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第1篇

關鍵詞：大學計算基礎；云計算；教學案例

中圖分類號：TP3-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 引言

大學計算機基礎課程是各高校為非計算專業的學生開設的一門公共基礎課程，其目標是為學生提供計算機基礎知識的能力與素質方面的教育，使學生掌握計算機操作，網絡及其它相關信息技術的基礎知識，培養高校學生利用計算機處理事務的能力，使學生具有對基本應用軟件的操作能力、應用能力以及掌握簡單的軟件開發技術，提高學生的計算機素質，為將來應用計算機知識與技術解決相關專業的實際問題打下良好的基礎[1]。

目前，由于我國高校在信息技術教育方面的基礎還較為薄弱，同時信息技術具有顯著的發展迅速和更新速度快的特征，致使國內的大學計算機基礎教學面臨一些問題的挑戰，如：教學難以兼顧不同層次的學生、學生信息技術的掌握程度參差不齊[2]、教學難以跟上最新的信息技術發展和教學方式過于單一等問題。

最近興起的云技術正對信息技術產業產生前所未有的沖擊，并將在近幾年內成為信息技術教育中的主流技術，從而引起教學方式及學習方式的重大變革。為了促進大學計算基礎課程教學中以上存在問題的解決，將云計算技術引入到大學計算機基礎課程中是一個非常有價值的研究領域，論文首先對云計算技術進行介紹，然后論述將云計算技術引入大學計算機基礎課程中的優勢，最后給出相應的教學案例。

2 云計算技術

云計算（Cloud Computing）是并行計算（Parallel Computing）、網格計算（Grid Computing）和效用計算（Utility Computing）等分布式計算技術發展和融合的產物。我們認為云計算是指利用高速的互聯網傳輸能力，將數據的處理過程從個人計算機或服務器轉移到互聯網上的計算機集群中（由云計算服務提供商擁有的大型數據中心或服務器農場），用戶只需要提出服務請求就可以得到根據需要可動態伸縮的計算資源，而用戶只為所使用的計算資源付費。

從云計算基礎設施的隸屬關系來看，可以將云計算平臺分為公共云（為廣泛的普通用戶提供云計算服務的公共云計算設施，如Google和Amazon）、私有云（屬于某一個機構的專用云計算服務設施，不對外提供服務）和混合云（將公共云和私有云結合來共同為用戶提供服務）。目前，云計算已經被廣泛應用于互聯網應用、科研、天文信息計算處理、醫學、網絡安全、教育和電子商務等眾多領域[4]。

3 將云計算技術引入大學計算機基礎課程的優勢

根據The New Media Consortium與EDUCAUSE Learning Initiative聯合發表的2009年Horizon Report 分析和預測，云計算將在近幾年里成為學校應用的主流技術，它將影響教師的教學方式和學生的學習方式，在報告中提到，云計算技術對教育的影響日趨明顯。在國內，上海師范大學的黎加厚教授首先提出云計算輔助教學（Cloud Computing Assisted Instructions，簡稱CCAI）的概念，其含義是指在云計算環境下，利用云計算服務平臺構建個性化的信息化教學環境，以輔助教師的教學，促進教師和學生之間的交流，促進學生協作學習的教學方式，是計算機輔助教學的延伸和新的發展[5]。

自2007年Google與IBM合作將云計算帶入到全球多所大學后，云計算與大學的關系日益密切，眾多云計算巨頭與國內外的多所大學展開了云計算合作，為這些大學的計算機專業學生和研究人員提供硬件、軟件和服務支持，推動新的軟件開發方法，幫助高校學生獲得相關云應用編程方面的技能，幫助他們應對未來大規模互聯網應用的挑戰。如美國亞利桑那州立大學與Google的云計算合作項目和戴爾與廣州大學的云計算合作項目。

我們認為將云計算技術引入大學計算機基礎課程教學有以下優勢：

（1）不受時空限制的學習方式。教師可以將學習內容（課件、學習材料、教學案例和學習視頻材料放在云計算平臺中，由于大多數學生都有自己的臺式電腦、筆記本電腦或智能手機等上網設備，因此可以在任何時間、任何地點訪問所需要學習的內容，從而打破了時間和空間的限制，不再將學生的學習限制在機房和上課時段，學生可以任意的存取學習資料和實驗中產生的文件，而不需要再進行數據同步。

