【導(dǎo)讀】云實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案。南昌大學(xué)軟件學(xué)院

　　

【正文】 口 3 則專用于云實(shí)驗(yàn)室與 Inter 進(jìn)行連接。此外，圖中相同顏色的端口需要分配相同的 VLAN 號(hào)（如果需要?jiǎng)澐?VLAN 的話）。 3) 交換機(jī)級(jí)聯(lián)方式 云實(shí)驗(yàn)室中所有交換機(jī)的級(jí)聯(lián)方式如下圖所示： 1 1 1 34 1 0 1 2 1 4 1 62 3 2 5 2 7 2 9 3 12 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 23 7 3 9 4 1 4 33 6 4 0 4 2 4 4 4 6核 心 交 換 機(jī)1 54 81防 火 墻( 可 選 )20335 7869 1 73 8虛 擬 機(jī)上 網(wǎng) 專 用1云 實(shí) 驗(yàn) 室上 網(wǎng) 專 用21 8 2 01 9 2 1 4 53 53 43 3 4 7匯 聚 交 換 上 行 0 / 管 理 服 務(wù)器 網(wǎng) 口 0 和 遠(yuǎn) 程 管 理 口匯 聚 交 換 上 行 1 / 管 理服 務(wù) 器 網(wǎng) 口 1匯 聚 交 換 上 行 2 云實(shí)驗(yàn)室中每個(gè)機(jī)柜內(nèi)的匯聚交換機(jī)均有三個(gè)端口上行連接到核心交換機(jī)，管理服務(wù)器的 4 個(gè)網(wǎng)口也直接連接在核心交換機(jī)上。 如果云實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)配置了硬件防火墻的話，則核心交換機(jī)有兩個(gè)端口直接連接到防火墻的端口 0 和端口 3，分別專用于虛擬機(jī)和云實(shí)驗(yàn)室與 Inter 進(jìn)行連接。如果未配置硬件防火墻，則這兩個(gè)端口直接連接到上行交換機(jī)的對(duì)應(yīng)端口即可。 如果需要?jiǎng)澐?VLAN，則上圖中相同顏色的端口需要分配相同的 VLAN 號(hào)，且必須與“機(jī)柜內(nèi)連接方式”部分中匯聚交換機(jī)連接圖中具有 相同顏色的端口的VLAN 號(hào)相同。 第 25 頁(yè) 帶寬設(shè)計(jì) 云實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中，每個(gè)機(jī)柜內(nèi)所有服務(wù)器均通過(guò)全千兆匯聚交換機(jī)連接在一起，網(wǎng)絡(luò)連接速度為 1000Mbps。 不同機(jī)柜之間的匯聚交換機(jī)的均通過(guò)全千兆核心交換機(jī)級(jí)聯(lián)在一起，網(wǎng)絡(luò)連接速度為 1000Mbps。 管理服務(wù)器的所有千兆網(wǎng)口均連接在核心交換機(jī)上，網(wǎng)絡(luò)連接速度為1000Mbps。 IP 規(guī)劃設(shè)計(jì) 云實(shí)驗(yàn)室的 IP 規(guī)劃 遵循唯一性、簡(jiǎn)單性、連續(xù)性、可擴(kuò)展性、靈活性的原則。以下以支持 2021 個(gè)節(jié)點(diǎn)的云實(shí)驗(yàn)室為例，來(lái)進(jìn)行 IP 地址的規(guī)劃設(shè)計(jì)， 具體如下： (1) 該 IP 地址段用來(lái)分配給云實(shí)驗(yàn)機(jī)（虛擬機(jī)），所有的虛擬機(jī)均從該 IP 地址段獲得 IP 地址。 該 IP 地址段共支持 2032 個(gè) IP 地址，具體范圍如下： ? – ? – ? – ? – ? – ? – ? – ? – 第 26 頁(yè) (2) 該 IP 地址段用來(lái)分配給云實(shí)驗(yàn)室的所有云計(jì)算服務(wù)器和管理服務(wù)器。