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复旦大学:云服务引领校园数据中心新发展

   

作为高校信息化校园建设的重要基础设施,数据中心承载着学校的各种核心业务与数据的运行和管理。近年来,随着校园信息化建设的普及与发展,数据的外延不断扩展,数据量激增,信息化业务呈多元化发展趋势,校园数据中心进入了一个高速发展时期。

云服务的概念伴随着云计算技术的发展而提出,它摒弃了传统的以技术为核心的应用建设模式,强调了以方便、快捷的方式向用户提供资源的过程,突出了按需提供(On Demand无所不在(AnywhereAnytimeAnybodyAny device的特点,符合面向服务的信息化校园建设理念,是校园信息化建设的重要发展趋势。

复旦大学在十二五信息化规划中指出,利用IT新技术的整合来突出服务理念,借助云概念对数据中心的基础架构、应用服务进行重新规划和实施,体现了新一代信息化校园建设的内涵。

以云概念规划数据中心

在信息化校园建设初期,数据中心的目标是解决高校的信息孤岛问题,一般采用数据集中的模式来建设,即在不改变业务系统的情况下,从各系统中抽取数据进行整合,再为业务系统提供服务。数据集成共享是数据中心设计中最重要的基础环节,管理业务系统是数据中心建设最核心的服务模式。传统数据中心的硬件基础设施模式比较固定,基本采用独立的服务器为基础设施支撑、运行数据库和应用服务环境,通过IP网络和软件数据接口对外提供服务。

随着校园网络基础设施的逐步完善和应用服务的不断深入,用户的服务意识也在不断增强,许多用户对校园网的态度从原先的不适应离不开,从被动接受转变成现在主观想要。用户产生积极变化的同时也对信息化提出了越来越高的要求和愿望,促使校园信息化从深度和广度上拓展了原有业务,以IT技术为支撑的信息化服务往更精细化的方向发展,用户的服务体验成为衡量服务质量的一个重要标志。由此,信息化校园初期数据中心建设模式的不足逐渐显现:

1、基础设施单体能力过剩,管理成本攀升。为了满足不断增加和变化的业务需求,数据中心不得不购买更多的服务器、存储等设备。这些设备负载和利用率往往不高,却造成电力、制冷、空间等机房环境压力陡增,管理复杂和成本增加;

2、数据服务支撑应用有限,服务范围狭窄。数据中心仅为各业务部门管理业务系统的数据集成和共享设计,缺少对服务对象的关注,最终用户与数据中心的信息库之间存在着信息获取、信息处理和信息提供方面的矛盾,制约了服务应用的发展。

如何从服务的角度出发,真正将面向服务作为核心开展数据中心建设,成为新时期校园信息化建设工作的重要内容。复旦大学依据自身的实际情况,提出以云服务概念为指导的数据中心发展方案,利用虚拟化技术对基础设施进行重构,贯通跨部门业务流程,整合业务数据,建立个人数据中心,联合业务部门建立数据分析和利用平台,以平台化的策略统一数据服务。

以虚拟化技术重构基础设施

数据中心利用虚拟化技术整合资源,建立弹性云服务,为校园用户提供便捷、易用和安全可靠的数据中心基础设施。通过计算、存储和容量资源的虚拟化为基础设施的整合与重构提供了技术支撑。计算虚拟化将多台物理机的计算资源虚拟为资源池,合理分配、提供给多个虚拟机使用,有效地解决了资源分配、安全隔离等问题;虚拟化引擎则带来了管理上的便利,提供高可用、远端维护等功能;从规划和资源合理利用上,进行全局规划,而不再按需申请物理设备。存储虚拟化将传统面向单一应用的存储资源汇集为存储资源池,提供统一管理,依照系统特征提供FCIPNAS、以及SSD固态硬盘等不同访问模式,封装后端存储差异,从整体层面考虑数据分层、高速缓存等以提升性能,按需分配存储资源;存储虚拟化将传统的预先估算、事先分配模式优化为预分配虚拟容量,根据实际使用情况补充物理资源,有效地避免了物理资源闲置。从整体角度,统一规划建设,随业务发展进行分步投资,是资源虚拟化带来的好处。

复旦大学根据业务等级建设了关键、托管、一卡通等7个虚拟化集群,为传统的400余个校园应用提供服务,物理宿主机计算资源占用超过70%,简化了传统的机房维护,保障了集群安全、避免单点故障的发生。同时,建设集中存储,提供数据分级服务,使用FCIP模式为传统数据库提供服务。复旦大学计划建设更大范围的云服务平台,提供平台化科研、工作和教学基础服务,包括:

1、数据存储云服务:向个人、业务部门和科研团体提供统一数据管理平台服务,允许用户将工作、科研和学习数据存储在云端,并在任何地点、任何时间能访问这些数据;

