云平臺在高校機房的應用與方案設計探究

崔鵬

（無錫南洋職業(yè)技術學院，江蘇無錫，214026）

0 引言

在社會經濟和科技技術革新發(fā)展中，高校會根據自身教育管理需求構建大規(guī)模的公共機房，這種以計算機為核心的基礎教學工作和多樣化的機考考試方式，不僅能擺脫傳統(tǒng)單調無趣的教育管理模式限制，還可以滿足多樣化的教學要求?，F階段，高校機房最常用的系統(tǒng)為PC機，雖然其在實踐應用中可以滿足基礎教學需求，但隨著實踐教育理念的不斷革新，受應用先進軟硬件所影響，機房教育管理所面對的壓力越來越大。此時如何合理運用計算機提升機房教育管理效率是高校機房管理人員重點考慮的問題。

1 傳統(tǒng)高校機房管理現狀分析

在我國科技技術飛速發(fā)展中，各地高校都配備了專業(yè)的計算機機房，其不僅能為教育管理提供優(yōu)質服務，還可以讓學生在學習探究中獲取更多的資料信息，因此在教育革新期間，高校管理人員必須要重視云平臺在機房中的應用，注重結合實踐教育需求完成方案設計[1]。從實踐角度來看，傳統(tǒng)高校機房管理并不適宜在以云平臺為核心的高校機房中應用，原因在于以下幾點：首先，高校公共機房涉及到基礎課程、實驗實訓、考試等任務，因此在運營管理期間所處的環(huán)境較為復雜，大部分軟件都需要處在各自適宜的安裝運營環(huán)境中，而傳統(tǒng)意義上的計算機管理技術很難滿足這一要求；其次，各種類型的機房實驗室一般會分布在不同樓層，這就需要進行分散化管控，而傳統(tǒng)意義上的管理模式在維護管控機器軟件時需要處理的任務量較大[2]；最后，傳統(tǒng)意義上的計算機管理通常會運用硬盤保護卡的方式進行儲存，而安裝軟件就需要同傳硬盤，實際運行效率過低。

2 云機房的原理及平臺架構

2.1 原理

云就是指互聯(lián)網上服務器集中所包含的資源池，而云計算的應用原理是指應用用戶可以運用網絡來科學操縱遠程服務器群，并根據實踐需求隨時運用非本地資源池中的服務，比如說軟硬件、儲存系統(tǒng)、計算機等。云計算技術在應用期間，用戶所需服務都會利用云服務提供商進行處理，網絡信息技術屬于重要載體，而用戶并不需要投入過多的資本來構建本地資源，由此控制計算成本和儲存支出。云計算存在公有云和私有云兩種方式，假設企業(yè)自主購買云技術設備并進行部署研究，那么就屬于私有云，實際運行模式如下圖1所示：

圖1 云計算的工作模式圖

2.2 平臺架構

云計算技術體系結構包含物理資源、資源池、管理中間件、SOS構建這四層，使勁服務類型，包含基礎設施即服務、平臺即服務、軟件即服務三項內容。云機房以上述平臺架構為基礎，運用了客戶端/云服務器模式，實際部署的本質就是服務器端[3]。在系統(tǒng)運行期間，可以運用云主機釋放一定數量的的虛擬機，由此在構建虛擬化教學體系的基礎上，確保師生可以利用客戶端訪問服務器上的教學資源，由此進入虛擬云桌面。比如說，某學院利用H3C構建了云桌面解決方案，在實踐部署了兩個云機房中包含了180臺機，其主要是利用CAS（云計算管理平臺）來對虛擬桌面進行統(tǒng)一管理和控制，具體架構圖2如下所示。

圖2 平臺架構圖

2.3 應用優(yōu)勢

第一，能遠程管控服務器，并運用服務器中控制機房所有計算機，假設出現問題可以遠程操控；第二，一個機房可以構成多個模板系統(tǒng)，一臺電腦系統(tǒng)可以對多個系統(tǒng)進行轉換，比如說考試系統(tǒng)、上課系統(tǒng)、課程實驗等，由此快速應對多樣化的工作環(huán)境；第三，在學生機器上構成模板可以直接上傳到服務器中，而服務器會結合學生機所在的機房，對機房內部的所有機器下發(fā)任務，學生只需要重啟電腦即可，這樣不僅能提升實現工作效率，還可以強化高校機房管理的質量。

3 在高校機房中應用云平臺的方向和特征

3.1 硬件需求

私有云云機房的硬件構成包含了云終端、云主機、千兆交換機等內容。虛擬機會運用網絡上傳到云終端，促使用戶對云桌面系統(tǒng)進行有效訪問。比如說，某地高校在計算機應用和外語學習中心構建了兩個試點機房，選用了可以千兆通信的六類網絡線和千兆交換機，以此確保網絡系統(tǒng)可以有效通信[4]。在這一過程中，穩(wěn)定高效的網絡環(huán)境是云機房可以正常運行的基礎條件。同時，所有機房都要利用交換機連接到數據中心，由此訪問服務器集群桌面中包含的云平臺資源，實際網絡架構圖3如下所示。

