江南大学数字校园建设云计算技术方案(1)

江南大学数字校园建设

云计算技术方案书

江苏太湖云计算信息技术股份有限公司

2010-02-22

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目 录

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

项目背景 ........................................................................................................................ 3 需求分析 ........................................................................................................................ 4 云计算平台的特点 ........................................................................................................ 6 云计算架构及分析 ........................................................................................................ 8 平台实现的性能和功能说明 ...................................................................................... 12 施工承诺 ...................................................................................................................... 17 强大的企业级功能和稳定性 ...................................................................................... 17 系统配置表（参考） .................................................................................................. 18

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1.1 项目背景

创建节约型校园，是建设资源节约型、环境友好型的社会迫切需要，是共同应对我国资源相对紧缺，生态环境脆弱的唯一出路，是高校科学发展的必然选择。无锡市江南大学走在了创建数字化节约型高校的前列，优化资源配置体系，提高资源使用效益是创建数字化节约型校园的必要手段之一。

但是传统的数据中心纵向结构的建设模式，硬件和操作系统完全绑定，使得服务器之间无法复用计算资源，只能通过为不同业务单元分别堆加服务器来满足业务要求，随着规模发展，硬件利用率低下、管理复杂、响应速度滞后，运行成本居高不下等问题正逐渐显现。

云计算技术的出现，在快速响应和节省成本之间找到平衡点。服务器虚拟化使得操作系统不再直接安装在硬件上，形成了逻辑层和物理层分离的横向结构，不仅可以方便地复用硬件资源，管理效率也大大提高。同时云计算结合服务器虚拟化、应用虚拟化和流技术，提出了新一代动态数据中心的建设模式，能够根据不同业务模块的资源消耗，自动地分配硬件资源，从而最大限度满足数据中心的高效率、高性价比和自动化管理等要求。

因此结合江南大学数字校园建设开发的契机，尝试云计算技术进行服务器聚合，无疑是数字化节约型校园改造的最佳时机。

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1.2 需求分析

根据江南大学业务系统的现状及规划，需要架设的服务器主要有：两台数据库服务器和四台应用服务器，以及相关的其他软硬件设备。并与现有系统兼容，新系统改变了原有IT项目建设模式，其目标和意义在于：

一、减少重复投资，优化资源分配：

 需要灵活的系统环境，根据不同的应用，数字化校园需要有跨平台环境，这就

需要不同系统环境支持，例如Windows或Linux等多样化环境。为了提高服务质量和加快数字化节约型校园的发展，高校系统建设要达到国内高校先进水平，为将来百年发展奠定基础。

 按需动态分配的系统资源，实现资源聚集和共享的数字化利用，避免重复建设。

高校应用有着受众范围广、使用时间规律化的特点，为了防止服务的中断，传统往往都是按照峰值进行配置以防止突发情况可能对系统带来的影响。导致平均利用率较低（10%-30%），而集中配置和分配系统资源将可以提高系统的利用率，通过动态调整系统资源把空闲资源或新采购的资源迅速补充到不同的应用中。硬件资源不需要一次采购，而是可以按照使用量进行动态调整。  集中监控和运维管理，通过对数据中心的统一监控和运维管理来提高整个系统

