高校智慧校园云数据中心解决方案

高校智慧校园云数据中心解决方案概要1数据中心建设发展趋势展望2校园云数据中心解决方案关键点3案例分享数据中心云化的本质：由“分离”重归“融合”合分合多应用共享封闭的软硬件系统1955-1980大型机/小型机应用绑定服务器1980-2010小型机/服务器+存储+交换设备多应用共享、开放的“云计算机”AppnApp2.pp1BigDataOS1OSnOS2CloudOS2010&Later云基础设施资源池云计算时代数据中心IT架构的下个10年，是从分离重归融合的10年：水平基础设施融合：通过云操作系统将数据中心内多厂家异构的计算、存储、网络设备资源进行统一整合与自动化调度管理价值驱动力：更低的TCO，更高效的业务部署，更敏捷的客户需求响应能力数据融合：通过数据库的云化，使其具备Scale-Out水平扩展能力价值驱动力：以最优性价比解决数据量爆炸式增长带来的挑战垂直融合：资源深度融合，硬件重构，一体化设备的易管理优势明显水平融合Web业务请求弹性伸缩控制应用集群n应用集群1负载均衡+ELB7弹性伸缩：定制化云监控QoS/SLAnQoS/SLA1CloudOSVM/PMVM/PMVM/PM••自动化调度与多租户服务块/文件/对象请求分布式软件定分布式SDS义存储：大网络大计算大存储SAN/SAN/服务器服务器HDD/SSDHDD/SSDNASNASL2-L7网络服务请求SDN控制器网络存储服务器、分布式软件定义网络：服务器服务器Router/vSwitch/vSwitch/FWvRouter/vRouter/vFWvFW数据融合颠覆式演进：数据库平台变更，带来传统IT应用修改的巨大风险，部分复杂关系数据模型无法完备支持传统企业应用针对PaaS改造的传统企业应用App2AppApp1AppAppOracleOracle分布式数据库分布式文件系统分布式缓存小型机X86X86X86X86SAN/NASAN/NA平滑式演进：传统应用在数据库不变的前提下，采用企业级分布式存储+X86实现小型机及传统存储替换，解决数据库扩展性与并发处理瓶颈问题；针对创新应用，则可直接基于Hadoop，MPP和NoSQL数据库中间件平台进行开发创新企业应用传统企业应用传统企业应用App1AppAppAppAppAppnOracleRAC..OracleOracleOracleRACMPP/Hadoop/OLTPcluster小型机X86分布式块存储系统SAN/NASAN/NAX86X86X86垂直融合传统信息化的架构ServerServerVMVMVMVMVMVMVMVMFC/IPFC/IPNetworkNetworkHDDCacheHDDCacheSAN/NASSAN/NAS以计算为中心的Scale-Up架构超融合架构SAPVMwareESKandESKORACLE'ServServServererer设备隐形分布式存储引擎敏捷管理敏捷管理敏捷管理以业务为中心Scale-Out架构国内典型高校数据中心建设阶段混合云虚拟化资源池传统物理建设私有云③IAAS/PAAS能力建设计算虚拟化业务层跨云部署，IAAS+/PAAS+：自动弹性伸缩存储虚拟化化编排、容器技术、大网络虚拟化小型机/服务器数据服务、+存储+网络交换设备灾备，相互备份虚拟机计算虚拟化IAAS能力建设PAAS能力建设:中间突发，应对高峰存储虚拟化②件、数据库标准自动化能力部分业务部署公有IAAS能力建设：计算虚拟化大机/小型机云上，统一管理自服务能力，基础①设施架构自动化概要1数据中心建设发展趋势展望2校园云数据中心解决方案关键点3案例分享典型高校数据中心现状分析系统应用层教学管理视频点播客服服务管理平台备份存档主存错数据库应用监控测试其他器口基础设施层虚拟化资源池物理资源池小型机私有云传统基础设施建设虚拟化资源池混合云当前阶段高校数据中心建设面临的主要问题分散的资源和业务驱动的服务需求环境构建复杂新应用部署需要需要进机房，动网络，时间长新应用没有统一规划：存储、备份、可靠性拓扑结构越来越复杂，新增系统布线困难院系N数据中校区A数据中心心校区B数据中心院系A数据中心科研创新受制安全可靠管理不统一各院系各部门存在大量信息孤岛无法共享部门间信息化标准不统一，互通困难资源的总体利用效率低，平均只有约20%高校正渐渐成为黑客猖獗的领域之一。海量应用服务器和其他资源的管理工作量巨大。