【正文】 云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案VMFabric Client 提供將主機(jī)加入資源池的功能，加入資源池的主機(jī)將不能被單獨(dú)訪問，這些主機(jī)的存儲(chǔ)資源，虛擬機(jī)，模板等等都會(huì)一同加入資源池。它將各臺(tái)主機(jī)中的資源統(tǒng)一在一起，使這些資源在整個(gè)資源池中的虛擬機(jī)之間共享。. 創(chuàng)建資源池資源池包括多臺(tái)主機(jī)，由一個(gè)單一的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，這個(gè)節(jié)點(diǎn)我們稱之為主節(jié)點(diǎn)。這些功能主要包括創(chuàng)建資源池，將主機(jī)加入資源池，給資源池分配存儲(chǔ)資源等等。 遠(yuǎn)程桌面及命令行界面遠(yuǎn)程桌面或命令行界面嵌入在 VMFabric Client 和 VMFabric Web Client中，用戶可以方便地通過該直觀的方式對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行操作。它是一個(gè) Web應(yīng)用程序，在任何操作系統(tǒng)上都可以通過瀏覽器對(duì)它進(jìn)行訪問，只能連接到單個(gè)資源池，注重于虛擬機(jī)的部署和監(jiān)控，應(yīng)用的部署和監(jiān)控等功能，不涉及主機(jī)，資源池，網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的管理。主要提供給系統(tǒng)管理員使用。 Client VMFabric Client 用于基礎(chǔ)架構(gòu)配置和日常操作。主要功能描述如下：? 資源池搭建：用主機(jī)搭建資源池，為資源池掛載存儲(chǔ)設(shè)備；? 虛擬機(jī)管理：主要包括虛擬機(jī)的生命周期管理，創(chuàng)建，開啟，關(guān)閉，掛起，喚醒，遷移，刪除等；? 應(yīng)用的部署：將應(yīng)用部署在虛擬機(jī)上；? 資源監(jiān)控與自調(diào)整：包括主機(jī)，虛擬機(jī)的性能監(jiān)控，當(dāng)性能發(fā)生異常時(shí)，能夠及時(shí)給出提醒，并盡最大所能自動(dòng)調(diào)整底層資源分配來適應(yīng)上層需求；? 高可用：當(dāng)資源池中某臺(tái)或某幾臺(tái)主機(jī)失效時(shí)，能盡力調(diào)整不影響虛擬機(jī)上應(yīng)用的正常使用和管理平臺(tái)的正常使用；? 備份與恢復(fù)：提供多種備份方式，主要包括本地備份及異地備份，如下：? 本地備份：用快照的方式快速記錄虛擬機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)可以恢復(fù)到上一個(gè)正常狀態(tài)；? 異地備份：主要用于跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心的情況，可以將虛擬機(jī)整體備份到另一個(gè)數(shù)據(jù)中心，當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)中心發(fā)生異常時(shí)可以遠(yuǎn)程恢復(fù)； 訪問接口VMFabric 為用戶提供 VMFabric Client、VMFabric Web Client 的 Web 教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案瀏覽器、命令行界面三種方式來訪問 VMFabric 數(shù)據(jù)中心。功能概述VMFabric 提供包括資源池搭建，虛擬機(jī)管理，應(yīng)用的部署，性能監(jiān)控與自調(diào)整，高可用，備份與恢復(fù)等等豐富的功能。功能包括資源池搭建，虛擬機(jī)管理，應(yīng)用的部署，資源監(jiān)控與自調(diào)整，高可用，備份與恢復(fù)等等。當(dāng)一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)的軟件出現(xiàn)故障的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用節(jié)點(diǎn)，保證整個(gè)系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。計(jì)算集群完成虛擬機(jī)的按需分配以及集群內(nèi)的熱遷移，存儲(chǔ)集群完成虛擬機(jī)的系統(tǒng)卷和用戶卷的按需分配以及跨磁盤的存放?？煺?qǐng)D示管理可靠性? 