基于公有云存儲的計算機專業(yè)實驗室重構(gòu)

杜丹蕾 尹向東

（湖南科技學院 電子與通信工程系，湖南 永州 425199）

基于公有云存儲的計算機專業(yè)實驗室重構(gòu)

杜丹蕾 尹向東

（湖南科技學院 電子與通信工程系，湖南 永州 425199）

當前計算機專業(yè)實驗項目豐富多彩，實驗設(shè)備種類繁多，實驗室地點分布，實驗資料共享與實驗管理工作面臨新的挑戰(zhàn)。作者就以上問題提出一種以免費的公有云存儲為基礎(chǔ)架構(gòu)的新的資源共享和實驗室管理方式，既無需做硬件擴張，又可以實現(xiàn)對分布性實驗資源高效管理和利用。

公有云存儲；實驗室；共享；遠程監(jiān)控

1　引　言

當前高校計算機專業(yè)實驗室硬件不斷翻新，實驗項目開設(shè)豐富多彩，實驗室分布范圍變廣的同時常常需要多實驗室協(xié)同工作，使得實驗資源共享成為重要課題；實驗室開放力度加大，實驗時間變得靈活機動，實驗室管理人員的工作難度加劇。[1]管理實驗設(shè)備眾多，工作時長變長增加實驗室管理的困難。沿用傳統(tǒng)的辦法，無法使實驗室工作有效進行。

如何解決這些實驗室管理新問題？隨著移動智能終端的普及和云存儲的興起，采用移動辦公的方式或為這些問題提供了解決之道。

云存儲[2-5]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)。云存儲的出現(xiàn)使得一些企業(yè)或個人不需要購買價格高昂的存儲設(shè)備， 只需要支付較少的費用便可以享受無限的存儲空間[6]。

目前國內(nèi)云存儲業(yè)務(wù)可以分為私有云和共有云兩大類，私有云的建設(shè)需要有比較強大的軟硬件支撐，十分昂貴。而公有云存儲服務(wù)，自亞馬遜 (Amazon) 的EC2(elastic computecloud， EC2)面世后[7]，面向公眾服務(wù)的云平臺不斷推出， 如

2　基于公有云存儲的實驗資源共享機制

計算機專業(yè)實驗過程中，大多數(shù)實驗資料都是電子文件，傳統(tǒng)共享方法主要有電子郵件、qq群共享、自建ftp、局域網(wǎng)軟件進行共享等：

（1）電子郵件在共享資源可以選擇指定對象，但要求每個同學注冊電子郵件號碼，發(fā)送文件需要選擇對象，附件大小有限制。大附件往往有時間限制。

（2）群共享通過建立群，將資料上傳便全群共享但是共享者必須需要加入群且不能指定共享人員，共享文件大小亦較為受限。

（3）自建FTP共享速度快但需自建ftp服務(wù)器，費用較高，服務(wù)安全性不穩(wěn)定，不能指定共享人員。

（4）局域網(wǎng)共享軟件速度極快，但僅限于局域網(wǎng)內(nèi)訪問。

公有云存儲的出現(xiàn)，為實驗數(shù)據(jù)共享提供了新的契機。云存儲具有容量大，面向廣，安全性高，速度快等優(yōu)點，[14-15]實驗資料素材共享機制搭建在公有云存儲環(huán)境下，便可以通過云存儲實現(xiàn)實驗素材共享、實驗數(shù)據(jù)同步、方便的實驗交流與作業(yè)收取。

2.1實驗素材存儲

計算機實驗室所用資料多是電子文件，將資料上傳到云端，通過公有云存儲的共享功能，學生教師可以在任意地點，任意終端方便打開或者下載使用。

當?shù)貢r間12月11日下午3點多，不列顛哥倫比亞省高等法院的法官宣布，準許華為公司首席財務(wù)官孟晚舟女士保釋。孟晚舟女士獲得保釋后通過社交網(wǎng)絡(luò)表示，“我以華為為傲，我以祖國為傲！”

