《教育云平台建设方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教育云平台建设方案.docx（29页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、教化云平台建设方案编制审核批准北京达沃时代科技有限公司2016年04月29日第1章项目概况11.1 项目背景11.2 教化信息化发展的总体特征11.3 面临的问题21.4 建设目标31.5 所解决的问题3第2章设计方案52.1设计原则52.2总体架构52.2.1逻辑架构52.2.2技术架构72.2.3部署架构92. 2.4方案优势92.3总体性能要求H2. 3.1存储容量要求113. 3.2计算资源要求11第3章基础设施层123. 1总体方案拓扑123.1.1 逻辑架构123. 1.2组成123.2 虚拟化云平台建设133. 2.1系统特性144. 2.2虚拟化系统硬件构建选型183.3 集群
2、存储系统建设193.3.1系统组成203.3.2系统特性213.4云平台网络系统建设27第4章设备配置28第1章项目概况1.1 项目背景随着教化信息化的不断推动和教化改革的不断深化，近年中小学校内信息化建设成为国内基础教化发展的重点。2012年3月，教化部发布了的教化信息化十年发展规划（20112020年），文中明确提出了“充分整合现有资源，采纳云计算技术，形成资源配置与服务的集约化发展途径，构建稳定牢靠、低成本的国家教化云服务模式2012年9月5日国务院副总理刘延东（时任国务委员），在全国教化信息化工作电视电话会议上提出：要以建设好“三通两平台为抓手，也就是“宽带网络校校通、优质资源班班通、
3、网络学习空间人人通”，建设教化资源公共服务平台和教化管理公共服务平台，为我国教化工作的进一步发展指明白方向。教化信息化是衡量一个国家和地区教化发展水平的重要标记，实现教化现代化、创新教学模式、提高教化质量，迫切须要大力推动教化信息化。1.2 教化信息化发展的总体特征当前，从全国基础教化信息化建设的发展进程来看，有以下一些基本趋势。（1）基础教化信息化建设正从普及期走向整合期，如何将日益广泛存在的硬件设施、海量的数字化资源、各种有效的信息化教学模式整合和应用到广阔一线老师的例常化教学行为中，推动信息化教学方式，并深刻培育学生的信息化学习方式，使得信息技术的教化教学应用向常规化方向发展。（2）自2
4、005年以来，信息技术与教化整合的有效性已清楚地演化成两个发展重点：一是高可用性的区域级信息化支撑基础平台/设施/环境；二是广阔老师及学生群体的个体化的信息化素养的提升，伴随着信息化进程的加深，上述环节的作用正日益凸现。（3）从信息技术和教化系统耦合的整体要素来看，支持老师的有效教学和促进老师的专业发展正成为深化信息技术有效应用的重要突破点，而打造在线互动的学习环境、培育学生的在线学习习惯、促进学生的自主学习与自我发展正成为信息技术教化应用的新路标。1.3 面临的问题从信息化的角度来看，中小学教化工作在开展过程中面临以下的问题。(1)校内网络建设发展不平衡学校校内网络是信息时代老师与学生通过网
5、络获得教化信息和学习资源的重要渠道,是衡量学校教化信息化的重要指标。虽然“校校通”工程使我国一部分的中小学能接上了网络，但是只有部分重点中小学校开通了校内网络，拥有独立的网站及专职的网管人员。大部分中小学都没有自己独立的网站及专职的网管人员。(2)教化信息资源建设滞后信息资源建设是实现教化信息化的核心，内容包括各科学习视频、教学课件、电子教案、练习资料、试题样卷、学科网络资料、课外资料及师生沟通社区等等。信息资源建设滞后在当前中小学教化信息化建设当中普遍存在，主要表现在缺少相应学科的各种信息资源或学科的各种信息资源很少；网站内容陈10,更新不刚好等。(3)教化信息资源共享程度低信息资源共享程度