配置數(shù)據(jù)自動(dòng)備份提供管理系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)自動(dòng)備份機(jī)制，在系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)意外損壞或丟失時(shí)，可教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案快速恢復(fù)備份的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)，盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。? 虛擬機(jī)HA虛擬機(jī)高可用性（HA）是虛擬機(jī)的一個(gè)特性，當(dāng)虛擬機(jī)所在的物理服務(wù)器故障（如宕機(jī)、掉電等）或重啟后，虛擬機(jī)可以自動(dòng)在其他物理服務(wù)器上運(yùn)行，保證虛擬機(jī)能夠快速恢復(fù)，它可以保護(hù)用戶的業(yè)務(wù)程序?qū)ν馓峁┎婚g斷的服務(wù)，把因軟件/硬件/人為造成的故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響降低到最小程度。既能對(duì)服務(wù)器教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案的訪問流量進(jìn)行負(fù)荷分擔(dān)，又能保證其中一塊發(fā)生故障的時(shí)候，另外的網(wǎng)卡立刻接管全部負(fù)載，過程是無縫的，服務(wù)不會(huì)中斷。管理平面：負(fù)責(zé)整個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)的管理、業(yè)務(wù)部署、系統(tǒng)加載等流量的通信。業(yè)務(wù)平面：主要為虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡的通信平面，對(duì)外提供業(yè)務(wù)應(yīng)用。? 網(wǎng)絡(luò)分平面通信系統(tǒng)通信平面劃分為業(yè)務(wù)平面、存儲(chǔ)平面和管理平面。接入交換機(jī)通過使用交換機(jī)堆疊技術(shù)，保證對(duì)外與匯聚層交換設(shè)備和對(duì)內(nèi)虛擬網(wǎng)絡(luò)層連接的冗余。 網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)? 網(wǎng)絡(luò)路徑全冗余核心層交換設(shè)備通過使用交換機(jī)集群技術(shù)，保證對(duì)外與防火墻/NAT 和對(duì)內(nèi)匯聚交換機(jī)連接的冗余。? 存儲(chǔ)冷遷移教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案在虛擬機(jī)關(guān)機(jī)情況下，通過管理員手動(dòng)操作，將虛擬機(jī)的卷遷移至其他的存儲(chǔ)單元中，可以在同一個(gè) VRM 管理下的同一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)，不同存儲(chǔ)設(shè)備間，塊設(shè)備和存儲(chǔ)虛擬化之間進(jìn)行遷移。 存儲(chǔ)可靠性設(shè)計(jì)? 存儲(chǔ)多路徑每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)與存儲(chǔ)集群之間，至少配置兩個(gè)完全冗余的路徑，從而提供存儲(chǔ)的多路徑訪問功能。? 支持電源1+1冗余和熱插拔。 高可靠性方案云平臺(tái)通過在系統(tǒng)的各個(gè)層面采用相應(yīng)的可靠性技術(shù)來保障業(yè)務(wù)提供的可用性，具體來說，包括： 服務(wù)器可靠性設(shè)計(jì)服務(wù)器可靠性包括內(nèi)存、硬盤、電源等多個(gè)層面的內(nèi)容。? 管理簡(jiǎn)單：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單帶來管理簡(jiǎn)單? 免于底層配置管理：Storage與管理控制端集成，僅需要做應(yīng)用層面的管理，免去大量底層配置管理事務(wù)。Storage 分布式存儲(chǔ)軟件具有如下優(yōu)點(diǎn)：? 平滑擴(kuò)容、超大容量：分布式系統(tǒng)，無集中式機(jī)頭瓶頸，容量幾乎不受限制? 水平擴(kuò)容：分布式機(jī)頭(每服務(wù)器相當(dāng)于一個(gè)機(jī)頭)，可水平擴(kuò)容 ? 非煙囪式擴(kuò)展：存儲(chǔ)與計(jì)算同步平滑擴(kuò)展。 虛擬化存儲(chǔ)資源池設(shè)計(jì)：存儲(chǔ)方案采用 Storage 分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)總體方案G r o u p BG r o u p CG r o u p A物理服務(wù)器V M V MV M物理服務(wù)器V M V MV M交 換 機(jī)交 換 機(jī)網(wǎng)絡(luò)總體方案采用物理機(jī)網(wǎng)絡(luò)和虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)隔離、虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的方案：即：? 