Применение облачных решений и технологий

Применение облачных
решений и технологий
виртуализации для создания
электронного кампуса
университета
Карина Шахгельдян
Владивостокский государственный
университет экономики и сервиса (ВГУЭС)
ПЛАН ДОКЛАДА
• Что было вчера
• Что такое Электронный кампус и зачем он нужен
университету
• Сегодня - Облачная инфраструктура
• Зачем вузу Облачная инфраструктура
• Что мы имеем сегодня
• Серверная виртуализация
• Виртуализация рабочих мест
• Новые сервисы для студентов (внедрение 2013)
• Чего мы хотим завтра
2
ПОЧЕМУ ВУЗ – ЭТО СЛОЖНО
3
ИНФРАСТРУКТУРА ВГУЭС ВЧЕРА (на 2010)
4
ПРОБЛЕМЫ НА 2010
• Вуз, опирается на ИТ, вся деятельность базируется на ИТсервисах, службах и системах, при этом
• Ненадежная, малопроизводительная работа
устаревших серверов, сетевого оборудования
• Плохая сохранность данных (нет централизованного
хранения бэкапов, архивов)
• Проблемы с маршрутизирующим коммутатором Passport
• Нехватка портов и подключение серверов через каскад
коммутаторов
• Проблемы с передачей данных в сети
• Серверы разделяли 1 Гб/с
• Проблемы с энергопотреблением серверной
• Слишком большие затраты на энергообеспечение (22
кВт/ч)
• Не справляется система кондиционирования
• Невозможность расширения ИТ-службы, неэффективность
5
работы поддерживающих подразделений ИТ
КОНЦЕПЦИЯ ЭЛЕКТРОННОГО КАМПУСА
Для чего необходим Электронный кампус?
• Обеспечить достижения целей университета, и делать это
эффективно
• Обеспечить поддержку «Быстрые изменения – быстрая
реакция на изменения», гибкие бизнес-модели
• Идти впереди бизнеса, дать студентам и сотрудникам то,
что им нужно, но они об этом еще не думали
• Повысить эффективность управления университетом
• Обеспечить конкурентные преимущества
6
ТРЕБОВАНИЯ К ИНФРАСТРУКТУРЕ
ЭЛЕКТРОННОГО КАМПУСА
Требования к
инфраструктуре
Адаптируемость
Кластеризация
и
Виртуализация
Надежность
Комплексное
управление и
мониторинг
Производительность
Быстрое развертывание
новых и эффективное
управление действующими
рабочими местами
Эффективность
Уменьшение
стоимости
сопровождения
7
Электронный Кампус
Цифровые ресурсы
и сервисы
Гости
Информационные
системы и сервисы
Учетная запись/
Идентификационная
карта
Корпоративный
портал
Корпоративные
приложения
Пользователь
Частное облако
Корпоративная
информационная
среда
Сигнализация
Идентификационная
карта
Телефония
Проекторы
Видеоконференцисвязь
Телекоммуникации
Видеонаблюдение
Сеть
ПК/
Нулевые клиенты
СКУД
ЦОД
8
Инфраструктура Электронного Кампуса
LAN
Интернет
Находка
Артем
VPN
2 Мб/с
Сеть
хранения
данных
Восточная
гимназия
Марщрутизатор
10 Гб/с
ШИОД
Сетевой экран
Cisco ASA5520
24 Гб/с
Кластер серверной
виртуализации
КСД
24 линка,
10 Гб/с
Корпоративные
серверы
24 линка, 10 Гб/с
Кластер
виртуализации
рабочих мест
Поэтажные
коммутаторы
16 линков, 1 Гб/сSAN Switch
Коммутатор
Cisco 6509
24 Гб/с
Кластер СУБД
Частное облако
1 Гб/с
10 Гб/с
9
Инфраструктура Электронного Кампуса
VSI – VMWare vSphere
RAM: 1.5Tb
CPU: 185.6Ghz
Server VM: 160
VDI - VMWare View
SAN - IBM DS3524
VSI 48 x 900Gb 10К
User profiles:
RAM: 0.25Tb
HDD: 24*3Tb
VDI 96 x 600Gb 10К
Standard VM:
RAM: 4Tb
CPU: 1382Ghz
8xАPEX2800
MS SQL 2008 Std
RAM: 0.57Tb
HDD: 56*300Gb
CPU: 100Ghz
Network
MS SQL 2012 Ent
RAM: 0.75Tb
HDD: 160*300Gb
CPU: 53Ghz
Core: Cisco 6509
Backbone: 9 x Сisco 3560
Access: Allied Telesis,
Cisco, Zyxel
dec 2013
dec 2013
DBMS
vGPU VM:
ОЗУ: 0.25Tb
ЦПУ: 46Ghz
2 x GRID K2
АPEX2800
Zero clients:
2013 – 430
2014 – 930
24 Gbit/s
Backup: Veeam B&R 7.0R2 + MS SC DPМ 2012R2
HDD: 45 x 3Tb + Tape: 18 x LTO6 6Tb
Backup plans up to 12 years
10 Gbit/s
1 Gbit/s
100 Mbit/s
Инфраструктура Электронного Кампуса
Кластер серверной
виртуализации
Кластер
виртуализации
рабочих мест
24 Гб/с
2 SAS
коммутатора
16 портов
4 X 24 Гб/с
IBM DS3525
СХД 24х900 ГБ
48Х600 Гб
IBM DS3525
СХД 24х900 ГБ
48х600 Гб
Характеристики Электронного кампуса
2010
2013
Количество серверов
100
32
Виртуальные серверы
30
160
Система хранения данных
2 СХД IBM
2 СХД IBM DS3524
(96x900Гб + 192х600 Гб)
Затраты на электроэнергию 3 млн. руб.
