“数字化校园”硬件平台建设规划草案2013.1.8

新一代数字化校园 云计算 数据中心 整体规划

2011---2015年XX理工学院校园信息化（新一代数字校

园）建设总体实施方案

第一章 指导思想 ........................................ 3

第二章 信息化建设定位与目标 ............................ 3

第三章 校园的信息系统建设 .............................. 4

3.1 信息系统的建设原则 ................................ 4

3.2 信息系统的建设目标 ................................ 5

第四章 基础设施建设 ...................................... 7

4.1 网络建设.......................................... 9

4.1.1 网络建设的总体目标............................ 9

4.1.2 网络建设的基本原则............................ 9

4.1.3 网络建设总体设计 ............................ 10

4.1.4 网络服务 .................................... 14

4.1.5 网络计费与认证管理........................... 15

4.2 服务器架构 ....................................... 16

4.2.1 服务器选型 .................................. 16

4.2.2 服务器架构 .................................. 17

4.3 存储和备份体系 ................................... 19

4.3.1 统一的存储架构 .............................. 20

4.3.2 数据备份与容灾策略........................... 21

4.4 信息安全体系 ..................................... 21

4.5 云计算 ........................................ 23

4.5.1构建云计算系统数据中心IAAS ................... 23

4.5.2构建云计算应用平台PAAS ....................... 24

4.5.3构建云计算应用服务平台SAAS ................... 24

第五章 应用功能层建设 ................................... 26

5.1 面向角色的信息服务中心 ........................... 26

5.1.1 面向学生综合信息服务中心 ..................... 26

5.1.2 面向教职工综合信息服务中心 ................... 30

5.1.3 面向管理人员综合信息服务中心 ................. 33

5.2 共享资源平台 ..................................... 40

5.3 其它应用系统建设 ................................. 46

第六章 建设步骤......................................... 48

6.1 步骤 ............................................ 48

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6.2 2011—2015年校园信息化实施项目计划 ............... 50

第七章 建设投资预算与保障 .............................. 51

7.1 投资预算......................................... 51

7.2 组织保障......................................... 52

7.2.1 校园CIO .................................... 52

7.2.2 业务处室信息员 .............................. 52

7.2.3 专业、稳定的开发人员 ......................... 52

7.3 信息标准规范 .....................................

7.4 项目实施保障 .....................................

附件 ...................................................

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引言：

本方案结合学院的校园信息化校园建设总体规划、十一五建设情

况、调研情况及其它高校的实践经验，从系统技术的角度提出“十二五”