物理服務(wù)器至少包括兩塊物理網(wǎng)卡，一塊給物理機(jī)使用，用于學(xué)校計(jì)算中心管理員使用，采用內(nèi)網(wǎng)IP；其它所有物理網(wǎng)卡虛擬化成交換機(jī)，為虛擬機(jī)的虛擬IP（外網(wǎng)IP）提供網(wǎng)絡(luò)載體，這些物理網(wǎng)卡被虛擬化成交換機(jī)后，只會(huì)做IP包轉(zhuǎn)發(fā)，不做IP包駐留，從而保障了物理網(wǎng)絡(luò)的安全性。教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)虛擬化前后的關(guān)系如下圖所示。根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源訴求，規(guī)劃好虛擬機(jī)的系統(tǒng)配置：包括邏輯 CPU 的個(gè)數(shù)、內(nèi)存的大小、硬盤空間的大小、網(wǎng)卡的數(shù)量等。通過虛擬化技術(shù)把服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，可以讓一臺(tái)服務(wù)器變成幾臺(tái)到幾十臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，讓 CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O 等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池” ，從而提高資源的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合，讓 IT 對(duì)業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力。? 便于業(yè)務(wù)的快速發(fā)放, 縮短業(yè)務(wù)上線周期，高度靈活性與可擴(kuò)充性、提高管理維護(hù)效率。虛擬化資源池具有以下優(yōu)勢(shì)：? 通過云平臺(tái)HA、熱遷移功能，能夠有效減少設(shè)備故障時(shí)間，確保核心業(yè)務(wù)的連續(xù)性，避免傳統(tǒng)IT，單點(diǎn)故障導(dǎo)致的業(yè)務(wù)不可用。本項(xiàng)目方案架構(gòu)圖如下所示：計(jì) 算 節(jié) 點(diǎn) 虛 擬 化 計(jì) 算 節(jié) 點(diǎn) 虛 擬 化存 儲(chǔ) 虛 擬 化網(wǎng) 絡(luò) 虛 擬 化網(wǎng) 絡(luò) 虛 擬 化本項(xiàng)目方案主要有以下幾方面考慮： 虛擬化計(jì)算資源池設(shè)計(jì)：根據(jù)本項(xiàng)目的需求，為了計(jì)算服務(wù)器和虛擬資源的集中管理，安裝 ONCE的虛擬化軟件 Compute，將服務(wù)器池化。平臺(tái)管理和使用部門在整合全院教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，根據(jù)面向教學(xué)資源的云計(jì)算平臺(tái)提供的環(huán)境，建立單獨(dú)的遠(yuǎn)程異地災(zāi)備中心，提供比傳統(tǒng)災(zāi)備更短的系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間和更新的系統(tǒng)恢復(fù)數(shù)據(jù)。平臺(tái)管理和使用部門采用教育資源云的計(jì)算資源配置方式，集中所有院系的信息資源實(shí)現(xiàn)虛擬化統(tǒng)一管理，構(gòu)建包括所有的數(shù)據(jù)操作和計(jì)算的共享數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建綜合教學(xué)管理的數(shù)字化環(huán)境，科學(xué)統(tǒng)一地配置教學(xué)資源，提高教師、教室、實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)資源的利用率；平臺(tái)管理和使用部門在數(shù)據(jù)中心對(duì)系統(tǒng)和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一配置和管理，通過構(gòu)建先進(jìn)實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，整合、豐富數(shù)字化教學(xué)資源，創(chuàng)造主動(dòng)式、協(xié)同式、研究式的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。系統(tǒng)建設(shè)計(jì)劃分為本期和后期兩期目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)，分別建設(shè)以下內(nèi)容。