1,8 млн. руб.
Требуемая мощность
кондиционеров
7,26 кВт/ч
4 кВт/ч
Гипервизоры
VMWare
ESXi, Citrix
VMWare (vSphere 5.5)
4 гипервизора
ОЗУ1,5 Тб
64 ядра (Intel)
12
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Проблемы на 2010
• Высокие расходы на обслуживание рабочих мест, высокий
уровень шума и энергопотребления
• Постоянный быстрой рост системных требований
• Невысокая эффективность использования вычислительных
ресурсов на рабочих местах (10%) и компьютерных классов
• Требования по быстрой развертке новых рабочих мест
• Риски, связанные с действиями пользователей
• Большая часть времени ИТ-поддержки на поддержку
существующей инфраструктуры, а не на развитие
• Проблемы сохранности данных
• Сложности поддержка мобильности пользователей, работа
из дома, из командировок
13
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Варианты развития виртуализации рабочих мест
Централизован
ное управление
ПК (MS System
Center)
Терминальные
станции (MS RDS,
NComputing)
Виртуализация
рабочих мест
(VMWare View,
Citrix XenDesktop)
Централизованное
управление
Да
Да
Да
Уровень шума
Высокий
Средний
Низкий
Уровень
энергопотребления
Высокий
Средний
Низкий
Высокая скорость
развертывания
Низкая
Средняя
Высокая
Производительность
Высокая
Низкая
Высокая/Средняя/
Низкая
Стоимость владения Высокая
Средняя
Низкая
Риски от действий
других
пользователей
Высокие
Низкие
Низкие
14
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Выбор нулевых клиентов
Характеристика
Тонкий клиент
Нулевой клиент
Производительность
5-8 Mpx (программное
декодирование)
50 Mpx (аппаратное
декодирование)
Встроенная
операционная система
Приемлемый
срок
эксплуатации
Наличие
заменяемых
комплектующих
Скорость развертывание
новых рабочих мест
Поддержка протоколов
Есть
Нет
5 лет
10 лет
Да
Нет
Средняя
Высокая
Любой
PCoIP
Питание
коммутатор
Потребление
электроэнергии
через Нет
Есть
65 Вт/ч + монитор
6 Вт/ч (29 Вт/ч с
монитором)
Уровень шума
Средний
Отсутствует
Стоимость, руб.
25000 (с монитором)
19500 (с монитором)
15
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Выбор технологии виртуализации
Характеристика
VMWare
Microsoft
Используемый
гипервизор
VMWare ESX
Microsoft Hyper-V
Поддержка нулевых
клиентов
Поддерживаемые
операционные системы
(для гипервизора)
Да
Нет
Microsoft Windows,
Red Hat, SUSE Linux ,
FreeBSD,
NetWare, Solaris 10
Microsoft Windows,
SUSE Enterprise Linux
Протоколы
соединения
клиента с сервером
Объем
памяти,
выделяемый гипервизору,
Гб
Поддерживаемые
операционные системы
(для рабочих мест)
RDP, PCoIP, HTML Access RDP
2
10
Microsoft Windows,
Ubuntu
Microsoft Windows
16
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Порядок внедрения
1. Компьютерный центр
2. Компьютерные классы кафедр
3. Библиотека
4. Рабочие места сотрудников (3 управления)
Стратегии внедрения
1. Один образ – одна аудитория
2. Один образ – все аудитории
3. Несколько образов (2-8) – для классов, для сотрудников,
для отдельных отделов
17
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
Расходы на 1 рабочее место
5 лет
ПК (рублей)
Нулевой
(рублей)
клиент
Клиентское
устройство
19 000
19 500
Windows + SA / VDA
3 500+3 000
4 500
VMWare View 5.5
0
5 600
Ресурсы ЦОД
0
4 000
Зарплата с налогами
25 000 (125 часов)
5 000 (25 часов)
Электроэнергия
8 400
1 200
Источник
бесперебойного
питания
1200
200
Итого
60 100
40 500
400 Нулевых клиентов = 1.57 млн в год экономии
18
СЕРВИСЫ ЭЛЕКТРОННОГО КАМПУСА
Информационные системы
Электронного кампуса
Система управления
понятиями
Метаданные и данные
Репозиторий EAV
СУБД
СУБД
Система
управления
доступом
API (Веб-службы,
процедуры)
19
СЕРВИСЫ ЭЛЕКТРОННОГО КАМПУСА
Личный кабинет студента
