用云計(jì)算技術(shù)建設(shè)高效教學(xué)機(jī)房

林長海

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510925）

隨著信息時(shí)代的來臨，信息化已經(jīng)遍及所有行業(yè)，大學(xué)所學(xué)的課程內(nèi)容也融合了信息化的內(nèi)容，同時(shí)傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)開始轉(zhuǎn)變，多媒體教學(xué)、機(jī)房上機(jī)實(shí)踐教學(xué)等成為現(xiàn)代教學(xué)方式，特別是高職院?；蚶砉た祁愓n程，課程基本上都需要上機(jī)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，通過上機(jī)實(shí)踐操作，領(lǐng)會(huì)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。不少學(xué)校都建設(shè)了大量的教學(xué)機(jī)房，成立了管理部門。由于課程內(nèi)容對(duì)機(jī)房的需求不斷更新，很多學(xué)校存在機(jī)房維護(hù)人員不夠、硬件設(shè)備很快老化、軟件安裝不及時(shí)、系統(tǒng)安全性等問題。我們要如何解決機(jī)房教學(xué)建設(shè)、管理中存在的問題，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，提高機(jī)房的使用率，滿足教學(xué)需求？

1 傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房存在的問題

經(jīng)過深入實(shí)踐調(diào)查，綜合機(jī)房管理員、老師、學(xué)生的反饋，傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房存在如下問題：

1.1 教學(xué)機(jī)房硬件設(shè)備使用周期短，3-5年必須更新設(shè)備

由于教學(xué)軟件版本的升級(jí)，而且硬件設(shè)備頻繁使用出現(xiàn)老化，造成運(yùn)行不穩(wěn)定，這樣使得學(xué)校3-5年都必須對(duì)教學(xué)機(jī)房進(jìn)行硬件升級(jí)甚至是整個(gè)機(jī)房設(shè)備更換，增加了教學(xué)設(shè)備的投入。

1.2 教學(xué)機(jī)房系統(tǒng)容易感染病毒及木馬程序，信息安全性差

教學(xué)機(jī)房作為公共使用機(jī)房，學(xué)生一般都自行帶有存儲(chǔ)器進(jìn)行資料的調(diào)用、保存。由于病毒、木馬等變異升級(jí)，教學(xué)機(jī)房如無法及時(shí)安裝、升級(jí)防病毒軟件，系統(tǒng)很容易被病毒、木馬感染，甚至破壞系統(tǒng)，最嚴(yán)重可能造成整個(gè)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)癱瘓、設(shè)備無法正常運(yùn)行。

1.3 教學(xué)機(jī)房多應(yīng)用，軟件需求復(fù)雜，信息存儲(chǔ)容易丟失

很多學(xué)校的教學(xué)機(jī)房是多專業(yè)課程共用，一臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝不同的系統(tǒng)或應(yīng)用軟件，不同的課程軟件需配置不同的使用環(huán)境，有時(shí)容易造成軟件使用沖突，同時(shí)由于設(shè)備共用，一臺(tái)設(shè)備存在不同的人使用，容易造成個(gè)人存儲(chǔ)的信息丟失。

1.4 教學(xué)機(jī)房維護(hù)工作量大，維護(hù)難度大

機(jī)房管理人員除了要對(duì)機(jī)房出現(xiàn)故障進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)，同時(shí)還要根據(jù)教學(xué)課程所需安裝操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件。管理員一般需要管理的計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)在180臺(tái)-240臺(tái)，機(jī)房的維護(hù)量大，特別是計(jì)算機(jī)老化所出現(xiàn)的故障，增加了維護(hù)的難度。

2 云計(jì)算技術(shù)的教學(xué)機(jī)房建設(shè)

2.1 云計(jì)算與桌面云的概念

云計(jì)算概念是由美國谷歌公司提出，是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。這種模式為用戶提供可用、可定制、便捷的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的虛擬服務(wù)器資源共享池（資源包括服務(wù)器、應(yīng)用軟件、服務(wù)等），這些資源能夠被快速使用，而且管理工作簡(jiǎn)單便捷，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。

桌面云就是指將用戶所需的桌面應(yīng)用環(huán)境部署到云計(jì)算中心，用戶端只需通過瘦客戶終端或其他任何與網(wǎng)絡(luò)相連的設(shè)備，通過專用程序、瀏覽器，可以使用部署在虛擬服務(wù)器上和傳統(tǒng)個(gè)人電腦一樣的各種服務(wù)。

所以教學(xué)機(jī)房的建設(shè)應(yīng)圍繞著桌面云、云計(jì)算中心建設(shè)展開，通常桌面云也稱為虛擬桌面。

2.2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由云計(jì)算中心、用戶終端構(gòu)成。用戶終端通過網(wǎng)絡(luò)鏈接可以實(shí)時(shí)訪問云計(jì)算中心的各種虛擬資源，云計(jì)算中心虛擬資源可以為不同用戶提供所需服務(wù)。

圖1 整體架構(gòu)

2.3 云計(jì)算中心架構(gòu)

云計(jì)算中心架構(gòu)分為應(yīng)用服務(wù)和平臺(tái)管理兩大部分。在應(yīng)用服務(wù)方面，主要為用戶提供各種基于云服務(wù)，包含3個(gè)層次：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS、軟件即服務(wù)SaaS。