（2）自主和互動式學習。在大學學習環境中，學生的學習安排較為寬松，可以較為自由的安排自己的學習時間，但在學習中還是需要有教師及時的輔導，以提高學習效率和學習效果。在以往的教學模式中，學生只能根據教師的教學安排來進行學習，教師也不可能做到及時的對所有學生進行輔導。在云計算平臺中，學生可以根據自己的基礎和學習情況自主的選擇相應的教學模塊進行學習，還可以和教師進行文字、視頻互動，或對學生進行遠程協作，能比較及時幫助學生解決學習中遇到的困難。通過建立虛擬學習社區，還可以增強學生和學生之間的互動。互動式學習有助于師生和生生之間和諧關系的建立，提高學生對課程學習的積極性。

（3）增強學生在云計算技術方面的知識和能力。由于云計算技術應用范圍越來越廣泛，使學生了解和掌握云計算知識，能增強學生的就業能力和為社會服務的能力。

（4）增加學生對計算機課程的學習興趣。將云計算這一全新和前沿的技術引入到教學中，增加了學生對大學計算機基礎課程中計算機網絡和網頁設計等章節的學習熱情，以及對后續程序設計課程的興趣。

4 教學案例

目前在國內的高校中，還沒有規模較大和較為成熟的私有云計算平臺，因此在我們的教學中，我們主要采用了公共云計算平臺作為教學中的云計算技術實驗平臺，同時利用校內的Elearning學習平臺作為教學中的師生討論平臺。主要進行的云計算應用有以下幾項：

（1）結合大學計算機基礎課程中的計算機網絡和網頁設計章節，對學生進行云計算知識的介紹，并講解常見免費云計算服務的應用方法。由于國內對于Google云計算平臺的訪問不太穩定，因此主要采用了國內的“千腦云電腦”平臺作為教學資料的共享以及學生在線編輯和存儲文檔的平臺，云計算中的軟件應用以金蝶的云計算軟件“隨手記”作為實例。

（2）在線資料共享和在線文檔編輯。教師將課件、學習材料、教學案例存放在千腦云電腦平臺中，學生可以隨時進行下載，并根據自己的學科基礎和學習進度來進行學習。在課程學習中，學生將教師布置的Word、Excel和PowerPoint作業的文件在線地的存儲在云計算平臺中，學生可以在機房完成作業，或將部分作業放在宿舍或家中的電腦上完成，由于文檔存儲于云計算平臺中，學生在不同的計算機上訪問的是同一個云計算平臺中的文件，因此不存在學生需要用優盤來進行文件拷貝和數據同步的問題，這也解決了學生經常出現的優盤損壞、感染計算機病毒和遺失所帶來的作業不能按時正常提交的問題。

（3）使用云計算軟件實現個人理財記帳。利用金蝶云計算軟件“隨手記”讓每個學生將自己生活中所有的財務收支情況進行記錄，隨手記是金蝶理財網推出的個人理財記賬軟件，可以通過瀏覽器以B/S方式進行訪問和使用，手機版則分為iPhone版本，Andriod版本，其中iPhone版本分為標準版和專業版。由于學生的財務數據存儲在云計算平臺內，因此不會產生手持設備（如手機和PDA）中的記帳軟件存在的設備損壞或遺失所帶來的數據丟失問題，而且“隨手記”所提供的提醒功能和動態圖文報表功能讓學生很好地對自己的各項支出有詳細的了解，有助于學生養成良好的消費習慣，培養學生的理財能力。

5 總結

云技術正對信息技術產業產生前所未有的沖擊，其應用將日益深入和廣泛，云計算技術也將在近幾年內成為信息技術教育中的主流技術，從而引起教學方式及學習方式的重大變革。將云計算技術引入大學計算機基礎課程教學中是必然的趨勢。論文對云計算技術進行介紹，闡述了將云計算技術引入大學計算機基礎課程的優勢，并給出了相應的教學案例。論文在將云計算技術引入大學計算機基礎課程教學中作出了有益的探索。

參考文獻：

[1]付濤.大學計算機基礎課程分層次教學研究[J].電腦學習，2011（2）：60-61.

[2]戴振華.高校非計算機專業計算機基礎教學改革探討[J].計算機教育，2009（6）：100-102.

[3]Twenty-One Experts Define Cloud Computing[EB/OL]. http：// /node/612375，2010.