Система управления контентом
Система управления процессами и
документами
Система управления
понятиями
Система
управления
правами
Репозиторий
Мета-данных и данных
СУБД
20
СЕРВИСЫ ЭК ДЛЯ СТУДЕТА:
Личный кабинет студента
СЕРВИСЫ ЭК ДЛЯ СТУДЕТА:
Оплата через Интернет
СЕРВИСЫ ЭК ДЛЯ СТУДЕНТА:
ГЕОПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ
СЕРВИСЫ ЭК ДЛЯ СТУДЕНТА:
ВНЕДРЕНИЕ MOODLE и Вебинаров
Управление
пользователями и их
правами
Управление
контингентом
Управление
учебным процессом
E-Learning
Moodle
E-Learning
Вебинары
Управление
документами и
процессами
Успеваемость
Личный кабинет
студента
СЕРВИС ДЛЯ СТУДЕНТОВ: СИСТЕМА
УПРАВЛЕНИЯ ВЪЕЗДОМ
Характеристики Электронного кампуса
2010
2013
Централизованное управление нет
серверами
MS System Center 2012,
VMWare vCenter
Централизованное управление нет
коммуникационным
оборудованием
Cisco Prime Infrastructure
Централизованное управление Политика Teradici Managment Console,
клиентскими местами
домена
VMWare View
AD
Централизованное управление нет
архивами и бэкапами
Для виртуальной
инфраструктуры: Veeam
Backup & Replication 7.0 R2
Для СУБД и файловых
серверов: MS SC DPM 2012
R2.
Для резервных хранения:
135 Тб на дисках
Для архивного хранения:
26
18 лент LTO-6 6Гб.
Характеристики Электронного кампуса
2010
2013
Количество информационных
систем
57
66
Число назначений прав
доступа
6 млн.
17 млн.
Число изменений в
назначениях прав в день
30 тыс.
100 тыс.
Внедрение системы
рейтинговой оценки
преподавателей и кафедр
3 месяца
ВГУЭС
1,5 месяца ДВФУ
27
ИТ-служба
2010
2013
Общее количество ставок ИТ-подразделений
71
47
Разработка/администрирование
13
11
Сетевое администрирование
4
2
ВКС, ИТ-сопровождение, консультации, обучение
11
7
Обслуживание ПК, телефония
14
11
Камеры, турникеты ( шлагбаумы и панели в 2013)
1
2
Внешние провайдеры и исполнители, закупки, учет ИТ
5
4
Поддержка учебных компьютерных классов
20
10
28
ПРЕИМУЩЕСТВА
Снизились
Возросли
Расходы на электроэнергию
Производительность труда
Расходы на источники
бесперебойного питания
Отказоустойчивость и доступность
Уровень шума в учебных
аудиториях и помещениях
Сохранность данных
Риски, связанные с действиями
пользователей
Адаптируемость и
масштабируемость
инфраструктуры и систем
Время на развертывание рабочих
мест
Срок эксплуатации клиентских
устройств
Требования к количеству ИТперсонала
Эффективность использования ИТресурсов и аудиторий
Расходы на обслуживание рабочих
мест
Мобильность персонала
Зарплата ИТ-персонала
29
ЭЛЕКТРОННЫЙ КАМПУС ЗАВТРА
Серверная виртуализация
• Выделение виртуальных ЦОД студентам ИТспециальностей для практических занятий
Использование публичных облачных сервисов
• Интеграция с Google Apps for Education
30
ЭЛЕКТРОННЫЙ КАМПУС ЗАВТРА
Виртуализация рабочих мест
• 3D графика, CAD пакеты, сервер с ускорителем Nvidia
GRID K2
• 900 виртуальных рабочих столов к 2014 г.
• Использование виртуализации приложений VMware
ThinApp
• Выделение виртуальных рабочих станций студентам ИТспециальностей для практических занятий
• После поддержки VMWare View Windows 2008R2 доступ
в рабочим столам с ноутбуков студентов
• Возможность применения VDI в защищаемом сегменте
сети ПДн
31
ЭЛЕКТРОННЫЙ КАМПУС ЗАВТРА
Сервисы Электронного кампуса
• Портфолио студента
• Портфолио преподавателя
• Система курсового и дипломного проектирования с
участием работодателей
• Мобильные приложения
• Геопозиционирование внутри здания
• Личный кабинет студента
• Big Data
32
И последний…
Спасибо за внимание
Карина Шахгельдян
Владивостокский государственный университет
экономики и сервиса
e-mail: carinash@vvsu.ru
skype: carinaish
phone: +7-924-231-44-91
e-campus.vvsu.ru
33