6、低，主要受到以下几个因素影响：A教化平台标准的不同A信息资源建设滞后A部分名校不愿把优秀的教化信息资源共享A老师教化信息资源共享主动性不高，或者没有条件把教化资源放到网上共享。(4)教化信息化软硬件配置不均衡在学校的教化信息化建设中，目前普遍存在重硬件投入、轻软件建设的问题，侧重于硬件等基础设施的建设，如：服务器、路由器、交换机、网络建设及电脑配置等；但是软件的建设却相对的滞后，主要表现在专业人员的配备缺乏，专职管理人员少、兼职管理人员多，校内网络的各项管理制度和规范建设不完备，网络建设与应用建设并未同步进行等。（5）网络利用不高虽然建立了校内网络，但校内网络处于闲置状态，网络利用不高。学生缺
7、乏网络学习的主动性，学生访问校内网受到限制（许多资源在校外网不能访问或访问的速度过慢），校内网里面的资源对学生的吸引力不大。1.4 建设目标教化云服务平台，是云计算在教化领域中的迁移，是利用教化信息化所需的一切硬件资源构建基础设施，加载丰富的数据资源，供应应教化机构、教化管理机构、教化从业人员、学生、家长以及社会公众所需服务的云计算平台。（1）建设基础云环境采纳先进的计算、存储、网络虚拟化技术，融合基础设施，建设覆盖全县、分布合理、开放的基础云环境，供应海量的数据存储实力和强大的数据处理实力，实现全局环境的服务通信、数据交换、资源监控和资源调度，为运行于云之上的应用和业务供应基础的运行环境。（
8、2）建立教化信息资源库整合全县的教学、教研、教务等资源，形成全局的数据视图，为教化资源的管理提升和进一步开发奠定基础，从而解决教学资源需求持续增长与教化投入增长不足、教学资源相对短缺的冲突，提高优质教学资源的利用率。（3）构建教化应用平台，为教化机构、教化管理机构、教化从业人员、学生、家长以及社会公众供应所需的应用服务。（4）适应将来发展为教化信息化的应用奠定柔性扩展的基础，优化教化信息化建设与服务模型，实现传统模式向“三通两平台下教化模式的平稳过渡。1.5 所解决的问题节约硬件设备的投入成本：云计算扩展性特别强，多个学校可以将现有的硬件资源共同加入到一个云中，削减单个学校在资金和时间上的投入
9、，并实现真正意义上的资源共享。云存储中心更平安牢靠：由于对教化信息资源建设的投入不断加大，各个学校都积累了大量的教化信息资源。数据存储的平安性、牢靠性显得越来越重要。学校运用云计算服务时，有技术先进的数据中心来帮助保存数据，有强大的技术管理团队来帮助管理提交的数据和程序，可为学校供应牢靠和平安的数据存储中心。整合教化资源：云计算模式最小化了终端设备的需求，在一个云计算环境中，不仅是课堂个人电脑、试验室都可以从“云中获得，在“云”中存储，让全部学生随时随地进行学习。可以解决教学资源需求持续增长与教化投入增长不足、教学资源相对短缺的冲突，又可以提高优质教学资源的利用率，让更多的学生获得优质的受教化
10、机会。第2章设计方案2.1设计原则坚持以需求为主导、以应用为核心原则紧紧围绕当前教化工作的迫切需求，坚持以校本服务的指导方针，主动推动教化信息资源的深化挖掘和综合利用。A坚持平台模块化开发、分布与集中相结合原则采纳分层的敏捷架构，采纳云计算、分布式存储等最新技术，不断提升项目服务性能，通过将业务模型资源与项目实现技术相分别，从根本上提升管理系统的技术无关性。坚持好用性、先进性、可扩展性相结合原则项目设计要有前瞻意识，必需着眼长远，坚持高起点规划、高标准要求。设计必需采纳成熟的技术，同时依据信息系统的发展趋势，在设计中充分考虑到将来可能的发展。A坚持智能维护、扩展原则须要具备完备的智能维护、扩展
11、功能，能符合教化信息化的整体趋势，为今后项目的功能扩展、升级留有接口，并有利于系统的推广应用和再次开发。2.2 总体架构2.2.1 逻辑架构基于虚拟化及云计算管理技术，实现区级网络、技术、带宽资源的统一管理已经成为可能。这可以通过两种方式实现：一种是集中部署、统一安排、分散管理、分散运用、统一监控；另一种是分散部署、分散管理、分散运用、统一监控。前一种模式，硬件资源集中部署在县教化云中心，统一对计算、带宽、存储资源进行虚拟化，构建成全县整体的资源池。由县教化云中心对资源依据须要进行分割，安排给各级学校运用，各学校可以自主管理与运用由区安排的资源池，教化云中心可以集中监控各种资源状态与运用状况。