[4]楊旌.面向云計算的高校《大學計算機基礎》課程教學創新[J].科技信息，2010（23）：185-186.

第2篇

【關鍵詞】云計算；電力數據中心；基礎架構；關鍵技術

信息集成作為消除電力企業信息的孤島，它使信息可以實現共享，并且可以為其提供進行決策支持的關鍵技術，而數據中心是實現信息集成的重要前提，在其中具有非常重要的學術價值以及應用價值。數據中心也是在近期內一直被廣泛關注和研究的重點，也是電力企業在對研制智能電網以及規劃智能電網的過程中面臨的重要的問題。為了順利的實現信息共享和系統集成應用，電力企業在現階段正大力的構建智能電網系統中心和電力調度系統中心完全統一的數據平臺，企業信息平臺以及配電網系統的信息集成平臺等。

1 現存的電力數據中心

現存的電力數據中心具有的功能主要包含獲取數據、管理數據、存儲數據以及訪問數據等。數據獲取層可以對營銷管理、協同辦公、安全生產、物資管理、人力資源、項目管理以及綜合管理等業務數據進行提取和轉換，使其可以被轉換成為規范的、科學的基礎數據，并把這些數據合理有效的加載到數據庫。對數據進行儲存的管理層需要ETL數據庫，從而逐漸的形成具有多維度分析的核心數據，并把這些數據合理有效的儲存在數據庫，從而順利的實現對數據編碼和元數據的管理。數據訪問層的主要職責是在展示界面的過程中為其提供統一的、有效的數據，進而讓統計查詢、分析聯機決策輔助以及挖掘數據等功能得以順利的實現。

各個電力公司以及直屬單位的數據都需要按照國家電網公司所規定的特殊設計，在完全滿足基礎功能與關鍵指標的前提下，按照自身的生產安全和設備管理等一些特殊的業務特征以及需求進行建設。由于各省的電力系統間一直具有著很大的差異，在對數據中心進行建設時，電力系統的一些特殊軟件（網絡、環境調節、存儲、電力、服務器以及監控等）之間不可避免的具有很大的差別。除此之外，在對軟件設施、硬件設施以及數據安全等進行系統的維護和管理的過程中還必須要選用不同的管理技術，隨著管理工具的不斷增加以及管理設計存在缺陷，所以就導致了缺乏管理經驗和管理過程復雜等問題的出現，這樣就導致在對數據中心進行維護和管理時成本較高。

2 基于云計算的電力數據中心

2.1 電力系統云計算數據中心的基礎架構

選用云計算的技術對現存的電力數據中心進行改善，構建出逐漸向智能電網發展的新型的電力數據中心。在基礎的設施層，利用虛擬機監視器和虛擬化平臺對一些相關的硬件設備（存儲設備、網絡設備和服務器）實行虛擬化，對相關的電力公司和直屬企業間存在著差異的設施給予屏蔽，把虛擬機當成單位對其進行全面的、科學的自動化管理，主要包括了抽象資源、管理安全、管理負載、部署資源以及監控資源等，它既能讓資源利用率有所提升，還能夠使相關的管理維護人員對服務器等系統和硬件設施等管理工作得以徹底的擺脫，一定要認真的對系統業務以及虛擬機進行維護，從而讓數據中心的管理工作以及維護工作得到簡化。

2.2 實時遷移

在電力數據中心，服務器是非常關鍵的硬件設施，它的資源利用效率對電力數據中心具有的性能有著直接的影響。通過對其進行調查研究可知，目前企業數據中心的大量x86服務器僅運行一個應用，而CPU的利用率則為百分之五到百分之二十之間。通過可靠性以及性能以及對其進行考慮，現存的數據中心業務系統大多數都是運行在不同的服務器上的，例如，項目管理系統以及綜合管理系統都運行在自己獨立的服務器上，但是服務器自身具備著資源利用效率很低的弊端。在新型的電力數據中心，對服務器進行虛擬化，使單一的服務器通過進行虛擬化，被分為很多虛擬機，從而使服務器資源利用的效率得到提高。