的可靠性和服务质量，降低了对维护技术人员的要求。

 需要方便易行的安全管理手段，减少安全管理复杂度，例如，系统安全软件

需在大量的服务器中安装，不仅费时费力，而且版本和补丁管理也繁琐低效，数据中心可以通过更加便捷高效的手段进行安全管理。

二、加强统一管理，提高系统标准化

 对应用环境进行统一的管理，可以减少管理和维护的投入，通过标准化提高管

理能力，从而保障充足的、可动态分配的系统资源。统一的数据中心可以避免系统的多样性和管理维护的高成本，从而可以基于统一映像来提高系统部署的能力。

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三、降低能源开销，迈向绿色IT：

 通过共享计算资源来降低能源开销，统一的数据中心平台基于需求来动态分

配计算资源，同时监控能源开销，这帮助高校管理者了解数据中心的能源使用，从而向绿色IT迈进。

基于“云计算”的数据中心服务平台是满足高校实现节约发展、科学发展、可持续发展最佳途径。

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1.3 云计算平台的特点

云计算是集成硬件、管理软件与实施服务为一体，简单快速的实现动态资源部署云计算平台。它摒弃繁琐的手动流程，提供自助服务接口，它提供

 统一的云服务资源池，  统一的管理平台,  统一备份方式  统一的监控界面

 稳定单一的产品: 是在工厂进行集成并经过测试的服务提供平台，

并作为单一产品提供服务支持。

便捷的IT服务使用方式，实现对业务服务需求的快速响应。它实现分级资源自动部署，并保证资源部署的一致性和高效利用率。

平台方案包括服务器（云计算资源池）、xen虚拟化软件、管理中心、网络设备等，构成一个整体的云计算环境。

 为高校带来直接的效益

 低碳经济，减少能源消耗50%

a) 通过将系统整合，各系统的闲置计算资源可以互相调配，充分利用

b) 通过WorkFlow Studio，动态的计算资源真正做到计算资源的按需供给 c) 大大降低能源消耗，预计为改造前的50% , 实现节能减排的要求，

 集中管理大大提高安全性及稳定性：

d) e) f) g) h) i)

可以实现集中的访问控制

物理设备安全有所保障，实现高可用(HA)，硬盘热拔插等功能。 便于实现集中的审计

安全基础构架可以共享，大大降低实施安全项目的复杂度 统一的备份手段，提高数据安全。 支持数据加密方式，保证资料安全。

 高性能，开放的构架，扩展方便

j) 数据通道全光纤架构,确保高速读写速度，兼容各接口硬盘。 k) 提供开放的扩展接口，方便定制

l) 存储兼容多种架构(IP，FC)，容量扩展无极限。

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 降低投资，高效管理

m) 通过集中整合原本分散的系统，系统可以实现集中的管理，设备投资只占

传统方式的， 管理效率大大提高。 n) 更易于实现系统间的整合

o) 部署、备份等日常操作大大简化

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1.4 云计算架构及分析

1. 设计原理图如下

2. 体系架构如下图

„„„共50台整合后的各类应用虚拟服务器群五台硬件服务器构成的XenServer资源池Citrix XenServer 1Citrix XenServer 2Citrix XenServer 3Citrix XenServer 4Citrix XenServer 5(Pool Master)文本备份存储XenCenter控制台共享存储

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云计算资源池由一组可以实现自动供应和回收的预先定制的CPU和存储资源形成，具体包括服务器，磁盘存储系统、备份系统及网络设备。物理资源可根据应用情况动态加入该资源池中。

 计算资源

根据江南大学的需求，数据库服务器和应用服务器都可作为云计算资源池提供计算资源。目前初步配置可包括6台X3950服务器。两台做为数据库服务器主备冗余，其他四台组能云计算资源池，部署虚拟资源。并形成冗余架构。 选型理由

• System x3950 M2用户配备Scale Xpander Option Kit套件，便能在原

本System x3950 M2主机之外，再堆叠另外的第二台、第三台乃至第四台System x3950 M2，也就是所謂的「随升級支付（pay-as-you-grow）」，企业可依需求將伺服器灵活扩充至4路、8路及12路，最高可达16路，协助客戶有效控制IT成本。

• 可扩展性。例如，一家企业当前只需要一台x3950就可以跑后台一些

关键的应用。但是三个月以后，流量大了，一台服务器已经不能满足需求，可能需要一台8路服务器才能够跑相关应用。这时，IBM可以给用户提供一个非常灵活的选择，只需要再买一台x3950，就可以堆叠成一台8 路服务器。如果今后的业务不断增长，需要12路、16路，只需要再加一台，就能够达到12路的服务器甚至是16路的服务器。充分发挥云计算能力。

 存储资源

存储采用华为赛门铁克OceanspaceTM S5000系列（以下简称S5000）产品，是端到端FC架构存储系统，面向中高端存储市场应用，融合了高密、一机双平面、接口模块化设计、多重数据保护技术，满足大型数据库、高性能计算、OLTP（联机事务处理）、集中存储、备份、容灾、数据迁移等不同业务应用的需求，有效保证用户业务安全性与连续性。 选型理由