12、各学校可以依据须要向云中心申请更多的资源，而云中心依据须要随时调整资源的安排。这种模式事实上是由区统一供应硬件、网络资源，由学校来运用。这样硬件、网络的维护负担由云中心统筹管理，每个学校则免去了这部分的工作负担，也增加了全区范围内资源安排的响应性。但是，这种模式对网络的带宽与可用性要求比较高。后一种模式，保留现在的部署方式，每个学校建设自己的硬件与网络资源,但是学校的硬件与网络资源依据规范进行统一的池化，并注册到统一的云计算管理平台。这种模式下，每个学校可以依据须要建设自己的资源池，校级资源池安排、管理与运用由学校本身负责，云中心可以监控校级资源的状态与运用状况。这种模式硬件资源重用在学校的粒
13、度上发生，不利于全县的资源调配，但可以使得云中心驾驭全区的资源状况，保障全县硬件资源在统一规范下进行管理，对硬件资源建设进行统一的规划。鉴于以上分析，考虑到各校的IT维护力气比较薄弱，建议在网络条件允许的状况下，进行第一种模式的建设。拓扑结构图相如一小平头小学图1逻辑架构图如上图所示，各学校通过光纤链路干脆连接到教化云服务中心，由云中心统一为各学校以及用户供应服务。2.2.2 技术架构&（校师用户学笺用户教日管理用户家长用户社会公众用户服务后我学JS务平台做有务平台j费”展务平台管强震务军台学习加戏停IB务平台Rwm-a文件存储育云支撑技术相关M资源层业务数据库星础设施G网络用多网络设务 虚拟
14、化计翼资法 QQQ苔拴视AIHMBa网络帙稗体索MtM鼻件目 m Q Swxe *校传包 呢HISM云应用相关规范接入层图2技术架构图总体架构共分为五层，如上图所示，自底向上依次为接入层、基础设施层、资源层、服务层、用户层。（1）接入层接入层主要实现信息资源的接入，包括：各学校监控区域的实时监控视频；烟雾、温度、湿度等环境监测系统；门磁、门禁、周界报警等平安防护系统；教化示范课录播平台。（2）基础设施层基础设施层主要为教化云服务平台供应资源池化的硬件基础环境并配置管理调度和监控功能。基础设施层建立在超融合服务器集群、网络设备和数据库集群的基础上，统一为平台供应虚拟化计算资源、统一文件存储环境以
15、及数据库环境。（3）资源层资源层是整个平台的文件与数据库资源，是云服务平台的核心数据的分类存储区。其中文件存储用于实时监控视频、示范课视频、网络教程、媒体素材、题库、课件等文件的集中存储，数据库用于老师信息、教务信息、学校信息、教研信息等业务数据库的存储。（4）服务层服务层为教化云服务平台对外供应访问的窗口，由教学服务平台、教研服务平台、管理服务平台、学校和测评服务平台、资源服务平台以及视频统一管理平台组成。（5）用户层用户层主要包括教化管理用户、学生用户、家长用户、老师用户和社会公众用户等。（6）教化云支撑技术相关规范教化云支撑技术相关规范包括教化云平台管理规范、教化云开放服务接口规范、教化
16、云数据存储规范、教化云数据采集规范、教化云认证与授权规范、云端教化资源权利描述规范。它是教化云服务平台中处理教化、教学、管理业务的核心技术支撑规范。在这个层面，云平台在对平台本身进行管理的同时，还须要对外供应统一的服务接口，运用统一的数据采集和数据存储规范，确保数据在源头上统一，为之后的数据利用、传输和互操作奠定基础。（7）教化云应用相关规范教化云应用相关规范包括云端教化资源元数据规范、云端应用和服务接入与运用规范、云端教化资源分类和标记规范、云端教化资源推送服务接口规范、云端学习分析规范。云端教化资源元数据规范旨在对云平台注册的应用和服务、学习资源进行描述，运用户能快速有效地在资源云海找到特
17、定资源和服务应用,促进资源共享。云端应用和服务接入与运用规范主要在于规范外部应用接入平台的统一接口和接入要求，规范接入到云平台的应用和服务。云端教化资源分类和标记规范旨在依据不同维度对云端教化资源进行分类并标记，是资源统一管理的基础。云端教化资源推送服务接口规范为不同学习者推送适合学生特性化学习资源规范统一的服务接口。学习分析规范基于在平台中产生的过程性和结果性数据对学习进行多维度分析和评价，为学生的特性化学习供应指导。资源权利描述规范从内容和服务版权的角度对云端资源进行版权爱护，协调资源供应方和运用方的利益。教化云应用相关规范是保证教化云应用和服务具备较高可利用性和互操作性的重要规范。2.2
