2016/2/23 17:06:31 浙江大学智慧校园建设中的关键问题应对解决方案

本文不再以智慧校园的总体框架及智慧校园的含义为主要的切入点,重点介绍智慧校园在建设中如何与现有业务交融,以及数据云平台交融等方面的关键点的解决方案,方便以后智慧校园的建设。

统一交换与业务融合的校园网络

传统的校园网采用三层(核心、汇聚、接入)架构,由于存在多设备及多路径冗余,使网络存在多环路结构。因此,校园网部署OSPF、VRRP和MSTP等协议,处理多路径冗余十分重要。校园网大量使用VRRP和MSTP协议,加剧了网络结构的复杂性,导致网络运维管理成本不断攀升。

如何使新校区的网络建构能够适应智慧校园的发展,是我们亟待解决一个重大问题。当前,新一代网络技术具备了云计算的“超大规模、超高性能、灵活架构、高可扩展、绿色节能及智能管理”的基本特征和要求。该技术采用统一交换架构,支持多种业务融合。很多数据通信设备制造厂商,纷纷推出这种新技术的产品。如H3C提出的智能弹性架构技术(IRF)将多台网络设备虚拟化成一台设备,并将这些设备看作单一设备进行管理与使用。因此,新校区主干网络采用IRF技术架构。

智能框架智慧校园方案

校园网分成核心交换区、汇聚交换区和接入区。核心交换区位于全校集中统一的数据中心,采用双S12508冗余架构。汇聚交换区按照用户数量分布,位于教学楼宇1-2区、二校区、学生宿舍和教工宿舍等区域,采用S7506E和S7503E冗余架构。S12508与S7506E、S7503E采用万兆单模光缆冗余连接,通过IRF技术分别将这些设备虚拟化成单一设备,消除了VRRP和MSTP协议带来的网络结构复杂性。整体网络支持IPv4/IPv6,核心区设备与汇聚区设备采用OSPF协议互联。

多业务融合与安全的复合云数据中心

多年来,高校网络信息中心机房、图书文献中心机房、高性能计算机房、校园一卡通机房、多媒体视听教学机房、电子监考机房、校园视频监控机房,以及各职能部门服务器机房等,分布在校园各个楼宇。这种多机房并存,一方面加大了服务器与存储系统的数量,以及服务器系统高可用的风险(局部停电、安全漏洞、设备维护缺失等);另一方面加大了人力成本、设备成本及维护成本,同时加大了机房总体耗电量。

因此,新校区数据中心建设中,将上述各种机房与服务器等设施,集中统一部署在同一个较大面积的智能机房内。形成一个统一规划、统一交换、多业务融合,具有云计算特点的高效能数据中心。

多融合网站安全数据

从图看出,双S12508为冗余架构,设置为PE/CE,承担统一交换与多业务融合任务。将各职能部门管理信息系统(MIS)+数据库、Web统一门户、统一身份认证、高校办学智能决策支持系统(ADSS)+知识库、教学资源系统、办学资源系统(含数据库)、办学环境系统(含数据库),以及应急响应等应用,部署在该核心路由交换机的CE接口。两组S7503E为冗余架构,设置为CE,分别连接校园一卡通数据库与应用系统、多媒体视听教学系统、电子监考系统、图书文献资源系统,以及校园视频监控系统。S12508与S7503E采用万兆单模光缆冗余连接,通过IRF技术将这些设备虚拟化成单一设备,简化了网络结构。通过VLAN和MPLSVPN逻辑隔离各种业务,同时在路由交换机设置ACL,保障了数据安全及带宽有效使用。通过S12508的统一交换,实现了多业务融合,使用户能够按照身份权限,高效处理相关业务。S12508采用10GE链路连接IPv4外网路由器SR8802。另部署一台S7503E,配置防火墙FW、应用控制网关ACG板卡,连接纯IPv6服务器;

该路由交换机采用1GE链路连接IPv6外网路由器SR6602。传统数据中心安全、流控、负载均衡部署,采用多设备串联后与核心路由交换机连接。这种部署方式存在单点故障及带宽瓶颈等问题。解决此问题的方法是通过路由交换机插卡方式实现。从图看出,在S12508分别插入防火墙FW、应用控制网关ACG和负载均衡LB等板卡,在校园一卡通数据区的S7503E分别插入防火墙FW和负载均衡LB板卡,在另一组S7503E插入负载均衡LB板卡。这种模块化部署方式、一分多的虚拟化技术、全虚拟化环境下的安全部署,使得网络安全服务部署更为简化,有效消除了传统的安全控制、流量控制及负载均衡等设备串联部署的弊端。

复合云数据中心的绿色节能

新校区集中统一的数据中心机房在科技楼的一楼,占地580m2。分成6个区域,其中4个区域部署机房设备,一个区域为技术人员工作区(含办公室)、一个区域为设备测试与维修区。考虑到机房承重及预留设备扩展区,将UPS电池部署在机房设备区域的地下室(电池与UPS连接电缆符合UPS使用要求)。机房制冷统一部署,在每个设备区域安装精密空调。采用铝合金玻璃隔断,将IT设备机柜封装在玻璃柜中,使机器冷热风区隔离。尽量缩短精密空调的冷风道,将冷风直接送至机器前面板。按照春、夏、秋、冬四个季节,动态调整精密空调的制冷量,使电能使用效率1.5≤PUE<2.0,实现智慧校园的绿色节能目标。


 
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