教育三通两平台云数据中心建议方案.doc

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1、教育“三通两平台”区县云数据中心方案技术建议书目录1 项目建设背景32 本期项目建设范围及目标要求 32.1 本期某某市“三通两平台”区县云计算数据中心建设目标322建设原则33 本期项目方案设计要点 44 三通两平台”区县云计算数据中心总体部署方案 54.1 区县云计算数据中心设计 64.1.1 区县云计算数据中心整体设计 64.1.2 融合数据中心设计 74.1.2.1 网络与安全融合设计 114.1.2.2 网络与计算融合设计 144.1.2.3 计算与存储融合设计 204.1.3 区县云计算数据中心计算资源池设计 214.1.3.1 计算资源池的关键设计思路 214.1.3.2 新建计

2、算资源池 234.1.3.3 利旧设备计算资源池 264.1.3.4 计算资源池总体容量评估 274.1.3.5 行政管理权限设计274.1.3.6 业务快速部署设计 284.1.3.7 典型业务保障设计 304.1.3.8 业务迁移设计324.1.3.9 业务编排自动化设计 354.1.4 区县云计算数据中心存储池设计 414.1.4.1 零存储方案的实现414.1.4.2 零存储方案的特点和价值 434.2 区县下属学校云节点设计 444.2.1 应用集中带来的挑战 444.2.2 云点解决方案架构 454.2.3 云点方案关键-VSR454.2.4 云点统一资源管理 464.2.5 云点

3、业务部署474.3 市级综合管理平台设计 474.3.1 市级综合管理平台总体设计 474.3.2 H3C Ope nStack 云管理平台 484.3.2.1 H3C OpenStack云管理方案485 本次方案推荐设备及设备说明 505.1 推荐设备详细列表 505.2 推荐设备说明515.2.1 核心交换机515.2.2 统一基础架构系统 5458523云计算软件1项目建设背景上世纪九十年代以来，通过一系列重大工程和政策措施，教育信息化发展奠定了一定的基础。随着教育模式的改革和新技术的不断涌现，信息化教学的应用不断拓展和深入，教学资源不断丰富，教育信息化在促进教育公平、提高教育质量、创新

4、教育模式领域的支撑和带 动作用初步显现。教育信息化十年发展规划 明确提出了信息化目标， 即建成人人可享有优质教育资源 的信息化学习环境，基本形成学习型社会的信息化支撑服务体系， 基本实现所有地区和各级 各类学校宽带网络的全面覆盖， 教育管理信息化水平显著提高， 信息技术与教育融合发展的 水平显著提升。2本期项目建设范围及目标要求2.1本期某某市“三通两平台”区县云计算数据中心建设目标全面落实教育部新时期教育信息化的战略部署，推进我市义务教育现代化建设的整体水平，为最终全面实现“十二五”教育信息化的标志工程“三通两平台”打下坚实的基础。为 实现这一目标，有以下两个关键性要点：完成16个区（县）教

5、育信息化基础设施及应用建设，为各区（县）最终实现“三通两 平台”打造可管、可用、可运维的信息化基础环境系统，形成统一规范的标准。探索并最终形成某某市基础教育信息化资源建设模式和应用格局，建立可持续发展的科学机制，并打造一套能够为该机制服务的信息化基础系统；2.2建设原则“三通平台项目”是以“促进优质教育均衡发展，提升教育教学质量”为导向，以“提升办学水平，提高教学质量，建立可持续的资源和管理公共服务平台，实现优质资源班班通、整体提升网络学习空间人人通”为核心目标，深层次应用信息技术，加快教育现代化步伐，教育信息化的水平与效益的建设项目。整体方案的设计应遵循以下原则：（1）可靠性原则教育云数据中

6、心基础平台有高度的稳定性、可靠性，保证上层业务应用的高可用。因此,要考虑设备与线路质量、网络结构冗余，平台及应用的HA、数据容灾备份等设计因素。（2）先进性原则云计算已成为时下各行各业信息化建设的热门，利用云计算技术可以提升设备的利用率、让业务部署更加弹性与灵活、降低系统的运营成本，因此构建教育公共信息云平台是非 常必要的，保证整个系统的先进性与灵活性。（3）可扩展性原则在“三通两平台”建成后， 要求不在影响业务应用的前提下，系统可以进行顺利扩展或平滑升级。因此需要采取模块化、标准化的设计来满足迅速扩展与兼容的要求。（4）建设与服务的持续性原则对于“三通两平台”建设的方案设计与设备选型，要充分

