2015/11/27 15:40:16 数字校园基础设施建设方案

数字校园基础设施的建设关系到学校未来发展的大计,当前对于很多学校已经建成了校园网络及配套的机房设施,初步具备了数字校园建设的基本条件,通过完善主机、存储等配套硬件的建设,将有益于高校数字校园建设项目的顺利发展,并且对日后数字校园系统良好地对外服务发挥着重要的作用。

那么如何才能确保高校数字校园基础设施建设方案的合理有效性呢?下面我们将针对河南财政专科学院数字校园基础设施建设中所要涉及到的网络系统、主机系统、存储系统等提出业界目前主流的两种不同的解决方案进行对比分析,通过对不同方案在系统架构、技术选型、产品选型等方面的优缺点对比分析,从而帮助更多的高校选择适合自己学校校情的整体解决方案。

  数字校园基础设施建设方案应当充分考虑:

1:其功能指标能是否满足校园整体信息化建设的需要(是否适合网络计算、稳定性、安全性等);

2:其基本性能否满足今后若干年的需求(速度、容量等);

3:是否符合标准是否是主流产品或者与其他主流产品兼容产品的:技术支持和服务质量。

4:是否代表新的发展方向。

数字校园基础设施建设方案1:

总体拓扑设计与描述

方案一采用PAN架构的统一计算系统满足数字校园软件系统的部署需求,该系统支持所有的系统及应用从SAN存储进行启动,可以根据需要选配不同配置的计算刀片。该系统全面支持虚拟化功能,可以灵活划分不同的物理机或者虚拟机,所有的计算资源可以任意分配和调度,所有的系统及应用可以基于裸机任意迁移该解决方案不但可以满足数字校园软件系统高密度需求,同时结合选配不同性能的计算服务器并且利用系统集群功能,可以确保系统的计算性能,并且运维管理显得非常灵活、简单。

系统框架示意图:

数字化校园系统框架图

主机系统设计

通过BES系统管理软件自带的功能合理灵活地划分物理服务器、虚拟化服务器来满足需求不同的各软件系统的部署,设计配置两组BES(可分期建设),每组配置6个高性能计算节点其中3个计算节点每节点配置4个2.4GHz6核CPU,另外3个计算节点每节点配置2个2.93GHZ4核CPU,12GB内存。

整个系统采用冗余结构,冗余热插拔组件,无源冗余交换式高速背板,计算刀片、控制单元等关键组件均具备冗余热插拔功能及高可用性,具备无中断现场更换功能,支持灵活的虚拟化功能等。

存储系统设计

配置2套IBM DS4700一企业级光纤存储系统分别作为数字校园数据主存储中心和冗余存储中心,并提供备份与物理级数据容灾.

磁盘阵列系统采用全冗余结构,配置双控制器,4GB 缓存,8个4GB FC主机接口,4.8TB光纤存储裸容量,3年原厂质保。

另外配置一台16口4GB企业级光纤交换机配满多模模块,含相应的软件许可和线缆,年质保,形成SAN存储架构,提供多主机系统的接入,实现存储系统的充分共享。

数据备份系统

数字校园系统的数据是业务应用进行运算的对象,具有可用性、保密性、完整性、可靠性和抗抵赖性等属性,其中的任何一个因素被破坏,都有可能造成数据的破坏,为了防止病毒或者误操作等因素带来数据的逻辑损坏致使业务停顿,设计采用备份软件备份介质的方式实现数字校园数据库系统数据的在线备份,同时对一些关键的应用服务器实现文件级的数据备份,确保数据在受到逻辑损坏的情况下得以恢复还原,最大化地保证数据的安全可靠性

数据中心网络与安全建设

设计增加一台独立的5010多功能万兆级的交换机作为数字校园数据中心平台汇聚交换机,并且通过配置ASA5580万兆级防火墙设备实现对整个硬件支撑平台进行网络基础层安全防护,通过灵活的安全策略设置实现不同的硬件设备间的逻辑隔离、单向访问等功能,防火墙设备配置万兆网络接口上联到校园网核心交换机.

方案二:PC服务器+虚拟化软件

总体拓扑设计与描述

数字校园基础设施建设方案完全采用X86架构的PC服务器满足数字校园中所有软件系统的部署需求,其中采用两台独立的高配服务器作为数据库服务器另外配置两台同等配置的服务器同时结合使用第三方虚拟化软件的使用满足数字校园其它信息平台和业务系统的部署需求。

主机系统设计

采用两台的EP850高性能PC服务器作为数据库服务器,满足“数字校园”中的共享数据库平台高性能数据处理、高稳定、持续、可靠运行等方面的要求。

存储系统设计

配置2套IBM DS4700一企业级光纤存储系统分别作为数字校园数据主存储中心和冗余存储中心,并提供备份与物理级数据容灾.

