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云数据中心的构建与实现

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云数据中心的构建与实现

刘云朋1，袁其帅2

（1.焦作大学信息工程学院，河南焦作454003；2.河南工业和信息化职业学院信息工程系，河南焦作454000）

摘要：探讨了基于云计算技术的中型数据中心的构建、云数据中心的运维管理和云管理平台的构建，通过技术分析提出了云数据中心构建及其运维管理的方法，实现了企业中型数据中心的云化。关键词：云数据中心；安全防护；云管理平台；运维管理

中图分类号：TP393.1文献标识码：A文章编号：1001-7119（2015）03-0156-05

ConstructionandImplementationofCloudDataCenter

LiuYunpeng1，YuanQishuai2

（1.CollegeofInformationTechnology，JiaozuoUniversity，JiaozuoHenan454003，China；2.DepartmentofInformationEngineering，HenanVocationalCollegeofIndustryandInformationTechnology，JiaozuoHenan454000，China）

Abstract：Thepaperdiscussestheconstructionofamedium-sizedatacenterbasedoncloudtechnology,themaintenanceoftheclouddatacenteraswellasthestructureofthecloudmanagementplatform.Throughthetechnicalanalysisthemethodsofbuildingacloud-basedcenteranditsoperationalmaintenancehavebeenraisedtorealizetheenterprises’cloudmodificationofamedium-sizedatacenter.

Keywords：clouddatacenter；safetyprotection；cloudmanagementplatform；maintenancemanagement

收稿日期：2014-11-06基金项目：河南省自然科学基金研究项目资助（132300410267）；河南省信息技术教育研究项目资助（ITE12143）。作者简介：刘云朋（1983-），男，河南省上蔡人，讲师，硕士，主要研究方向：计算机应用、网络信息及安全。E-mail：yunpeng2004@126.com

