新媒體和云技術形式下計算機實驗室模型的轉變

項保連++陳育才++王建翠

摘要：隨著當前互聯(lián)網+時代的到來，高校計算機實驗室建設也受到了諸如虛擬化、分布式存儲、云平臺技術、寬帶互聯(lián)、嵌入式技術等新技術的影響和沖擊，實驗室模型的轉變已勢在必行。面對新媒體和云技術，如何將原有的實驗室結構與之結合，構建一個新型的計算機實驗室模型，實現(xiàn)計算機實驗室的統(tǒng)一化、集約化管理，最大限度地利用現(xiàn)有資源實現(xiàn)云計算實驗室建設。

關鍵詞：實驗室；模型；轉變；云計算

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）11-0084-02

計算機實驗室與其它學科不同，它不是嚴格地以實驗項目或課程的開出來劃分職能，其管理模型也應由傳統(tǒng)的單個機房、實驗室的管理向集中化、統(tǒng)一化管理過渡，這需要借助當前互聯(lián)網新技術，云計算技術來加以實現(xiàn)。

1 計算機實驗室構成

1.1 計算機實驗室的一般結構

高校計算機實驗室面向對象較為寬泛，除承擔專業(yè)課程的教學外，還需要承擔公共基礎類和邊緣學科類課程的教學，除了具有專門配置和安裝有專業(yè)軟件的實驗室作為專業(yè)實驗室進行管理和使用外，更多的只作為一般普通計算機教室來管理使用。單個實驗室從結構上看沒有什么大的分別，只是設備配置高低、多少的問題，各個學校的計算機中心或院系都在為提高自己專業(yè)實驗室配置水平而努力。從早期單個的計算機教室，到具有局域網、校園網絡連接的計算機實驗室，再到現(xiàn)在的Internet網，云平臺技術的計算機實驗室，專業(yè)的計算機實驗室的主要教學內容也由一般單機硬件、軟件操作，發(fā)展到基于網絡的軟硬件、網絡實驗等，就其結構本身而言，并沒有太多的改變。

1.2 計算機實驗室的分類

高校計算機實驗室的構成與它的功能、用途以及管理模式等因素有關，各不相同，大體上分為以下幾種：

（1） 按功能分

公共實驗室：主要用于公共基礎類和邊緣學科課程基本操作和實驗

專業(yè)實驗室：根據各學校所設專業(yè)方向不同，建設相應專業(yè)實驗室

（2） 按類別分

硬件技術實驗室：包括組成原理、微機原理、硬件組裝與維護實驗室、單片機實驗室、接口技術實驗室等

軟件技術實驗室：包括面向對象的軟件教學、數(shù)據庫軟件、網絡軟件教學

網絡技術實驗室：可以進行網絡路由與交換、無線局域網，網絡安全、協(xié)議分析與設計、網絡管理、網絡應用等常規(guī)實驗

多媒體技術實驗室：包括圖形圖形、動畫設計、多媒體技術、影視制作技術相關課程實驗

（3） 按歸口分

歸口教務部門管理的機房：一般用于公共基礎類課程的基本操作和實驗

歸口計算機中心管理的實驗室：用于跨學科、跨專業(yè)課程實驗；用于科研的，大型實驗室；

歸口院系管理的實驗室：院系單獨建設、管理和使用的實驗室，專業(yè)性較強，與外院系交叉性少

（4） 按平臺分

計算機基礎實驗平臺：完成基礎課程實驗教學

網絡實驗教學平臺：完成網絡技術、網絡搭建、網絡配置、路由與交換機配置等實驗

軟件實驗教學平臺：完成各類軟件類課程教學，包括面向對象程序設計語言、數(shù)據庫語言、網絡數(shù)據庫語言等課程實驗

創(chuàng)新實驗平臺：完成新技術、新媒體課程教學實驗，及教改、科研實驗

校企共建的實驗室、實驗平臺：包括實訓基地

項目建設的實驗平臺：科研項目專項建設實驗平臺

其它實驗平臺

無論如何分類，計算機實驗室的結構本身都沒有發(fā)生改變。

2 互聯(lián)網+時代計算機實驗室架構的新模式

基于以上分析，計算機實驗室的結構主要取決于它的管理模式，也即高校本身的管理模式。在當前這樣一個“無網不力”的時代，無論是哪一種結構，我們要考慮的核心問題都是如何發(fā)揮現(xiàn)代網絡的作用使各個計算機實驗室實現(xiàn)最有效的聯(lián)通，構建新型實驗室模型，實現(xiàn)資源利用的最優(yōu)化。