在使服務器的利用效率得到提高的同時，應該把性能開銷以及可靠性的問題解決。對可靠性進行解決的有效手段為采取隔離的手段，在服務器上具有若干個虛擬機實例的基礎上，必須確保每個虛擬機之間是完全被隔離的，換句話說，就是如果其中的某個虛擬機遭受崩潰，不會影響到其他的虛擬機，使之可以從故障中及時有效的得到恢復，從而使服務器資源利用的效率得到提高。

3 云計算電力數據中心的遷移策略

對電力數據中心進行設計和建設的過程是非常重要的系統工程。目前的數據中心都是利用國家電網公司的規定進行統一的設計建設的，但是因為每個地方的系統業務應用、信息化水平以及成熟程度之間的差異，讓電力數據中心在建設的過程中自身具備著獨特的特征，虛擬化技術也慢慢的被引入到一些電力數據中心，初步具有了云計算的能力，但是大多數的電力企業依舊停留在以往傳統的數據中心水平，遠遠不能達到智能電網中全新的數據中心對大量的數據儲存、高可靠性、可伸縮性、高效計算以及高可用性的需求。

提出了現存電力數據云計算中心通過分階段對其進行遷移的策略，以此對其得以平穩過渡進行保障。第一，對所有的電力公司以及公司總部的數據中心進行系統的升級，使其能夠慢慢的升級到云節點。虛擬化電力數據中心的基礎設施，使服務器的可拓展性、可用性以及彈性得到提升，對其進行系統的升級以及改造，讓它可以成為建立在云計算基礎上的數據中心，也就是人們所說的云節點。第二，對系統中的所有云節點進行連接，使其形成電力公司的私有云。全部的電力數據中心在構建成可用性高以及可拓展的云節點以后，需要把全部的云節點進行有效的連接，從而形成具有多中心性能的私有云。

4 結語

本文通過研究和分析虛擬化服務器、實時遷移以及Hadoop等關鍵的技術，提出了電力企業云計算數據的整體架構，設計出了構建在Hadoop基礎之上的電力數據云計算中心平臺，使之可以與新一代數據中心在發展過程中的趨勢相適應，并完全滿足智能電網的要求。云計算作為一種新型的技術，其虛擬化、資源管理、體系結構以及數據存儲等問題還需要進一步的對其進行研究。

參考文獻：

[1]潘毅,周京陽,李強,米為民,樊濤.基于公共信息模型的電力系統模型的拆分與合并[J].電力系統自動化,2003(15).

[2]王志南,吳文傳,張伯明,何云良,孫宏斌,汪皓,徐文.基于IEC 61970的CIS服務與SVG的研究和實踐[J].電力系統自動化,2005(22).

[3]孫澤鋒.云計算在電網企業的應用與信息安全[A].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2011年年會論文集（上冊）[C].2011.

第3篇

關鍵詞： 云計算； 橋梁安全與健康監測； 數據中心； 數據管理技術

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）12-18-04

Basic architecture and data management technology of bridge safety and health

monitoring data center based on cloud computing

Tu Huimin1，2， Wu Jufeng1，2

（1. Wuhan Bridge Science Research Institute（BSRI） Ltd.MBEC， Wuhan， Hubei 430034， China；

2. Key laboratory of bridge structure and health of Hubei province）

Abstract： With the development of bridge safety&health monitoring data center （BSHM-DC） technology， the monitoring data is increased rapidly in exponential speed， which requires the data storage and management technology of data center to be more intelligent and efficient. In this paper， the data management technology and developing trend of BSMS-DC is put forward firstly. After illustrating the basic architecture of BSHM-DC on the basis of cloud computing， the selections of key devices and related software are discussed. Lastly， its application expectation of BSHM-DC is prospected.

Key words： cloud computing； bridge safety &health monitoring （BSHM）； data center（DC）； data management technology

0 引言

橋梁安全與健康監測系統是通過在橋梁的關鍵部位布置高可靠性和耐久性的各類傳感器，對結構內力、變形、動力特性、環境狀況進行實時監測，獲取橋梁在營運期內受各種荷載作用下的結構響應，通過理論計算和規范值與實測值的對比、分析，實現結構異常響應報警、結構營運安全性評估、結構損傷識別等。由于該系統7*24小時不間斷檢測，所采集的數據量飛速增長。在面對多座橋梁監測系統集成管理的情況下通常采用直聯式數據存儲方式，其數據的存儲能力、數據管理難度、數據安全，以及存儲資源的利用等，都難以滿足系統設計需求。

