煙臺”教育云”初步成形
用EMC統(tǒng)一存儲系統(tǒng)實現(xiàn)1000校教育資源共享
煙臺教育局在信息化方面的探索已有十年的歷史，整體信息化建設(shè)走在全國前列。此前，煙臺教育局已經(jīng)擁有運營商級的網(wǎng)絡(luò)實力，Internet出口有三條，分別通過中國教育與科研網(wǎng)CERNet、中國聯(lián)通和中國電信，以千兆帶寬連入互聯(lián)網(wǎng)。
2010年3月，煙臺市教育局啟動數(shù)據(jù)中心四期項目的規(guī)劃建設(shè)。通過前期調(diào)研與測試，煙臺教育局決定實施基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化，分別采用VMware虛擬化軟件、Cisco網(wǎng)絡(luò)和計算平臺、EMC信息基礎(chǔ)架構(gòu)平臺，建設(shè)新一代虛擬化數(shù)據(jù)中心。按照業(yè)內(nèi)關(guān)于云計算的定義，這正是云計算或私有云的初形。如此，煙臺教育局再引風(fēng)氣之先、應(yīng)用云計算架構(gòu)的案例，值得推而廣之。
始于整合需求
煙臺市教育局是市政府主管全市教育事業(yè)的職能部門，通過多年不斷的投入與建設(shè)，信息化建設(shè)取得了卓越成就?，F(xiàn)有門戶網(wǎng)站、辦公系統(tǒng)、教育裝備、職教學(xué)籍、教育博客、教育資源庫等幾十個應(yīng)用系統(tǒng)，以及大量的文件系統(tǒng)應(yīng)用。煙臺教育局?jǐn)?shù)據(jù)中心可以向下屬13個區(qū)縣總計1000多所中小學(xué)提供信息服務(wù)，包括電子郵件、遠程教學(xué)資源共享、精品課程在線點播、遠程互動研討等。
在實施這些應(yīng)用系統(tǒng)的過程中，煙臺教育局積累了大量的服務(wù)器。7、8年來，不少服務(wù)器已經(jīng)老化，利用率也不太高，而且存儲空間雖然不少，但基本都是比較老式的直連存儲(DAS)，容易丟掉數(shù)據(jù)。不管是OA系統(tǒng)、教育資源系統(tǒng)，還是網(wǎng)站等應(yīng)用系統(tǒng)，之前偶爾會出現(xiàn)的小問題。因此，煙臺教育局在滿足數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求時，面臨兩種選擇：是購買20臺低配置的物理服務(wù)器呢？還是6-8臺高性能的服務(wù)器然后做虛擬化？經(jīng)過簡單估算，發(fā)現(xiàn)后者更節(jié)省成本。而且從應(yīng)用角度來看，煙臺教育局也需要資源整合。
虛擬化或私有云，好處之一就是IT資源的整合，以充分有效地利用資源。其實在整合方面，煙臺教育局早已走在了大多數(shù)同行，甚至其它行業(yè)的前列。早些年，各地教育系統(tǒng)普遍的情況是，各學(xué)校校園網(wǎng)各自建設(shè)”小而全”的數(shù)據(jù)中心，既有服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)安全等等，還有比較好的機房，同時還有大量的軟件和資源。假如按照這個模式來建設(shè)，煙臺教育局下屬1000個學(xué)校，就需要建設(shè)1000個”小而全”的數(shù)據(jù)中心。而在煙臺只建了1個市級教育數(shù)據(jù)中心，13個區(qū)縣級教育數(shù)據(jù)中心。從1000個到14個，這本身就是IT資源整合的一個范例。
建設(shè)全新虛擬數(shù)據(jù)中心
2010年3月，煙臺市教育局開始啟動數(shù)據(jù)中心四期項目的規(guī)劃建設(shè)。通過前期調(diào)研與測試，決定實施基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化。利用全新的網(wǎng)絡(luò)、存儲和虛擬化技術(shù)，將數(shù)據(jù)、存儲和服務(wù)器整合至一個通用、統(tǒng)一、高效、可靠的環(huán)境中，大幅簡化原來的IT架構(gòu)，降低總體成本。
山東銳杰網(wǎng)格信息技術(shù)有限公司是EMC公司”極速聯(lián)盟”的白金級合作伙伴。該公司在2006年到2008年間倡導(dǎo)”教育數(shù)據(jù)中心”概念，2009年進一步提出”教育云計算中心”概念，致力于推動”小而全”的校園網(wǎng)向數(shù)據(jù)中心發(fā)展。煙臺教育局選擇了山東銳杰網(wǎng)絡(luò)作為這一輪數(shù)據(jù)中心建設(shè)的合作伙伴。
