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大数据中心建设专业方案.docx
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1、大数据中心建设方案信息技术 目 录第1章方案概述31.1.建设背景31.2.目前现实状况41.3.建设目标6第2章方案设计标准72.1.设计标准72.2.设计依据9第3章 数据中心方案架构103.1 数据中心架构设计103.2 大数据处理设计163.3 大数据存放设计213.4 安全设计233.5 平台搭建实施步骤283.6 物理架构设计29第4章 数据中心网络方案组成324.1.防火墙设计324.2.接入层设计324.3.网络拓扑33第5章 数据中心基础设施方案组成345.1.机柜系统设计345.2.制冷系统设计365.3.供配电系统设计415.4.模块监控系统设计45第6章 运维方案516
2、.1.技术和售后服务516.2.售后服务项目516.3.售后服务项目内容51第1章 方案概述“百年大计,教育为本”,教育行业是中国经济发展关键命脉之一,伴伴随数据集中在教育业信息化逐步展开,数据中心在企业和信息化地位越来越关键。教育数据中心建设已成为教育机构信息化趋势下肯定产物。教育数据中心作为承载教育机构业务关键 IT 基础设施,负担着教育机构稳定运行和业务创新重担。在教育机构新型用户服务模式下,数据中心需要更高效地支持后台业务和信息共享需求,同时要 24 小时不间断提供服务,支持多个服务手段。这对教育数据中心资源整合,全方面安全,高效管理和业务连续性提出更高要求。此数据中心建设方案关键对数
3、据中心基础设施和网络计划部分提出整体提议,确保数据中心高性能、安全、可靠,从而使数据中心能承载更多高品质业务。1.1. 建设背景自从出现数字化教育以来,数据中心作为数字化交易关键,被各个教育系统广泛采取。现在伴随教育电子化推广,用户市场细分深入,教育产品设计专业化,和对于教育系统安全性要求。教育系统数据中心需要更强大运算能力,更多存放空间,更安全可靠计划和设计。不仅如此,教育系统相比其它行业数据中心有其本身特有特点和要求。教育行业数据中心很关键一点就是安全和可靠。因为哪怕是短时间网络瘫痪也会造成很广泛和严重后果。这对教育数据中心资源整合,全方面安全,高效管理和业务连续性提出更高要求。所以教育行
4、业数据中心产品和方案应用必需采取更高等级产品和整体设计方案,以满足对于系统安全性要求。从数据大集中到多业务整合,教育行业数据中心建设正围绕着业务发展需要快速展。教育基础设施建设,很关键一个步骤就是教育数据中心建设。教育数据中心工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体,更需要丰富工程实施和管理经验。教育数据中心设计和施工优劣直接关系到数据中心内计算机系统是否能稳定可靠地运行,是否能确保各类信息通讯通畅无阻。因为教育数据中心环境必需满足计算机等多种数据,以达成反馈信息和处理问题功效。尤其是要将需要处理电池放电状态和旁路运行状态监控管理问题等关键信息发到关键责任人手机上,方便能随时掌握信
5、息,对部分天气灾难停电而有应急预案。1.2. 目前现实状况伴随业务发展,数据中心问题和日俱增,数据中心所面临压力和挑战也越来越大:业务不停调整和改变让数据中心总体架构面临极大压力、有限物理空间让数据中心扩展性和灵活性有所限制、虚拟化欠缺让数据中心资源调配能力有限、复杂多变异构环境让数据中心管理效率异常低下、高居不下耗电量让数据中心能源成本快速上升。这些问题和挑战让数据中心管理者迫切需要对数据中心进行整合和升级。经过有效整合让传统数据中心升级成为一个智能化、自动化、高效化数据中心。目前数据中心面临问题:l 可靠性问题供电可靠性是数据中心安全性关键保障,伴随以信息技术为支撑新业务不停涌现,教育行业
