云計(jì)算環(huán)境下的校園虛擬化平臺的構(gòu)建研究

王健

摘要：隨著信息化進(jìn)程的不斷加快，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸的廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，云計(jì)算已經(jīng)成為一種全新的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式，受到社會各行業(yè)的高度重視。在當(dāng)前高校的信息化建設(shè)中，有相關(guān)的文件明確規(guī)定要大力推動高校的數(shù)字化建設(shè)，建設(shè)一批集信息發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、學(xué)生管理以及校園娛樂和生活于一體的高質(zhì)量虛擬化平臺，從而推動相關(guān)數(shù)據(jù)的整合與共享。隨著云計(jì)算在我國教育教學(xué)領(lǐng)域逐漸的發(fā)揮優(yōu)勢和作用，借助云計(jì)算推動技術(shù)改革、通過信息化建設(shè)促進(jìn)教育現(xiàn)代化的發(fā)展顯得日益重要。文章在這樣的情況下，對云計(jì)算環(huán)境下校園虛擬化平臺的構(gòu)建進(jìn)行探討和研究，解決當(dāng)前高校信息發(fā)布和共享等問題，為全校師生提供更加優(yōu)質(zhì)和方便的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高校信息化；虛擬化平臺；構(gòu)建研究

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0049-02

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化已經(jīng)逐漸滲透到社會生活的各個方面，給人們的生產(chǎn)、生活以及學(xué)習(xí)方式帶來了非常大的變化。信息化建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)前社會各領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。校園信息化作為信息化建設(shè)的先行者，經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展和完善，在技術(shù)和規(guī)模方面都具有一定的成效，為高校的教學(xué)管理工作帶來比價(jià)深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)前，信息化建設(shè)的不斷發(fā)展使得校園業(yè)務(wù)應(yīng)用在日益豐富，在信息化建設(shè)的早期部署中，要為每一個業(yè)務(wù)應(yīng)用配備相應(yīng)的硬件設(shè)備，這樣導(dǎo)致硬件數(shù)量迅速增加，投入成本在不斷加大，但是其利用效率卻在逐漸下降，造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)也使得維護(hù)和管理難度上升[1]。在這樣的情況下，如何在云計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建校園虛擬化平臺，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用和有效管理，是目前高校信息化建設(shè)所急需解決的問題。

1 云計(jì)算的基本概述

1.1 云計(jì)算的定義

云計(jì)算實(shí)際上所指的并不是一種單純的技術(shù)，而是通過綜合運(yùn)用現(xiàn)代化通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他相關(guān)的技術(shù)將龐大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行虛擬化處理組成一個巨大的數(shù)據(jù)信息資源庫，是一種綜合性的思想方法[2]。其主要的目的是為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對用戶所需要的信息進(jìn)行合理的分配和優(yōu)化管理。

1.2 云計(jì)算體系

云計(jì)算的體系架構(gòu)主要有三個層次構(gòu)成，分別是服務(wù)層、物理層、虛擬層。其中，服務(wù)層主要是對虛擬層中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行集中的管理，同時(shí)為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。物理層是該體系中的基礎(chǔ)和最為關(guān)鍵的部分，可以決定云計(jì)算體系是否能夠正常的發(fā)揮作用，它的主要作用是為整個系統(tǒng)提供運(yùn)算的能力和存儲數(shù)據(jù)信息的媒介。虛擬層的主要功能是把物理層中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行虛擬化處理，同時(shí)將物理層中的運(yùn)算能力以及存儲進(jìn)行合理的區(qū)分，以便于系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需要對數(shù)據(jù)庫的資源進(jìn)行合理分配，對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終目的是為了促進(jìn)云服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

在云計(jì)算運(yùn)行模式中，用戶對數(shù)據(jù)信息的使用和管理是相互獨(dú)立的，是由云計(jì)算系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中化管理，用戶可以借助互聯(lián)網(wǎng)以及終端根據(jù)自身的實(shí)際需求，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行應(yīng)用。通過云計(jì)算的服務(wù)模式，我們可以得出云計(jì)算在實(shí)質(zhì)上來說是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上所進(jìn)行的超級運(yùn)算模式，其主要服務(wù)模式包括云儲存、線上軟件的租賃、主機(jī)的租用和相關(guān)應(yīng)用平臺的服務(wù)。