校园信息化建设实施方案。总体实施方案中涉及的各子系统详细设计将

在配套的方案中阐明。

第一章 指导思想

以服务好师生为宗旨，按照“总体规划、分步实施、标准统一、优

化管理、资源共享、重在应用”的原则，遵循“统一信息门户和平台，

统一数据标准，注重与管理模式互动，建立业务协同应用模块”的技术

路线，统一全校教职员工对校园信息化的思想认识，注重行政驱动与用

户信息化建设需求的有机统一，构建信息化的教学环境、信息化的科研

环境、信息化的管理环境、信息化的生活环境，将信息化建设变成一个

人人支持和人人受益的大环境。

第二章 信息化建设定位与目标

教学科研水平的提高和培养出高素质学生是高校成功的标志，代表

着学校综合实力和水平的提升。因此立足于师生需求，改善和提升学校

的科研环境、教学环境、管理环境和生活环境是XX理工学院校园信息化

建设的主要工作，这些环境的组成和改善主要以“师生为本”的建设指

导思想下围绕着校园的资源、管理和服务三大要素展开。

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图2-1 校园信息化环境组成要素

利用先进的理念和先进的信息技术，构建一个高速、高效、稳定、

可靠、应用丰富的校园网络环境和资源应用环境，整体提高我校校园信

息化水平；以“教育、管理、服务并重”的建设理念，促进学校教学、

科研、管理、生活等全面信息化，完善学校的支撑保障体系，提高学校

的核心竞争力，实现学院规划确定的“把XX理工学院建设成为特色、精

致、具有较强竞争力的开放式、应用型、地方性、国际化的海西一流亲

产业大学。”的总体目标。预计经过未来5年的努力，努力将我校的数

字化校园建成特色鲜明、具有较高水平、省内一流的信息化建设示范学

院。

第三章

3.1 信息系统的建设原则

校园信息化建设需要信息系统支持，信息系统建设需要遵循信息系

统建设本身的规律。根据信息工程（IE）理论，分散建设必然造成“数

据处理危机”，前期数字校园建设过程中的经验教训也正说明了这个问

题。为此，新一代数字校园信息系统的建设需要遵循若干原则：

一体化原则：整个校园信息系统要作为一个整体来考虑。但是ERP

校园的信息系统建设

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系统建实施的经验教训也告诉我们，想要一次建成整个系统基本是不可

能的，因此需要把好其中的“度”，遵循信息化螺旋上升的规律，整体

设计，分块实现。

可扩展原则：校园信息系统的建设不应该也不能是完全割裂过去，

而是有目的地继承与发展，并且本阶段建设的信息系统要给后续系统的

建设提供平滑升级的可能，实现校园信息化的可持续发展。因此信息系

统的框架结构必须是开放的、具有良好扩展性的。

以人为本的原则：要特别强调不应该只从系统本身的角度出发考虑

系统的设计，而应该确确实实从用户的角度出发，以用户为核心进行系

统功能的组织。这需要更多的非技术眼光来看待系统的设计与实现的问

题。

3.2 信息系统的建设目标

1、建成一个整体而非独立分散的系统，达到对内关联整合、对外

统一集成的程度，要求：

系统结构开放，可扩展性好，可局部升级，可持续发展；

系统功能全面，覆盖面广，功能模块之间能无缝衔接。

2、系统层次分明，利于集成和扩展：

能支持移动终端的访问，且系统可智能识别并自动进行调整；支持

贴切的用户个性化服务，系统根据用户身份动态调整，而用户也可以自

行调整设臵用户环境；

数据层：数据规范一致，在整个系统内能充分共享；提供良好、规

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范的数据服务，为数据资源的开发利用提供更大的支持；

业务层：提供业务服务单元，支持构件式服务模式，业务流程可动

态配臵与组装。

3、提供可信赖的整体安全解决方案——安全问题是日益尖锐、不

可回避的问题，所以系统必须提供可信赖的安全性，贯穿用户、应用、

系统直至数据各层：

数据资源的安全，包括数据的完整性、准确性，不可篡改、不可泄

漏等；

用户的安全，包括用户身份的安全、用户信息的安全、用户隐私的

安全等；

完善的权限管理与控制，可以与现实校园相互衔接、及时互动。

此外，对于已有的信息系统，校园信息化建设不是一个推倒重来完

全重新建设的过程，而是对这些系统进行梳理、改进、整合和提高，将

它们逐步升级、纳入系统架构中。

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第四章 基础设施建设

基础设施涵盖了URP支撑软件系统和硬件基础设施两部份，其中URP

支撑软件系统包括数据库系统、电子邮件系统、域名服务系统、校园卡

系统等，硬件基础设施包括网络环境、服务器体系架构、存储与备份体

系、服务器机房等部分。基础设施建设应当遵循以下原则：

实用性和经济性

基础设施的规划应始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、

经济的原则，充分考虑学校的应用状况和特点，不盲目追求先进性；同

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时，在满足学校应用系统的性能需求的基础上，充分考虑原有IT设备的

投资保护；在建设上应采取总体设计、分步实施的方法，在统一设计的

前提下，逐步的完成系统的建设。

先进性和成熟性

基础设施的规划既要采用先进的概念、技术和方法，又要求保持相

对成熟和稳定，选用的设备和技术不但要反映当今的先进水平，而且要

有发展潜力，能保证在未来五年内学校的基础设施仍然能够符合技术主

流。

可靠性和稳定性

在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、

设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统

运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。对关键业务系统

要避免单点故障，在任何时候都需要保证业务系统的正常使用（网络接

入备份、主机系统双机、存储系统镜像等）；采用具有容错功能的服务

器及网络设备，选用多机备份、Cluster 技术的硬件设备配臵方案，一

旦发生故障能够迅速恢复并有适当的应急措施。

安全性和保密性

在整体设计中，不但要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的

保护和隔离，因此系统应针对不同的应用和网络通信环境，采取不同的

措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。

可扩展性和易维护性

为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的

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投资，实现系统的扩展和维护，降低人力资源的费用。扩展能力主要体