煙臺教育局采用了VCE（虛擬計算環(huán)境）構(gòu)建新一代教育數(shù)據(jù)中心，利用思科的統(tǒng)一計算系統(tǒng)（UCS）、EMC集中存儲解決方案和VMware虛擬化技術(shù)，將各個分散的系統(tǒng)平臺、各個學(xué)校的資源，統(tǒng)一集中在教育局?jǐn)?shù)據(jù)中心虛擬計算環(huán)境中，由煙臺教育數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一規(guī)劃和部署教育資源，集中存儲教學(xué)數(shù)據(jù)，確保充分而高效地使用教學(xué)資源。煙臺教育局新一代虛擬化數(shù)據(jù)中心的拓撲圖如下：
圖1 煙臺教育局虛擬化數(shù)據(jù)中心拓撲圖
此外，煙臺教育局在舊服務(wù)器上也部署了VMware，增加容錯比、冗余比，以提高系統(tǒng)的可靠性，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用。目前，煙臺教育局有90%以上的業(yè)務(wù)運行在虛擬化環(huán)境。
虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)對存儲系統(tǒng)的要求比較高。因為服務(wù)器虛擬化以后，所有虛擬機（包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)）都需要放在網(wǎng)絡(luò)存儲上。在煙臺教育局擔(dān)當(dāng)這一任務(wù)的是EMC Celerra NS-480統(tǒng)一存儲系統(tǒng)。
EMC Celerra NS-480 統(tǒng)一存儲系統(tǒng)支持多協(xié)議環(huán)境，并且提供高級故障切換和完全自動化的存儲分層功能。利用 Celerra NS-480，可以通過網(wǎng)絡(luò)連接存儲 (NAS)、iSCSI、光纖通道存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (SAN) 和 EMC Celerra 多路徑文件系統(tǒng) (MPFS) 連接到多個存儲網(wǎng)絡(luò)。MPFS 增強了傳統(tǒng) NAS 的性能。NS-480最多可以擴展到480個磁盤，為煙臺教育局的教育資源共享提供廣闊的發(fā)展空間。還可以利用Celerra Manager、文件系統(tǒng)重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、虛擬資源調(diào)配、自動化卷管理和 Celerra SnapSure等一體化功能，簡化日常管理任務(wù)。
煙臺教育局的數(shù)據(jù)中心采用兩級架構(gòu)：市區(qū)一級和區(qū)縣一級。市級數(shù)據(jù)中心的主要數(shù)據(jù)存儲在NS-480上，目前數(shù)據(jù)量在10TB左右，預(yù)計未來五年，總數(shù)據(jù)量可達到60TB。煙臺教育局全新存儲架構(gòu)如圖2所示。
圖2 煙臺教育局全新存儲架構(gòu)圖
易管理 高可用 省成本
實施VCE解決方案之后，煙臺教育局的IT架構(gòu)更加容易管理、非常簡單化。因為擁有統(tǒng)一的管理界面，VMware、UCS、NS480都在一個界面上，管理起來非常簡捷。這體現(xiàn)了解決方案的高度融合性，UCS和VMware、NS480都可以做到，這正是VCE的整體卓越優(yōu)勢。三家公司完美結(jié)合，就像一家公司的產(chǎn)品。
從可用性角度看，相對傳統(tǒng)的方案，VCE解決方案更加科學(xué)，真正做到存儲與跟服務(wù)器的”間隔”。假如服務(wù)器宕掉或發(fā)生其它任何變化，虛擬機的遷移都非常簡單。從實際應(yīng)用來看，目前宕機的機率幾乎為零，終端用戶的每次應(yīng)用、每次登陸或者點擊都會正?；?，系統(tǒng)響應(yīng)速度更快、更流暢。
從投資來看，一個服務(wù)器配置兩塊硬盤，再裝上RAID，購買20臺服務(wù)器的硬盤投資，不如用來購買光纖盤或者閃存盤，這樣更經(jīng)濟。事實證明，采用全部外部存儲的方式，性能更優(yōu)，可靠性更高，虛擬機的遷移速度也更快。
目前，煙臺市已經(jīng)建成市教育局與區(qū)縣教育局之間的光纜直鏈，區(qū)縣教育局與大部分學(xué)校之間的光纜直鏈，煙臺教育信息網(wǎng)絡(luò)是一個高品質(zhì)、電信級城域網(wǎng)絡(luò)。按照規(guī)劃，煙臺教育城域網(wǎng)內(nèi)所有學(xué)校的終端數(shù)量未來能夠達到20萬臺的規(guī)模。有了新一代虛擬化的數(shù)據(jù)中心，支持20萬臺終端的教育資源共享，對煙臺教育局來說，已不是什么難事了。
