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