。随着云计算的出现和传统大中型数据中心

建设高耗能问题的到来，我们如何借助云计算技

术，建设低耗能、高效率的数据中心，实现传统数

据中心的云化，这是本文的主要研究问题，也是

对前期研究成果的重新整理和进一步的研究。

1数据中心的分类

数据中心是数据计算、网络传输、数据存储

等各种IT应用业务的提供中心，依据数据中心商

业运作模式，可以将其主要分为四个类别：（1）企

业数据中心；（2）托管数据中心；（3）因特网数据中心；（4）网络数据中心。按机房的规模，又可以

分为小型数据中心、中型数据中心、大型数据中

心和超大型数据中心等。

图1数据中心分类Fig.1Datacenter

classification第31卷第3期2015年3月科技通报

BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.31No.3Mar.2015第3期

本文主要讨论中型规模云数据中心的建设，

即占地面积：200~1000m2、机柜数量：50~200个

的数据中心建设。这种规模的云数据中心对企

业来说，是最为普遍的。在中型数据中心的建设

中，企业内部的实施主要是建设基础设施云

（IaaS），而IaaS虽然是企业内部的私有云，但也是

建设PaaS和SaaS基础平台，是组成混合云和公众

云的基本构件单元，从这个意义上说，企业私有

云的建设具备重要的基础性意义，企业级的私有

云数据中心建设，也有着一套特定的方法步骤。

2数据中心的建设

传统数据中心基于所谓“烟囱式”的构建部

署方式，业务系统独立规划、独立建设，各个业务

系统形成一个个的“信息孤岛”，横向信息沟通复

杂，导致其效率低、运行复杂，且不利于管理维

护，资源利用率低下，通常只有10%~20%左右。

随着业务量的超速增长，资源配置量不能动态变

化，导致过早耗竭，而改建扩建的周期漫长，无法

满足业务需求的快速变动。

为改变传统数据中心的不利局面，构建高起

点、大规模、低成本、节能的数据中心，解决大规

模多样性业务的资源需求的中型数据中心。我

们可以通过云数据中心的构建达成基础架构共

享、资源共享、集中管理的IT系统，满足企业业务

策略、业务发展的需要，进而提供优化企业IT资

源的竞争优势。实现低成本高效运营，提升企业

核心竞争力。

图2企业级数据中心的发展需求Fig.2Thedevelopmentneedsofenterpriseclassdatacenter

3云数据中心的构建

企业级私有云数据中心的建设途径，从传统

数据中心进化到云数据中心，需经过三个主要步骤：虚拟化、资源池化、自动化。3.1虚拟化

虚拟化技术，通过软件或硬件管理程序把物

理资源映射为虚拟资源。依据对数据中心中稀

缺IT资源的分类，可被虚拟化的资源包括服务器

虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化三个类型。

服务器虚拟化，分为Unix服务器虚拟化和x86服务器虚拟化。Unix服务器又称小型机，市

场主流的小型机厂商各自提供配套的虚拟化程

序，各厂家的产品互不兼容。x86服务器虚拟化，

主流虚拟化产品包括VMwareESX/ESXi、微软的Hyper-V、开源的KVM等。除此之外，Oracle和华

为等厂商提供了基于开源XEN内核的虚拟化平

台。服务器虚拟化屏蔽了各种类型服务器的硬

件差异，为用户提供统一逻辑形式的计算资源。

为计算资源的标准化提供了基础。

存储虚拟化，主要是在物理存储系统之上添

加一个虚拟层，将物理存储虚拟化成逻辑存储单

元。把分散的、不同级别或不同品牌的存储产品

统一到大的逻辑存储空间。再从这些大的存储

空间，划分空间提供给用户使用。

对于网络资源来说，有各种网络设备及安全

设备和网络本身。网络设备及安全设备包括路

由器、交换机、网卡、HBA卡、防火墙、IDS/IPS、负

载均衡设备等。网络包括FC存储网络和IP网

络。IP网络根据用途又可分为生产网络、IP存储

网络等。网络的需求及其实现越来越复杂，随着IT预算紧缩，网络的整合不可避免，虚拟化技术

将会在整合和简化网络资源中得到很好的应

用。同时，虚拟化在网络环境下可将各组用户彼

此逻辑隔离，在多层应用环境中也可将其彼此隔

离。网络虚拟化不但提高了数据的安全性，也很

好的简化了数据和网络管理的复杂性。

实现数据中心三类资源的虚拟化，是构建云

数据中心的基础。虚拟化实现了数据中心IT资

源的集中共享和统一调度，能够有效提高IT资源

的利用率，将传统数据中心的资源利用率从10%~20%提升至50%~60%，相当于增加了3~5倍的

资源量。3.2资源池化

资源池化的过程，也是资源标准化的过程，

在隐匿了各种异构IT设备纷繁复杂的品牌及规

格的差异，