SaaS(軟件即服務(wù))，是指用戶獲取所需軟件服務(wù)的一種形式。用戶不需要將軟件產(chǎn)品安裝在自己的電腦上，而是按某種服務(wù)協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)直接向產(chǎn)品提供商獲取自己所需要的、可用的、有相應(yīng)軟件功能的服務(wù)。PaaS(平臺(tái)即服務(wù))，是指將一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)平臺(tái)環(huán)境，包括設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行和托管等，都作為一種服務(wù)提供給用戶。IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))，是指用戶可以使用云計(jì)算技術(shù)來遠(yuǎn)程訪問虛擬服務(wù)資源，這包括計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及虛擬化技術(shù)所提供的相關(guān)服務(wù)功能。無論是終端用戶、SaaS提供商還是PaaS提供商都可以從基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)獲得應(yīng)用所需的服務(wù)，無需對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施軟硬件進(jìn)行相應(yīng)的投資建設(shè)。

在平臺(tái)管理方面，主要建立運(yùn)維監(jiān)控平臺(tái)，它的功能是確保整個(gè)云計(jì)算中心能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，資源合理分配，并且能夠被有效管理。

圖2 云計(jì)算中心架構(gòu)

3 云平臺(tái)教學(xué)機(jī)房的優(yōu)勢(shì)

3.1 統(tǒng)一部署、維護(hù)便捷

傳統(tǒng)的機(jī)房需要對(duì)每臺(tái)電腦進(jìn)行獨(dú)立維護(hù)，桌面云改變以往的方式，通過集中管理，機(jī)房管理人員只需要在云計(jì)算中心就可以完成所有的管理維護(hù)工作，包括軟件安裝、升級(jí)補(bǔ)丁、文件分發(fā)等等，大大減少了維護(hù)工作量。

3.2 終端硬件配置需求低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，節(jié)省設(shè)備維護(hù)經(jīng)費(fèi)

桌面云的運(yùn)行主要是集中在云計(jì)算中心，而客戶端只需低配置的終端或在原有已淘汰的主機(jī)上安裝客戶端連接到虛擬服務(wù)器就能實(shí)現(xiàn)，終端只是顯示云計(jì)算中心反饋運(yùn)行的結(jié)果。學(xué)生端如果是采用瘦客戶機(jī)終端，整個(gè)機(jī)房的電能功耗將減少，降低機(jī)房的運(yùn)行成本。由于終端硬件的配置需求低，也延長老舊機(jī)器繼續(xù)使用的年限，節(jié)省設(shè)備維護(hù)經(jīng)費(fèi)。

3.3 快速建立不同的桌面系統(tǒng)環(huán)境

在不同專業(yè)班級(jí)上課中，教學(xué)機(jī)房往往需要用到不同桌面系統(tǒng)環(huán)境，桌面云可以讓學(xué)生在訪問不同的虛擬桌面系統(tǒng)，并可以在不同系統(tǒng)間靈活切換。

3.4 數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、災(zāi)難恢復(fù)快，安全有保障

桌面系統(tǒng)環(huán)境都是托管在云計(jì)算中心，用戶終端只是一個(gè)顯示設(shè)備。即便學(xué)生在桌面系統(tǒng)中保存了數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)也仍然是存儲(chǔ)在云計(jì)算中心。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生的時(shí)候，可以迅速恢復(fù)所有托管桌面，保障了數(shù)據(jù)安全。

3.5 方便擴(kuò)展升級(jí)、遠(yuǎn)程接入

機(jī)房的擴(kuò)展升級(jí)主要是對(duì)云計(jì)算中心硬件進(jìn)行升級(jí)更新，桌面云的托管桌面還可以支持使用各種終端設(shè)備接入，而網(wǎng)絡(luò)訪問的方式為學(xué)生提供了非常靈活接入方式，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方，學(xué)生都可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到上課學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境來實(shí)踐操作。

4 評(píng)估建議

4.1 建設(shè)原則

云平臺(tái)的前期建設(shè)是通過了解機(jī)房現(xiàn)狀、明確建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)研評(píng)估，可以完成項(xiàng)目計(jì)劃，云平臺(tái)硬件、軟件和性能相關(guān)信息，方案建議書等，稱為評(píng)估階段。在前期階段的基礎(chǔ)上，完成基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)、部署實(shí)施規(guī)劃、運(yùn)行維護(hù)規(guī)劃、驗(yàn)證規(guī)劃，稱為設(shè)計(jì)與規(guī)劃階段。最后為部署與驗(yàn)收階段，完成項(xiàng)目的部署、運(yùn)維管理及項(xiàng)目驗(yàn)收。

4.2 云平臺(tái)的選型

目前，市場(chǎng)上我們熟知的IT巨頭都有自己的虛擬化解決方案，比如微軟、思杰、VMware等，而國內(nèi)也有華為、深信服、云巢科技等，同時(shí)開源主流系統(tǒng)也有Eucalyptus、CloudStack等，如何選擇云部署及管理軟件呢？毫無疑問，云部署及管理軟件是整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)，也是核心，所以部署簡(jiǎn)單和操作方面是重點(diǎn)，要考慮平臺(tái)功能是否豐富且擴(kuò)展性強(qiáng)、高可靠性與安全性。

5 總結(jié)

本文重點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)房存在的弊端進(jìn)行分析，提出用云計(jì)算技術(shù)建設(shè)高效教學(xué)機(jī)房，并通過技術(shù)途徑、優(yōu)勢(shì)、評(píng)估建議進(jìn)行詳細(xì)的闡述。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)高效云教學(xué)機(jī)房將是未來發(fā)展趨勢(shì)，將進(jìn)一步推動(dòng)校園信息化建設(shè)民。

［1］章宇.基于云計(jì)算的高校公共機(jī)房管理模式研究[J].無線互聯(lián)科技，2013（10）.

［2］丁鐵.云概念下高職院校公共機(jī)房運(yùn)維模式的構(gòu)建[J].中國教育信息化：高教職教，2013（12）.