基于云計算技術(shù)實訓(xùn)室的設(shè)計與實現(xiàn)

郭雅　柳青

摘要：云計算技術(shù)不斷發(fā)展，但云計算相關(guān)技術(shù)人才卻很缺乏，高校應(yīng)該重視這方面人才的培養(yǎng)。文章詳細介紹了基于云計算技術(shù)實訓(xùn)室的設(shè)計與實現(xiàn)，以搭建真實的云計算應(yīng)用場景。學(xué)生通過云計算實訓(xùn)中心專業(yè)的知識學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)后，完全可以勝任企業(yè)、政府、教育等客戶信息化的建設(shè)、維護等工作，還可以就業(yè)于云計算系統(tǒng)集成及方案設(shè)計單位。

關(guān)鍵詞：云計算；云終端；虛擬化；存儲；實訓(xùn)室；設(shè)計與實現(xiàn) 文獻標識碼：A

中圖分類號：G647 文章編號：1009-2374（2015）21-0011-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.006

1 概述

云計算行業(yè)經(jīng)過較長時間的技術(shù)更新與多年的經(jīng)驗積累后，目前各方面都處于成熟階段。云計算在目前我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)行業(yè)中堪稱為應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)新的一個熱點，是我國IT應(yīng)用方式變革和信息技術(shù)改革的重要支柱。在國內(nèi)大量的企業(yè)單位正逐步將自己的IT系統(tǒng)從傳統(tǒng)架構(gòu)向“云”架構(gòu)遷移，越來越多的用戶正在享受“云”服務(wù)帶來的便利。隨之而來的是IT基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用模式的革新，這對企業(yè)單位的信息部門來說，既是提升自我價值的機會，也是嚴峻的挑戰(zhàn)。其中，國內(nèi)云計算相關(guān)技術(shù)人才的匱乏已是業(yè)內(nèi)公認的事實。

在過去一段時間內(nèi)，為了滿足信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)多數(shù)高校、職業(yè)院校開設(shè)了計算機通信相關(guān)專業(yè)，就目前就業(yè)形勢和人才市場需求來看，畢業(yè)生的就業(yè)狀況不容樂觀。根據(jù)我國權(quán)威機構(gòu)的調(diào)查報告顯示，我國計算機專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率相對很低，而且從事與本專業(yè)相關(guān)工作的畢業(yè)生僅占一半左右，且從業(yè)時間一般都在三年左右，由于目前計算機市場人才飽和，大多數(shù)相關(guān)人員從業(yè)三年后相繼轉(zhuǎn)行，從事與其專業(yè)不相關(guān)的其他行業(yè)。之所以出現(xiàn)以上現(xiàn)象，其根本原因在于學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間所學(xué)專業(yè)知識不能與時俱進，不能適合當前信息技術(shù)發(fā)展的需要。通過以上闡述，擺在高校面前的主要問題是進行課程改革。其實施方式：更改現(xiàn)有教材，使其教學(xué)內(nèi)容與目前云計算或者無線互聯(lián)科技的發(fā)展相結(jié)合，學(xué)校利用本校實際情況搭建真實的云計算應(yīng)用場景，使得教學(xué)與實踐有效的相結(jié)合。真正實現(xiàn)了“產(chǎn)學(xué)對接”。學(xué)生通過云計算實訓(xùn)中心專業(yè)的知識學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)后，完全可以勝任企業(yè)、政府、教育等客戶信息化的建設(shè)、維護等工作；還可以就業(yè)于云計算系統(tǒng)集成及方案設(shè)計單位。

2 云計算的應(yīng)用

2.1 云物聯(lián)

“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，這里有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸

和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。

2.2 云存儲

云存儲是在云計算（cloud computing）概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。當云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設(shè)備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。

3 基于云計算技術(shù)實訓(xùn)室的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 云計算技術(shù)實訓(xùn)室結(jié)構(gòu)

根據(jù)主流云實訓(xùn)中心理念架構(gòu)，按照模塊化的設(shè)計思想，云計算技術(shù)實訓(xùn)室結(jié)構(gòu)如圖1所示：

云實訓(xùn)中心依據(jù)業(yè)務(wù)屬性，共分為四個功能區(qū)：

3.1.1 實驗區(qū)：本次共建設(shè)8個試驗臺，學(xué)生學(xué)習(xí)云實訓(xùn)中心課程內(nèi)容和實際操作實驗課程的區(qū)域，根據(jù)每組學(xué)生數(shù)量配置終端（云桌面瘦終端）。

3.1.2 實驗設(shè)備區(qū)：放置云實訓(xùn)中心實驗設(shè)備的區(qū)域，包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和虛擬化軟件，所有的實驗內(nèi)容均運行在該實驗設(shè)備區(qū)內(nèi)。

3.1.3 實驗管理區(qū)：老師管理區(qū)和演示區(qū)，負責演示實驗課程內(nèi)容并對所有實驗組的實驗設(shè)備做監(jiān)控和管理。

3.1.4 應(yīng)用區(qū)：在實訓(xùn)中心的機房部署云桌面應(yīng)用區(qū)，實現(xiàn)所有上網(wǎng)的機器瘦終端化，與傳統(tǒng)PC的建設(shè)方式相比有如下好處：可以簡化機房PC的管理維護工作量，節(jié)約信息化建設(shè)成本，節(jié)約IT建設(shè)的能耗。同時支持每個學(xué)生終端進行項目式的實訓(xùn)，8組學(xué)生可同時搭建云平臺，做云的應(yīng)用與實訓(xùn)，學(xué)生終端可同時進行操作，真正意義上實現(xiàn)多人同時操作的目的。