18、.3 部署架构2.2.4 方案优势教化云服务平台将进一步规范化区域教化信息化建设，并提升全县的应用价值与管理水平。实现硬件资源的集约化管理，降低总体拥成本(TCO)教化云的建设，将实现硬件、网络、存储资源的池化管理，实现全县基础设施资源的集约化管理与响应性安排。基础设施云建设，实现硬件资源在云中心的集中部署与维护，大大减轻了学校的维护成本与人员负担。云中心可以依据学校的需求，敏捷安排相应容量的主机与存储资源，并且可以时刻驾驭这些资源的运用状况，并依据须要回收空闲资源，这些操作只要通过一个管理界面就轻松完成。建设过程中，可以充分利用陈旧的服务器设备，提高服务器资源的利用率。并且，实现硬件的整合，
19、在支持同等数量的应用及用户时,比传统模式总体上削减服务器硬件数量，从而总体上降低了硬件维护的成本及网络运营成本。A提升区域教化数字资源的整合实力传统模式中，各学校的各个应用都是独立建设，这些应用生成的数字资源形成一个个数据孤岛。基于数据交换技术可以解决部分应用间的数字资源整合问题,但是当应用数量不断增加时，带来的交换困难性会无法管理，对于全县的资源整合，不适合完全依靠于交换技术来实现。云服务平台基于云存储实现数字资源的统一存储、统一索引，基于应用云构建统一的数字资源处理层。构建于平台之上的教化应用，在授权的基础上可以干脆访问平台中任何一个数字资源,甚至是其它应用产生的资源。在一些业务场景,仍旧
20、须要通过数据交换实现整合，但此时交换的只是资源的平台标识，而不是资源的内容，因为应用可以通过标识向平台索取资源内容。此时，应用产生的资源统一存储到平台中，而应用之间的数据共享变得干脆透亮，这就大大提高了区教化数字资源的整合实力。促进区域信息技术与教化教学的融合信息技术与教化教学的融合须要经验一个不断探究、不断创新的过程，每往前走一步，都要依托与前人的才智与阅历。在这个过程中，常常须要重用以往的数据成果与应用成果，而不是每次都是从无到有的构建过程。云服务平台使数据沉淀、应用沉淀的成为可能，而且这种沉淀是以重用为目的的。平台应用的不断建设，使得后来者可以借鉴、重用的资源就会不断积累，从而加快技术与
21、教化的融合。当这种积累与沉淀的范围打破学校的边界，发生在整个区域时，效果将更加明显。成为学校信息化建设的催化剂学校信息化建设面临硬件与软件两部分的问题。云服务平台解决了学校硬件建设的问题，学校只须要依据需求向信息中心申请存储、计算与带宽资源，而不须要自己建设与维护，从而省去了这部分的时间与人员消耗。对于软件部分来说，存在大部分类似的业务应用，可以有区统一建设，开通给每个学校运用。另外，学校会依据实际状况建设特性化或创新的应用，这些应用的建设可以干脆运用平台的数据成果与应用成果，从而加速应用开发。最终，通过授权可以访问其它学校的创新应用，从而借鉴其它学校的优秀成果，加速本校的应用建设。实现区域教
22、化信息化建设的效能累加模式云服务平台的建设会大大提高信息化建设的规范程度。为了实现数据与功能的沉淀，平台会建设相应的规范接口，并发布平台的数据描述、功能描述及业务描述标准。植入平台的应用须要遵循这些规范，才能利用平台供应的各种数据与功能。而一旦应用迁移到平台上，其生成的数据将沉淀到平台中，其供应的功能也成为平台服务。这事实上构成一个信息化系统建设的生态环境，构成教化信息化建设的效能累加。大大提升区域教化信息系统的应用价值与用户体验云服务平台采纳先进的云计算架构，最大程度实现了全县范围内的数据融合与应用融合。不同学校的人员通过平台能够随时互动，发生数据共享与交换；不同学校产生的数据，可以一起进行
23、分析与呈现；不同的应用可以随时访问对方的数据。应用可以访问更丰富的关联数据，可以借助更多其它应用功能完成自己的工作时，就会为用户供应更大的价值。而用户在运用单一应用时，就能够获得到其它应用产生的相关数据时，则会大大提高应用的用户体验。2.3 总体性能要求2.3.1 存储容量要求2.3.1.1 视频接入设计要求设计接入高清视频I(X)O路，单路视频码流为2Mbps,存储1星期，依据磁盘空间90%利用率,所需存储容量为160TB,两副本存储,所需存储空间为320TB。2.3.1.2 其他设计网络教程、媒体素材、题库、课件等文件存储量为50TB,两副本存储，所需存储空间为100TBo2.3.2 计算