2、科研计算云服务:完善和补充学校的高性能计算服务体系,建立SPSSMATLAB等一批专业计算工具的服务平台,面向全校开放专业计算服务,在提升软件正版化的同时提高软件利用率;并逐步建立和完善计算协作管理制度,保障服务的高效和稳定运行;

3、桌面虚拟化云服务:通过网络虚拟化和桌面虚拟化技术提供虚拟桌面服务,大幅度降低多媒体教室的终端运维管理成本,有效扩大终端规模,提高教师满意度和管理效率。

以数据化管理推动数据利用

数据化管理是运用分析工具对客观、真实的数据进行科学分析,并将分析结果运用到各业务环节中的一种管理方法。数据化管理不仅仅是数据分析(挖掘),它包含了数据的收集整理、分析和利用等多个阶段的工具和方法,它倡导通过详实的数据直观地展现,并通过适当地分析,明确基本状况,发现工作中的不足之处,为管理者提供准确的决策依据,促进管理层进行有针对性的改进和有效地决策;既是科学管理的基础,也是信息化校园辅助学校发展的重要手段。

在数据化管理的数据收集过程中,传统数据中心的数据来自各个业务系统的更新和维护。通过对很多业务系统的数据集成来完成对数据一致性的管理着实困难,且无法对很多用户的个人数据保持实时更新。因此,复旦大学提出建立网上个人服务中心,通过数据抽取和同步将数据存放在综合业务库,基于综合业务库进行数据展示和以申报、申请为主要特点的综合业务服务,使用户数据在教师数据中心和学生数据中心完整、直接地展示给最终用户。

数据化管理过程中的数据分析和利用是辅助业务提升的重要手段。校园信息化建设中涉及到的数据支撑决策主要包括预测、相关性分析、规划和评估等几个方面的问题,而数据的展示分析是数据支撑决策的基本功能。在个人服务中心,提供了面向教师、学生、部门和校领导的综合数据查询和数据展示功能,师生个人用户角色可从服务中心获得一卡通、基本信息等个人数据统计,业务部门和校领导则可获得多种业务数据的统计分析结果。

个人服务中心可解决数据化管理中人与信息之间不对称的矛盾,综合服务则可解决业务分散的问题,避免用户到不同的业务系统中办理相关务,并将填报/申请和审批流程隔离,实现用户操作和管理端的异构。今年暑假,复旦大学已经初步将传统的信息门户升级为面向用户的服务门户,并根据实际情况将各种业务申报逐步过渡到个人服务中心,统一操作风格,增强用户体验,确立统一业务入口,实现数据中心业务处理的云服务平台。

以数据整合支撑业务贯通

传统的数据中心以数据集成为核心,以管理系统对用户提供各种业务服务。这种模式强调了数据的完整性、一致性和权威性,解决了各个系统之间的数据交换、信息共享问题。然而,传统的数据中心过度关注业务部门自身业务的信息化,在信息服务对象方面的关注程度存在不足,最终用户与信息资源存在着信息获取、处理和提供等方面的巨大矛盾。因此,从服务的角度出发,以为核心展开信息化建设是数据中心的发展方向。

复旦大学根据自身建设的实际情况,利用信息化校园起步较早、数据集成规模大、数据量丰富和完整性强的优势,开展跨部门业务流程的梳理与贯通,涉及到各种数据服务、进校离校服务、教学科研服务、财务报销服务、一卡通服务、生活信息服务等各个方面。

以每个学校都需要面对的典型业务新生入学为例,不仅涉及到多个部门的协调协作,还涉及到多个部门对新生数据的加工与生成。复旦大学的迎新服务为解决这一类跨部门业务提供了解决方案。该系统将迎新过程分解为报到前、报到中和报到后三个阶段,系统从最开始就建立学生、辅导员和学校相关部门的信息交互,使得学生从报到前10日起即可通过系统申报住宿、抵达情况,了解入学的报到、住宿、缴费、体检、档案和考试信息,学校和辅导员可以提前了解学生的情况,增进信息的交流和交换。典型体现就是在移动应用“i复旦中增加了移动迎新服务,便于新生更加便捷、及时了解学校迎新相关的各种服务信息。

迎新服务涉及到多个业务部门和业务系统,这在以业务系统开发为重心的信息化建设早期阶段是无法想象的。传统业务外延的扩大,将使在业部门的应用系统中作为被管理对象的学生、教师成为服务的直接参与者,使得用户能按时、及时了解到自身的信息,方便进行信息交流,体现了以人为本的理念,提升了服务和管理水平。数据集成与整合工作是业务贯通实现的基础,面向服务是业务贯通设计的核心。这些设计理念为高校数据中心的发展提供了一定的参考和借鉴价值。

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