复杂业务系统的运维开支越来越大复杂、架构导致故障定位困难，影响服务体验数据中心建设方案体系架构及关键能力安全可靠教学视频邮件备份科研其他桌面云管理点播系统系统系统系统云管理平台非云化IT基础资源可看性没法VPC自助服务流程编排弹性伸缩vDC虚拟化平台专用小机虚拟化管理资源动态调度桌面云设备基础设施安全虚拟化引擎虚拟化存储虚拟化网络异构虚拟化物理设备硬件基础设施服务器网络存储关键能力1、资源服务化应用模板的快速发放基于负载的弹性扩展开发测试环境软硬件网络自动化部署计量服务2、架构开放丰富的开放API接口，与现有数据中心管理平台易被对接异构资源的纳管和发放3、系统安全、可靠备份即服务容灾即服务安全4、统一管理统一管理①资源服务化②开放API、开源框架③安全可靠④统一管理面向院系提供虚拟数据中心服务车辆工程系校办企业计算机系材料系建筑系虚拟数据中心3虚拟数据中心4↗虚拟数据中心n虚拟数据中心1虚拟数据中心2数据共享交换平台主校区数据中心分校区数据中心物理资源池物理资源池虚拟化资源池虚拟化资源池弹性分配资源按部门或业务灵活构建VDC，匹配现有组织结构VDC的资源可从全局多个资源池灵活分配VDC的资源逻辑隔离，各业务系统独立可靠运行高效运维管理资源按需弹性使用，可分钟级完成发放VDC自助运维管理，为业务部门提供自主性面向科研提供IAAS、PAAS云服务产品申请业务审核自助服务服务一键开通审批与发放申请综合监控教师、学生管理员提供云主机云存储云网络弹性IP结束防火墙赵文业务模板定义业务流程定义教师、学生业务结束运营管理平资源自动回收管理员提供端到端业务运营流程及其管理功能，快速教师、学生科研创新需求业务、科研环境快速构建应用场景及收益云数据中心现有数据中心【自动环境准备】通过云管平台，定义并提交应用部署模板，包括：vAPP模板、应用软件应用软件流程编排工具包及配置脚本等。管理员对该服务进行审批，应用并发布到全局服务目录。应用编排IvApp模板库【收益】运维人员可从服务目录实现分钟级的应用环境构建。摈弃无价值重复劳动，深度优基础化自身管辖领域软件虚拟化资源池特性描述应用编排模板，支持与服务管理平台关联，发App1App1布到服务目录；网络计算存储LBACL基础ACLLB应用端到端的自动化部署，支持虚机、物理机WeblogiApachWeblogi架构Apach第1周1周1第1第1周1周1第1第1周1周1第1的自动化部署。RediOraclOraclRedi支持商业平台软件，包括Apache2.2.4、WeblogicV9.2/V10.3.5标准化、自动化部署手工Oracle10gR2/11gR2等常用软件；资源池基于负载的弹性扩展生产云管理平台(ManageOne)运维中心服务中心业务应用弹性扩展策略部署下发关键指标超过预设资源池管理Openstack资源调度阈值，触发伸缩下发指令，创建新的应用节点HEATNEUTRONCeilometerCINDERNOVA基于预设应用模板创建VM网络控制将新建VM加入到vLB的虚拟服务组vLBWEB应用节点CPU\MEM等关键KPI信息采资源池虚拟化VMVMVM|VMNEWVM业务WEB组件弹性伸缩组Scaleout应用场景及收益【应用弹性扩展，自动化部署】生产环境基于负载分配资源部署配置，在特定时间交易集中爆发会导致压力增长资源不足，实现弹性扩展的统一自动部署和管理。【收益】最大限度的提升资源的使用效率，改善用户体验特性描述实现计算资源与业务负载之间的动态匹配。可以与现有资源池共同管理，跨资源池进行资源监控，资源调配。自动VM创建，新VM自动加入LB组支持应用虚机负载监控触发VM弹性扩展的能力；①资源云化②开放API、开源框架③安全可靠④统一管理满足未来5年发展的开放架构开放的API云管理SDK虚拟机管理虚拟存储管理虚拟机管理业务编排虚拟快照管理虚拟网络管理虚拟存储管理平台能力插件VPC管理虚拟防火墙管理虚拟网络管理集成工作流存储和网络接口扩展和硬件卸载，实现更更多的服务接口和SDK优化的性能CloudStackSMI-S存储卸载接口eSDK物理网络管理SNMP北向兼容：被集成南向兼容：多平台OpenStack原生南向插件OpenStack原生北向服务接口FusionSphere完全兼容OpenStack原生API(北向&南向)异构资源的纳管和发放①浏览服务目录，申请VM资源VDC服务目录云主机物理机云硬盘vAPPVDC网银系统维护人员申请物理机资源②审批VM资源服务申该操作通知申请审批审批云服务的业务工作流数据中心流程运维人员②审批物理机资源物理机资源发放VM资源发放OpenstackweblogiMySQLredisTomcatSUSERedHat资源池物理机资源池FusionSphere资源池VMware资源池附录:查照解释:直接脱影0直照物心物物小物保险公司保险公司限公司限公司地中海微小酸释(指释)指服务多少管理319319319313319319319313313313[0][1]应用场景及收益【业务部门申请资源】：新旧资源，异构资源的统一发放和管理。