圖3 云平臺的網絡架構圖

3.2 軟件方法

云主機會根據高校教育管理需求，為不同專業(yè)的學生構建多樣化的桌面池，配備適宜的計算機資源，建立優(yōu)質的教學模板。所有軟件的應用安裝和測試都要在教學模板中進行，客戶端也要結合教學模板構成虛擬系統(tǒng)[5]。H3C云桌面管理平臺運用了云學堂管理軟件，實踐教學管理會根據課程需求，快速轉換選擇桌面環(huán)境。所有終端在局域網中的瀏覽器地址欄中輸入http://192.168.10.250就可以登錄云桌面管理平臺界面，實時監(jiān)控數據中心服務器的運行情況，并及時發(fā)送警告信息，從而方便對實際應用情況進行跟蹤處理。除此之外，管理人員也可以遠程對多個機房進行開關和維護管理。假設現階段的云主機資源已經無法滿足應用需求，那么學校就要對云主機進行拓展，實際資源投資需要根據需求進行調整。

3.3 系統(tǒng)特征

第一，增強高校機房的安全可靠性。以往高校機房實驗室在出現操作失誤時，必然會引起系統(tǒng)故障，此時直接重啟便會丟失客戶端文件。而利用云技術平臺和策略配置能讓用戶數據和應用程序在數據中心有效儲存和備份，此時只需要保障服務器正常運行即可，這樣既能控制客戶端故障所造成的不良影響，又可以在簡單操作中進入其他終端設備或還原操作[6]。在這一過程中，虛擬機可以和服務器相連快速銜接已經中斷的工作，而原本數據信息都會被儲存在服務器中，由此強化數據信息的操作性和安全性。在云機房中進行高校各專業(yè)上機考試，可以避免因為終端單機出現故障而產生的數據丟失，同時在云機房環(huán)境中，運用客戶端虛擬機技術可以有效預防病毒的入侵，從而構建安全穩(wěn)定的機房教學環(huán)境。從整體運行角度來看，一方面集群部署可以在cluster中的物理主機出現問題時，實際運行服務并不會受單臺主機故障影響停止工作。第二，為教學管理提供服務。云平臺軟件平臺可以為高校教師提供便捷，容易理解的界面和技術功能，比如說控制學生端的操作環(huán)境、在虛擬桌面中接入服務器等。在學生故意中斷網絡脫離教師掌控時，學生端界面會在斷網返回操作環(huán)境后無法自動進入，這樣不僅能保障學生的注意力得到全面集中，還可以有效管控課堂秩序。除此之外，虛擬機還擁有自動還原功能，每次結束課程教學可以為后續(xù)專業(yè)指導提供初始化環(huán)境。教師端可以為教師的課堂教學提供多樣化技術，具體操作如下圖4所示：

圖4 教師端的操作結構圖

以虛擬教室和屏幕廣播為例，專業(yè)教師在輸入帳號密碼后，可以登錄教師管理端口，此時點擊導航中的菜單項“虛擬教室”就可以直接進入界面。而學生機終端部署是否成功，實際狀態(tài)會按照縮略圖的方式呈現在界面中。而屏幕廣播功能會利用教師機屏幕畫面提供給學生機，學生可以在自己電腦上一邊觀看教師的操作步驟一邊進行本機操作。與此同時，點擊頂部工具欄中的“屏幕廣播”功能開始廣播；點擊教師電腦屏幕上方圖標中的廣播按鈕就可以停止廣播。設計教師端的教學模式、高級設計等功能，可以利用窗口化或全屏的模式進行呈現，以此滿足不同條件下的個性化教學需求。

第三，模塊化管理教育課程。運用云桌面和網絡控制臺可以對客戶端桌面環(huán)境進行自動化和集中化的管控，機房管理人員可以利用操作系統(tǒng)模板克隆技術快速構建全新的桌面課程。比如說，某地高校所構建的H3C云平臺機房在日常教學期間所構建的操作系統(tǒng)會利用虛擬機的鏡像形式來提供服務。云機房的管理平臺會儲存不同類型的OS版本Image文件，而實際課程構建會根據教學需求進行構建，由此處理操作系統(tǒng)和應用軟件之間存在的兼容性問題，并實現實踐教育目標。學生所運用的客戶端桌面都是以課程模板實時構建的，其不僅能保障系統(tǒng)運行具有統(tǒng)一性，也可以避免系統(tǒng)軟件出現故障或受到入侵病毒的危害。機房維護人員可以根據程序訪問的權限設計、桌面集中化管理、數據策略等內容，構建以單一控制點為核心的全方位桌面管理方案。除此之外，課程模板會按照文件的方式進行儲存，由此方便系統(tǒng)進行備份共享。

4 結語

結合云平臺管理模式對高校機房進行系統(tǒng)維護，并從不同的應用角度和軟件入手，構建多樣化的操作系統(tǒng)，可以解決傳統(tǒng)高校機房運行面臨的各項問題，有效控制系統(tǒng)管理維護難度，提升實踐教學管理水平。因此在現代化教育革新發(fā)展中，各地高校要在構建網絡信息平臺的基礎上，結合云技術有效整合共享多樣化的教學資源，以此在充分展現云平臺技術優(yōu)勢的基礎上，保障實踐教學資源得到科學儲存，這樣不僅能豐富專業(yè)教學內容，還可以為學生構建優(yōu)質的教學環(huán)境。