24、资源要求设计虚机数量不小于40台，每台虚机至少为1颗虚拟CPU,2G以上内存，100G以上存储空间。第3章基础设施层3.1总体方案拓扑3.1.1逻辑架构图3逻辑架构图本规划的逻辑图由存储层、计算层、业务层三部分组成：存储层由具有良好可扩展性、高牢靠性的集群存储系统构成，整个存储层为计算层的计算供应存储资源访问支撑。计算层以标准X86服务器为硬件基础，以云管理、服务器虚拟化为核心进行建设，为应用系统供应敏捷的资源安排、快速应用支撑环境构建实力。应用层以计算层为基础，干脆构建在计算层供应的计算、存储虚拟资源之上，并具备干脆访问底层存储层的实力，以实现海量数据的高速存储访问。3.1.2组成云管理高可
25、用高并发支持动态负整多虚燃化环境支持湿自数抠照务自助楸务支持Wn网络管理万兆网络图4云管理系统组成本节将描述各部分具体硬件构成以及层级干脆的连接系统：存储层基于标准X86服务器为硬件基础，利用每台服务器的多块SSD、SATA磁盘构建具有高牢靠性、高IOPS实力的集群存储系统YeeStor。集群存储系统采纳标准的POSIX接口通过以太网为计算层供应虚拟机镜像存储支撑服务,并为将来业务层供应海量数据存储访问支持。计算层服务器采纳标准的高性能X86服务器构建，利用高性能服务器实现多虚拟机资源支撑，虚拟化技术统一采纳KVM技术支撑。对于应用层则通过以太网构建业务访问网络，保持各应用系统原有运用模式。应
26、用层包含多类应用，运行在云计算虚拟化供应的LinUx、Win虚拟机中，利用云计算虚拟化平台的支撑实力实现系统的高可用、系统实力的按需调用，以保障其更加牢靠、高效的稳定运行。3.2虚拟化云平台建设计算池核心为服务器虚拟化，设备数量随着系统规模的增长后期设备会越来越多，且须要针对不同的应用系统供应差异化服务，因此为了实现整体系统的有效管理，将采纳统一管理平台来实现对硬件资源的虚拟化以及虚拟化云管理。平台须要通过单一Web界面供应广泛的管理功能，包括资源池管理，网络管理，服务产品管理，资源监控。在此建议采纳利用EasyCIoud平台进行统一管理和服务。图5EasyCloud平台3.2.1 系统特性3
27、.2.1.1 计算资源复用在将服务器硬件资源虚拟化后，其CPU、内存等资源为多台虚拟机共享运用，在应用系统虚拟机创建时须要指派定量的CPU和存储资源，理论上多台虚拟机的CPU和内存安排资源综合等于物理服务器的资源配置。但在实际的运行环境中，各应用系统不会将安排给自己的CPU、内存资源用至也00%,因此可能依旧存在肯定的资源奢侈。图6计算资源服用为了解决此问题，本方案的EasyCloud云管理系统供应CPU和内存的超量配置功能，以物理服务器的CPU、内存配置为基础单位，在此基础上进行倍率增加，这样云管理系统会认为该物理设备可以安排更多的资源，从而也就可以建立更多的虚拟机。当某台虚拟机运行所需实际
28、资源不足时则可以利用本平台的负载迁移功能进行整体迁移。321.2特性化网络服务作为整体云平台的管理系统，应用网络也是其重要组成部分之一。在传统IT系统中，应用服务器的网络平安、集群负载处理等须要特地的设备来供应，而在虚拟环境假如没有有效措施，则在虚拟化服务器内部的多台虚拟机之间的网络则成了完全透亮无保障的环境，为了解决此问题须要在虚拟化服务器系统内部进行适当的隔离、策略定制。冏格来客冏嫌aHans-NetworMMAIP地址A123.151.189.11评班信息IP123.151.189.8NATJG123.151.189.4123.151.189.11图7网络管理云管理平台为了解决以上问题，
29、供应了可针对驾驭不同资源的不同用户的差异化网络管理方案。每一个驾驭有资源的用户，均可建立自己的独立网络环境，并由云管理工具供应诸如防火墙、地址映射、负载均衡等网络管理功能，这样每个用户就可以针对自己的环境进行针对性配置，以保障应用系统的访问平安、高效。3.2.1.3 多级别用户管理在云计算环境中，运用少量的虚拟化服务器取代了大量的物理机，如何有效对资源进行安排和管理将成为考验每位it系统管理人员实力的基础指标。而在超大规模环境下，IT管理人员往往只进行设备管理，应用系统对于CPU、内存、磁盘等资源的需求往往只是遵照前端业务人员供应的信息，而随着业务数量、类型的增加，管理工作会变的异样困难、耗时