2 利用云計(jì)算構(gòu)建校園虛擬化平臺的意義

在目前的校園信息化建設(shè)中，虛擬化平臺是其中最為核心和關(guān)鍵的部分，對于學(xué)校日常的運(yùn)營管理起到十分重要的作用。隨著校園信息化建設(shè)的進(jìn)一步深化，學(xué)校正常的教學(xué)工作、生活學(xué)習(xí)、娛樂休閑以及運(yùn)營管理等方面都需要信息化平臺提供一定的技術(shù)支撐[3]。在信息化建設(shè)的初期階段，學(xué)校的各個部門根據(jù)自身發(fā)展的需要構(gòu)建了相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，具體的如教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)生信息管理系統(tǒng)、教師管理系統(tǒng)等。但是隨著信息化的不斷發(fā)展，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)信息也隨之?dāng)U大，這對服務(wù)器的存儲能力提出了更高的要求。在這種情況下，急需構(gòu)建高質(zhì)量的信息化平臺，來達(dá)到對校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用，同時(shí)對于各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)。

因此，利用云計(jì)算和虛擬化技術(shù)構(gòu)建校園虛擬化平臺，提升校園信息資源的利用效率，降低各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的維護(hù)和管理難度，保證信息數(shù)據(jù)的安全可靠性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。通過云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對校園基礎(chǔ)信息資源的有效整合，形成一個動態(tài)化的虛擬資源庫，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的請求分配一定的資源服務(wù)，改變校園信息化模式。

3 云計(jì)算環(huán)境下校園虛擬化平臺的構(gòu)建

在當(dāng)前，構(gòu)建虛擬化平臺所需用到的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化技術(shù)，它也是云計(jì)算應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是通過對類似資源進(jìn)行抽象、隱藏屬性和操作差異，提供一個通用的、標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口，使得用戶能夠通過接口實(shí)現(xiàn)對IT基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和使用。構(gòu)建虛擬化平臺的主要目的是促進(jìn)IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的精簡化，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的動態(tài)管理，提高對基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用率[4]。具體的從以下幾個方面做到虛擬化平臺的構(gòu)建。

3.1 系統(tǒng)的虛擬化

系統(tǒng)虛擬化的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器由硬件到邏輯的抽象，同時(shí)通過邏輯服務(wù)器的形式為用戶提供服務(wù)。通過虛擬化，用戶面對的將不再是物理服務(wù)器，而是安裝在服務(wù)器操作系統(tǒng)之上的虛擬機(jī)系統(tǒng)實(shí)體。它可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器硬件資源進(jìn)行隔離，進(jìn)而形成許多相互獨(dú)立的虛擬機(jī)系統(tǒng)；而且也可以使得眾多的服務(wù)器共同構(gòu)成一個大型的虛擬機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，可以通過虛擬化技術(shù)將CPU、內(nèi)存、硬盤等硬件資源進(jìn)行有效整合形成一個統(tǒng)一的虛擬資源庫，利用構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)接口為學(xué)校正常運(yùn)行中各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求分配一定的資源。這樣不僅使得硬件資源的利用效率得到提高，降低了管理維護(hù)的難度，而且增加了系統(tǒng)的靈活性[5]。

通過系統(tǒng)虛擬化使得相關(guān)的硬件設(shè)施構(gòu)成邏輯獨(dú)立的虛擬服務(wù)器，其一可以大幅度的降低硬件資源的規(guī)模，減少空間的占用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源的有效利用。其二，可以保證資源庫中虛擬機(jī)的在線遷移和負(fù)載均衡，滿足全天候運(yùn)行的需要，保證數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性。

同時(shí)，系統(tǒng)的虛擬化還可以起到以下的作用：可以滿足同一物理服務(wù)器上多個任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化，提升資源的利用率；通過對系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一的管理和規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用的有效維護(hù)，簡化管理；通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)異地服務(wù)器硬件和系統(tǒng)的整合，確保數(shù)據(jù)共享和安全；可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性操作。

