨著信息中心的成立，業(yè)務系統(tǒng)又開始逐漸托管到信息中心保存管理。從提供的服務方面劃分，數(shù)據(jù)中心向云計算數(shù)據(jù)中心進階的過程可以劃分為4個階段，托管型、管理服務型、托管管理型和云計算管理型，也就是云數(shù)據(jù)中心。

二、云數(shù)據(jù)中心建設方案

對于云計算而言，提高數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)處理能力，應著重考慮從高端服務器、高密度服務器、海量存儲、高性能計算單元、大容量存儲單元、高速數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡出發(fā)。以良好的擴展性、自動化、多租戶、數(shù)據(jù)移動、空間效率來支持虛擬化。其主要構架構建如下。

1.云計算數(shù)據(jù)中心總體架構

云計算架構由服務和管理兩部分構成。服務方面，包含3個層次：基礎設施即服務IaaS、平臺即服務PaaS、軟件即服務SaaS。管理方面，以云的管理層為主，其功能是確保整個云計算中心安全、穩(wěn)定地運行，并且能夠被有效管理。

2.云計算主機系統(tǒng)架構

云計算核心是計算能力的集中和規(guī)模性突破，云計算中心對外提供的計算類型決定了云計算中心的硬件基礎架構。根據(jù)學校需求，云計算中心通常需要規(guī)?；奶峁┮韵聝煞N類型的計算能力，其服務器系統(tǒng)可采用兩層架構，一是主要處理包括對外的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘等關鍵服務，也包括自身賬戶、計費等核心系統(tǒng)，通常由企業(yè)級大型服務器提供。這一層主要需要高性能的、穩(wěn)定可靠的高端計算，該校選用華為FusionServer RH5885 V3機架服務器。二是面向普通應用的通用型計算，一般采用高密度、低成本的超密度集成服務器，有效降低數(shù)據(jù)中心建設成本。該校選用FusionServer RH2288 V3機架服務器。

3.云計算存儲系統(tǒng)架構

云計算中數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中存儲，數(shù)據(jù)存儲技術有兩種趨勢：一種是基于大量安裝Linux系統(tǒng)的普通PC構成的GFS系統(tǒng)；另外一種是基于塊設備的存儲區(qū)域網(wǎng)絡SAN系統(tǒng)。SAN系統(tǒng)中一種是基于光纖網(wǎng)絡，運行成本高；一種基于以太網(wǎng)，采取iSCSI協(xié)議，運行成本低?？紤]到數(shù)據(jù)中心長遠發(fā)展及數(shù)據(jù)交互的高性能需求，學校采用基于光纖網(wǎng)絡的SAN系統(tǒng)，選用華為S5500T作為存儲設備。

4.云計算網(wǎng)絡體系架構

數(shù)據(jù)中心升級為云數(shù)據(jù)中心后，所有應用的數(shù)據(jù)均從這里進行交互，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構會造成網(wǎng)絡延時，成為一大瓶頸。因此采用低延遲的服務器間雙向帶寬二層扁平網(wǎng)絡。

5.云計算應用平臺架構

學校數(shù)據(jù)中心平臺各個應用系統(tǒng)上線時間不一致，為兼容早期系統(tǒng)、便于以后系統(tǒng)開發(fā)，宜采用開發(fā)與底層硬件和應用基礎設施無關的平臺架構。因此采用面向服務架構SOA的方式。

6.云計算機房結(jié)構

該校機房建成已逾15年，機房動力環(huán)境保障較差。綜合分析，本次機房結(jié)構建設采用集裝箱模塊化機房。

三、效益分析

該校各個應用系統(tǒng)項目建設時絕大多數(shù)都采購了相應的硬件設施，后期統(tǒng)一托管在校園網(wǎng)主控機房。

由于時間跨度大，設備型號復雜，設備性能差異大，進行云計算整合復雜程度太大，且無大的存儲設備及光網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換設備。結(jié)合機房建設考慮，本次采用單品牌一體化云計算建設方案。表一為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房與云數(shù)據(jù)中心機房運行情況對比。

表格1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房與云數(shù)據(jù)中心機房運行情況對比

云數(shù)據(jù)中心充分保障學校業(yè)務可靠性、連續(xù)性，數(shù)據(jù)“零”丟失，業(yè)務不會因硬件故障而停止。信息化資源達到最優(yōu)化利用，業(yè)務系統(tǒng)占用資源一目了然，資源調(diào)度簡單明了，管理成本大幅下降。三校區(qū)數(shù)據(jù)集中備份，簡化了系統(tǒng)運維管理，管理成本下降30%。

參考文獻：

[1]楊揚. 成本與能效優(yōu)化的虛擬云數(shù)據(jù)中心映射算法的研究[D].北京交通大學，2016.

[2]盧興見. 大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心負載優(yōu)化調(diào)度方法研究[D].浙江大學，2014.

[3]敬超. 面向云數(shù)據(jù)中心的高效能調(diào)度及資源管理研究[D].上海交通大學，2014.

[4]黃慶佳. 能耗成本感知的云數(shù)據(jù)中心資源調(diào)度機制研究[D].北京郵電大學，2014.

[5]王藝文. 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)部署和傳輸機制研究[D].北京郵電大學，2014.

作者簡介：

李嵩華（1978—），男，漢族，甘肅人，碩士，講師，研究方向：計算機技術及應用、電子通信技術。