基于云计算的数据校园数据中心建设

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1、基于云计算的数据校园数据中心建设-教育管理学论文基于云计算的数据校园数据中心建设广西机电职业技术学院　苏树鹏【摘　要】云计算是一种基于互联网整合软硬件资源和信息，实现按需分配的数据中心模式；通过业务分析，运用云计算和虚拟技术，构建安全、高利用率、自动化管理的新一代数据中心。关键词云计算数据中心并行处理【中图分类号】G【文献标识码】A【文章编号】0450-9889（2014）08C-0062-02随着信息技术爆炸性发展与应用，高校在信息化建设过程中投入巨大的人力物力，但资源利用率持续低下，传统的数据中心无法满足

2、高校发展的战略目标、教学科研的需求。云计算是一种基于互联网整合软硬件资源和信息，实现按需分配的数据中心模式，虚拟化是云计算影响下的新兴技术，使数据中心已成为数据分布、业务支撑的枢纽，数据中心软硬件资源整合引起了国内外高校的普遍重视。因此，本文结合实际情况，对基于云计算的数据校园的数据中心建设进行分析、探讨。一、数据校园云计算架构设计数据校园云计算架构依托互联网，将所有的服务器、网络、存储等资源集中起来，通过云计算的虚拟化把整合了的资源变成一个资源池，根据业务服务需要自动调配或人工分配获取资源。由于资源池集成所

3、有资源，面对日益增长的病毒攻击等安全威胁，必须建立安全机制确保整个架构的安全。如图1中数据中心与计算控制中心就是依托网络系统，监控网络资源使用状况，确保架构正常的运行。从图1可以看出，客户端向云端发出请求，云端根据用户的请求，通过计算控制中心分析，采用虚拟化技术将软硬件资源统一分配给用户，实现按需分配。由于校园云计算架构连接互联网，防火墙必须隔离网络安全威胁，如网络病毒、漏洞入侵、内部泄漏、网络攻击，除此之外仍需要使用防病毒软件、入侵检测、抗分布式拒绝服务攻击（DDoS）等技术去实现对云计算架构的保护。计算控

4、制中心对整个架构的安全起着重要的作用，对于用户申请的资源，计算控制中心采用人为和机器双重控制机制进行检查，合格的资源才可以进入云计算互联网交付给用户，满足用户需求。计算控制中心对资源的安全系数分三个级别，Top级别是该级别的资源完全符合所有安全标准，由机器分配给用户；Mid级别由专业的网络管理员决定分配给用户，同时管理员还监控已分配的资源运行状况是否良好，Low级别就是完全不达标，不允许进入云计算网络。数据备份中心是负责整个网络所有数据的备份与恢复，信息系统所承载的各类业务数据是非常重要的，备份数据是容灾的基

5、础，迅速恢复应用系统的数据、环境，立即恢复应用系统的运行，保证系统的可用性、安全性。二、数据中心结构数据中心包含存储、计算、实时存储与计算等系统。存储系统存在两个需求，一是需要大量非关系型数据表存储各种数据；二是根据不同的访问模式设计和优化存储系统。计算系统需求跟任务类型有关，数据密集型对CPU和I/O需求均衡，通信密集型需CPU密集计算。实时存储与计算系统则需要基于内存构造，在分布式数据结构的基础上，加入流式数据处理和触发式事件处理。（一）数据中心设计数据中心结构如图2，服务需求规模巨大，业务需求的变化异常

6、频繁，根据实际需求，数据中心设计原则如下三方面：一是延迟与吞吐、公平与效率的折中考虑。二是架构由层次化向竖井式演进，系统由需求驱动而定制。三是由于规模与复杂度增大，允许故障和Bug共存，数据已成为系统的一部分，评价指标也由正确性向精确度转变。根据业务需求状况，大概分为数据密集型、通信密集型和计算机密集型三种类型，数据密集型的代表是MapReduce，对资源的需求比较均衡，计算密集型任务与通信密集型访问数据的规模不同，若规模较小，则为计算模型，若访问为大数据量，则内存限制这些数据必须存放在多台机器上，通过通信模

7、型协调多台机器协同工作。（二）资源分配管理资源分配是云计算的重要组成部分，其效率直接影响云计算环境的工作性能。云计算采用成熟的虚拟化技术，将主机的m个异构可用的资源分配给n个相互独立的应用任务，在分配资源过程中以优化任务和资源为原则进行映射。从应用需求到资源参数的映射，云计算下的资源调度问题就转化为两个阶段的问题：第一个阶段是从云计算的资源池中选择能满足应用需求的主机集合；第二个阶段是从主机集合中选取最符合应用期望的主机，并进行虚拟机的创建。第一个阶段的选择较为简单。由于在物理机上创建的虚拟机性能无法超过宿主

8、物理机，因此只要根据应用所需的资源对主机进行筛选就可以得到候选的满足应用需求的主机集合。第二个阶段的选择相对复杂。当前候选主机的集合为Mi，构建一个匹配函数，在这些主机中选择最合适的一台分配虚拟机。在候选主机集合中选取主机的策略有很多种，对应的匹配函数也有很多种，取应用性能倾向期望和主机权重资源矢量的欧拉距离作为距离最小的。为了更好的优化数据中心资源分配，应用程序应具有自动化、弹性化和松耦合性的特点