【收益】纳管异构资源，实现基础设施资源服务化，实现资源的标准化和自动化发放。特性描述1、原有Vmware资源池和华为新建FusionSphere资源池统一接入；2、虚拟化资源、X86物理机资源的统一服务定义、服务呈现、审批；3、灵活流程引擎，通过流程开发包，可以根据客户需求修改预置业务流程4、灵活的框架，开发服务Driver支持各种云服务的快速接入提供计算资源，存储资源，网络资源的服务化管理。①资源云化②开放API、开源框架③安全可靠④统一管理灾备，校园数据中心建设之根本双活方案【方案】新老两个DC同时提供业务业务均衡负载，资源就近访问主备方案【优势】本地方案【方案】老DC作主，新DC作备端到端实时可用，自动容灾切换同步/异步阵列复制【劣势】[方案]本地备份+本地高可靠主DC存储可实现异构整合建设成本章异构存储主，Huawei主+备【隐患】异构存储备，Huawei主存FusionORACLEvmware主DC瘫痪才切换到备DC，恢复时间长Huawei主+备DATABASESphere[隐患]主备存储同时故障，数据丢失，不可换回CRNFusioIvmwareDATASSphere站点1站点2站点1站点2主备数据中心单数据中心双活数据中心本地备份-集中备份方案中心节点备份管备份业务节点理节点生产服务器(Simpana)FC/IP生产存备份存储储古^备份代理IP网络分支节点分支节点备份业务节点生产生一体化(Simpana)服务器服务器FC/IPFC/IP备份节点(Simpana)备份生产生产存储存储存储应市场京双方备份管理节点、备份业务节点与备份软件组成备份系统支持Windows、Linux、Unix平台文件和应用备份;支持VMware、Hyper-V、Xen虚拟化平台备份适用于数据中心本地备份，多分支机构集中备份支持完全备份，增量备份，差异备份等客户价值多个备份域统一管理，运维管理成本降低；支持调用华为阵列的硬件快照进行数据备份，业务零影响，秒级恢复；全图形化GUI统一管理，无需编写任何脚本，操作维护简单。本地高可靠数据中心方案应用场景及方FusionSphereFusionSphereOracle/SQLOracle/SQLServerServerOceanStorV3系列SAN√数据同步镜像OceanStorV3系列异构存储存储层两套存储阵列实现AA(Active-Active)双活，两端阵列的双活LUN数据实时同步，且双端能够同时处理应用服务器的I/O读写请求，面向应用服务器提供无差异的并行访问能力。当任何一台磁盘阵列故障时，业务自动无缝切换到对端存储访问，业务访问不中断。客户价值AA双活架构，数据零丢失支持异构存储，保护已有设备投无需额外部署虚拟化网关设备减少网关故障点，提高方案可靠性双活数据中心方案WAN校区A校区BGSLB/SLB集群~I<(F5/L2800)-FusionSphere/VMWare/WebLogic/WAS集群Oracle/DB2/SQLServer集群SANSAN数据同步镜像异构存储OceanStorV3系列应用场景权力存储设计：通过华为OceanStorV3存储，为两DC主机业务同时提供读写服务。应用设计：通过虚拟化平台与oracle数据库两类应用自身的集群技术实现。网络设计：服务器负载均衡设计;数据中心间链路部署裸光纤进行连接;客户价值AA双活架构，数据零丢失，业务零中断设备利旧、异构，无需额外硬件，节约投资成本；方案扩展灵活，容灾可视化管理数据中心安全防护体系统一身份管理系统统一安全安全信息和统一运维管理安全漏洞扫描系统统身份认证系统事件分析系统统计系统现女生管控中心文档安全WEB应用邮件防护应用系统应用安全双因素认管理系统防火墙系统证基础数数据完整数据加密数据访问剩余信息数据多副数据安全数据备份加密传输性控制存储据平台保护本注保护剩余数据擦除数据传输加密数据备份虚拟机备份数据安全云平台安全补丁升级TPM可信计算安全加固镜像云主机安全防病毒虚拟机隔离安