專業(yè)化的安全管理：通過云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)，由云計(jì)算的專業(yè)信息技術(shù)人員負(fù)責(zé)云計(jì)算上資源的分配、負(fù)載的均衡、軟件的部署、安全的控制等，統(tǒng)一安全標(biāo)準(zhǔn)、提高管理的專業(yè)化水平，并提供可靠的異地容災(zāi)備份。為此，我們計(jì)劃采用先進(jìn)的面向教學(xué)資源的云計(jì)算平臺(tái)對(duì)學(xué)院現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)一升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：集中管理、降低成本：將各單位老舊和利用率不高的硬件資源統(tǒng)一組織起來，為用戶提供“按需服務(wù)” ，在同等投入的情況下，為用戶提供更強(qiáng)的計(jì)算能力、更大的存儲(chǔ)空間、更高的極限處理能力。教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案第二章. 預(yù)期建設(shè)目標(biāo) 建設(shè)目標(biāo)某大學(xué)是全國(guó)重點(diǎn)高等院校，設(shè)有研究生院，光學(xué)與電子工程系、計(jì)算機(jī)工程系、信息與管理學(xué)院、人文學(xué)院等多個(gè)學(xué)院和部門，擁有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等13個(gè)大型實(shí)驗(yàn)中心，圖書館文獻(xiàn)總量62萬冊(cè)，學(xué)院校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端覆蓋了全部教學(xué)場(chǎng)所和學(xué)員宿舍，主干網(wǎng)帶寬達(dá)到1000M。管理者也可以借助平臺(tái)了解學(xué)校教學(xué)和管理工作的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提出改進(jìn)辦法和措施。通過云教育平臺(tái)，學(xué)校管理者可以向師生發(fā)布各種信息，及時(shí)獲得師生的信息反饋。 “云服務(wù)”的便捷性、交互性和海量信息的易檢索性對(duì)教師的業(yè)務(wù)進(jìn)修、成果共享、專業(yè)發(fā)展和科學(xué)研究都會(huì)產(chǎn)生重大影響，有助于教師教學(xué)水平的提高，進(jìn)而提高學(xué)校教學(xué)質(zhì)量。在云教育平臺(tái)上，只要打開可以上網(wǎng)的終端設(shè)備，教師也可以“隨時(shí)隨地”開展教學(xué)工作。學(xué)生教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案可以隔空與同學(xué)、老師進(jìn)行信息交流。它主要利用無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線移動(dòng)通信設(shè)備(如手機(jī))、掌上電腦(PDA)等獲取信息和反饋信息。 變革教學(xué)活動(dòng)方式教育信息化系統(tǒng)遷入“云”之后，師生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)移動(dòng)學(xué)習(xí)。當(dāng)把信息資源轉(zhuǎn)移到云上之后，可以不用或少用服務(wù)器，降低了服務(wù)器及所需基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護(hù)費(fèi)用、人工管理費(fèi)用和能源消耗費(fèi)用。云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)是把成本和效益緊密捆綁在一起。有了云計(jì)算，學(xué)校就可以繼續(xù)使用這些舊的計(jì)算機(jī)，從而可以大大降低學(xué)校教育資源建設(shè)中的硬件成本。但是隨著設(shè)備的更新?lián)Q代，學(xué)校常常要花大筆經(jīng)費(fèi)去購(gòu)買新的計(jì)算機(jī)。 降低教育成本云計(jì)算大大降低了學(xué)校教育資源建設(shè)中的軟硬件成本。云計(jì)算應(yīng)用于教育時(shí)，教育信息資源存儲(chǔ)在“云”上，只要有了連接網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備和信息資源訪問權(quán)限，無論身處偏僻的山區(qū)，還是繁華的城市，人人都擁有公平使用這些優(yōu)質(zhì)信息資源的權(quán)利。教育不公平是指包括師資、信息、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施等教育資源分布不均衡的社會(huì)現(xiàn)象。