圖1　云存儲環(huán)境下實驗環(huán)境的構(gòu)架

2.2實驗數(shù)據(jù)同步

在實驗過程中，實驗數(shù)據(jù)的及時更新也是十分重要的。面對分布式的環(huán)境，在不同地點不同時間做出了不同修改，保存許多版本，數(shù)據(jù)未有得到及時更新而導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂，實驗效率、效果變差時有發(fā)生。云存儲可以自動更新同步并隨時誰地可以打開。把實驗成果保存在云上，無論在哪里打開都是同步的數(shù)據(jù)，很好解決了這個問題，無論何處都可以高效利用實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。

2.3實驗交流

在實驗過程中，實驗的相互交流也是非常重要的環(huán)節(jié)，通過云存儲的共享功能，我們可以共享實驗數(shù)據(jù)，甚至可以在在共享空間中搭建專用博客、論壇進行交流。尤其是在現(xiàn)在智能手機等手持終端已經(jīng)非常普及，公有云存儲也都面向手持終端提供了相應(yīng)服務(wù)應(yīng)用，即使是沒有計算機的實驗室只要無線覆蓋，數(shù)據(jù)上傳及共享可以遍布任何地方。為實驗交流提供了更廣泛的自由的交流共享機制。(將在后續(xù)論文中做詳細論述)

2.4實驗作業(yè)收取

發(fā)電子郵件十分麻煩，教師需要進入郵箱一個一個的下載，使用FTP學生之間有容易相互拷貝，利用云存儲轉(zhuǎn)存功能，可以將學生發(fā)來的文件迅速轉(zhuǎn)存至教師云存儲空間，十分方便。這樣的作業(yè)收取方式，教師可以在任何地方進行查閱，又無需多帶存儲硬件。

3　基于公有云存儲對實驗室管理改造

實驗室管理包括許都方面，及時掌握實驗室的實時運行情況，并且加以控制十分重要。由于實驗室的分布，實驗人員的短缺，實驗時間的延長，使得傳統(tǒng)實驗管理難以適應(yīng)現(xiàn)在的要求?；诿赓M的共有云存儲，對本地已有設(shè)備進行重構(gòu)如下圖2所示。通過搭建遠控終端(如：智能手機)與云，本地設(shè)備與云兩條通道，實現(xiàn)了實驗室移動的實時監(jiān)視和監(jiān)控。

3.1利用云存儲實現(xiàn)實驗室的遠程監(jiān)視

目前國內(nèi)眾多實驗室都安裝了攝像頭進行監(jiān)控，但是實驗室的分散分布，使用時間的機動，需要管理人員隨時關(guān)注不同地點實驗室的情況，而傳統(tǒng)實驗監(jiān)控系統(tǒng)需要管理員在某一固定監(jiān)控點進行監(jiān)控并不能達到隨時監(jiān)控的目的。

通過公有云存儲提供的公用存儲空間，如果監(jiān)控設(shè)備將監(jiān)控視頻存儲在云上，管理員可以使用電腦或移動終端通過云賬戶ID訪問相關(guān)監(jiān)控圖片及視頻。就可以隨時隨地輕松實現(xiàn)實驗室監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題遠程監(jiān)控實驗室。

以金山公司提供的金山快盤為例：將金山會盤的文件路徑設(shè)置為原有監(jiān)控頭拍攝照片保存默認路徑，并設(shè)置同步方法為實時同步即可以使本地監(jiān)控頭成為移動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備。

圖2　基于公有云存儲實驗室監(jiān)控架構(gòu)