全加固Hypervisor基础IPMAC绑定安全组虚拟网络Vlan/VxlanVLBvFW设施入侵检测和防御网络病毒防安全域流量清VPN防火网络安全网闸划分墙护洗接入VPN接入安全鉴别和认证访问和授权内容安全响应和恢复补丁升级审计和溯源接入第三方提供①资源云化②开放API、开源框架③安全可靠④统一管理校园需要怎样的数据中心管理系统全局策略化的资源调度灵活快速的服务提供端到端的数据中心监控数据中心实时的业务视图高效标准化的服务平台感知业务状态和用户体验资源的弹性调度，提高资源利用率和服务可靠性自动化的部署和快速的业务发放快速定位问题和监控基础架构性能数据中心运维管理逻辑架构服务门户运营和服务门户业务管理员门户运维管理员门户云运营中心IT服务管理中心事件管理问题管理变更管理发布管理服务SLA用户管理产品目录管理容量管理SLA管理资产和配置管理服务中心（ServiceCenter）运维中心（OperationCenter）资产资源维护DC拓扑导航服务自助管理（VNC,云监控、云私有云服务管理（服务定义/目录/审批流程/请求）资源容量管理等）DC实时监控DC告警全局搜索和日志分析集成服务编排vDC资源服务编排DC报表多资源池调度业务影响分析DC健康诊断传统数据中心自动化和全局模版/映像共享HuaweiOpenStack监控管理eSightPortalHuaweiOpenStack服务器NovaNeutronCinderSDNCider-Nova-网络NeutronplugincomputedrivervolumedriverFW存储LB计算虚拟化存储虚拟化网络虚拟化服务层资源层云数据中心建设工程方法后续管理规划设计制定策实施信息收关联分开发预备份数据测试集略监控评估析案迁移评风险分风险应对迁移演练真正迁移优化验收实施手册估析计划数据中心2层网络链接目标数据中心虚拟化平台P2P系统关联分析现有数据中迁移执行分批系统迁移P2VX86Windows心信息采集V2V虚拟化平台迁移计系统依X86Win/LinuxDC2DC1DC划赖关系目标数据中心N虚拟化平台硬件替换计划X86Linux应用测试验证应用分析reuse管理系统目标数据中心Web业务系统RE迁移失败问题数据库虚拟化平台Destroy处理其他系统X86Linux概要1数据中心建设发展趋势展望2校园云数据中心解决方案关键点3案例分享南开大学校园云数据中心挑战与需求稳定高效新建校区：需新购XX台计算资源，XXXT核心存储性能不足老校区：计算节点利旧，存储性能和容量严重不足，需新采购现网EMC中端存储，使用3年，曾一个月坏三次盘安全可靠2015年初，出现过因存储系统问题，邮件系统中断故障率高现网S2600，服务五年已出保简单便捷多套存储，烟囱式建设，品牌不一，无法统一管理只有2个IT运维人员，工作繁忙管理复杂两校区距离较远，数据中心灾备也需统一管理南开大学校园云数据中心解决方案架构图津南校区八里台校区管理网络管理网络业务网络VMFusionSphereVMVM新购生产应用服务器原生产应用服务器RH5885V3复制流同步复制网络[三][]管理网络FC交换机FC交换机业务网络复制网络FC网络WANAgent异步复制网络UNLUNOceanStorOceanStor18500V318500V3-方案亮点：核心业务保驾护航软硬件数据中心一体化解决方案，易运维、易管理BCManager可视化容灾管理软件，“一键式”容灾演练和恢复，简化容灾管理复杂度自研FusionSphere，资源按需分配，可异构接管现网vmware虚机高端存储18000V3，最大16控/16T，支持12GbSAS3.0，可实现每秒300万IOPS的极致性能本次配置SAN+NAS一体化，并提供异构虚拟化、QoS、缓存分区、分级存储等丰富软件功能，提升性能统一运维亮点安全弹性可靠高效OSOseenfar高性能RH5885V3，超强53项RAS特性、故障预告警有效保障关键业务18000v3采SmartMatrix2.0架构，可实现控制器4坏3，可靠性99.999%Raid2.0+算法，使数据重构速度提升20倍，整个系统的可用性提升95%新旧校区通过存储之间的数据复制，提供数据中心级别安全性北京建筑大学校园私有云建设业务挑战数字校园阶段，北建筑建设了大量“孤岛化”信息系统，导致IT基础设施利用和管理成本居高不下，亟需做基础设施做“云”化整合，迈向智慧校园；根据北京市委计划，北京建筑大学加快推进大兴校区基础建设，加