• 性能优化，加速客户体验（Sobey测试，性能比HP EVA8100高出1倍） • 全64位系统设计平台(64位高性能2.6G双核CPU、64位总线带宽、6位存储OS、64位双通道DDRII内存)，CPU集成内存管理，缩短路径提升访问效率(Cache总线带宽比同档次高20％)10GB/s总线带宽，满配下保证每个FC盘达到线速访问

• 支持SSD硬盘，FC，SAS，SATA,并支持混插模式。

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• 一机双平面：FC/IP混合接口，节省购置两套不同主机的成本，便于数据在不同接口类型的主机系统之间共享

• 单设备16个FC端口数比同档次高出一倍，节省交换机，降低组网成本 • 融合自研增值软件的电信级硬件，保证用户业务长期稳定运行

(可靠性达到99.999%)

• Active-Active双控制器技术，保证业务实时运行

• 自研快照、镜像、远程复制等高级数据保护，为业务稳定运行提供“护身衣”Cache数据双镜像通道，采用数据保险箱技术(高端产品要求)，保护Cache数据掉电后永久保存

• 采用智能化的全局热备盘技术，未限定热备盘的位置，可跨框提供热备服务，磁盘预拷贝技术【提前预测故障盘，主动迁移数据，规避系统进入降级状态】，磁盘坏道修复技术，降低磁盘故障率，延长磁盘寿命 • 支持直流供电，直流供电比交流供电效率高3%，损耗降低10% 智能调速风扇技术，降低风扇功耗，减少风扇噪音(风扇占整机功耗15%左右)，智能化硬盘加电技术，降低用户机房供电要求

• 支持CPU自动降频技术，降低CPU功耗，符合流体动力学的散热系统

 备份资源

备份设备采用华为Oceanspace HDP3500，附带赛门铁克备份软件，独有数据加密功能，最大程度上减少用户建设投资的同时简化用户备份管理。 选型理由 • 高性价比

• Oceanspace HDP3500 集备份软件、备份服务器、存储设备于一体，最大程度上减少用户建设投资的同时简化用户备份管理。

• 大容量/高密度 ，最大支持24TB裸容量，满足用户备份需求的同时减少对用户空间的占用，并可平滑扩展至192TB容量。

• 一体化 备份软件、备份服务器、存储设备一体化，减少用户投资。 • 全面的数据保护Oceanspace HDP3500 为Windows、Linux 平台及xen和Microsoft 虚拟服务器架构提供全面的数据保护。

• 金牌备份软件， 集成Symantec Backup Exec，作为Windows 数据保护领域的金牌标准，也是全球使用最广泛的备份软件。

• 自动备份及快速恢复功能 ，为计算机提供灵活多样的备份策略与快速数据恢复。

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• 细粒度快速恢复 ，可恢复 Exchange 公共文件夹和个人邮箱甚至个人电子邮件、附件和日历项等特定项目，无须进行完全恢复。

• 系统灾难恢复，将Windows 计算机在系统故障后快速高效的恢复到灾难发生 前的状态。

• 数据安全保障，Oceanspace HDP3500 提供权限管理和数据加密两大功能，保证备份系统及备份数据的安全。 • 管理简便

• 提供 中/英文两种图形化管理界面，操作简单、易于维护。 • 易操作 向导化操作，帮助用户进行日常管理和维护。 • 易 管理 图形化管理界面，支持电子邮件通知告警功能。

• 绿色节能 ，高性价比的备份存储系统，海量存储空间满 足中小企业备份需求，是中小企业首选的备份系统。

• 智能风扇系统 ，根据设备温度变化自动调节风扇转速，降低设备功耗。 • 高效率电源模块 ，提升电能利用率，减少功率损失。

 网络系统

兼容现有网络系统。

 选型建议

云计算解决方案中涉及的硬件产品均经过本中心认真选型和严格测试，符合

云计算对数据安全，高性能和管理方便，扩展性强的要求，并具备最佳的性价比，强烈建议用户选用，本方案也可以兼容其他品牌类似产品。

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1.5 平台实现的性能和功能说明

“数字化校园”要达到总体目标，真正成为数字化、节约型学校的战略基点，必须实现核心的业务功能，否则将仅仅成为空中楼阁和概念。云系统平台根据功能点区分为基本功能和高级功能两类：

