香港城市大学机房教学科研支持与基础设施现状报告

1.

概述：目标与覆盖范围

- 报告目标：评估机房对教学与科研的支持能力与短板。
- 覆盖范围：校内机柜、边缘节点与云互联（混合云）。
- 关键指标：网络带宽、冗余、可用性（目标99.95%）、响应时延。
- 受众：IT运维、科研项目负责人、教学实验室管理员。
- 约束条件：预算、合规性（数据主权）、物理机房空间。
- 重点技术：物理服务器、VPS、域名/DNS、CDN与DDoS防护。

2.

机房基础设施现状

- 电力与制冷：双路供电+N+1冷源，单机柜平均PDU供电容量3kW。
- 机柜与网络：36U机柜数目约50个，骨干采用40Gbps汇聚，边缘10Gbps至接入。
- 冗余设计：双运营商BGP多线接入，公网出口冗余至两个交换机。
- 物理安全：门禁、视频监控、环境告警（温湿度、水浸）。
- 可用性监控：Zabbix/Prometheus监控，SLA事件平均恢复时间(目标准)≤1小时。
- 运营支撑：定期演练发电与链路切换，季度审计与容量规划。

3.

服务器与VPS配置举例（典型配置表）

- 说明：下表列出三类典型节点：边缘VPS、计算型物理服务器、存储节点，便于教学与科研快速调配。

节点类型	CPU	内存	存储	带宽/公网
边缘VPS	4 vCPU (Intel Xeon)	16 GB	100 GB NVMe	1 Gbps 专线
计算型物理	16 cores @2.6GHz	128 GB	2 x 2TB NVMe RAID1	10 Gbps 聚合
存储节点	8 cores	64 GB	30 TB HDD + 4 TB SSD Cache (RAID6)	10 Gbps 内网

- 注：表格为典型配置，实际可按项目动态调整。
- 操作系统与镜像：常用Ubuntu LTS、CentOS Stream与定制科研镜像。
- 虚拟化：KVM + libvirt 或 Proxmox，VPS快照支持小时级恢复。
- IP与域名：提供/29到/27的弹性公网IP池，支持内部DNS与反向解析。

4.

教学与科研支持服务能力

- 虚拟化资源池：Kubernetes集群20节点，累计200 vCPU、512 GB内存，总可部署容器数千个。
- GPU资源：两台NVIDIA A40物理节点（各48GB显存）用于深度学习课程与科研项目。
- 存储服务：Ceph分布式块存储，在线容量约200 TB，IOPS可达30k。
- 备份策略：全量每周，增量每日，快照保留30天，异地备份至合作IDC。
- 服务目录：按课程/项目开放模板（LAMP、JupyterHub、HPC作业队列）。
- 性能保障：为教学高峰期预留30%冗余资源，确保课堂实验不受影响。

5.

域名、CDN与DDoS防御现状

- 域名解析：Anycast DNS 3点部署（香港、新加坡、洛杉矶），支持DNSSEC与分级解析。
- CDN部署：与商业CDN合作，亚太加速节点覆盖HK、CN、TW、SG，静态缓存命中率平均85%。
- TLS/证书：统一采用ACME自动化签发与续期，支持EV/OV与通配符证书。
- DDoS防护：本地硬件+云端清洗混合方案，清洗带宽能力≥100 Gbps，应用层WAF规则库每周更新。
- 监测与告警：流量异常由NetFlow + IDS触发，结合自动策略切换至云清洗链路。
- 漏洞响应：与学校安全团队协作，24小时内进行应急处置与事后审计。

6.

真实案例：实验室混合云迁移与效果

- 背景：某工程学院需要将实验环境从单机房迁移到混合云以应对课程高峰。
- 方案要点：保留敏感数据在校内物理存储，计算型负载迁移至校外VPC，采用VPN + BGP连接。
- 配置举例：迁移后使用10台边缘VPS（每台4vCPU/16GB）、2台GPU物理节点（各A40）与Ceph后端。
- 成果数据：课堂并发用户峰值从500↓至系统内部处理延迟由平均450ms降至120ms；缓存命中率提升至88%。
- 教训与改进：初期未配置细粒度防火墙规则导致一个外部爬虫流量突增，后来配置WAF白名单+速率限制后消除影响。
- 建议：持续容量预测、实施流量分级与成本中心计费、为关键服务配置自动弹性扩容。

来源：香港城市大学机房教学科研支持与基础设施现状报告