现在数据量增长时的良好可扩展性、用户增长时的良好可扩展性和应用

系统增加时的良好可扩展性。

4.1 网络建设

4.1.1 网络建设的总体目标

校园信息化网络建设的总体目标是，以国内外一流大学校园信息基

础设施建设的技术水平、运行模式和发展趋势为参照样板，采用先进、

实用技术，建成满足未来发展需要的高带宽、高性能校园计算机网络，

使校园内的任何合法用户（Anybody）在任何时间（Any time）、在校

园内的任何地点（Any where）、使用任何一种计算机系统（Any system）

都可以进行任何一种互联网应用（Any application），使大学在公共

服务体系建设方面满足信息化建设的发展需要。

4.1.2 网络建设的基本原则

大学校园网络的建设总体应遵循统一规划、分步实施的方法，统筹

考虑，在保护既有投资的前提下，充分考虑以下几个方面：

实用性：能保证当前阶段用户和应用系统对网络的需求；

先进性：选用的技术和设备要能最大限度地适应今后技术和业务发

展的需要；

可靠性：关键链路和设备要有冗余，网络故障要有应急措施，最大

限度提供不间断服务；

安全性：对重要信息要有传输保密措施，对专用网络和数据的访问

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要有控制与隔离措施；

可扩展性：保证网络结构清晰合理，易于扩展和维护。

4.1.3 网络建设总体设计

网络设计一般遵循核心层、汇聚层、接入层三层物理结构，接入层

直接将终端用户连接到网络，具有低成本和高端口密度特性。汇聚层位

于接入层和核心层之间，要求能够处理来自接入层设备的所有通信量，

并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机比接入层交换机需要更

高的性能，更少的接口和更高的交换速率。核心层位于网络主干部分，

主要目的在于高速转发通信，提供可靠高效的传输结构，因此核心层交

换机应拥有更高的可靠性、性能、吞吐量和必要的冗余。由于校园网的

结构复杂，网络设计不能拘泥于以上三个层次，在某些情况下，接入设

备可以直接接到核心设备上。我们根据逻辑结构将校园网划分为主干网

和接入子网两个层次，主干网主要考虑区域网络接入和大负荷接入节点

的网络接入的要求。接入子网主要考虑两类情况，一类是有特殊用途的

接入，如数据中心子网、财务子网等，另一类是要求连网服务的接入，

如办公子网、宿舍楼子网等。

4.1.3.1 主干网设计

主干网要求高可靠高性能，在带宽设计上要满足当前及未来业务扩

展的需要，同时关键设备和链路要有冗余，避免单点故障。综合考虑网

络性能、建造成本、现行技术以及大学校园网的应用特点，建议校园主

干网采用环形光纤以太网（要求设备和链路可扩展至万兆），因为环形

是链路冗余方案中造价最低的一种，同时在广域网接入链路上通过两台

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边界路由器双路接入CERNET或ChinaNE，避免出口链路和设备的单点故