3.2云存儲實現(xiàn)實驗室遠程控制

使用云存儲的虛擬網(wǎng)絡(luò)硬盤配合計劃任務(wù)使用，也可以對遠程計算機實驗室的計算機進行遠程控制。采用一臺主機設(shè)置計劃任務(wù)執(zhí)行云盤指令。架構(gòu)如圖2，將主控機安裝電子教室[16]或者是網(wǎng)絡(luò)管理主機端（或使之對實驗室可控），實驗室其他機器安裝客戶端（或者使之受控）。并在云端建立一個控制批處理文件（如：c. bat）,主控機設(shè)置計劃任務(wù)在一定時間內(nèi)（如：5分鐘）執(zhí)行云端文件。管理員只要通過修改云端文件，便可以在主控機執(zhí)行計劃任務(wù)時控制主控機執(zhí)行相應(yīng)命令，比如啟動幻燈片播放，關(guān)閉實驗室電腦，進行殺毒等。以關(guān)閉實驗室電腦為例，電子教室軟件的關(guān)閉客戶端電腦程序名為c:shutup.exe,在云端在c.bat中寫入執(zhí)行c:shutup.exe代碼, 讓主機端的電腦自動運行即可關(guān)閉整個實驗室計算機。

4　結(jié)　語

公有云存儲的發(fā)展，大量的高質(zhì)免費公有云存儲為教育資源共享提供的新的發(fā)展契機，也為實驗室管理提供了新的管理方法和角度，充分利用高效高質(zhì)的公有云存儲將對計算機專業(yè)實驗進行改造，為資源高度數(shù)字化的計算機專業(yè)實驗效率提高、實驗成本的降低以及實驗管理的優(yōu)化提供了極大的幫助。

[1]王青溫,杜永平,徐雙滿,洪建平.實驗室開放后的問題及應(yīng)對措施[J].實驗技術(shù)與管理,2012,(3).

[2]云存儲[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2044736.htm,2013-08-28.

[3]cloud storage[EB/OL]. http://en.wikipadia.org/wiki/cloud_storage,2012-05-10.

[4]殷康.云計算概念、模型和關(guān)鍵技術(shù)[J].中興通訊技術(shù),2010,16(4).

[5]張建勛,古志民,鄭超.云計算研究進展綜述[J].計算機應(yīng)用研究,2010,(2).

[6]傅穎勛,羅圣美,舒繼武.安全云存儲系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].計算機研究與發(fā)展,2013,(1).

[7]Amazon. Amazon elastic compute cloud (Amazon EC2) [EB/OL].http://aws.amazon.com/ec2,2010-10-01.

[8]Nimbus Project. Science Clouds[EB/OL].http:// www. science-clouds.org/,2010-11-10.

[9]Open Nebula.org.Open Nebula project [EB/OL].http://www.opennebula.org/doku.php/,2010-10-15.

[10]Ryan Paul.Eucalyptus in the cloud: researchers commercialize OSS project[EB/OL].http://arstechnica.com/open-source/news/ 2009/04/researchers-to-commercialize-open-source-eucalyptus-project.ars, 2010-10-10.

[11]Daniel Nurmi, Rich Wolski, Chris Grzegorczyk, et al. The eucalyptus open-source cloud-computing system[C].Shanghai: Proceedings of the 10th IEEE/ACM International Symposium on Cluster Computing and the Grid.2009.

[12]John Willis.IBM blue cloud: more than thin air[EB/OL].http://searchcloudcomputing.Techtarget.com/news/column/0,294698, sid201_gci1355054,00.html, 2010-11-01.

[13]房秉毅,張云勇,程瑩等.云計算國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].電信科學,2010(8A):1-6

[14]黃新榮,謝光鋒.云存儲環(huán)境下的檔案異地備份[J].檔案學通訊，2011（6）

[15]鄧玉輝.云基礎(chǔ)設(shè)施下的體系結(jié)構(gòu)、挑戰(zhàn)與機遇[J].小型微型計算機系統(tǒng),2012,(8).

[16]謝忠好,沈玉強.種新型的機房軟件維護模式[J].實驗室研究與探索,2011,(2).

（責任編校：何俊華）

TP393

A

1673-2219（2015）05-0113-03

2015－01－05

湖南省科技廳科技計劃項目(2014FJ6095)。

杜丹蕾(1981－)，女，講師，研究方向為圖像處理、云計算。