高 校 信 息 化 时 期 数 据 中 心 的 建 设 王 瑜 武 汉 工 程 大 学 网 络 信 息 中 心 摘 要 : 在 中 国 高 校 信 息 化 建 设 飞 速 发 展 的 时 代, 建 立 高 可 用 性 的 高 校 数 据 中 心 成 为 了 一 个 热 点 问 题, 本 文 回 顾 了 前 期 应 用 系 统 建 设 中 出 现 的 问 题, 描 述 了 数 据 中 心 建 设 中 应 当 注 重 的 要 点, 并 且 介 绍 了 武 汉 工 程 大 学 数 据 中 心 建 设 工 程 中 的 一 些 经 验 关 键 字 : 校 园 数 据 中 心, 高 可 用 性 Campus Data Center Building in High Education during Informationization Ages Abstract: In the time of high speed developing of informationization technology. Build a High-Availability Campus Data Center (CDC) has become a hot spot. This paper reviews problems of the old application systems, and proposes the focus of CDC in next building progress. At last, WuHan Institute of technology s practice is introduced.. Keywords: Campus Data Center, High-Availability 一 问 题 的 提 出 信 息 化 是 充 分 利 用 信 息 技 术, 开 发 利 用 信 息 资 源, 促 进 信 息 交 流 和 知 识 共 享, 提 高 经 济 增 长 质 量, 推 动 经 济 社 会 发 展 转 型 的 历 史 进 程 从 上 个 世 纪 90 年 代 起, 中 国 的 高 校 开 始 了 校 园 信 息 化 发 展 的 探 索 中 共 中 央 办 公 厅 国 务 院 于 2006 年 3 月 印 发 了 2006-2020 年 国 家 信 息 化 发 展 战 略, 指 出 了 从 上 世 纪 90 年 代 起, 教 育 行 业 信 息 化 建 设 的 进 展 迅 速, 并 提 出 要 求 加 快 教 育 科 研 信 息 化 步 伐 近 年 来 各 高 校 意 识 到 信 息 化 的 必 然 趋 势, 其 建 设 进 入 飞 速 发 展 的 阶 段 教 育 部 科 技 发 展 中 心 公 布 的 高 校 教 育 信 息 化 建 设 与 应 用 水 平 调 查 的 调 查 结 果 显 示, 211 工 程 985 工 程 这 两 大 工 程 的 顺 利 实 施 带 动 了 高 校 信 息 化 的 快 速 发 展, 使 得 高 校 公 共 服 务 体 系 初 具 规 模, 全 国 高 等 教 育 数 字 化 信 息 平 台 已 具 雏 形 随 着 高 校 信 息 化 建 设 的 不 断 进 行, 各 高 校 都 逐 渐 意 识 到 数 据 集 中, 设 备 集 中, 运 行 服 务 集 中, 管 理 集 中 的 必 要 性 从 信 息 化 总 体 规 划, 信 息 建 设, 运 行 维 护 角 度 考 虑, 建 设 一 个 统 一 的 数 据 中 心 成 为 了 众 多 高 校 的 共 识 校 园 数 据 中 心 成 为 高 校 信 息 化 建 设 的 热 点 趋 势 著 名 美 国 信 息 系 统 专 家 詹 姆 斯 马 丁 (James Martin) 在 20 世 纪 80 年 代 中 期 就 提 出 了 计 算 机 信 息 系 统 是 以 数 据 为 中 心 的 原 理, 其 中 信 息 工 程 与 总 体 数 据 规 划 提 出 了 数 据 中 心 原 理, 其 主 要 原 理 是 : 1) 只 要 企 业 的 性 质 和 目 标 不 变, 它 的 数 据 类 就 是 基 本 稳 定 的 2) 任 何 业 务 管 理 的 瞬 间, 都 是 对 这 些 数 据 类 的 数 据 输 入 ( 数 据 的 增 加 修 改 或 删 除 等 ) 和 数 据 输 出 ( 数 据 的 检 索 打 印 或 使 用 等 ) 3) 系 统 的 开 发 应 该 面 向 数 据, 因 为 数 据 是 稳 定 的 系 统 的 开 发 不 应 该 面 向 处 理 过 程, 因 为 对 数 据 的 加 工 处 理 过 程 是 多 变 的 高 校 的 各 个 应 用 系 统 和 其 数 据 层 面 上 特 点 是 符 合 以 上 原 理 的, 任 何 应 用 软 件 系 统 都 是 程 序 系 统 和 数 据 系 统 的 有 机 整 体 随 着 技 术 的 发 展 和 信 息 化 程 度 的 不 断 提 升, 建 立 数 据 中 心 成 为 了 下 一 步 信 息 化 建 设 的 必 然 课 题 二 高 校 信 息 化 应 用 系 统 的 过 去 和 将 来 发 展 的 趋 势