所有的服務(wù)器均從該 IP 地字段獲得 IP 地址。 該 IP 地址段共支持 254 個(gè) IP 地址，具體范圍如下： ? – (3) 管理服務(wù)器 IP 設(shè)計(jì) 管理服務(wù)器 4 個(gè)千兆網(wǎng)口的 IP 設(shè)置如下： A. 網(wǎng)口 0（ Eth0） 管理服務(wù)器的第一個(gè)網(wǎng)口，設(shè)置 IP 地址為 ，用于管理云實(shí)驗(yàn)室中其他的服務(wù)器。 B. 網(wǎng)口 1（ Eth1） 管理服務(wù)器的第二個(gè)網(wǎng)口，設(shè)置 IP 地址為 ，用于管理和監(jiān)控云實(shí)驗(yàn)室中的所有虛擬機(jī)。 C. 網(wǎng)口 2（ Eth2） 管理服務(wù)器的第三個(gè)網(wǎng)口，設(shè)置 IP 地址為可通過(guò)校園網(wǎng)訪問(wèn)的合法 IP，用于云實(shí)驗(yàn)室中的所有虛擬機(jī)與 Inter 進(jìn)行連接。 D. 網(wǎng)口 3（ Eth3） 管理服務(wù)器的第四個(gè)網(wǎng)口，設(shè)置 IP 地址為可通過(guò)校園網(wǎng)訪問(wèn)的合法 IP，用于云實(shí)驗(yàn)室與 Inter 進(jìn)行連接。 安全設(shè)計(jì) 云實(shí)驗(yàn)室采用數(shù)據(jù)中心集中式部署架構(gòu)，通過(guò)虛擬化技術(shù)，將所有的數(shù)據(jù)都存放在云實(shí)驗(yàn)室中保存，大大提高了系統(tǒng)整體的安全性和可靠性。 用戶訪問(wèn)的安全性 ：在云實(shí)驗(yàn)室中，只有通過(guò)認(rèn)證的管理員老師才可以完全第 27 頁(yè) 操作云實(shí)驗(yàn)機(jī)，學(xué)生只能控制云實(shí)驗(yàn)機(jī)的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)和遠(yuǎn)程連接，杜絕非授權(quán)用戶進(jìn)行非常規(guī)操作帶來(lái)的安全漏洞。 傳輸協(xié)議的安全性 ：用戶操作訪問(wèn)虛擬桌面或虛擬應(yīng)用時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程顯示協(xié)議建立用戶會(huì)話， 采用了開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)安全協(xié)議和公用密鑰架構(gòu)來(lái)確保安全 。僅傳輸應(yīng)用客戶端的圖像變化和鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等的操作數(shù)據(jù)，本身并不直接傳輸應(yīng)用的數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)在終端駐留泄露的可能性。 策略化的控制 ：系統(tǒng)提供集中的、細(xì)粒度的策略控制用戶的授權(quán)訪問(wèn)，針對(duì)用戶、網(wǎng)絡(luò)位置、終端環(huán)境、物理主機(jī)等屬性決定用戶是否能夠獲得應(yīng)用的訪問(wèn)。系統(tǒng)允許訪問(wèn)者進(jìn)行有限制的訪問(wèn)，而不能隨意的更改、拷貝信息，更不能將信息帶走。 物理網(wǎng)絡(luò)的安全性 ：云實(shí)驗(yàn)室和校園網(wǎng)之間設(shè)置了硬件防火墻，用來(lái)屏蔽從校園網(wǎng)過(guò)來(lái)的安全威脅，最大程度地減少外部不安全因素對(duì)云實(shí)驗(yàn)室的影響。