障。采用环路冗余需要启动动态路由协议，建议采OSPF。OSPF 协议能

够在链路发生故障后，及时检测到并进行路由收敛，发现新的路径及时

更新域间的路由表项，从而确保全网互连的可靠性。

图4-1 主干网的典型拓扑

4.1.3.2 接入子网设计

网络接入层是网络最靠近用户和网络资源的层次，也是涉及范围最

广的网络层面。接入层可采用100M 快速以太网、千兆光纤以太网、无

线以太网等众多技术，另外还需要为业务系统和用户提供多种管理策

略，如VLAN划分、接入端口控制、IP地址防盗用、网络计费、访问控制

等，这些都增加了接入子网的管理复杂度。所以，按照业务特点和用户

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的需求设计接入子网对建立高效可管理的网络具有重要意义。

1、数据中心接入子网

数据中心是校园网应用系统的核心，管理着学校最重要的信息资

产，对网络的要求也更加严格。数据中心的网络应该作为一个独立的高

性能高可靠子网接入校园网。建议数据中心的网络建设参考以下标准：

设备可靠

采用2台高性能三层交换设备作为数据中心的核心接入设备，通过

VRRP、HSRP等冗余路由技术实现冗余热备。每台核心设备要求具有关键

部件冗余（管理模块，交换矩阵，电源，风扇）、线卡在线插拔等高冗

余特性。

链路可靠

通过双链路接入校园网的不同接入点，采用OSPF 协议实现链路的

故障自动切换。汇聚层设备通过VRRP 或HSRP 协议连接两台核心接入设

备。数据中心子网的典型拓扑结构如下：

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图4-2 数据中心子网的拓扑结构

2、用户接入子网

除了数据中心等专用网络，校园网还需要接入办公室、教室、会议

室、宿舍楼、图书馆等终端用户子网，为学校的教职员工和学生提供连

网服务。

在用户连网接入方面，无线以太网因为具有安装简单、维护方便和

投资成本低等优点，正日益得到更多的应用，尤其是校园内笔记本电脑

数量的上升，对移动连网的需求也越来越大，无线已成为组网技术中不

可忽视的重要技术。但由于校园网用户对网络带宽和性能的要求较高，

将采用有线连接为主、无线覆盖为辅的连网解决方案，仅对那些需要提

供大量移动信息点或难于布线的场所才以无线覆盖为主。按照功能布

局，考虑采用以下方案：

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教学子网：对于专用的多媒体教室采用有线连接，普通教室、阶