基本功能：

 自动化部署，快速稳定

通过IT资源管理的自动化，更高效地完成人力密集的重复性的工作、更有效地避免人工可能导致的错误、更迅速地实现对突发情况的响应；

若依靠技术人员现场手工完成整个系统内某软件的安装，需要数天至一周以上；而借助IT资源调度管理平台的远程自动部署功能，则可能将所需时间压缩到1个小时以内，并且，技术人员不必在亲自到现场完成工作，极大地提高了效率，又降低了人力成本，且避免了可能产生的人为错误。 手工任务

IT资源识别 软件安装 安全和网络配置 回收服务器IT资源 n/a

自动化任务

IT资源部署策略库 远程自动部署 自动配置 自动回收 面向业务动态调度

手工时间

3天 5-10天 5-10天 不确定 不确定

自动化时间

< 1小时 < 1小时 < 1小时 自动 < 1小时

 动态迁移功能XenMotion

数据中心不用再因为服务器维护而终止业务运行，在资源池的支持下，所有的虚拟机都可以在物理服务器之间在线迁移，提供的对外服务不会中断：当系统维护或者服务器超负荷的时候，XenMotion就会将一部分的操作系统，包括上面正在运行的应用程序原封不动地迁移到候补服务器上。因此，XenMotion能够合理地分配Resource Pool中XenServer的工作量，大大提高了

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资源利用率和工作效率。

 高速，高可靠存储

配备高端FC硬盘，确保数据的快速读取，双机头冗余，接口模块化设计，满足IP SAN和FC SAN混合组网需求。

独有硬盘预拷贝技术：提前发现故障盘，主动迁移故障盘数据，规避系统降级的风险，有效降低两个硬盘同时故障导致数据丢失的概率，并可以实现在线硬盘热拔插功能。

 高可扩充性

单存储柜最大可无缝扩充至128T，备份存储最大192T, 总计算资源及存储资源均可无限制扩充，兼容异构平台。兼容FC, SAS，Sata，ssd磁盘，并支持混插模式。

 基础架构查看

管理人员、高校领导都可以查看基础架构，包括所有服务器当前配置，存储盘信息，固定IP等。 

安全隔离性

尽管存在于一台物理服务器,其虚拟机通过VLAN id分配到不同的子网中,实现了信息隔离。

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 文件备份

集成业内顶级的Symantec Backup Exec备份软件，并提供通过内置的文件备 份客户端，用户可以备份自己的文件。细颗粒度选择，可恢复 Exchange 公共 文件夹和个人邮箱甚至个人电子邮件、附件和日历项等特定项目，无须进行完 全恢复。

 监控

管理人员可以查看所有服务器的使用情况，包括cpu、内存、磁盘等资源的利 用率等。

 绑定存储盘到服务器

管理员可以将一个外接共享存储盘绑定给任何一个自己的虚拟服务器，也可以同时绑定给多个服务器，从而进行高可用性配置或者并行数据处理。

 资源使用统计

管理人员可以查看资源使用情况，包括资源使用时间、资源类型和数量、安装的软件信息等等。

 备份数据安全性

Oceanspace HDP3500 提供权限管理和数据加密两大功能，保证备份系统及备

份数据的安全。

 多种报警方式

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人性化的管理维护设计：支持基于 WEB的GUI和可编程的CLI管理方式，支持声音、灯光、手机短信、邮件等多种告警手段；有效地降低用户运维成本。