云計算可以滿足新一代數據中心對網絡、存儲和計算的業務需求，并能提供豐富的應用服務，是新一代數據中心的核心要素[1-2]。本文通過引入云計算的基礎架構，建立了基于云計算的橋梁安全與健康監測數據中心，將分散在全國各地的監測系統數據進行集中可靠的存儲與管理，并通過云計算數據中心向用戶提供高效、安全的服務。

1 橋梁安全與健康監測數據中心建設的現狀

隨著在役橋梁安全與健康監測建設的發展，橋梁安全與健康監測系統中海量數據的存儲與有效利用日顯重要，并成為在役系統普遍關注的一個重點。一個中等橋梁安全與健康監測系統數據日增長量在3GB/天左右，一年有1.1TB增量的數據，數據的維護管理主要依賴系統管理員定期執行，數據管理的實施方式難以統一。隨著數據量的增加，數據管理工作量、管理難度及管理成本成倍增加，數據也得不到有效利用。

橋梁安全與健康監測數據中心引入云計算，可將業務數據和應用在公有云和私有云之間同步，當數據中心構建的私有云出現故障，應用可以無縫遷移到公有云中。通過云計算將分散在全國各地的業務系統數據通過INTERNET進行集中存儲與管理，可向橋梁技術研究者提供數據共享服務分析橋梁健康監測海量數據；橋梁管理單位即使不具備橋梁專業技術知識也可以在任何地方、任何時間監測到橋梁的實際運營狀況，獲得橋梁健康監測報告及橋梁營運安全性評估等服務并實時反饋專家意見，大大提高了橋梁管養效率。

基于云計算的橋梁安全與健康監測數據中心建設分兩部分，一部分是集成中心，另一部分是分散在全國各地的分中心。集成中心的數據增長量在10GB/天，分中心的數據增長量在3GB/天左右，增長量會隨著業務量的增加而增加。集成中心利用云計算技術對服務器、存儲、網絡等IT資源進行虛擬化，將所有的IT資源放在一個資源池中并進行動態資源管理，對IT資源進行監管和云管理。當資源池中分配給某個橋梁安全與健康監測系統的資源出現故障或者該系統獲得的資源不夠用的時候，云管理平臺會自動分配給它新的資源，從而保證系統7*24小時不間斷運行。

分中心的數據通過公共Internet網絡與集成中心組成云網絡，數據進行同步，在集成中心對數據進行異地容災備份。集成中心有兩份數據，一份數據面向橋梁安全與健康監測系統（數據庫A），一份數據是完全備份數據（數據庫B）。我們主要考慮如何優化實時數據讀取和歷史數據查詢。數據庫B中保留所有數據，數據庫A只保留最近1周的數據；業務系統實時讀取的是數據庫A中的數據，而查詢一周之前的數據就讀取數據庫B中的數據。

圖1 分中心數據庫結構與操作

2 關鍵技術

云計算（Clouding Computing）由Google、Amazon等公司于2006年首先提出，它是一種利用互聯網實現隨時隨地、按需、便捷地訪問共享資源池（如計算設施、存儲設備、應用程序等）的計算模式[3]。我國政府高度重視對云計算的發展，把其列為重點發展的戰略性新興產業[4-5]，云計算技術的應用已成為國內外的熱點研究問題[6-8]。

基于云計算的橋梁安全與健康監測數據中心的建設所需專業涉及面較廣，如橋梁專業、網絡通信專業、計算機專業等。本節著重討論其在計算機領域內實現云計算數據中心的關鍵技術。

2.1 虛擬化技術

虛擬化技術能讓所有計算元件在虛擬的基礎上運行，是實現云計算數據中心不可缺少的功能。通過把有限的固定的資源根據不同需求進行重新規劃以達到最大利用率的思路，在IT領域就叫虛擬化技術[9-10]（Virtual Technology）。這種解決方案能在很大程度上優化資源、節約成本。虛擬化技術包括計算虛擬化技術、網絡虛擬化技術、存儲虛擬化技術。系統虛擬化前后的特點如表1所述。