6、数据中心对供电可靠性要求大大提升。在数据中心领域,动力平台可用性指标分别高于数据中心可用性指标和整个网络系统可用性指标,所以,对动力平台关注理应放到最关键位置。比如服务器电源冗余方法发生了改变,供电系统就应该做出对应改变。刀片服务器和虚拟化应用,使高热密度问题凸显,数据中心环境愈加恶劣,制冷模式就也需要做出改变。l 节能降耗问题数据中心建设加速,造成最直接后果就是能源消耗量急剧攀升。在目前全球能源担心大背景下,节能降耗是整个数据中心行业大趋势。对于企业本身而言,能耗急剧增加大大提升了数据中心运行成本,数据中心节能和能效改善已成为整个行业迫切要求。l 管理和维护问题数据中心是一个庞大而复杂系统,
7、这些系统是一个有机整体,牵一发而动全身,数据中心可靠性发挥有赖于每个设备正常运行,有赖于这些设备协调一致,任何一个步骤出现故障,全部有可能造成巨大损失。所以,对整个系统管理越来越关键,而难度也越来越大。l 扩容问题伴随业务量不停扩大,教育行业IT应用系统日益增加,服务器规模变得日益庞大,带来了高能耗、数据中心空间担心、IT 预算担心等问题。同时,数据中心动力平台匹配性却不够,要么利用率低,资源浪费严重;要么供电和制冷显著不足,影响数据中心可用性。简言之,动力系统对关键设备供电或制冷需求反应不够灵敏。针对上述问题,技术推出了创新型数据中心处理方案。该处理方案含有高可用性、高节能性、高灵活性、高可
8、维护性等四大特点,能够帮助教育行业用户处理数据中心建设和应用难题,满足教育企业在信息化过程中对数据中心动力安全、节能环境保护等方面日益增加应用需求。1.1.1.1.2.1.3. 建设目标数据中心建设应达成以下目标:高可用-数据中心高可用直接影响到业务系统可用性,高可用最少包含高可靠、高安全和优异性三个方面:u 高可靠:应采取高可靠产品和技术,充足考虑系统应变能力、容错能力和纠错能力,确保整个基础设施运行稳定、可靠。当今,关键业务应用可用性和性能要求比任何时候全部更为关键。u 高安全:基础设计安全性,包含到关键数据安全。应根据端到端访问安全、网络分层安全两个维度对安全体系进行设计计划,采取软硬件
9、安全设备,从局部安全、全局安全到智能安全,将安全理念渗透到整个数据中心网络中。u 优异性:数据中心将长久支撑企业业务发展,数据中心建设需要考虑后续机会成本,采取主流、优异技术和产品,建立高性能,大容量存放数据中心。u 易扩展-伴随信息化发展,企业内通信网络建立和全方面覆盖,未来业务范围会更多更广,业务系调整和扩展再所难免,所以数据中心必需能够适应业务系统频繁调整,同时在性能上应最少能够满足未来5业务发展。对于设备选择和协议布署,应遵照业界标准,确保良好互通性和互操作性,支持业务快速布署。u 易管理-数据中心是IT技术最为密集地方,数据中心设备繁多,多种协议和应用布署越来越复杂,对运维人员要求也
10、越来越高,单独依靠运维人员个人技术能力和业务能力是无法确保业务运行连续性。所以数据中心需要提供完善运维管理平台,对数据中心IT资源进行全局掌控,降低日常运维人为故障。同时一旦出现故障,能够借助工具直观、快速定位。第2章 方案设计标准1.2.2.1. 设计标准依据“优异、实用、稳定、可靠”总标准,对云数据中心软硬件系统进行科学合理设计,确保中心建设胜利完成。数据中心工程是智能弱电工程关键组成部分。其基础要求可归纳为:确保系统运行可靠性、确保系统设计寿命、确保信息安全要求、确保操作人员工作环境。设计一个好数据中心,要以兼顾人机并重之标准,一个合格现代化计算机数据中心,应该是一个安全可靠、舒适实用、
11、节能高效和含有可扩充性数据中心,设计应以运行条件、安全可靠作为首要考虑原因。所以对数据中心建设要求遵照以下设计标准:1 高安全可靠性为确保数据中心能为用户提供连续不间断7二十四小时服务, 数据中心必需含有高可靠性。在系统设计时应注意尽可能降低单点故障存在,对存在单点故障步骤,在设计上必需降低其对整个系统影响。因为该数据中心内部计算机系统包含到机密信息,其泄密可能严重危害社会秩序,所以需要确保数据中心安全性,必需含有安保系统以确保用户设备和数据不受侵害。实现高安全性方法包含:闭路电视监测、门禁系统、自动安全报警系统等。中心软硬件系统要高度可靠,虚拟机出现故障要能自动迁移,数据要有冗余备份,能够从