3.2 存儲虛擬化

存儲虛擬化指的是通過虛擬化技術(shù)將許多不同的分散存儲設(shè)備資源進(jìn)行整合形成存儲資源池，而且為用戶提供接口一致的大容量和高速傳輸?shù)拇鎯Ψ?wù)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)存儲資源的共享。通過存儲虛擬化可以將存儲設(shè)備與物理服務(wù)器進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立管理，這樣做有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中備份、回復(fù)等[6]。相較于傳統(tǒng)的存儲方式，虛擬化存儲可以實(shí)現(xiàn)存儲資源的和異構(gòu)數(shù)據(jù)的同樣存儲，同時(shí)可以通過相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步和備份，保證數(shù)據(jù)的一致性，而且可以有效解決由于文件損壞和病毒入侵所導(dǎo)致的安全問題，確保校園各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。通過虛擬化對存儲資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，不僅能夠滿足存儲空間和容量的伸縮，達(dá)到對用戶存儲空間的動態(tài)管理和擴(kuò)展，而且能夠降低由不同存儲設(shè)備所帶來的兼容問題，實(shí)現(xiàn)存儲資源利用率的提高。同時(shí)能夠保證各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性和存儲的可靠性，盡可能降低由于存儲問題對相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)生影響。

存儲虛擬化的作用主要有：可以制定標(biāo)準(zhǔn)化的存儲系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)資源的可靠性和一致，對異構(gòu)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；可以提高對不同存儲設(shè)備之間的兼容性，降低各個部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的隔離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享；大幅度的提高存儲系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性；有利于集中管理而且可以減少存儲硬件。

3.3 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

整個虛擬化平臺在經(jīng)過服務(wù)器虛擬化以及存儲虛擬化之后在穩(wěn)定性方面有了大幅提升，但是依舊需要借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)布，與外部進(jìn)行聯(lián)系。但是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在著多種的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，這就需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化處理。網(wǎng)絡(luò)虛擬化的實(shí)質(zhì)是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間添加一定的存儲，利用虛擬交換技術(shù)物理網(wǎng)絡(luò)分離成多個相互獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)資源整合為具有較高運(yùn)行速度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供多樣化服務(wù)。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化能夠?qū)崿F(xiàn)并行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和安全策略統(tǒng)一管理，確保網(wǎng)絡(luò)資源的高效靈活，從而達(dá)到優(yōu)化目的。

作為虛擬化平臺的重要組成部分，在高校信息化建設(shè)中起著重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)前高校的許多網(wǎng)絡(luò)都處于未應(yīng)用狀態(tài)，通過虛擬化可以實(shí)現(xiàn)對其的有效利用；可以強(qiáng)化安全控制，在部分設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，能夠保證正常服務(wù)；可以提高網(wǎng)絡(luò)寬帶，降低成本。

3.4 桌面虛擬化

桌面虛擬化主要包括軟件的虛擬化以及桌面環(huán)境的虛擬化，通過桌面虛擬化可以實(shí)現(xiàn)軟件、操作系統(tǒng)以及相關(guān)硬件的分離。軟件服務(wù)虛擬化指的是將有關(guān)的軟件和運(yùn)行環(huán)境在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行打包，通過瀏覽器交互的方式為用戶提供服務(wù)。而桌面虛擬化則是通過對用戶的桌面系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行虛擬化，是將桌面環(huán)境集中到后臺服務(wù)器中進(jìn)行集中托管，通過后臺服務(wù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)算和存儲。通過對軟件和用戶桌面系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行虛擬化操作，可以有效解決不同應(yīng)用軟件之間的兼容，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。利用后臺服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一的管理，可以解決軟件的兼容，強(qiáng)化軟件的穩(wěn)定性，還可以實(shí)現(xiàn)對終端用戶的統(tǒng)一認(rèn)證、管理和相應(yīng)的資源配置，保證應(yīng)用的安全和靈活性。在信息化建設(shè)中，桌面虛擬化具有以下作用：對數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)，降低一定的硬件投入，有利于管理，同時(shí)具有良好的體驗(yàn)效果。

4 結(jié)語

伴隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，高校的信息化建設(shè)逐漸復(fù)雜，而且對于數(shù)據(jù)的應(yīng)用量也更加的龐大，在這種情況下，如何有效利用當(dāng)前的基礎(chǔ)資源促進(jìn)高校的信息化建設(shè)進(jìn)步。當(dāng)前，利用云計(jì)算技術(shù)以及虛擬化技術(shù)構(gòu)建校園虛擬平臺，可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用和有效管理，促進(jìn)高校信息化的發(fā)展。

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