表1 虛擬化前后特點比較

[虛擬化前＼&虛擬化后＼&每臺主機一個操作系統＼&每臺主機上運行多個虛擬機，每個虛擬機一個操作系統

＼&每臺主機上運行多個程序，可能造成沖突

＼&多個程序可分別在運行在多個虛擬機上，應用程序相對獨立的運行空間，避免沖突

＼&每臺主機配一個存儲，存儲資源得不到有效利用，且一旦存儲出現單點故障，數據可能丟失

＼&多個虛擬機共享存儲，當一臺主機出現故障時，會自動分配其他主機上的硬件資源給故障主機的應用程序＼&硬件成本高，且配置和管理困難＼&虛擬機獨立于硬件運行，可動態資源分配，新程序的部署工作只需要幾分鐘，有效節約硬件和維護成本

＼&]

目前虛擬化技術的產品主要有EMC的 VMware虛擬化產品，Microsoft的Virtual Server， Sun的Virtual Box，以及Ctrix公司的Xen Server和Xen，占市場份額最大的是EMC的 VMware虛擬化產品。

2.2 數據存儲技術

基于云計算的橋梁安全與健康監測數據中心需要滿足大數據管理的需求，為大量橋梁管理者提供服務并且為橋梁研究者提供大數據分析功能。數據安全可靠存儲是實現大數據管理分析的基礎。

數據存儲系統從物理結構來看，底層主要是磁盤，通過光纖、串口線等與磁盤后的板卡和控制器相連。目前最常用的存儲方式有DAS（直接連接存儲）、SAN（存儲區域網絡）和NAS（網絡附加存儲）。直連存儲（DAS）是直接通過SCSI線纜或者光纖直接連接到服務器上。存儲區域網絡（SAN）是通過網絡方式連接存儲設備和應用服務器，目前常用的SAN結構根據連接介質不同而分為FC SAN和IP SAN。網絡附加存儲（NAS）是將網絡存儲設備直接放在網絡上提供文件共享服務。這三種技術優缺點如表2所示。

表2 DAS、SAN、NAS數據存儲系統技術優缺點

[特征＼&DAS＼&SAN＼&NAS＼&安裝難易度＼&較難＼&較難＼&很容易＼&集中管理＼&難＼&專用軟件＼&基于網絡＼&擴展性＼&低＼&高＼&中＼&數據共享＼&難＼&通過軟件實現＼&內部實現＼&處理能力＼&強＼&強＼&視網絡情況而定＼&備份＼&傳統方式＼&服務器不參與＼&多種方案＼&容災＼&基于服務器＼&端對端及多點容災＼&端對端方案＼&安全＼&中＼&高＼&低＼&]

目前主要存儲廠商的FC SAN存儲可以實現8Gbit/S的傳輸速率，但費用較高，所以中大型數據中心建設中還是處于領先地位。但是隨著IP SAN技術的發展，較高的性價比使FC SAN存儲逐漸擴大了在市場的份額。

2.3 動態資源管理

云計算的資源包括存儲資源、計算資源、網絡資源、基礎設施資源以及其他資源[2]。當應用云計算時，面對大量設備和相關技術，如何有效整合各種資源并實施動態資源管理是實現云計算的關鍵。云計算動態資源管理系統的基本功能，是接受資源請求，合理地調度相應的資源并且把特定的資源分配給資源請求者，使請求資源的業務得以運行。它能跨資源池智能動態調整計算資源，使IT與業務優先級對應，動態提高系統的管理效率。

云計算的動態資源管理必須處理好存儲架構問題，解決資源部署、監控和調度策略等問題。在VMware虛擬化產品中，DRS（vsphere Distributed Resources Scheduler）可以根據每一個虛機的實際運行情況，適時地對內存、CPU、網絡的消耗進行動態調整，將其平均分配到DRS集群的每一臺主機上面。動態分配依靠VMotion實現，所以，VMotion是DRS的先決條件。

3 云計算數據中心實現

基于云計算的橋梁安全與健康監測數據中心實現了數據中心服務器、網絡、存儲虛擬化及負載均衡，其基礎架構拓撲圖如圖2所示。

整個方案通過兩路6核服務器配合后端IP SAN存儲技術，并采用云計算虛擬化技術來實現橋梁安全與健康實時監測。在云計算操作系統軟件的支持下，將3臺兩路6核服務器組建HA集群，并配合DRS及VMotion等高級功能，實現業務的連續性，減少計劃內宕機時間，有效地提高資源利用率。