 对现有系统充分的支持能力

云计算平台虽然是一个集成的解决方案，但这不意味着就没有扩展性。数据中心服务平台可以利用XEN的扩展能力将现有系统纳入到整个管理环境中，这包括了三个方面的内容：

（1）现有的IT硬件资源可以得到支持并纳入到整个云服务平台中。 （2）监控模块也可以通过远程监控方式对现有的IT资源进行监控，实现一体化的监控。

（3）原有物理机的操作系统也可以通过P2V迁移到云计算平台上。从而最大限度地实现系统的标准化。

高级功能

 HA架构

采用服务器虚拟化技术可以大大提高服务器的业务连续性和灾难备份能力， 云计算程序自动监控XENHOST1主机上WEB1和WEB2的运行状态，发现状态异常，将自动将应用迁移至XENHOST2主机上，迁移时间为秒级。确保重要业务的连续性。

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

动态负载均衡

功能1：负载均衡设备也可以引入冗余备份机制。服务器负载均衡设备在网络层次上起到类似\"路由器\"的作用，它的单点故障问题可以通过在系统中引入另外一台服务器负载均衡设备设备来完成。但是与一般意义上的冗余备份机制不同，这时两台服务器负载均衡设备是同时处在工作状态，并互相备份的，而不是其中一台处于闲置的Stand-By状态。服务器负载均衡设备通过网络互相监测，一旦其中一台不能正常工作，另一台将接管其所有的任务。

功能2：通过netscaler及workflow studio，在访问量突然增加的情况下，自动调

配资源池，生成新的虚拟服务器，对访问量进行分流。

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1.6 施工承诺

无锡太湖云计算作为IBM在全球第一个商用的云计算中心，拥有一大批行业顶级专家，及丰富的施工经验。

在利用云计算整合服务器期间，严格分步骤实施，保证与原有服务器系统兼容共存，确保服务的连续性，所有切换的实验均书面上报甲方施工负责人批准。

1.7 强大的企业级功能和稳定性

以大量经实践检验的企业级功能为基础，如动态迁移、资源池和工作负载置备等，最新的云计算技术新增了100多种增强型虚拟化功能，包括高可用性（HA）和灾难恢复能力的提升。

云计算采用的是部署极为广泛且功能强大的云系统管理程序。是许多公司的商用虚拟化产品的“引擎”，包括赛门铁克、甲骨文、红帽、Novell、Sun、Stratus、Marathon、Egenera、Neocleus和凤凰科技。此外，全球一些最大规模的虚拟化部署环境（如Amazon Elastic Compute Cloud）都采用了云系统管理程序，充分验证了云技术的扩展性和稳健性。

综上所述，云计算平台是能助“数字化节约型校园”实现宏伟蓝图的最佳解决方案，并且能用成熟的云计算平台解决方案确保“数字化校园”正常运行和快速发展，同时带来巨大的影响力和推动力。

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1.8 系统配置表（参考）

江南大学数字校园建设系统（软硬件） 序号 名称 建议配置 IBM X3950：INTEL XEON PROCESSOR 7450 ，四路六核处理器，2.4GHz，内存64GB（最大可配置256G），硬盘4×146GB，热交换2.5寸SAS 10K，4个8GHBA卡，41 数据库服务器 个10/100/1000M网卡 IBM X3950：INTEL XEON PROCESSOR 7450 ，四路六核处理器，2.4GHz，内存64GB（最大可配置256G），硬盘4×146GB，热交换2.5寸SAS 10K，2个8GHBA卡，42 3 4 应用服务器 SAN存储 光纤交换机 个10/100/1000M网卡 S5000 – 双控制器，6T FC Disk IBM B24 激活8口 HDP 3500存储设备（含操作系统，5 6 7 8 9 10 后备存储 开发系统 操作系统 操作系统 数据库软件 云计算管理软件 合 计 10T SATA盘) Microsoft Visual Studio 2008 Microsoft 2008 Enterprise Server（25用户） Redhat Enterprise Server 5.3 Oracle RAC 标准版（基本功能） 4 2 1 4 5500 15000 500000 120000 22000 30000 500000 480000 3，128，000 1 1 180000 3000 180000 3000 4 2 2 210000 225000 75000 840000 450000 150000 2 235000 470000 数量 单价 价格（元） 本文档仅限江苏太湖云计算信息技术股份有限公司和被呈送方内部使用，未经许可，请勿扩散到第三方。

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