我國(guó)教育中城鄉(xiāng)、地區(qū)之間存在的不公平現(xiàn)象，影響到國(guó)民素教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案質(zhì)的整體提高，進(jìn)而加劇了城鄉(xiāng)、地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)差別。平臺(tái)沖破了傳統(tǒng)的教育信息化邊界，集教學(xué)、管理、學(xué)習(xí)、娛樂和交流于一體，推出了全新的教育信息化理念，使整個(gè)教育信息化領(lǐng)域感受到一股撲面而來的新風(fēng)。值得一提的是，該平臺(tái)還提供應(yīng)用程序調(diào)用(API)接口，使其真正成為一個(gè)名副其實(shí)的開放性平臺(tái)，讓全球范圍內(nèi)的軟件開發(fā)人員都能開發(fā)基于“云教育”的應(yīng)用程序，融入該平臺(tái)運(yùn)行。該平臺(tái)不需要在客戶端安軟件，僅通過瀏覽器，用戶即可使用系統(tǒng)已授權(quán)的各種功能。該平臺(tái)覆蓋了教學(xué)、管理、學(xué)習(xí)、娛樂、交流等眾多服務(wù)領(lǐng)域，用戶包括管理者、教師、學(xué)生、家長(zhǎng)、教育工作者等不同類型。 云計(jì)算與我國(guó)教育領(lǐng)域國(guó)外也有服務(wù)于教育的云計(jì)算應(yīng)用，但多是服務(wù)功能單一的系統(tǒng)，沒有真正具備平臺(tái)效能，且與我國(guó)的教育國(guó)情不完全相符。云計(jì)算服務(wù)商的專業(yè)信息技術(shù)(IT)人員負(fù)責(zé)云計(jì)算上資源的分配、負(fù)載的均衡、軟件的部署、安全的控制等，并力保用戶數(shù)據(jù)的安全性。 使用方便快捷個(gè)人計(jì)算機(jī)是日常工作中的重要信息處理工具，人們需經(jīng)常不斷地進(jìn)行系統(tǒng)軟件的漏洞修補(bǔ)、應(yīng)用軟件的升級(jí)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)，并常常為病毒的攻擊、黑客的竊取和數(shù)據(jù)的丟失而煩惱。云計(jì)算只要求用戶端設(shè)備能運(yùn)行簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)和瀏覽器軟件即可，也就是說，云計(jì)算對(duì)用戶端設(shè)備要求很低。對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求越高，給個(gè)人或單位帶來的經(jīng)濟(jì)壓力就越大。大多數(shù)情況下，網(wǎng)絡(luò)只是讓人們能更方便地獲得信息，數(shù)據(jù)處理主要還是依靠本地硬件設(shè)備及運(yùn)行在本地的應(yīng)用程序來進(jìn)行。雖然他們對(duì)云計(jì)算的定義不同，但認(rèn)識(shí)較一致的地方是：云計(jì)算即“按需服務(wù)” ，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力作為可以通過互聯(lián)網(wǎng)來獲取的“服務(wù)”向客戶提供。 云計(jì)算介紹云計(jì)算本質(zhì)是將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)。教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方案目 錄第一章 目錄第一章. 背景介紹 ..............................................................................................................................4 云計(jì)算介紹 ....................................................................................................................................4 云計(jì)算與我國(guó)教育領(lǐng)域 ................................................................................................................5第二章. 預(yù)期建設(shè)目標(biāo) ......................................................................................................................8 建設(shè)目標(biāo) .........................................................