数据备份系统

数字校园系统的数据是业务应用进行运算的对象,具有可用性、保密性、完整性、可靠性和抗抵赖性等属性,其中的任何一个因素被破坏,都有可能造成数据的破坏,为了防止病毒或者误操作等因素带来数据的逻辑损坏致使业务停顿,设计采用备份软件备份介质的方式实现数字校园数据库系统数据的在线备份,同时对一些关键的应用服务器实现文件级的数据备份,确保数据在受到逻辑损坏的情况下得以恢复还原,最大化地保证数据的安全可靠性。

数字校园基础设计建设方案优缺点:

数字校园基础设计建设方案一优缺点:

优点

Egenera BladeFrame ES是由多计算节点十专业的机箱和背板以及功能模块组成的软硬件一体化虚拟服务器群解决方案,没有任何软件许可限制和虚拟化软件额外费用发生,支持任意分配硬件资源,一体化熄灯式管理,非常方便

Egenera BladeFrame ES可以实现多应用系统动态共享同一计算单元里、内存等硬件资源,既具有小型机的可靠性和性能,又有服务器的低成本和易用性

Egenera BladeFrame ES同时可以支持虚拟机的部署,通过虚拟化实现资源整合,大大减少故障部件,提高系统的可靠性,同时又可以灵活划分独立的物理服务器,从而可以满足诸如身份认证系统、信息门户等对硬件性能要求的软件系统部署需求

Egenera BladeFrame ES对RAC等应用有极大的性能优化

整个系统平台支持灵活的软件系统的迁移,能够简易地实现业务级别容灾

硬件资源利用率高,利用计算刀片的匿名性和应用无关性,可灵活调度可用的计算资源,在选课高峰期,将所有可用资源用于保障性能瓶颈点,在平时空闲期,可将这些计算资源用于别用途如开发、测试等

由于Egenera BladeFrame ES是由多个高性能计算节点专业的机箱以及管理模块组成的一体化解决方案,提供统一的软硬件一体的管理界面,,无需要系统,远程单一的管理界面简单且方便,最大程度地降低了对管理人员专业技术的要求,所以后续运维成本比较低,风险比较小.

缺点

目前Egenera BladeFrame E在证券、银行等大型企业里面已经有了很多的成功案例,但是在国内的高校领域的成功案例不是很多(主要用户群是北京大学、复旦大学、西工大等985高校)

数字校园基础设施建设方案二:

优点:

1:由于PC服务器相对比较廉价,所以在硬件设备采购方面的成本比较低一点,所以高端PC服务器+Vmware虚拟化软件方案在整个投资成本方面有着很大的优势;

2:通过虚拟化软件的应用大大地提高了硬件资源利用率,在部署和系统迁移方面比较灵活.

缺点:

1:数字校园系统中的数据库系统有着高并发处理能力、高稳定性、高安全可靠性等方面的要求,服务器无论是在架构还是在硬件设备制造工艺等方面都不能很好地保证这些要求,通在服务器内部署数据库虚拟机集群方式也最多短期内勉强满足系统高性能处理需求

2:在数据处理能力、运行稳定性、安全可靠性等方面相对相对比较欠缺

3:由于是软件硬件组合方式,所以软硬件都是独立的管理界面分开管理,使得整体运维效率低下,必须要软硬件管理人员多方面的联合调试;

4:虚拟化软件系统在硬件资源捆绑时有着一定的限制,不能很好地保证一些负载比较大的软件系统如`统一身份认证系统等良好地运行和对外服务;

 性价比分析:

数字校园基础设施建设方案一:

方案一采用的Egenera BladeFrame E系统为软硬件一体化虚拟服务器群解决方案,该方案可以在统一的系统中通过选配不同性能的物理计算部件模块分别满足不同软件系统的部署需求,比如可以通过配置24核以上CPU的高性能计算部件模块,高性能集群模式下部署数字校园中数据库、身份认证等有着高并发、高性能处理需求的系统,同时可以通过灵活地划分物理服务器及虚拟服务器的方式满足数字校园中高密度应用系统的部署需求;Egenera BladeFrame E整个系统在数据处理能力、I/0总带宽、可扩展性等方面接近甚至超过小型机系统系统具备内部光纤背板带宽,整个系统支持144个CPU内核及1152G内存的计算能力,依赖于BLADEframe强劲的计算能力和高达2.5GB/S的内部交换体系,更可以使得系统在RAC集群等方面的性能比常规集群方式性能提升50%;通过Egenera BladeFrame E系统配置文件的简单复制和恢复机制,可灵活实现所有服务器的操作系统和应用系统的备份及容灾.

数字校园基础设施建设方案三:

方案三结合使用高配的PC服务器+第三方虚拟化软件来满足数字校园中全部软件系统的部署需求,由于单一的PC服务器上需要部署多个虚拟服务器,所以PC服务器的配置要求相对比较高,设计采用8颗4核2.0GHZ以上CPU,64GB以上内存的服务器配置,建议单一的服务器上的虚拟机数量在16个以内,其中数据库系统、身份认证系统等可以分别部署在多个虚拟机上,结合使用数据库负载均衡组件的使用使得多个数据库虚拟机之间形成高性能集群,这样可以最大程度地保障数字校园系统中关键应用的性能,但是随着其它业务系统虚拟机的不断增加,硬件资源的分配会受到一定的制约,而且第三方虚拟化软件本身也会消耗大量的硬件资源,另外由于PC服务器采用的是普通的架构处理器、普通的或工操作系统和传统的硬件设备制造工艺,所以在高性能处理能力、高稳定性、高安全性等方面相对方案一和方案二还是有着一定的差距,而且大量的软件系统集中部署在一两台独立的硬件服务器上,很大程度上存在着一定的单点故障隐患。

数字校园基础设施建设方案选择

从对以上两种不同的“数字校园基础设施建设解决方案”综合对比分析来看,方案一无论是在性价比方面还是在运维管理方面都有着较大的优势,同时直接支持灵活有效的操作系统及应用系统等方面的备份与恢复功能,而且在证券、银行等大型企业、北京大学等高校里面己经有了很多的成功案例,所以益教教育在数字化校园建设实施的过程中都会建议利用第一种方法。这也是本章数字校园基础建设方案为什么我们选择“软硬件一体化虚拟服务器群”的实战分析。

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