信 息 化 的 整 合 过 程 要 分 为 若 干 阶 段 来 实 现 1. IDC 建 设 阶 段 最 初 需 要 建 设 的 是 一 个 全 校 统 一 的 数 据 中 心, 将 运 行 的 设 备 和 管 理 环 境 进 行 简 单 的 物 理 合 并, 这 样 做 的 好 处 在 于 降 低 管 理 成 本, 提 高 系 统 和 网 络 资 源 的 利 用 率, 能 更 快 的 响 应 安 全 漏 洞, 物 理 灾 难 等 故 障 资 源 被 集 中 管 理 之 后, 技 术 人 员 能 通 过 技 术 手 段 和 新 技 术 进 一 步 整 合 各 种 资 源, 规 划 更 合 理 的 结 构, 在 改 善 性 能 的 同 时, 降 低 能 耗, 管 理 成 本 和 运 行 成 本 2. 基 本 数 据 建 设 阶 段 IDC 建 设 成 之 后, 并 不 是 简 单 的 对 数 据 进 行 堆 砌 和 聚 集, 此 时 应 当 基 于 学 校 信 息 资 源 规 划 进 行 合 理 的 主 题 数 据 库 划 分, 为 数 据 环 境 打 下 良 好 的 基 础, 从 长 远 的 目 标 考 虑, 分 析 清 理 现 有 数 据 资 源, 按 照 今 后 的 需 要 建 立 各 种 基 础 数 据 库 3. 数 据 整 合 阶 段 在 过 去 的 信 息 化 建 设 中, 高 校 的 各 个 应 用 部 门 按 照 自 身 业 务 特 点 的 需 要, 建 立 了 基 于 不 同 架 构, 不 同 开 发 平 台 的 业 务 应 用 系 统, 这 些 系 统 基 本 上 都 包 含 了 各 自 部 门 所 需 要 的 关 键 数 据, 每 个 部 门 有 专 门 的 设 备 和 管 理 人 员 保 证 这 些 系 统 的 正 常 运 行, 基 本 上 是 每 个 部 门 独 立 建 设, 独 立 维 护, 独 立 使 用 在 这 样 的 建 设 思 路 下 存 在 着 以 下 问 题 : 每 个 部 门 需 要 在 开 发 系 统 和 运 行 维 护 上 分 别 投 入 人 力 物 力, 每 个 部 门 都 维 护 着 独 自 的 数 据, 各 个 应 用 系 统 中 相 同 内 容 的 数 据 常 常 出 现 不 一 致 的 现 象, 当 某 部 门 发 布 的 数 据 发 生 变 化 后, 其 他 需 要 使 用 这 些 数 据 的 应 用 系 统 得 不 到 即 时 的 更 新 此 外 这 些 非 专 业 的 应 用 部 门 难 以 投 入 财 力 和 技 术 力 量 保 证 数 据 的 安 全 和 冗 余 备 份 随 着 信 息 化 建 设 的 不 断 深 入, 从 校 园 整 体 信 息 化 规 划 的 角 度 对 各 个 应 用 系 统 有 了 更 新 的 要 求, 主 要 分 为 以 下 几 个 方 面 : 1. 各 个 应 用 系 统 保 证 数 据 的 来 源 一 致, 彼 此 之 间 做 到 数 据 可 控 的 共 享 新 的 应 用 系 统 建 设 在 统 一 的 模 式 下 进 行, 如 图 所 示 : 2. 提 升 应 用 系 统 的 性 能, 提 升 查 询 和 操 作 的 效 率, 高 性 能 的 数 据 库 系 统 能 在 应 用 系 统 的 数 据 操 作 上 表 现 出 更 高 的 效 率