以统一的逻辑形式提供客户的过程刘云朋等.云数据中心的构建与实现157第31卷科技通报

中，对资源进行逻辑分类和分组。三个资源池，

服务器资源池，存储资源池、网络资源池均可以

依据其硬件的特性，划分成不同服务等级（SLA）

的资源池组，提供给不同业务需求的用户。IT硬

件设备在虚拟化之后，标记上特定性能标签，进

入不同的资源组，完成池化的过程。

服务器资源池主要是基于x86服务器的资源

池。构建服务器资源池，x86服务器的选型要从

投资成本、机架建设（机房空间和供电、耗电、管

理）等方面来考虑。从投资成本上说，由于服务

器处理能力按摩尔定律发展，因此不建议采购最

新、性能最强的处理器，因为其性价比最低。从

机架建设上说，由于机房机架建设成本较高，在

满足处理能力需求的同时，需尽量考虑节省机架

空间。x86服务器主要分为刀片式服务器和机架式

服务器两种技术阵营。无论是那种服务器，在处

理器性能、内存容量、I/O、磁盘读写速度四个方

面，虚拟化应用对其都有很大的影响。这四个因

素在影响虚拟化业务应用中，刀片服务器在处理

器和内存容量方面，性能配置稍低于机架式服务

器。在磁盘读写速度方面，两者基本相当。在I/O瓶颈方面，针对虚拟化引发的I/O瓶颈，机架式

服务器的应对方法就是利用PCI-E插槽进行I/O

行扩展，而刀片服务器由于是高集成度设计，使

得其I/O扩展受限制，需要采用专用的网卡以及

各种HBA，但都要占用扩展插槽。所以，刀片服

务器又提供了支持PCIE/PCIX的PCI扩展模块，

它占用刀片模块的相邻槽位，为刀片模块提供扩

展，实际占用了刀片服务器机框的槽位，降低了

刀片服务器的密度。但刀片服务器具有节省机

架空间、节省接入交换机和光纤交换机端口的优

势。具体选择刀片服务器，还是机架式服务器，

需结合机房的具体情况进行选择。

存储资源池的构建，除了考虑存储容量，还

需要考虑是FCSAN网络所需的HBA卡的端口数

量和IP网络所需的网卡的端口数量是否满足业

务的需求。

网络资源池的构建，则是要考虑进口链路的

带宽和出口链路的带宽是否够用，HBA卡及端口

数量，IP网卡及端口数量，安全设备的端口数量

及带宽是否足够。3.3

自动化逻辑化和标准化之后，所有的IT资源都可以

按照预定的程序进行处理。数据中心的所有任

务，无论是业务任务还是IT任务，均可以使用基

于SOA的流程管理工具，进行统一IT编排。可编

程的工作流程工具将工作流程、流程的执行逻辑

从资产解耦/抽象出来。利用IT编排工具，允许

系统设计师修改工作流程（包括调用和管理并行

任务）、插入新的工作流程步骤，或者通过可重用

的适配器修改资产，一切无需从头开始，服务自

动化变成更加经济、更加可行的选择。IT资源的虚拟化和池化使企业某个应用所

拥有的计算能力、存储空间、网络带宽及链路选

择不再是一成不变，而是一个动态的基础设施。

为更好地发挥动态基础架构的优势，在虚拟化平

台之上企业还需要一套灵活动态的基础设施管

理工具。

从虚拟化到资源池化，再到自动化，实现了

传统数据中心的云化的完整过程。

图3数据中心云化过程Fig.3Datacentercloudprocess

4云数据中心安全防护

在数据中心云化的过程中，我们结合云计算

技术特点对云数据中心安全防护建设的给出几

点建议。1）时刻注重对虚拟化的支持。由于适用于

网络环境下的多租户，并可将其隔离。所以，不

论是为满足不同用户的需求，还是为保证数据安

全，虚拟化都不错的选择。为此，对虚拟化的支

持，在云数据中心的安全防护体系建设过程中是

十分重要的。2）建设统一安全威胁防护系统。由于云数

据中心的资源高度整合，实际上的安全边界已难

以区分，

用户也不可能单独部署独立的安全防御158

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云计算数据中心的建设和优化

云计算数据中心的建设和优化

云计算数据中心的建设和优化

一、引言

云计算技术的发展，使得云计算数据中心不断普及和发展。随着云计算技术的成熟，云计算数据中心的建设和优化显得尤为重要。本文将从数据中心的建设和优化两个方面进行探讨。

二、云计算数据中心的建设

1. 服务器选择

构建云计算数据中心的关键是服务器的选择。传统的服务器选型策略主要依据计算能力和应用负载进行考虑，而在云计算数据中心中，还需要关注到计算、存储、网络等方面的综合效率和灵活性。因此，我们需要考虑平台选型、结构形式等因素来满足高性价比、易维护、可靠性和高可用性等基本要素。

2. 存储技术

存储技术是数据中心建设的另一个重要因素。云计算数据中心的存储需求与传统数据中心的不同，传统数据中心在数据存储方面注重容量、速度的特点，而云计算数据中心则侧重于弹性可扩展、分布式存储、数据共享等方面的特点。