7、考虑供应厂商的持续服务能力， 优先考虑大厂商的主流方案与产品，避免设备停产及厂商倒闭导致无法持续服务，同时也需要考虑厂商设备的升级换代向下的兼容性与业务应用的适应性，避免造成投资浪费。3本期项目方案设计要点1）教育云平台建设方案需遵循“统一规划、统一标准、分级分权、兼容差异”的业务部署原则。2）教育云平台建设采用全虚拟化全融合云中心基础架构，满足业务承载与管理方面的完备性要求。3）教育云平台建设要求实现资源编排的自动化，能够满足各区县、各学校laaS基础资源的便捷交付。4）教育云平台建设要求充分发挥云计算的技术优势，能够满足典型业务的重点保障。5）教育云平台建设要求尽量避免重复建设，多途径实现

8、利旧设备在教育云中的方案价值。6）教育云平台建设要求规划和应用好云、管、端资源，最大程度支撑业务系统的创新部署与应用7）教育云平台建设能够满足综合运维管理的规划需求，实现多级云的可视化管理要求。8）教育云平台建设需要考虑延伸服务，实现现有业务的迁移及整体方案的部署交付。4 三通两平台”区县云计算数据中心总体部署方案本期教育云区县数据中心部署的方案教育仪砸网冲-£学校防火墙+IP5 + LE+NTA教育科硏外延网网络管理员万托光纤 干兆光纤:虑肛化计算资源池根据本期工程的需求和建设目标 ，某某市基础教育信息化“三通两平台”区县级云计算 数据中心整体建设方案如上图所示。整个平台由市教委综

9、合管理平台、区县云计算数据中心、 区县下属学校云节点三部分组成，区县云计算数据中心与市教委综合管理平台通过某某教育 科研网互联，区县云计算数据中心与区县下属学校通过校校通建设的教育科研外延网互联， 区县云计算数据中心同时提供In ternet接口。某某市教委综合管理平台市教委统一管理平台，用于管理各区县的云数据中心所有软硬件设备，在区县云计算 数据中心出现故障时可第一时间告警，对于各区县的公共基础应用平台可以直接下发应用模板，并基于该应用模板将需要的网络资源（如网段、VLAN 号），安全策略（防火墙、IPS）等可以通过自动化编排工具实现一体化下发，从而实现某某市教育公共基础应用业务的快速部署。

10、区县云计算数据中心各区县的基础教育集中资源池，完成市教委统一的公共基础应用部署，并实现本区县内特色应用及各重点学校的校本系统部署。并可以将业务直接推送到学校云节点，实现分布式业务系统访问。区县下属学校云节点各重点学校的路由、业务部署一体化设备，用于连接区县的教育科研外延网和Intenet，也可以部署学校自己的特色应用。4.1区县云计算数据中心设计枚青科研外延网救育科研网InternetH3CiMC新牛H3C * 云计宦衣，学件檢心51H3CS10500+ FW插卡+IP名时+LBIS卡+NetStreamlS-S新建计 算资源 池图例：千花琏£5 存噹避路芒理链路利旧计 算资源 池区

11、县云计算数据中心总体逻辑拓扑结构如上图所示。整个平台由新建计算资源池、利旧资源计算池（如果原有服务器需要利旧）、存储资源池、管理中心四部分组成，网络出口与电子政务外网相连。 新建计算资源池服务器采用刀箱服务器方式，在刀箱中部署两路和四路的刀片服务器，并且部署存储刀片。利旧设备计算资源池则采用各区县原来已有的机架式服 务器，存储采用零存储方案， 将刀箱中的存储刀片和利旧的机架服务器上的磁盘虚拟成一个 聚合的存储资源池。4.1.1区县云计算数据中心整体设计4.1.2融合数据中心设计云计算不仅是技术，更是服务模式的创新。云计算之所以能够为用户带来更高的效率、灵活性和可扩展性， 是基于对整个IT领域的