3. 保 证 信 息 的 高 可 用 性, 随 着 办 公 信 息, 教 学 资 源, 管 理 系 统 的 网 络 化 趋 势, 高 校 教 学 科 研 行 政 管 理 各 项 职 能 对 信 息 系 统 的 依 赖 性 日 益 增 强, 因 此 对 系 统 的 运 行 环 境 是 否 具 有 保 护 关 键 数 据 和 关 键 应 用 的 高 可 用 性 能 力, 成 为 了 信 息 化 建 设 下 一 步 发 展 的 决 定 性 的 关 键 因 素 4. 整 合 管 理 流 程, 各 个 应 用 系 统 都 有 各 自 的 管 理 手 段, 在 信 息 单 一 的 情 况 下 可 以 采 用 这 种 方 式 分 散 管 理, 但 是 随 着 应 用 的 扩 张 和 用 户 要 求 的 不 断 提 高, 难 免 会 表 现 出 结 果 不 一 致 和 效 率 低 下, 所 以 集 中 式 管 理 从 流 程 和 准 确 性 上 考 虑 必 然 是 一 个 解 决 问 题 的 方 法 三 数 据 中 心 建 设 的 要 求 数 据 中 心 概 念 的 提 出 实 际 上 是 为 了 下 一 步 信 息 化 发 展 打 下 基 础, 为 高 校 提 升 行 政 管 理 手 段 提 出 了 新 的 思 路, 同 时 也 为 教 学 科 研 提 供 了 丰 富 统 一 的 信 息 来 源 信 息 系 统 的 数 据 可 以 来 自 于 数 据 中 心 的 共 享 数 据 平 台, 而 数 据 中 心 将 本 着 高 可 用 性, 融 灾 冗 余 的 思 路 保 证 数 据 的 存 储 和 安 全 所 以 从 这 些 基 本 点 出 发, 数 据 中 心 的 建 设 应 该 遵 循 以 下 思 想 : 1. 数 据 中 心 的 运 行 环 境 应 当 被 建 设 成 高 可 用 的 运 行 环 境 运 行 环 境 包 括 机 房 环 境, 供 电, 排 风, 温 度 湿 度, 网 络 环 境, 服 务 器, 存 储 网 络, 数 据 库, 系 统 软 件, 应 用 软 件 等 要 素 从 技 术 方 面, 通 过 采 用 冗 余 技 术 ( 包 括 空 间, 电 源, 空 调 等 ) 双 机 热 备 份 技 术 负 载 均 衡 技 术 融 灾 系 统 等, 保 证 各 环 节 的 单 点 故 障 不 影 响 系 统 的 正 常 运 行 采 用 各 种 监 控 手 段 加 强 对 各 个 要 素 的 运 行 情 况 进 行 监 控, 发 现 故 障 后 能 做 到 及 时 响 应, 保 证 高 素 质 的 技 术 人 员 队 伍 能 处 理 出 现 的 各 种 突 发 事 件 同 时 也 需 要 建 立 规 范 的 管 理 流 程, 降 低 人 为 误 操 作 发 生 的 概 率 通 过 无 单 点 故 障 的 运 行 环 境, 监 控 手 段, 响 应 及 时 3 个 环 节 组 成 的 整 体, 辅 以 高 素 质 可 冗 余 的 技 术 队 伍, 遵 循 规 范 的 管 理 流 程, 以 确 保 信 息 系 统 的 高 稳 定 性, 体 现 出 数 据 中 心 的 整 体 高 可 用 性 2. 重 视 数 据 的 收 集 和 数 据 库 的 建 立 遵 循 国 家 标 准 建 设 基 础 数 据 库, 在 数 据 中 心 基 础 数 据 的 收 集 和 建 立 的 过 程 中, 需 要 按 照 国 家 教 育 部 对 高 校 教 育 行 业 的 规 范 要 求 对 字 段 的 命 名, 格 式, 数 据 字 典 进 行 建 设 数 据 中 心 存 储 的 数 据 将 作 为 校 园 各 个 应 用 系 统 的 基 础 数 据 来 源, 保 证 其 遵 循 国 家 标 准 为 将 来 的 应 用 系 统 开 发 提 供 了 必 须 的 保 障 按 照 高 校 应 用 系 统 本 身 的 特 别, 数 据 库 的 建 立 应 当 是 面 向 主 题 的 (Subject Oriented) 在 设 计 数 据 库 时, 要 按 照 运 行 数 据 库 ( 生 产 数 据 库 和 开 发 数 据 库 ) 档 数 据 库 和 数 据 仓 库 3 个 方 面 进 行 设 计 和 管 理 管 理 的 中 心 不 仅 仅 是 单 纯 的 数 据 库 系 统 管 理, 要 注 重 对 数 据 本 身 的 管 理, 关 注 数 据 在 其 生 命 周 期 中 的 变 化, 为 高 校 决 策 系 统 提 供 重 要 的 数 据 支 持 3. 建 设 共 享 数 据 平 台 为 现 有 的 和 新 建 的 应 用 系 统 提 供 数 据 服 务, 包 含 数 据 的 提 取, 写 入, 同 步 等 内 容, 新 的 应 用 系 统 不 必 关 心 数 据 的 具 体 存 储 状 态, 通 过 共 享 数 据 中 心 平 台 进 行 统 一 的 操 作 保 证 应 用 系 统 以 服 务 为 导 向, 以 用 户 为 中 心, 提 高 整 体 的 信 息 技 术 服 务 水 平 4. 