3. 机柜和机房设计

机柜和机房设计是数据中心建设中的关键环节。机柜设计应该考虑到可靠性、稳定性、维护方便等，机房设计应该考虑到温度、湿度、空气流通等环境因素。对于机房内部的变电流设备和其他设备的分配，可以结合云计算的业务扩展情况和运营要求进行合理分配。

三、云计算数据中心的优化

1. 成本优化

成本优化是云计算数据中心优化中最重要的环节之一，通过提高硬件利用率、降低能耗、优化业务流程等方式来实现成本优化。在实际操作中，需要注意服务质量与成本之间的平衡。

2. 故障处理

云计算数据中心的故障处理是保障数据中心高可用性和稳定性的重要环节，可以通过技术手段和人工干预等方式加强故障预防和处理能力。

3. 安全优化

数据中心中数据的保护和安全性是非常重要的，安全优化包括数据加密、访问控制、安全认证、信息备份等多个方面。可以根据实际情况进行个性化的安全优化，从而提高数据中心的安全性和可靠性。

四、结论

云计算数据中心的建设和优化是一项非常复杂的任务，需要从多个角度进行综合考虑，如服务器选型、存储技术、机柜和机房设计、成本优化、故障处理和安全优化等。通过科学的技术支持和整体规划等方式可以提高数据中心的运营效率和稳定性，从而更好地服务于用户。

云数据中心建设方案

云数据中心建设方案

云数据中心建设方案

随着云计算技术的不断发展，云数据中心的建设已经成为许多企业和机构关注的焦点。云数据中心作为信息技术基础设施的核心，对于企业的信息化建设和业务发展具有重要的支撑作用。因此，如何科学合理地规划和建设云数据中心，成为了当前云计算领域的一个热门话题。

首先，云数据中心的建设需要充分考虑数据安全性。在当今信息化时代，数据安全是企业发展的重中之重。因此，在云数据中心的建设过程中，必须要考虑到数据的备份、恢复、加密等安全措施，确保数据不会因为各种意外事件而丢失或泄露。

其次，云数据中心的建设还需要考虑到数据中心的可扩展性。随着企业业务的不断发展，数据量也会不断增加，因此云数据中心需要具备良好的可扩展性，能够根据业务需求灵活地扩展硬件设备和存储容量，以满足数据处理和存储的需求。

另外，云数据中心的建设还需要考虑到能源消耗和环保的问题。随着数据中心规模的扩大，能源消耗也会逐渐增加，因此在建设云数据中心时，需要考虑到节能减排的问题，采用高效节能的硬件设备和绿色能源，降低数据中心对环境的影响。

此外，云数据中心的建设还需要考虑到网络带宽和性能的问题。作为云计算的基础设施，云数据中心需要具备高速稳定的网络连接，以确保用户能够快速、稳定地访问云服务，满足用户对于性能和可用性的需求。

最后，云数据中心的建设还需要考虑到成本的控制。在建设云数据中心的过程中，需要综合考虑硬件设备、人力成本、运维成本等各方面的费用，以确保在满足业务需求的前提下，尽量降低建设和运营成本，提高企业的竞争力。

综上所述，云数据中心的建设方案需要充分考虑数据安全、可扩展性、能源消耗和环保、网络带宽和性能、成本控制等方面的问题，以确保云数据中心能够满足企业业务的需求，提高信息化建设的效率和质量。只有在这些方面都得到充分考虑和保障的情况下，云数据中心才能够真正发挥其在企业信息化建设中的重要作用。

云计算数据中心项目建设方案

云计算数据中心项目建设方案

云计算数据中心项目建设方案

一、项目概述

随着互联网的发展和应用需求的不断增加，云计算已经成为当今最前沿和发展速度最快的技术之一、建设一座先进、高效、可靠的云计算数据中心是公司提供云计算服务的关键。本方案旨在规划和构建一座具备高度可扩展性、高性能、高稳定性的云计算数据中心。