12、变革，其技术和应用涉及硬件系统、软件系统、运维管理等各个方面。laaS （基础架构即服务） 作为云计算的硬件支撑平台，将基础架构进行云化，从而更好 的为应用系统的上线、部署和运维提供支撑，提升效率，降低TCO同时，由于laaS包含各种类型的硬件和软件系统，因此在向云迁移过程中也面临前所未有的复杂性和挑战。那么，云基础架构包含哪些组件？主要面临哪些问题？有哪些主要的解决方法呢？一、 数据中心基础架构网络安全、服务器、存储等硬件设备作为承载业务的重要IT基础设施，承担着稳定运行和业务创新的重任。数据中心出现故障的情况几乎不可避免。因此，数据中心解决方案需要着重关注如何尽量减小数据中心出现故障后对关

13、键业务造成的影响。为了实现这一目标， 首先应该要了解数据中心出现故障的类型以及该类型故障产生的影响。影响数据中心的故障主要分为如下几类：硬件故障软件故障链路故障电源能耗问题机房空间利用问题网络设计问题数据中心的故障类型众多，但故障所导致的结果却大同小异。即数据中心中的设备、链路或server发生故障，无法对外提供正常服务。 导致这些问题的主要原因是在数据中心中硬 件基础架构层次复杂，网络本身就有出口路由器、核心交换机、接入交换机，要保证安全， 在数据中心前端还需要提供防火墙、IPS等安全设备保证数据中心业务层面的安全性，在服务器的后端还必须有专用的存储网络，如下图所示：nr殽珈中心出口数据中心

14、的任何一个业务的提供都依赖于这些设备的可用性，当任一单点出现故障时, 都会导致数据中心业务无法对外交付。多个层次的设备如果不是一个厂商的，又会导致例如 互联互通、故障排查等问题，比如当某个业务无法提供正常服务时，这个问题是由于网络引起的？安全设备引起的？服务器设备引起的？存储设备引起的？通常把问题定位清楚就需 要好几天的时间。随着服务器、存储、网络规模的增加，硬件成本也水涨船高，同时管理众多的基础设施 的维护成本也随着增加。传统IT基础设施建设往往采用机架式设备，一整套设施至少需要占用1个机柜的空间，各设备之间通过繁杂的线缆连接，维护较为困难。同时传统情况下服务器的利用率长期保持在 20%以下

15、，各设备间分开供电与散热，带来了大量的空间、电力、 能耗等方面的浪费。缓解这些问题最好的方式有二：一是在数据中心中采用紧凑的架构设计、例如网络和安全的融合，安全设备通过插卡的方式部署在核心交换机上，又例如分布式存储， 存储池直接采用服务器上的磁盘。二是冗余设计，可以通过对设备、链路、Server提供备份，从而将故障对用户业务的影响降低到最小。但是，一味的增加冗余设计是否就可以达到缓解故障影响的目的？有人可能会将网络可用性与冗余性等同起来。事实上，冗余性只是整个可用性架构中的一个方面。一味的强调冗余性有可能会降低可用性，减小冗余所带来的优点， 因为冗余性在带来好处的同时也会带来一些如下缺点：网络

16、复杂度增加网络支撑负担加重 配置和管理难度增加因此，数据中心的基础架构设计要考虑多方面的问题。在采用紧凑型架构、高可靠设备组件、提高网络的冗余性的同时，还需要加强网络构架及协议部署的优化，从而实现真正的 优化。云计算数据中心硬件资源联动云基础架构如上图所示，云计算技术的引入实现了应用和服务器之间的松耦合，主要解决了原来非云计算模式下的单个系统硬件高配低用、硬件资源利用率、业务系统难以实现HA系统故障难以快速回复等问题， 云计算架构在传统基础架构计算、存储、网络硬件层的基础上，增 加了虚拟化层、云层:虚拟化层：大多数云基础架构都广泛采用虚拟化技术，包括计算虚拟化、存储虚拟 化、网络虚拟化等。通过虚拟化层，屏蔽了硬件层自身的差异和复杂度，向上呈现 为标准化、可灵活扩展和收缩、弹性的虚拟化资源池；云层：对资源池进行调配、组合，根据应用系统的需要自动生成、扩展所需的硬件 资源，将更多的应用系统通过流程化、自动化部署和管理，提升IT效率。云基础架构资源池使得计算、存储、网络以及对应虚拟化单个产品和技术本身不再是核心，重要的是这些资源的整合，形成一个有机的、 可灵活调度和扩展的资源池，面向云应用 实现自动化的部署、监控、管理和运维。第10页