30、。图8用户管理为了解决此问题，云管理平台提出了用户分级管理模式，特权管理员可以管理全部的资源可以干脆建立虚拟机干脆安排给相关应用。同时管理人员还可以将肯定量的CPU内存、磁盘空间、Vlan数量的可量化资源安排给某一个team的管理人员，最终到了最熟识应用环境部署的人员手中，既减轻了特权管理员的工作量，同时也实现了对资源的最佳配置、最佳利用。最终达到：云平台由运维中心管理，各应用模块及接入单位自己管理维护自己的小云（虚拟机系统）。3.2.1.4 快速部署传统数据中心中经过多年的实践，为了实现应用系统的快速部署多采纳镜像分发模式，针对每个应用供应一整套镜像，每个应用部署时须要经过批量的分发网络配置
31、一镜像分发一系统空间微调一网络安排等一系列流程，虽然相比逐台安装、配置缩短了部署时间，但在大规模环境下的部署和变更仍旧是一个很大的工作量。图9快速部署为了解决此问题，云管理平台从多个角度入手，供应了整体系统快速部署的解决方案。首先采纳系统模板技术，为每个应用制作了统一的操作系统，一旦应用须要部署干脆选择相应模板即可。其次在系统部署过程中供应了友好的导航界面，只需点几下鼠标，不同的CPU、内存、数据磁盘、应用网络便快速的匹配到所要建立的虚拟机之上。另外，在系统内部网络无法连通状况下，云管理平台供应了终端显示功能，有了终端显示功能就如为虚拟机接入了显示器和键盘，可以在排出网络环境的条件下进行系统调
32、试、设置。3.2.1.5 资源监控面对大规模系统，如何有效管理须要多种途径供应依据，其中最重要的依据便是来自于系统整体资源的监控。当系统利用云计算技术进行部署以后，原有的监控手段已经无法精确体现资源的运用状况，因此本方案中的云管理平台针对实际状况开发了自有的具有针对性的监控模块。一”今育要它图10资源监控云管理平台的资源监控包括了CPU、内存、网络、存储、IP等方方面面的监控，一旦管理代理被部署到云计算服务器上，便自动收集服务器的可用性及性能信息，刚好通知管理员潜在的问题，使得管理员可以驾驭峰值，并敏捷的依据须要调整临界值。3.2.1.6 可持续性保障业务持续性保障是数据中心建设须要供应的有效
33、保障之一，特殊是在利用云计算技术构建基础平台后，每台虚拟化服务器都承载着数台虚拟机且会涉及到多个应用，一旦系统发生负载实力不足、硬件损坏等故障，将干脆对大量的应用造成影响，因此如何保障业务的可持续性将成为云计算平台选型的基础考量指标质之一。3.2.1.7 化系统硬件构建选型多路多核心CPU服务器运用多路多核心使得一台服务器可以支持处理更多的并发软件任务,对于虚拟化来说将可以供应更多的虚拟机同时运行，这样就可以以更加低廉的成本、获得更高效的处理实力。同时在一台服务器中采纳多路处理器，则意味着可以在单位设备中供应更高的处理实力，能为更多的虚拟机供应计算服务。大容量内存虚拟机在安排时，除了cpu的计
34、算实力外，内存的大小也将是其性能保障的重要选项之一，应用程序首先都要读到内存，CPU才能对内存中的数据进行操作，应用服务器在配置部署时对内存都有着标准容量需求，在采纳服务器虚拟化技术后，一台物理服务器的内存将同时支撑其上运行的多台虚拟机运用，更多的内存则意味着可以支撑个更多数量的虚拟机运行，也就意味着降低物理设备的数量，为节能、减排供应有效保障。因此在选择服务器时，须要服务器可以容纳更多的物理内存容量，尽量选择具有多内存插槽、支持高主频、支持单条内存容量可以达到8GB以上的产品。支持硬件虚拟化在选择服务器时，处理器是否支持虚拟化将是必要的选项之一。目前流行的虚拟化平台均须要CPU从底层支撑虚拟
35、化技术。目前支持CPU虚拟化的技术包括：(I)Intel虚拟化技术VT：Intel虚拟化技术VT是一种硬件方案，支持虚拟技术的CPU带有特殊优化过的指令集来限制虚拟过程，通过这些指令集，VMM会很简单提高性能，相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。(2) AMD虚拟化技术AMD-V：AMD公司推出了支持虚拟化的硬件协助技术AMD-V。具备AMD-V功能的处理器中，有一套指令用于帮助VMM进行虚拟化，从而有效降低了虚拟化的开销，提高性能。3.3 集群存储系统建设YeeStOr存储池将作为虚拟机磁盘、应用系统海量数据文件存储的支持，它具有高牢靠性、高吞吐高K)PS实力、在线扩展以及基于标准X