梯教室、报告厅等采用无线覆盖，要根据教室空间的大小考虑覆盖

的密度；

办公子网：以有线连接为主，保证每个座位一个信息点，同时采

用无线覆盖，用户可以自由选择连接方式；

图书馆子网：图书馆是一个相对独立的系统，而且人员的流动性

大，采用无线覆盖；

宿舍子网：采用有线连接。

4.1.4 网络服务

4.1.4.1 域名服务DNS

域名服务是网络的基本服务之一。它建立了主机名到IP 地址的映

像关系，是

WWW、FTP、电子邮件及其它互联网服务的基础。校园网应架设2台

DNS服务器，一台为主名称服务器，一台为辅名称服务器，从而达到冗

余的目的。各高校可根据用户规模及网络应用状况决定是否增加更多的

辅DNS服务器，以分担主DNS服务器的负荷。

4.1.4.2 邮件服务Mail Service

电子邮件已成为校园网用户不可或缺的通信工具，几乎每个部门、

每个教职工和每个学生都有一个独立的邮件帐号，一旦邮件系统出现问

题，影响将非常的大。因此，必须高度重视邮件系统的建设，不断提高

服务质量，减少故障发生的概率，邮件系统除了提供基本的

SMTP/POP3/IMAP/WEBMAIL 等功能外，还应重点考虑以下几个方面：

提供网络防病毒功能；

提供防垃圾邮件功能；

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在大用户量并发时，应保证服务器有较好的性能；

服务器、网络、存储等各方面应充分考虑到可靠性，为用户提供

持续的服务；

应考虑邮件的备份与安全。

4.1.4.3 动态主机配臵服务DHCP

动态IP地址可以方便对IP 地址的管理和调整，也可以有效减少最

终用户的配臵工作，适用于宿舍网和教室、会议室等流动场所。可结合

IP地址的规划工作进行部署，可根据具体情况决定是否采用。

4.1.5 网络计费与认证管理

校园网的计费管理和CERNET的流量计费政策密切相关。而且计费模

式也深深影响到了最终用户的管理，包括IP地址管理等。经过多年的探

索，目前比较成熟的计费和认证管理还是通过帐号与IP地址绑定的方

式。即通过在校园网出口加入计费网关，用户要连出校园网必须先登录

注册，注册成功的帐号会和当前的IP地址捆绑，实现制定策略的访问控

制。比如针对教育网计费模式通常有三种策略：

校内：不需要认证即可使用；

国内：需要认证后才能访问CERNET免流量费的IP地址；

国际：需要认证后可以访问所有IP 地址，对于CERNET 规定的需

要计流量费的IP地址的访问会产生相应的流量费。

但是该模型的一个缺陷是无法控制校园网内部用户的行为，为

此，还需采用802.1x 进行端口认证，实现端口、IP地址和帐号的绑

定，实现对用户上网行为的监控与审计。

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4.2 服务器架构

4.2.1 服务器选型

服务器是系统中至关重要的核心设备，其作用是为各类应用提供硬

件运行平台。对服务器的选择不仅仅是满足当前已开展的各项数字校园

应用的需要，更要着眼于未来。服务器选型时要关注的主要因素如下：

服务器性能。服务器的选择首先应从系统性能入手，通过客观的分

析比较，确定一款或者一系列具有令人满意的主频处理速度和I/O 吞吐

量的服务器。

服务器的稳定、可靠性。产品质量要有保证，严格执行国际质量认

证体系，确定产品稳定可靠。另一方面，在选择服务器时还要注重考察

服务器的可靠性设计，如冗余电源、冗余网卡、硬盘的raid 技术等。

远程管理功能。现在很多品牌的服务器配臵了远程管理端口，集成

了远程管理功能。远程管理功能由系统主板或者由单独的板卡实现，独

立于网络操作系统，只要服务器接上电源，即使服务器没有开机，远程

管理功能也能实现。信息中心人员编制较少，为实现无人值守的基础保

障环境建设目标，服务器的远程管理功能也是服务器选型时要考虑的要

素之一。

遵循标准。当前计算机技术的发展日新月异，各种功能的服务器和

软件产品层出不穷，服务器所采用的操作系统和通信接口等应遵从国际

标准，符合技术发展潮流。

服务器品牌。在选择服务器时，不仅要看当前的性能，还要看生产

厂商的服务能力。这种能力包括两个方面，一方面是基本的安装和调试

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能力，另一方面是开发和升级能力。当然，在考虑供货商时，还应考虑

其提供售后服务的能力。

4.2.2 服务器架构

数字校园的信息系统由三部分组成：

公共平台；

应用系统：办公系统、业务系统、决策支持系统等；

门户系统。

数字校园的服务器架构应能够满足如下要求：

1、为信息系统提供资源充足的服务器环境

根据数字校园的全域功能模型和信息系统的整体规划，服务器架构

应能够在一段时间内满足信息系统的运行资源需求。

2、为信息系统提供资源整合的服务器环境

如果采用一个应用系统一套服务器的架构，随着应用系统的增多，

服务器数量不断膨胀，“饼”越摊越大，将形成大量小服务器散布的局

面，不但带来管理问题，而且导致单节点处理能力不能得到提升，严重

影响了应用系统的性能。因此在进行服务器架构设计时，应尽量整合服

务器，使得多个应用能够和谐地运行在一套运行环境上。

3、为信息系统提供资源可动态调配的服务器环境

数字校园的大部分应用的运行有时段性的，表现在两个方面：一些

应用只在特定的时间段运行，例如选课在每学期的学期初和学期末运

行；应用全年运行但高峰期是在特定时间段出现的，例如本科生招生的

使用高峰通常发生在每年的6月份。

另外，随着数字校园建设的不断深入，无论是应用的数量还是用户

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量都呈上升趋势。这些都要求数字校园的服务器架构是可伸缩的，即服

务器的计算资源可以动态调配，以便在某些业务处理的高峰期（如在选

课期间）能够充分调配服务器资源，并可以通过服务器的扩充满足数字

校园发展的需要。

为满足上述需求，设计数字校园的服务器架构如下图所示：

图4-3 服务器架构

对上图说明如下：

服务器整体采用web、应用、数据库三层架构，每层均设臵多台

服务器，层内服务器间进行负载均衡，服务器数量可以动态扩充；

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采用专业的负载均衡设备进行web 层、应用层服务器间的负载均