在云實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，針對(duì)不同的用戶，設(shè)計(jì)了不同的 IP 地址段，并劃分了相應(yīng)的 VLAN，做到專網(wǎng)專用，能夠有效防止不同網(wǎng)絡(luò)之間的交叉安全威脅。 方案詳情 云實(shí)驗(yàn)室方案的詳細(xì)軟硬件如下表： 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 參數(shù) 1 交換機(jī) 1. 固定端口： 48 個(gè) 10/100/1000BASET 自協(xié)商的以太網(wǎng)端口； 1 個(gè) Console 端口 2. 可選端口： 4 個(gè) 1000Base SFP 接口 3. 背板帶寬： ≥240Gbps 4. 包轉(zhuǎn)發(fā)率： ≥78Mpps 5. VLAN：支持基于端口的 VLAN（ 4K 個(gè)） 6. QOS：支持 IEEE 支持優(yōu)先級(jí)映射 支持端口信任模式 持端口信任模式 支持端口隊(duì)列調(diào)度（ SP/WRR/SP+WRR） 7. 組播管理：支持 IGMP Snoopingv1/v2/v MLD 第 28 頁(yè) Snooping 支持組播 VLAN 8. 網(wǎng)絡(luò)管理：支持 XModem/FTP/TFTP 加載升級(jí) 支持命令行接口（ CLI）， Tel， Console 口進(jìn)行配置 支持 SNMP， WEB 網(wǎng)管 支持 RMON（ Remote Monitoring） 支持 iMC 智能管理中心 支持系統(tǒng)日志，分級(jí)告警，調(diào)試信息輸出 支持 HGMPv2 支持 Modem 遠(yuǎn)端撥號(hào) 支持 NTP 支持 Ping， Tracert 支持 Tel 遠(yuǎn)程維護(hù) 支持 VCT（ Virtual Cable Test）電纜檢測(cè)功能 支持 Loopbackdetection 端口環(huán)回檢測(cè) 9. 安全管理：支持用戶分級(jí)管理和口令保護(hù)支持Radius 認(rèn)證 支持 SSH 支持 ，集中式 MAC 地址認(rèn)證 支持 Guest VLAN 支持端口隔離 支持端口安全 支持 MAC 地址學(xué)習(xí)數(shù)目限制 支持 IP 源地址保護(hù) 支持 ARP 入侵檢測(cè)功能 支持 IP+MAC+端口的綁定 10. 支持 EAD 支持 Triple 認(rèn)證 第 29 頁(yè) 2 云計(jì)算服務(wù) 器 整體要求： 要求提供 2 路 2U 高度的機(jī)架服務(wù)器，且預(yù)裝了經(jīng)過(guò)測(cè)試優(yōu)化過(guò)的主流虛擬化軟件，已自帶虛擬化 License 授權(quán)。 單臺(tái)控制： 1. 外觀： 2U 機(jī)架式 2. CPU： 2 顆 Intel Xeon E52600 V2 多核處理器 ，每顆 處理器核數(shù) ≥6 核 3. 芯片組： Intel C600 以上 4. 內(nèi)存： 96GB DDR3，最大可達(dá) 768GB； Advanced ECC, 支持在線備援內(nèi)存，內(nèi)存鏡像 5. 面板：支持服務(wù)器部件（如風(fēng)扇、內(nèi)存等）狀態(tài)顯示 6. 磁盤(pán)陣列控制器： 提供硬件 RAID 卡，配置 1GB非易失性陣列緩存，支持 RAID0/1/5/10/50 7. 4 個(gè)千兆以太網(wǎng)接口，支持網(wǎng)絡(luò)冗余，負(fù)載均衡 8. 硬盤(pán)： 10 塊 600GB 15K SAS； 硬盤(pán)托架支持狀態(tài)顯示，防止讀寫(xiě)數(shù)據(jù)中拔出硬盤(pán) 9. 遠(yuǎn)程管理卡：獨(dú)立的遠(yuǎn)程管理控制端口，可選高級(jí)管理功能 。能獨(dú)立于操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制及管理 10. 