2.1 云計算實驗室建設思路

目前，有許多高校利用云技術以及其他網絡技術已經實現(xiàn)了這一目標，一些專業(yè)的網絡公司也給出了專業(yè)化的解決方案。例如，由武漢噢易科技有限公司針對高校計算機實驗室提出的《云計算實驗室建設方案》，以及由該公司研發(fā)推出的相應軟硬件產品就很好地解決了高校計算機實驗室虛擬化這一問題。

云計算實驗室建設的核心在于云計算平臺的開發(fā)和服務器集群、虛擬桌面的建立，也即軟件平臺的建設和硬件建設。硬件方面，可以在學校原有網絡基礎和機房條件下進行改造，以實現(xiàn)老舊資源的利用，節(jié)約投資；平臺建設以功能覆蓋為主，力求簡潔實用，以實現(xiàn)資源的彈性配置、學生終端的集中化統(tǒng)一管理、能靈活創(chuàng)建虛擬桌面、創(chuàng)建一種全新的實驗室構架體系模式，使教學和教學管理變得更輕松為最終目標。

2.2 云計算實驗室特點

這一模式最大的特點就是將傳統(tǒng)的學生機操作系統(tǒng)及應用軟件都安裝在后臺服務器的虛擬機中，所有運算都由服務器來完成。教師、學生通過云終端或其它終端設備訪問虛擬機，實現(xiàn)了桌面的統(tǒng)一集中管理，減少了終端設備的維護。與傳統(tǒng)的C/S結構最大的不同就是服務器的集群化、虛擬化，資源的彈性化分配，可根據教學需要快速更新和部署桌面模板，通過云平臺軟件進行批量克隆和分發(fā)，實現(xiàn)日常教學、考試、培訓等不同環(huán)境的切換。甚至是根據不同課程生成不同桌面系統(tǒng)，根據課表或教師教學需要登錄服務器調取相應桌面。

3 我校計算機實驗室實現(xiàn)云計算的可能性

我校計算機實驗室按管理模式和功能劃分為公共機房和專業(yè)機房兩大部分，目前，分屬信息傳媒學院計算機實驗實訓中心管理的公共機房和專業(yè)機房已全部實現(xiàn)了網絡連通，接入Internet網，屬于校園網絡的主干部分，共14個機房，880臺計算機，分布在三棟教學樓，均為千兆光纖接入，百兆桌面，已具備了建設云計算實驗室的網絡基礎。

硬件方面，學校中心機房也已具備一定實力，擁有大量服務器冗余，而這正可以作為建設云計算實驗室所需的集群化、虛擬化服務器。按照50個點機房進行計算，以常見辦公軟件及win7操作系統(tǒng)對硬件的最低要求為標準，每個虛擬桌面系統(tǒng)主頻0.8GHz，同時考慮服務器虛擬化自身消耗15%，則CPU總體所需為50*0.8GHz *115%=46G；每個用戶分配3G內存，則50個用戶為150G內存；每個用戶分配硬盤40G，則50個用戶為2T硬盤容量。根據這一數(shù)據，可以計算出每個機房所需虛擬服務器的配置大概為CPU：4路6核，2GHz；內存：10*16G；硬盤不小于2T。

軟件方面可以考慮自主開發(fā)或與相關專業(yè)公司合作，也可以直接購買成熟的產品或服務。需滿足云桌面統(tǒng)一部署、集中管理、個性化教學桌面定制、考試環(huán)境快速部署、一鍵還原等功能。

這一目標實現(xiàn)起來并不輕松，上述服務器條件，一般硬盤空間可以滿足，但服務器內存和CPU主頻一般都達不到搭建平臺所需要求，需另行增加，其兼容性和可靠性也需同時考慮。軟件平臺的建設更是需要量身定做。

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