36、86构建等个适用于云计算、虚拟化环境的优秀特性。YeeStor集群存储系统利用集群式文件系统软件、标准X86架构存储服务器以及热插拔的高速SSD磁盘、大容量SATA磁盘构建，对上层云计算虚拟化供应高效IoPS支持、高吞吐实力支持。其目标是“存得住-支持海量数据存储；读得出-具有较高的性能；用得好-运用便利敏捷“，帮助用户应对IT系统存储基础设施面临的挑战。YeeStor集群存储系统有着与业内最先进规模最大的存储系统GoOgle-FS(GFS)相像的要求，比如性能，可扩展性，牢靠性，以及可用性等。3.3.1 系统组成POSlXJg 以太网业务 系统分布式集群存储系统客户端(AP)图H系统组成分布
37、式集群存储系统由四部分构成存放整个文件系元数据服务器集群(MDSCMetaDataSerVerClUSter)：统的元数据，管理整个文件系统的名字空间。供应单一的系统映像，部署在一组通用X86结构的PC服务器上。对象存储服务器集群(OsscobjectstorageServerCIuster)：存储应用系统的文件数据，具有故障探测、自我修复功能，内置独特的文件存储与备份机制，每个文件被系统分割成多块后按肯定规则存放在多个存储服务器中，并且每块文件在其他服务器中至少有1份备份（依据平安和性能需求可设定为多份），这些软件部署在一组通用X86结构的PC服务器上。访问客户端（AP：AccessPoin
38、t）对上层供应标准POSiX语义的访问接口和统一的文件系统映像，响应上层应用对文件访问恳求并通过内部私有协议高速访问后端集群存储上的文件数据。访问客户端软件替换操作系统中原有的文件访问接口，可以安装在应用系统服务器上，对应用系统供应访问存储的文件支撑，也可以单独安装在一组服务器上并与NFS系统结合对外供应统一的虚拟存储池。网络支持，分布式集群存储系统供应了标准以太网连接，支持千兆以太网、万兆以太网以及IPOlB连接模式。3.3.2 系统特性3.3.2.1 存储空间复用实力N*1图12空间复用集群存储系统具有支持空洞文件的特性，在建立虚拟机镜像文件时不须要将实际空间占满，初始创建只须要创建头尾标
39、记既可，随着虚拟机磁盘中文件数量的增加空洞文件会渐渐被填满，真正做到了按需运用。基于此特性分布式集群存储系统将可以为前端虚拟化服务器子系统供应几倍于自己实际存储空间的可安排虚拟磁盘空间，达到存储空间的复用效果。另外，随着虚拟磁盘文件数量的不断增长，分布式集群文件系统的空间也将逐步填满，而在系统配置时虚拟磁盘总规划空间大幅度超过了分布式集群存储实际空间，为此分布式集群存储系统将采纳空间预警信息，在存储空间实际占用超过80%即提示扩容。3.3.2.2 高效IOPS支持在传统模式中，应用服务器往往单独运用存储，配置的存储的IO实力只须要支撑本身应用即可，而当此环境变为云计算虚拟化环境后，每台物理服务
40、器将运行多台虚拟机将支撑多个应用系统，因此也就须要存储系统可以同时应对多个应用系统的整体IO支撑。在IO支撑方面，有两个重要指标，一个是吞吐量、一个是K)PS,本节将分别叙述YeeStor是怎样适配虚拟化环境供应良好支撑的。A并发访问保障高吞吐实力对象存储服务器集群图13高吞吐实力YeeStor集群存储系统采纳带外架构，可扩展的元数据服务器组可以良好的支撑无限量并发访问恳求，同时多台存储设备可以同时供应访问服务，其吞吐实力随存储设备数量的增多而呈近线性增长，完全可以满意多应用系统并发访间的吞吐实力要求。同时，YeeStOr集群存储系统采纳多副本技术，每一份数据副本都是可以被前端虚拟化服务器和应
41、用程序所访问和运用的，因此集群存储系统的多副本模式一方面保障了系统的稳定性，同时也为应用供应了更高的存储访问效率。极速IoPS实力IE-ZI图14极速IO实力YeeStor集群存储系统针对云计算虚拟化环境的大量并发访问，供应了高效IOPS支撑实力。利用特有的内存优化技术、磁盘缓存技术供应了大量小文件的并发写实力（配置的7200转磁盘数量xl500IOPS）；同时在文件写入时将数据复制到SSD磁盘并结合热点文件缓存技术，为每台虚拟化服务器支撑的上层应用访问40000IC）PS（SSD磁盘为ImeIDCS3700）的极速读取实力。另外，YeeStor针对云计算虚拟化环境设计的读写分别技术，将可保障