加 强 全 面 的 安 全 保 障 安 全 管 理 是 安 全 防 范 体 系 的 核 心, 安 全 不 仅 仅 是 技 术 问 题, 安 全 策 略 制 度 的 管 理 同 样 重 要 从 技 术 角 度 上 来 讲, 传 统 重 视 较 多 的 是 网 络 通 信 安 全 和 服 务 器 系 统 安 全 随 着 发 展 的 趋 势, 应 用 服 务 和 数 据 安 全 成 为 了 数 据 中 心 安 全 防 范 体 系 中 更 为 重 要 的 部 分 在 数 据 中 心 的 安 全 防 范 中, 需 要 做 到 网 络 安 全 防 范, 系 统 安 全 防 范, 业 务 逻 辑 安 全 防 范 和 数 据 安 全 防 范 4 个 方 面 同 时 也 需 要 做 到 可 冗 余 的 防 护, 监 控, 响 应 为 核 心 的 具 有 主 动 意 识 的 安 全 保 障 体 系 四 武 汉 工 程 大 学 的 探 索 在 近 10 年 的 建 设 中, 武 汉 工 程 大 学 目 前 已 有 各 种 信 息 系 统 数 十 个, 包 含 了 教 务, 办 公,
迎 新, 毕 业, 资 产, 门 户 等 众 多 领 域, 各 种 服 务 器 60 余 台 学 校 在 原 有 网 络 中 心 的 硬 件 和 软 件 基 础 上 开 始 和 数 据 中 心 的 建 设 购 买 了 IBM P Series 小 型 机,HP EVA 存 储 阵 列 4640 小 型 计 算 机 等 配 合 FC 网 络 构 建 了 SAN 系 统, 引 进 了 共 享 数 据 中 心 平 台, 统 一 身 份 认 证 平 台, 改 造 了 部 分 旧 的 应 用 系 统 使 其 适 用 于 共 享 数 据 中 心 平 台 在 数 据 资 源 建 设 方 面, 遵 循 教 育 部 规 范, 建 立 了 涵 盖 高 校 教 学 科 研 管 理 等 领 域 的 基 础 数 据 库 为 了 保 障 数 据 中 心 的 高 可 用 性, 近 年 来 对 机 房 的 供 电, 空 调, 网 络, 存 储, 服 务 器 等 方 面 进 行 了 充 分 的 统 筹 和 考 虑, 对 核 心 设 备 和 设 施 均 做 到 了 无 单 点 故 障 的 运 行 对 机 房 的 UPS 电 源 进 行 了 扩 容 和 双 线 路 建 设, 保 证 双 电 源 进 机 柜 重 要 的 网 络 线 路 建 设 了 冗 余 线 路, 关 键 交 换 设 备 冗 余 配 置 和 负 载 均 衡 数 据 库 服 务 器 做 到 了 双 机 热 备, 出 现 故 障 可 以 做 到 自 动 切 换, 基 本 保 障 了 数 据 的 安 全 和 7*24 小 时 不 间 断 运 行 下 一 步, 我 们 将 在 数 据 的 集 成 环 境 上 做 出 近 一 步 的 探 索, 希 望 能 建 设 成 基 于 主 题 数 据 库, 数 据 共 享 平 台, 数 据 服 务 平 台, 数 据 的 备 份 与 恢 复, 安 全 服 务 为 一 体 的 集 成 化 数 据 环 境 为 用 户 提 供 数 据 的 加 工, 存 储, 共 享, 归 档, 检 索, 统 计, 决 策 支 持 等 服 务 五 总 结 三 分 应 用, 七 分 数 据, 随 着 信 息 化 建 设 的 不 断 发 展, 人 们 关 注 的 重 点 已 经 逐 渐 转 移 到 对 数 据 自 身 的 安 全 和 高 可 用 性 方 面 来 数 据 中 心 这 一 概 念 的 提 出, 很 大 程 度 的 提 升 了 学 校 各 职 能 部 门 的 总 体 管 理 水 平, 降 低 学 校 的 重 复 投 资, 提 供 更 专 业 的 技 术 管 理 服 务, 规 范 今 后 的 信 息 系 统 开 发 的 模 式, 为 学 校 决 策 提 供 可 靠 的 支 持
参 考 文 献 [1] 吴 海 燕 等, 高 校 信 息 化 新 时 期 校 园 数 据 中 心 的 建 设 探 索 [2] 高 复 先 编 著, 信 息 资 源 规 划 - 信 息 化 建 设 基 础 工 程 [3] 中 共 中 央 办 公 厅 国 务 院, 2006-2020 年 国 家 信 息 化 发 展 战 略 [4] 教 育 部 科 技 发 展 中 心, 高 校 教 育 信 息 化 建 设 与 应 用 水 平 调 查 [5] James Martin 信 息 工 程 与 总 体 数 据 规 划