衡和故障切换。当应用系统增加、负载增大时，可以通过层内横向

的服务器扩充来满足应用的服务器资源需求，符合“统一规划、分

步实施”的规划原则；

可以数字校园目前信息应用运行情况，考虑应用数量和用户数量

逐年上升的趋势，进行Web 层服务器、应用层的初步规划设臵；

设臵一组服务器运行公共平台，为信息应用提供身份认证、授权、

数据交换等公共服务；

运行数据库服务器的设计要尽量利用数据库系统的并行计算技

术，设臵多服务器节点，消除单点故障，提高数据库整体性能，同

时兼顾单节点的处理能力；

归档数据库主要存放归档数据，对服务器的计算能力要求不高，

可根据实际情况进行硬件选择；

数据仓库服务器对服务器的计算能力要求较高，可根据实际情况

进行硬件选择。

4.3 存储和备份体系

高校在存储管理上面对三方面的挑战，一是数据量大，存储介质种

类繁多，有磁盘、磁带、光盘等，如何实施有效管理是一大难题；第二，

如果数据丢失，将对用户造成巨大的影响，在存储管理上必须认真关注

整个系统的可靠性；第三则是应用需求的不断发展，使得对存储空间的

需求迅速上涨，如何平衡业务需求与成本这一对杠杆，也是存储管理的

关键任务。

构建一个统一的存储与备份体系，实现对数据、资源和体系架构的

统一管理。在这种新的存储管理模式下，存储系统管理人员的视野从局

部上升到全局，数据、策略、流程、存储资源、存储体系架构都被纳入

统一的管理之中，一方面现有的存储资源能得到充分的利用，另一方面

系统又能得到很好的扩充，满足高校业务发展过程中的不同需求。

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存储与备份体系包括：

统一的存储架构，能够同时支持支持运行、备份和数据容灾，以

保证数据的安全。

完善的数据备份和容灾策略，确保学校的数据得到有效的备份，

并且能满足不同应用系统、不同用户的各种数据备份需求；完善的

数据容灾体系，确保意外灾难发生时能通过异地备份的业务数据进

行业务的恢复。

4.3.1 统一的存储架构

数据中心的存储系统由以下几部分构成：

支持数据中心系统运行的存储环境；

数据中心本地备份系统；

支持全校数据存储与备份的校内异地数据容灾中心；

包含运行、备份和容灾的统一存储架构如图所示。

图4-4 统一的存储架构

对上图说明如下：

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从运行主存储环境考虑，存储系统应该提供FC SAN、IP SAN、NFS、

CIFS的统一存储环境，以满足不同应用对存储的需求；

对于本地备份，可采用基于存储设备本身的快照功能，可以最快

速度和最小磁盘空间实现数据的备份；当然，对于数据库一级的备

份，和一些将数据存储在本地服务器而不集中存储设备上的应用系

统的数据备份，需要通过一引起专业的备份软件进行数据的备份与

恢复；

为了实现数据容灾，确保数据安全，可以基于存储设备的

SnapMirror 功能，实现与校内异地数据容灾中心的数据同步，对于

容灾中心的存储设备除了接入灾备存储专网外，还接入校园网，以

保证灾备存储专网出现故障时，存储设备之间仍然能保持数据同步。

当然，应该做好存储设备的安全防范措施。

4.3.2 数据备份与容灾策略

数据的丢失可以有很多因素，误操作、磁盘等设备出问题等，都可

以导致数据丢失。因此数据备份与恢复是整个系统中应当重点考虑的最

基本的服务。另外，还要提供应付灾难的后备与恢复措施。所谓灾难，

是指由于地震、火灾、硬件损坏而造成的数据丢失。为了应付这种局面，

应当考虑数据的异地容灾功能。一个良好的数据备份与容灾体系应该是

规范而高效的，这需要针对不同的情况认真地制订备份策略，既要考虑

数据库数据与非数据库数据的备份区别，还要考虑不同应用对数据备份

和数据恢复的不同要求。

4.4 信息安全体系

校园信息化建设是为了提高教学、科研及管理水平不可少的支撑环

境，给师生打开新的广阔天地，而由此开始的频繁邮件来往、磁盘和光

盘等存储介质的大量流动和开放式的服务环境使用给系统的安全稳定

健康运行带来极大的隐患。因此，安全问题是校园信息化建设的一个重

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