42、SSD的写操作将到最低，大幅度缓解SSD磁盘的写放大问题，延长SSD设备的整体服务周期。3.3.2.3 更高的牢靠性YeeStor集群存储系统在设计之初即把各种故障当作常规现象考虑，针对各种故障均制定对应的解决方案，相比传统存储在牢靠性方面要更有保障。图15高牢靠保障针对磁盘故障以及存储服务器故障，YeeStor集群存储系统则抛弃了传统RAlD技术而采纳创新数据副本作为数据爱护模式，依据数据副本的数量它将准许整台存储设备的损坏，同时由于采纳磁盘直连模式，存储设备故障后只要磁盘不受到较大冲击，其数据仍可保障其完整性。3.3.2.4 存储空间免规划应用1(IOOTB)应用2(IOOTB)应用N(I
43、OOTB)1TB图16存储免规划对于传统磁盘阵列，往往须要依据应用进行存储空间规划，且为了实现多年服务支撑实力往往须要提前安排较大的存储空间。这样一来，须要进行充分调研、具体了解应用类型、文件大小、几年内的发展状况。一旦规划不好，将来将可能面临某一应用数据空间己满而其它应用存储空间还大幅度剩余的问题。而对于YeeStOr集群存储系统来说，其本身为共享型的文件系统，全部应用共享运用全部存储空间，不用提前针对应用进行空间安排，随着整体系统的存储当空间占用达到80%会报警提示扩容，且由于其独特的架构在扩容时完全实现在线增加存储空间而不对应用造成任何影响。3.3.2.5 在线扩容实力图17在线扩容Ye
44、eStor集群式文件存储系统支持元数据服务器、存储服务器的在线扩展，在扩展实施的同时将保障前端系统服务的持续性。当扩容完毕，在挂载书目属性中可以即刻看到运用空间已经大幅增加。集群式文件存储系统在扩展元数据服务器、存储服务器规模的同时，文件访问处理效率和文件读取聚合带宽也将成近线性提升。满意应用规模扩展对存储系统扩展、性能要求提升的要求。332.6良好的兼容性存储服务器(X86)图18良好的兼容性集群存储系统的核心是软件，其硬件支撑平台为标准的X86服务器，无论是Intel处理器还是AMD处理器只要是X86架构即可，无论您选择的是HP、DELL还是曙光、联想服务器，只要是标准X86服务器不论是什
45、么时期、不论什么型号均可作为硬件平台，不再受厂商、型号、选购时间的限制。为产品选型及将来的系统升级、维护带来来便利。3.4 云平台网络系统建设业务网千兆交接机万兆存储网交换机图19网络系统为了保障数据的高平安性，建议实行存储网络与应用网络相分别的策略。为了使融合服务器可以获得最佳的存储IO实力，使网络不成为制约因素，须要为为每台融合均配置双网卡并进行绑定，考虑到一台融合服务器支撑多台虚拟机，且有应用数据须要干脆访问底层存储的要求，建议存储网交换机采纳万兆交换机。第4章设备配置设备总体造价为xxxx元RMB,见下表所示。表1设备配置序号名称规格参数数量单位单价(元)小计(元)1云管理服务器a)机
46、架式服务器；b)IntelxeonE52620v2*1；c)DDR3内存16GB,2块300GBIOK系统磁盘,4块3TB7200转磁盘；d)4块千兆网卡、IPMl管理口、冗余电源。2台2融合服务器a)机架式服务器；b)IntelxeonE52620v2*l；c)DDR4内存32GB,2块300GB系统磁盘,1块480GBSSD2.5寸磁盘,10块4TB7200转磁盘(noneraid)；d)双万兆网卡；双千兆网卡；IPMl管理口；4块千兆网卡，IPMl管理口，冗余电源。11台序号名称规格参数数量单位单价（元）小计（元）3万兆存储交换机24口万兆交换机，支持堆叠1台4千兆业务交换机48口三层千兆交换机1台5集群存储软件容量授权a）非对称分布式集群架构,独立元数据管理,数据分布存储于各数据节点；b）纯自主国产设计，非基于开源软件或OEM国外产品；C）单套系统最大容量60PB,单书目支持1000万文件存储，单文件最大支持64TB,自动容量均衡，在线扩容，支持基于用户的磁盘配额；d）支持空洞文件,可升级为广域文件系统，实现多地域间跨地域数据中心的的统一全名空间、数据共享与权限管理；e）同时允许NJ块硬盘或N1个节点同时故障,不影响业