12、故障中立即恢复。2 可扩展性鉴于信息网络系统需求不停发展和改变,技术也在不停提升,故在建设时应考虑这些改变对资源需求改变,以使整个系统含有灵活可扩展性,尤其是精密空调、配电开关及配电柜、UPS及供电母线等。中心服务器、存放、网络全部能够不用停机就线性扩容服务器、存放、网络等设备。3 易于管理经过使用优异和可靠管理工具来实现系统高质量管理,以节省人力资源。因为数据中心内设备繁多,含有一定复杂性,伴随业务不停发展,管理任务肯定会日益繁重。所以在设计时,必需建立一套完善数据中心管理和监控系统。实时监控、监测整个数据中心运行情况、语音报警,实时事件统计,能够快速确定故障,提升可靠性,简化数据中心管理人
13、员维护工作。中心资源池支持方便灵活地管理维护和审计。4 高性能价格比数据中心所需设备选型应该以适用为主,合理选择材料和设备;不要造成资源浪费;同时也要确保该数据中心高可靠性。以较高性能价格比设计数据中心,能以较低成本、较少人员投入来维持系统运转,提供高效能和高效益。中心软硬件设施选择合理,含有高性价比。2.2. 设计依据电子计算机数据中心设计规范GB50174-93 计算机场地技术条件GB2287-89 计算机场地安全要求GB9361-88 计算机机房活动地板技术条件GB6650-86 建筑物防雷设计规范GB50057-94 高层民用建筑设计防火规范GBJ45 电子计算机机房施工及验收规范SJ
14、/T30003-93 建筑防火设计规范GB5004-95 空调和通风工程施工及验收规范GB50243-97 建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50311- 建筑和建筑群综合布线系统工程验收规范GB/T50312- 中国通信行业标准YD-T926 1、2、3 国际综合布线标准TIA/EIA 568-B 供配电系统设计规范GB50052-92火灾自动报警系统设计规范GBJ116-98 工业企业通信接地设计规范GBJ79-85 高性能屏蔽室屏蔽效能测量方法GB12190第3章 数据中心方案架构3.1 数据中心架构设计 云计算数据中心经过运行在单独服务器上云操作系统对服务器、存放、网络等资源
15、进行虚拟化管理,提供能够自定义虚拟机,在虚拟机上安装Hadoop、hbase等Nosql分布式数据库集群,对现有数据ETL采集、清洗、转换、汇总进来,使用海量数据分布存放技术,用spark、storm等大数据处理软件对hbase中数据进行分析处理,挖掘数据价值。还能够在虚拟机上运行业务应用系统,提供负载均衡和冗余备份,达成系统稳定、高可用和方便扩展性。经过安装SSR等安全软件和安全服务器,能够确保提升操作系统安全等级,从而达成国家等级保护三级要求,为用户构建真正安全长城。云计算数据中心能够自动管理和动态分配、布署、配置、重新配置和回收资源,也能够自动安装软件和应用,含有良好弹性和灵活性,管理、
16、使用方便。云中心能够向用户提供虚拟基础架构。用户能够自己定义虚拟基础架构组成,如服务器配置、数量,存放类型和大小等等。用户经过自服务界面提交请求,每个请求生命周期由平台维护。服务器虚拟化系统基于服务器,存放和网络设备构建资源池,在资源池上经过资源管理、调度和镜像管理实现系统多种高级功效,比如计算层面系统负载均衡和虚拟机高可用,存放层面镜像复制和冗余。系统支持以主机或虚拟群集为单位管理资源,虚拟群集为一组共享存放资源物理主机。 云中心既是一个企业云,也能够对外提供服务,扩展成公有云。学校还能够使用别公有云如阿里云,形成混合云。云中心包含iaas、paas、saas三层服务:1). SaaS:提供
17、给用户服务是运行商运行在云计算基础设施上应用程序,用户能够在多种设备上经过用户端界面访问,如浏览器。消费者不需要管理或控制任何云计算基础设施,包含网络、服务器、操作系统、存放等等;2). PaaS:提供给消费者服务是把用户采取提供开发语言和工具(比如Java,python, .Net等)开发或收购应用程序布署到供给商云计算基础设施上去。用户不需要管理或控制底层云基础设施,包含网络、服务器、操作系统、存放等,但用户能控制布署应用程序,也可能控制运行应用程序托管环境配置;能够使用docker容器完成应用系统布署和管理。3). IaaS:提供给消费者服务是对全部计算基础设施利用,包含处理CPU、内存