電源：提供模塊化冗余電源，單電源功率 ≥750W 11. 售后服務(wù)：三年現(xiàn)場(chǎng)， 7*24，當(dāng)天 4 小時(shí)到場(chǎng)免費(fèi)服務(wù) 虛擬化管理： 提供基于 B/S 架構(gòu)的 WEB管理平臺(tái)統(tǒng)一管理； 支持主機(jī)維護(hù)模式，將需要停機(jī)的物理主機(jī)上運(yùn)行的所有虛擬機(jī)遷移至另外的物理主機(jī)中，然后關(guān)閉待修復(fù)的主機(jī)，確保計(jì)劃內(nèi)停機(jī)不會(huì)導(dǎo)致任何的業(yè)務(wù)中斷； 支持虛擬機(jī)的在線遷移功能； 支持將虛擬機(jī)轉(zhuǎn)換、克隆為模板，通過(guò)虛擬機(jī)模板可以創(chuàng)建虛擬機(jī)；支持對(duì)虛擬機(jī)模板的查看、發(fā)布及管理； 第 30 頁(yè) 支持在線存儲(chǔ)遷移功能，無(wú)需中斷或停機(jī)即可將正在運(yùn)行的虛擬機(jī)從一個(gè)存儲(chǔ)位置實(shí)時(shí)遷移到另一個(gè)存儲(chǔ)位置； 支持虛擬機(jī)備份功能；支持手工備份和定時(shí)自動(dòng)備份的功能； 支持虛擬機(jī)使用物理主機(jī)上的串口；虛擬化管理系統(tǒng)支持虛擬機(jī)的 HA 功能；虛擬化管理系統(tǒng)支持動(dòng)態(tài)資源調(diào)度。 虛擬機(jī)管理： 虛擬機(jī)的虛擬網(wǎng)卡支持劃分 VLAN； 通過(guò)虛擬交換機(jī)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行二層 VLAN隔離來(lái)提升虛擬機(jī)的安全性 ； 支持虛擬機(jī) IP 和虛擬網(wǎng)卡綁定，以防止地址篡改導(dǎo)致的審計(jì)問(wèn)題。 總量控制： CPU 總核數(shù)≥ 96 個(gè)，內(nèi)存總?cè)萘俊?768GB，硬盤(pán)總?cè)萘俊?48T。（ 200 個(gè)點(diǎn)） CPU 總核數(shù)≥ 144 個(gè)，內(nèi)存總?cè)萘俊?1152GB，硬盤(pán)總?cè)萘俊?72T。（ 300 個(gè)點(diǎn)） 3 云管理服務(wù) 器 1. 外觀： 1U 機(jī)架式 2. CPU： 1 顆 Intel Xeon E52403 V2 多核處理器 3. 芯片組： Intel C600 以上 4. 內(nèi)存： 16GB DDR3，最大可達(dá) 384GB； Advanced ECC, 支持在線備援內(nèi)存，內(nèi)存鏡像 5. 面板：支持服務(wù)器部件（如風(fēng)扇、內(nèi)存等）狀態(tài)顯示 6. 磁盤(pán)陣列控制器： 提供硬件 RAID 卡，配置512MB 非 易 失 性 陣 列 緩 存 ， 支 持RAID0/1/5/10/50 7. 4 個(gè)千兆以太網(wǎng)接口，支持網(wǎng)絡(luò)冗余，負(fù)載均衡 8. 硬盤(pán)： ≥3 塊 600GB 15K SAS； 硬盤(pán)托架支持狀態(tài)顯示，防止讀寫(xiě)數(shù)據(jù)中拔出硬盤(pán) 9. 遠(yuǎn)程管理卡：獨(dú)立的遠(yuǎn)程管理控 制端口，可選高級(jí)管理功能 。能獨(dú)立于操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)第 31 頁(yè) 器的遠(yuǎn)程控制及管理 10. 電源：提供模塊化冗余電源，單電源功率 ≥550W 11. 