二、项目目标

1.构建一座大规模的云计算数据中心，具备足够的容量和资源来支持大规模的云计算业务；

2.提供高性能的计算、网络和存储资源，以满足用户对云计算服务的高要求；

3.构建稳定可靠的硬件和软件基础设施，并采用先进的监控和管理系统来确保数据中心的可靠性和稳定性；

4.优化能源消耗，提高能源利用效率，减少碳排放量，实现绿色环保的目标。

三、项目实施步骤

1.项目准备阶段：包括项目准备、需求分析和预算编制等工作；

2.设计规划阶段：制定数据中心的整体架构设计和技术方案，并评估和选择合适的硬件和软件设备；

3.工程建设阶段：进行建设施工，包括机房建设、设备安装、网络布线等工作； 4.硬件设备配置阶段：配置服务器、存储设备和网络设备等硬件设备；

5.软件系统部署阶段：部署和配置各种云计算软件系统，包括虚拟化管理系统、自动化运维系统、监控系统等；

6.运维管理阶段：建立运维团队，制定运维规范和流程，并进行长期的数据中心管理和维护。

四、项目关键技术

1.虚拟化技术：利用虚拟化技术实现资源的统一配置和管理，实现在一台物理服务器上部署多个虚拟服务器的功能，提高资源利用率；

2.分布式存储技术：采用分布式存储技术，将数据分散存储在多个节点上，提高数据的可靠性和可扩展性；

3.网络技术：采用高速网络设备和技术，构建高性能、低延迟的网络环境，提供快速、稳定的网络连接；

4.监控与管理技术：利用先进的监控系统和管理工具，实时监控数据中心的运行状况，并进行故障排除和性能优化；

5.安全技术：采用严格的安全措施和技术手段，保障数据中心的安全性，防止黑客攻击和数据泄露。

如何构建一个高效的云计算数据中心

如何构建一个高效的云计算数据中心

如何构建一个高效的云计算数据中心

云计算数据中心是现代社会中大数据处理和存储的重要基础设施。为了实现高效运行和充分发挥其潜力，构建一个高效的云计算数据中心是至关重要的。本文将从硬件基础设施、网络架构、管理策略和安全性等方面，分享一些构建高效云计算数据中心的要点和建议。

1. 硬件基础设施

首先，构建高效的云计算数据中心需要考虑硬件基础设施的选择和优化。建议选择高性能的服务器和存储设备，以支持大规模数据处理和存储需求。同时，采用虚拟化技术，可以充分利用硬件资源，提高计算效率。此外，考虑到能源消耗和散热问题，选择低功耗和高效散热的硬件设备也是必要的。

2. 网络架构

一个高效的云计算数据中心需要一个快速可靠的网络架构。首先，建议采用高带宽的网络连接，以提供更快的数据传输速度。其次，使用多层次的网络拓扑结构，可以提高网络的扩展性和容错性。此外，采用负载均衡和流量优化技术，可以避免网络拥塞，提高网络的性能和吞吐量。

3. 管理策略

一个高效的云计算数据中心需要有效的管理策略。首先，建议采用自动化的管理和监控系统，以实时追踪和管理数据中心的运行状态。其次，合理规划和调度任务，以充分利用计算资源，提高数据处理的效率。另外，定期进行容量规划和优化，以满足日益增长的数据需求。

4. 安全性

在构建一个高效的云计算数据中心时，安全性是一个非常重要的考虑因素。首先，确保数据中心的物理安全，采取适当的安保措施，如视频监控、门禁系统等。其次，实施严格的访问控制和身份验证机制，确保只有授权人员可以访问和操作数据中心。另外，加强数据的加密和隔离，以保护用户的隐私和数据安全。

总结起来，构建一个高效的云计算数据中心需要综合考虑硬件基础设施、网络架构、管理策略和安全性等方面的因素。通过选择高性能的硬件设备、优化网络架构、采用自动化管理和监控系统，以及加强安全措施，可以提高云计算数据中心的工作效率，充分发挥其潜力，为大数据处理和存储提供可靠支持。