教育云数据中心解决方案技术建议
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2015年5月21日1
目 录
第一章 总体建设方案 ................................................................................................. 3
1.1
整体系统架构 ...........................................................................................................3
1.2 云计算中心网络拓扑结构 ...............................................................................................6 1.3系统软件架构 ..................................................................................................................7 1.4系统硬件配置 ..................................................................................................................8
TBD ............................................................................................................................................................... 8
第二章 详细建设方案................................................................................................... 8
2.1 IaaS服务管理层 ..............................................................................................................8
2.1.1 VMware vSphere ................................................................................................................................. 8 2.1.1.1 VMware ESXi .................................................................................................................................. 10 2.1.1.2 VMware vCenter ............................................................................................................................ 11 2.1.2 OpenStack ......................................................................................................................................... 12 2.1.3混合云服务引擎 ............................................................................................................................... 17 2.1.4 数据中心资源管理系统 .................................................................................................................. 18 2.1.4.1仪表盘............................................................................................................................................ 20 2.1.4.2 资产管理和配置 ........................................................................................................................... 20 2.1.4.3资源拓扑监控 ................................................................................................................................ 21 2.1.4.4资源实例管理 ................................................................................................................................ 22 2.1.4.5业务管理 ........................................................................................................................................ 24 2.1.4.6告警事件管理 ................................................................................................................................ 25 2.1.4.7用户和系统管理 ............................................................................................................................ 27
2.2 云服务管理系统 ............................................................................................................ 29
2.2.1 服务请求管理 .................................................................................................................................. 29
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2.2.2 服务目录管理 .................................................................................................................................. 29
2
2.2.3 服务模板管理 .................................................................................................................................. 30 2.2.5 服务监控管理 .................................................................................................................................. 31 2.2.6 服务资源管理 .................................................................................................................................. 34
2.3 PaaS/SaaS服务 .............................................................................................................. 35
2.3.1 Hadoop集群服务 ............................................................................................................................. 35 2.3.2 HPC集群服务 ................................................................................................................................... 40 2.3.3 R统计集群服务 ................................................................................................................................ 42 2.3.4 GPU计算环境服务 ........................................................................................................................... 45 2.3.5实验云管理平台 ............................................................................................................................... 47
第一章 总体建设方案
1.1 整体系统架构
本方案采用分层和服务化的思路建设云计算数据中心， 系统提供一般云计算平台常见的IaaS、PaaS及SaaS服务，同时构建全方位的云平台管理系统来满足大学校园中老师、学
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生和系统管理人员的日常工作和生活需要。对校园人群提供以下云计算服务和管理功能。
IaaS层服务： 本方案提供覆盖公有云，多种私有云构建技术的异构混合云方案，提供虚拟机服务，虚拟磁盘服务，虚拟网络服务及对象存储服务， 另外为满足管理方面的需要，提供整体数据中心管理系统。主要包括2部分：
1） 私有云服务
基于校园自建数据中心构建私有云提供IaaS服务包括包括两个资源池提供不同能力的服务：基于领先商业虚拟化和云计算公司VMware系列产品VMware ESXi和vCenter满足高性能、高稳定性的高端虚拟化及IaaS服务，基于开源云平台软件OpenStack提供的大规模、高性价比的IaaS服务。
2） 公有云服务
基于自建数据中心资源容量受限和支持创意创新活动的需要，提供各种公有云服务的接入和管理功能，根据项目实施过程中得实际情况选择具体的公有云提供商，如AWS，阿里云和青云等。
PaaS层服务： 为支持校园创意创新活动，本方案提供创新孵化云服务，除提供各种互联网/移动开发需要的云主机，云盘，论坛博客等基础服务外还包括各种常见PaaS层服务：
1）部署服务
部署服务类似于AWS提供的CloudFormation服务，向开发人员和系统管理员提供了一种简便地创建和管理一批相关的 IaaS层资源的方法，并通过有序且可预测的方式对其进行资源配置和更新。通过使用 部署服务 的模板或自己创建模板来申请AWS 资源以及自动配置应用程序运行时所需的任何相关依赖项或运行时参数。 当前主要包括各种常用开发软件环境（如C/C++, Java,python,ruby等）,论坛软件如Wordpress等。本服务也作为其他各种PaaS/SaaS服务的部署管理引擎在系统中大量复用。
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2）监控服务
监控服务类似于Amazon CloudWatch， 是一项针对云资源和在 AWS 上运行的应用程序进行监控的服务。监控可用于收集和追踪指标，以及设置告警规则并触发响应的处理动作。借助CloudWatch监控服务，可以全面了解整个系统的资源使用率、应用程序性能和运行状况。
3）自动扩缩服务
自动扩缩服务类似于AWS Auto Scaling ， 使用监控服务CloudWatch来提供所需的性能数据，完成伸缩服务建议。每隔五分钟，CloudWatch都将从服务器和其他IaaS资源处收集性能统计数据，包括CPU使用率、磁盘使用情况和数据传输情况等。应用开发人员和管理员可根据这些测量信息规定添加或删除服务器的配置策略。例如，一项配置策略指示当CPU平均利用率超过70%时，将启动一个额外的虚拟机实例。
4）消息服务
消息服务为是一项快速部署和管理的消息队列服务， 利用它使得云应用程序的组件去耦合大大简化，支持RabbitMQ，ActiveMQ等流行消息中间件。
5）数据库服务
数据服务主要提供流行数据库技术的自动部署和管理功能，主要支持MySQL等数据库软件。
6）大数据处理分析服务
大数据处理分析服务EMR支持轻松快速并经济地处理大量的数据，通过它可以简化了大数据处理，提供托管的Hadoop来使用多个虚拟机实例来分发和处理巨量数据。它提供了基于底层IaaS资源的Hadoop环境动态部署，自动扩容能力，支持开发人员安全可靠地处理海量数据，可用于包括日志分析、Web 索引、数据仓库、机器学习、财务分析、科学模拟和生物信息处理等各个领域。
SaaS层服务： 为支持校园教学和科研活动，本方案提供覆盖教师和学生日常需要的各种教育SaaS云服务，主要包括：
1）办公云服务
办公云是搭建云计算平台基础设施之上的校园办公应用信息管理系统，可提供学校常用的功能：学籍管理、公文管理、办公事务、办公管理、内部论坛、财务管理、医务室、基础设置、权限管理等功能模块。这部分系统涉及整个校园日常运作需要有较高的安全性和稳定性要求，需要使用底层支持高性能、高稳定性的VMware资源池提供的虚拟机、存储服务， 主要采用现有应用向云上迁移方式并根据需要进行一定的重新开发。
2）教学云服务
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