售后服務(wù)：三年現(xiàn)場(chǎng)， 7*24，當(dāng)天 4 小時(shí)到場(chǎng)免費(fèi)服務(wù) 虛擬化管理： 提供基于 B/S 架構(gòu)的 WEB管理平臺(tái)統(tǒng)一管理； 支持主機(jī)維護(hù)模式，將需要停機(jī)的物理主機(jī)上運(yùn)行的所有虛擬機(jī)遷移至另外的物理主機(jī)中，然后關(guān)閉待修復(fù)的主機(jī)，確保計(jì)劃內(nèi)停機(jī)不會(huì)導(dǎo)致任何的業(yè)務(wù)中斷； 支持虛擬機(jī)的在線遷移功能； 支持將虛擬機(jī)轉(zhuǎn)換、克隆為模板，通過(guò)虛擬機(jī)模板可以創(chuàng)建虛擬機(jī)；支持對(duì)虛擬機(jī)模板的查看、發(fā)布及管理； 支持在線存儲(chǔ)遷移功能，無(wú)需中斷或停機(jī)即可將正在運(yùn)行的虛擬機(jī)從一個(gè)存儲(chǔ)位置實(shí)時(shí)遷移到另一個(gè)存儲(chǔ)位置； 支持虛擬機(jī)備份功能；支持手工備份和定時(shí)自動(dòng)備份的功能； 支持虛擬機(jī)使用物理主機(jī)上的串口；虛擬化管理系統(tǒng)支持虛擬機(jī)的 HA 功能；虛擬化管理系統(tǒng)支持動(dòng)態(tài)資源調(diào)度； 虛擬機(jī)管理： 虛擬機(jī)的虛擬網(wǎng)卡支持劃分 VLAN； 通過(guò)虛擬交換機(jī)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行二層 VLAN隔離來(lái)提升虛擬機(jī)的安全性 ； 支持虛擬機(jī) IP 和虛擬網(wǎng)卡綁定，以防止地址篡改導(dǎo)致的審計(jì)問(wèn)題。 4 防火墻 1. 企業(yè)級(jí)防火墻、無(wú)用戶數(shù)限制 2. 網(wǎng)絡(luò)端口： 4 個(gè) GE光電互斥接口 ； 2 個(gè)擴(kuò)展插槽 3. 管理： 支持 Web 和命令行 方式 4. 入侵檢測(cè)： DoS， DDoS 5. 安全標(biāo)準(zhǔn)： FCC， CE 6. 其他性能： 2 個(gè) USB口 ,2GE 光電混合接口模塊 7. VPN 支持： 支持 第 32 頁(yè) 控制端口： 1 個(gè) Console 口 5 無(wú)線 AP 1. 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)： IEEE ， IEEE 2. 頻率范圍：雙頻（ ， 5G） 3. 網(wǎng)絡(luò)接口： 10/100/1000Mbps LAN 口 4. MIMO： 3 X 3 5. 天線增益： 4dBi 6 機(jī)柜 1. 類型：網(wǎng)絡(luò)型機(jī)柜 2. 容量： 37U 3. 標(biāo)準(zhǔn)： 19國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 4. 門(mén)及門(mén)鎖：有門(mén)鎖 5. 材料及工藝：鋼化玻璃前門(mén)和金屬后門(mén) 附加功能：側(cè)板 速裝卸側(cè)板，底座 四重載輪和四調(diào)節(jié)腳，側(cè)通風(fēng)頂蓋 7 云實(shí)驗(yàn)室管理 系統(tǒng) 一、 系統(tǒng)架構(gòu) 1. 系統(tǒng)非 OEM 或貼牌產(chǎn)品，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)； 2. 云管理平臺(tái)采用裸金屬架構(gòu)； 3. 云管理平臺(tái)支持全虛擬化和半虛擬化； 4. 云管理平臺(tái)支持 KVM/XEN，可維護(hù)性好，能夠隨著 Linux版本的升級(jí)而升級(jí)。 二、 虛擬化管理 1. 支持虛擬機(jī)之間的隔離保護(hù)，一個(gè)虛擬機(jī)無(wú)法讀取或?qū)懭肓硪粋€(gè)虛擬機(jī)的內(nèi)存、訪問(wèn)其數(shù)據(jù)、使用其應(yīng)用程序，并且每一個(gè)虛擬機(jī)發(fā)生故障都不會(huì)影響