数据中心运行环境的拓扑架构设计、软硬件性能、配置和运维管理对智慧校园的可用性影响巨大。目前，各职业院校数据中心建设水平存在较大差异，学校应该如何利用好数据中心现有资源，采用合适的技术手段优化技术架构、提高设备利用率、增强数据安全性，从而提升数据中心的可靠性和高可用性？基于云原生架构的数据中心建设能有效地解决上述问题，从应用层面实现数据的可靠性和弹性计算。未来，云原生架构将会成为职业院校数据中心建设的主流选择。
一、 职业院校数据中心高可用、弹性计算的三个层次
不论数据中心建设水平达到何种状态，学校信息化建设的发展趋势不会变，赋予数据中心的工作内容和对其计算存储能力的要求只会越来越高，充分利用现有资源进行合理调配与架构优化，能够有效提升整个数据中心的高可用和弹性计算。
数据中心的高可用是指系统不间断提供服务的能力，以及能够提供及时、准确、安全服务的保障能力。弹性计算是指当系统计算存储、网络等资源不足时，在不改变系统原有架构的前提下增加资源，能够快速部署实施，帮助学校节省资源，并保障投资成果，节省后续投入。
职业院校数据中心高可用、弹性计算大致可分为三个不同层次，如下图所示。
图 职业院校数据中心高可用、弹性计算的三个层次
1. 部件可靠性：服务器、存储的磁盘冗余，一个磁盘出现故障不丢失数据，RAID 1、RAID 5、RAID 6；服务器、存储、核心交换机冷却风扇及电源冗余，一个出现故障不影响系统正常运行。
2. 主机可靠性：多台物理服务器或多个虚拟机，以冷备份、热备份等方式运行同样的服务，一台主机出现故障后，系统切换到备份主机继续运行。目前代表：VMware+vCenter、Xen+XenCenter、KVM+OpenStack。
3. 应用层面实现可靠性及弹性计算：云原生架构。
二、 什么是云原生架构？
云原生架构既指软件架构，也指软件部署方式。一个大型系统由各种服务组成，每种服务都支持集群计算，每种服务的集群可以部署在任意虚拟机、物理机、容器之中，可以跨越设备、网络，实现异构环境下资源的集中管理、弹性计算。应用系统可靠性不再依赖于底层主机和物理部件的可靠性，基于容器、完全自动智能管理计算资源可称为“云原生架构”。目前主流的云计算容器服务是Kubernetes（google开源项目）+Docker，其应用架构如下图所示。
图 云原生架构
三、 “底层虚拟化支持的云原生架构”将成为职业院校数据中心必然选择
云原生架构相较于传统的数据中心架构，两者的区别可概括为以下几点：
云原生架构能够在降低依赖于学校数据中心硬件数量或硬件配置条件下，快速、持续、可靠地运行应用软件。采用云架构构建数据中心后，学校的部分应用程序将位于云中，而不在传统的数据中心。
目前，职业院校可以选择云原生架构包括基础架构即服务的IaaS私有云或软件即服务的SaaS私有云来构建数据中心。
四、“虚拟化+云原生架构”，将给职业院校数据中心带来变革
利用虚拟化技术解决学校物理硬件设备老旧或设备数量不足时，最大化地利用物理硬件，提高物理硬件资源利用率，提高数据中心的敏捷性、灵活性和可扩展性，同时简化数据中心管理，降低资金成本和运维成本。常用虚拟机与虚拟机管理平台有VMware+vCenter、Xen+XenCenter、KVM+OpenStack。
如一所学校有3台物理服务器，通过虚拟化技术可在3台服务器内虚拟出30~60个虚拟机，每个虚拟机之间完全隔离，以冷备份、热备份等方式运行同样的服务。遇到一台主机出现故障时，系统自动切换到备份主机继续运行。虚拟机平台仅消耗1%的CPU资源、20%左右的内存资源，但能极大地提高计算资源利用效率。
云原生架构是随着高可用性计算、云计算和互联网技术发展起来的，百度、阿里巴巴、腾讯、华为、Google等IT巨头们都在使用云原生架构，其用户特性体现在：
● 数据中心可用性对主机可靠性依赖降低；
●弹性计算完全不再依赖主机或虚拟机的集群实现；
● 降低管理架构本身对计算资源的开销；
●运维目标由过去的高可用、弹性计算，向自动运维、智能运维转变。
云原生架构是企业级应用软件发展的最新成就。“虚拟化+云原生架构”将给职业院校数据中心带来一场变革，“底层虚拟化支持的云原生架构”将成为职业院校数据中心的必然选择，智慧校园平台应当采用云原生架构。