18、、存放、网络和其它基础计算资源,用户能够布署和运行任意软件,包含操作系统和应用程序。消费者不管理或控制任何云计算基础设施,但能控制操作系统选择、存放空间、布署应用,也有可能取得有限制网络组件(比如路由器、,防火墙,、负载均衡器等)控制。 云中心采取xen、kvm、VMware进行虚拟化,LXC提供Linux容器,支持docker应用容器。一 . 服务器采取浪潮整机柜服务器SmartRack,面向海量数据存放和处理,适合云资源池如虚拟化、分布式存放,大数据处理如Hadoop集群等应用,现在在中国服务器中占主导地位,特点以下:定位多个应用,支持各类服务器节点。针对不一样业务对存放、计算、IO吞吐量
19、、功耗不一样要求,设计开发出不一样种类服务器节点,包含:1U全宽双路12盘位综合型节点、1U全宽单路18盘位冷存放节点、1U半宽双路计算型节点,满足不一样需求。 整机柜集中供电、集中散热,相比其它架构服务器,运行功耗降低10%以上。 整机柜由一组电源模块集中供电,最大输出功率高达22.5kw,直接支持交流或高压直流供电,各节点经过铜排从电源模块取电,结合电源负载动态调整技术,电源转换效率高达94%以上。机柜背部风扇墙集中散热,依据节点数量灵活调整风扇墙高度,采取140mm大尺寸风扇,相同功耗下可提供更大散热量。领先架构设计,保障系统高可靠运行。服务器节点中无独立电源和风扇,有效降低单点故障。依
20、据整机柜实际负载情况,电源可实现N+N/N+2/N+1多个冗余方法。风扇可依据温度情况自动调整转速,支持2+1冗余。对整机柜节点、电源、风扇进行集中监控管理。实现管理中心RMC对整个机柜各模块统一监控和管理,节点、电源、风扇健康情况、温度、配置信息一目了然,还可进行批量开关机、重启,功耗控制,风扇转速自动/手动调整等功效,搭配专为Smart Rack设计可视化管理软件,轻松实现简易化智能管理。简易维护,无需繁琐拆装。独有节点前维护设计、各模组免工具热插拔设计、优化线缆走线设计,使得系统运维难度大大降低。风扇等易损部件全部裸露在外,愈加方便更换维护。二 云操作系统提议采取浪潮云海云数据中心操作系
21、统 V3.0,此系统秉承开放化、模块化、标准化设计理念,基于虚拟化技术,实现了数据中心资源融合、资源管理及服务交付,简化了云数据中心运维,提升了云数据中心服务水平。云海云数据中心操作系统有以下特点:自主可控、安全可靠云数据中心操作系统:浪潮自主研发国产云数据中心操作系统,加强了WEB安全、虚拟化安全、数据安全、访问控制、安全审计等方面安全控制,可帮助用户构建安全可控云数据中心。异构资源管理:云海OS支持对数据中心各类异构硬件设备及软件资源统一管理;支持对VMWare vSphere、Inspur iVirtual等异构虚拟化资源池集中管理,已布署虚拟化环境可被云海OS无缝接管;精细软硬件资源监
22、控:云海OS支持对数据中心主流厂商服务器、网络设备、存放设备等物理资源,操作系统、数据库、WEB应用等软件资源,VMWare vSphere、Inspur iVirtual等虚拟化环境精细监控,提供界面、邮件、短信等多个告警方法,经过详尽清楚报表分析数据,帮助数据中心运维人员随时掌握数据中心各类资源运行情况,降低运维管理复杂度,提升运维效率。快速服务交付:云海OS支持经过虚拟机模板、应用服务模板方法,实现业务快速交付,业务上线时间由原来几周、几天,缩短为几分钟,大大提升数据中心服务水平。资源使用按量计费:实时资源使用情况统计,让用户正确掌控本身资源和费用使用情况,帮助IT部门实现由成本中心向价
23、值中心角色转变。资源按需服务:云海OS可实现将基础架构作为服务交付,用户可经过自助服务门户在线申请及访问自己虚拟数据中心、应用服务、虚拟机等资源,实现资源按需申请、便捷获取、自助使用。可定制业务步骤:云海OS支持用户创建和原工作步骤吻合资源申请审批步骤,实现业务步骤个性化、可定制化。灵活服务交付方法:云海OS既支持从下到上资源申请和审批,也支持从上到下资源创建和分配服务交付方法,可满足不一样用户对资源获取方法不一样需要。多租户私有云:云海OS可创建多个组织,一个组织可代表某业务部门、分部或子企业。每个组织全部有各自独立虚拟数据中心、用户及独有目录,可将组织资源分配给本组织用户,每个组织如同拥有
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