3.2 云（虛擬化）系統(tǒng)

云計算實驗?zāi)K采用行業(yè)主流的虛擬化技術(shù)，通過Citrix、VMware、Microsoft等主流廠商對服務(wù)器、存儲、交換機等硬件設(shè)備進行虛擬化。學(xué)生可以通過對這些IT基礎(chǔ)設(shè)施的“云化”與“智能化”改造，實現(xiàn)現(xiàn)有異構(gòu)計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)乃至虛擬化軟件資源的資源池化，通過虛擬資源完成網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算的能力及要求，從而有效降低IT基礎(chǔ)設(shè)施TCO（Total Cost of Ownership總擁有成本），并提升核心業(yè)務(wù)應(yīng)用部署與生命周期管理的敏捷性。

云桌面業(yè)務(wù)應(yīng)用的硬件系統(tǒng)包括了機柜、存儲設(shè)備、機架服務(wù)器、接入交換機及匯聚交換機以及防火墻和安全網(wǎng)關(guān)等安全設(shè)備，學(xué)生可使用云端或其他移動終端通過網(wǎng)絡(luò)登陸到虛擬機上進行實驗配置。

3.3 存儲（存儲池）實訓(xùn)系統(tǒng)

存儲基礎(chǔ)實驗?zāi)K主要由學(xué)生終端、存儲管理軟件客戶端、存儲管理軟件、存儲陣列、應(yīng)用服務(wù)器五部分組成，如圖2所示。存儲管理軟件將存儲陣列上的磁盤分割成為每4塊磁盤一組的磁盤組，每小組學(xué)生共用一組磁盤，在這組磁盤上學(xué)生可以對其進行配置和操作，學(xué)生小組之間互不影響。

存儲網(wǎng)絡(luò)實驗?zāi)K采用兩套電信級存儲系統(tǒng)來搭建一個存儲實驗環(huán)境模擬現(xiàn)實生活中的網(wǎng)絡(luò)信息中心計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在整個實驗環(huán)境中，學(xué)生能夠通過管理軟件來對存儲進行相應(yīng)的管理和控制。管理軟件連接這學(xué)生終端和存儲系統(tǒng)，學(xué)生能夠在圖形化界面上對存儲設(shè)備進行管理，進行RAID等級的選擇、新建主機、主機與存儲單元的映射，完成對整個系統(tǒng)的架設(shè)。教師通過教師機來收集學(xué)生所做的實驗數(shù)據(jù)來進行實驗項目考核，不但有利于教師在課堂上對學(xué)生進行管理，還可以輕松獲取學(xué)生所做的數(shù)據(jù)，把握整個實驗課堂的教學(xué)效果。

通過存儲基礎(chǔ)實驗?zāi)K，學(xué)生在實驗終端啟用存儲管理軟件客戶端，圖像化界面上進行操作。存儲管理軟件主動記錄客戶端上的操作步驟，將操作步驟記錄在數(shù)據(jù)庫表中。存儲管理軟件向下和存儲陣列相連接，將學(xué)生的操作翻譯成相應(yīng)的命令發(fā)送至存儲陣列中，使學(xué)生能夠?qū)ζ渌鶎俚拇疟P組進行相應(yīng)的操作和配置。在學(xué)生對存儲陣列配置完成后，需要將存儲陣列上的LUN映射到應(yīng)用服務(wù)器上，學(xué)生可以通過遠程登錄應(yīng)用服務(wù)器來對存儲陣列上的存儲空間進行操作。存儲陣列映射到應(yīng)用服務(wù)器是一個遠程登錄服務(wù)器并完成存儲空間與服務(wù)器的映射過程，在這一過程中學(xué)生能夠掌握一整套服務(wù)器與存儲陣列的虛擬化映射知識。學(xué)生在實驗室中除了能夠?qū)Υ鎯﹃嚵羞M行配置操作外，還能夠通過應(yīng)用服務(wù)器對存儲陣列上的存儲空間進行后續(xù)的計算機實驗項目。

4 結(jié)語

云計算技術(shù)實訓(xùn)室的建設(shè)將進一步填補學(xué)校計算機網(wǎng)絡(luò)、通信等相關(guān)專業(yè)在云計算實踐教學(xué)的空白，更好地實現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)對接”，推動學(xué)校開展云計算方面的實踐教學(xué)，幫助學(xué)生更好地了解云計算的基本概念與解決方案、掌握云計算的基礎(chǔ)平臺部署、云資源的部署；掌握云計算虛擬機的部署、云計算的高可用性部署；掌握云計算的EVB部署、云服務(wù)部署；掌握云計算產(chǎn)品的維護，從而幫助學(xué)生在就業(yè)環(huán)節(jié)中占據(jù)更多先機。

參考文獻

[1] 夏國亭的博客.云網(wǎng)融合實訓(xùn)中心建設(shè)方案[EB/OL].http：//blog.sina.com.cn/s/blog_3ec4f7150101f9tx.html.

[2] 閆格.基于云計算架構(gòu)的高校實驗室設(shè)計與實施[J].漳州師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，（4）.

[3] 許元朋.基于云計算的高校計算機類實驗室建設(shè)研究[J].黃岡師范學(xué)院學(xué)報，2014，（3）.

基金項目：2014年廣東省高職教育重點專業(yè)建設(shè)項目廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)項目。

作者簡介：郭雅（1980-），男，廣東惠州人，廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院實驗師，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；柳青，男，廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院教授，計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)帶頭人，全國優(yōu)秀教師，廣東省南粵教書育人優(yōu)秀教師，廣東省職業(yè)技能鑒定優(yōu)秀專家。

（責任編輯：周 瓊）