3.1 計算系統設備及軟件實現

計算系統設備主要是指服務器，服務器的選擇上主要考慮的是服務器的性能，滿足五年內橋梁安全與健康監測業務的需要，主要計算能力由3臺兩路6核服務器擔任。

而計算系統虛擬化的實現主要是利用軟件將服務器虛擬化。目前主流的、最具代表性的虛擬化軟件是VMware的Vsphere軟件。

本方案采用3臺企業級兩路服務器（HP Enterprise Server）作為核心數據庫平臺。該服務器能滿足數據庫應用的高可用性、可恢復性，并具有錯誤檢測及消除單點故障的功能。采用數據庫雙機方案也增強了應用的可擴展性，滿足業務不斷增長的需要。由于該型服務器采用全新的因特爾快速互聯通道互聯架構配合因特爾志強E5系列處理器及SAS 6Gbps高性能磁盤控制器，使系統聯機處理性能提升2.5倍以上，數據庫性能提升3倍以上，更加適用于基礎架構、數據庫核心應用。

3.2 存儲設備及數據管理軟件

在保障客戶應用的前提下，存儲將成為一個必須受到關注的核心環節，因此雙控制器、多處理器和高可靠光纖8Gb存儲成為首選，這能有效保障業務的物理穩定特性。出于數據安全備份的考慮，配置大存儲容量6TB存儲空間服務器作為虛擬機的備份服務器，可以保證在光纖存儲故障時或維護時的業務連續性，并對客戶的應用數據也做到了統一備份。為了保障業務運行的高性能、可持續性和可擴展性，我們選擇了IP-SAN的存儲模式，通過串口線連接磁盤與控制器。云計算計算節點服務器通過交換機連接存儲設備，實現數據鏈路的高品質性能保障。

在數據的統一備份處理上，基于虛擬機文件駐留在共享SAN存儲上，可以使用存儲區的映像來備份虛擬機文件，這樣做不會在運行虛擬機的云計算計算節點主機上引起任何額外的負載。統一備份功能可以滿足縮短虛擬機的備份時間，移除客戶應用服務器上的備份工作負載，以及從中央服務器中執行備份的工作。其工作流程是從運作中的主機上剝離磁盤，將磁盤鏈接到專用的統一備份服務器上，然后備份磁盤中適當的文件，此時原始主機仍能看到該磁盤并能正常工作。通過有效利用虛擬機存儲區的映象文件，高效地保障客戶數據安全。

3.3 網絡設備

云計算數據中心網絡需實現雙鏈路可靠冗余連接、負載均衡，充分考慮網絡的可管理性。本方案采用兩臺DLINK交換機實現設備冗余，同時通過實現網絡虛擬化來保證網絡策略安全，使之不受虛擬機位置遷移的影響。

3.4 云平臺管理

云管理平臺是負責整個數據中心的資源池管理、是實現IAAS的關鍵環節。本方案采用VMware公司的Vcenter軟件，與其他的管理軟件相比，該軟件的使用為IT管理者大大降低了云計算虛擬環境管理的難度。

該云平臺是目前最強大的虛擬環境管理平臺，它能提高在虛擬基礎架構每個級別上的集中控制和可見性，無論是幾十臺還是幾千臺虛擬機，都能集中、簡單地管理。它可以通過使用向導或者模板，在幾分鐘內創建新的虛擬機或主機，最大限度地減少錯誤和停機；它還可以借用DRS（vsphere Distributed Resources Scheduler） 持續監控各個資源池的使用情況。此外，借助vCenter API和.NET可實現vCenter Server和其他工具的集成，并且支持在vSphere Client中嵌入自定義插件，為管理IT環境提供選擇自由。

4 結束語

目前，基于云計算的橋梁安全與健康監測數據中心建設還處在初級階段，隨著橋梁安全監測技術和云計算技術的發展，云計算數據中心會逐漸形成系統化、網絡化的全國性的橋梁安全與健康監測平臺。該平臺能面向所有橋梁行業的客戶，提供存儲空間及橋梁安全與健康監測服務；同時還能根據存儲的大量橋梁相關數據，進行數據挖掘及數據分析，在橋梁學術研究方面具有重要意義。

基于云計算的數據中心建設是一個復雜的系統工程，本文著重從橋梁安全監測數據中心的關鍵技術方面闡述了系統基礎架構，以及關鍵設備和軟件的選型，希望能為其他行業數據中心的建設提供一些參考。

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