高校教學公共機房現狀及改善方案

【摘要】文章首先以本校當前機房現狀為實例，總結當前高校機房普遍存在的問題。針對存在的問題，文章提出新的解決方案，改善教學實訓環境，方便教學與管理。文中介紹了新興的云技術，提出了運用云計算技術的機房解決方案，總結新型機房的特點，以及采用云技術后給機房管理工作帶來的好處。

【關鍵詞】機房；云技術；節能；方便

1.引言

在高校，公共機房主要功能有教學、實訓、選課、對外開放等。公共機房使用對象為全校學生，不同專業開設的計算機類課程都需要使用到公共機房。公共機房使用頻繁，涉及的軟件種類繁多，在使用過程中遇到了越來越多的問題。如軟件更新快，硬件更新周期長、成本高，病毒、損耗等，這些都使得機房的管理工作面臨諸多問題。云計算的興起為機房管理帶來了新的變革，利用云計算技術能夠提高機房的使用效率，減少后期投入及維護成本，節約能耗，更安全，更方便。

2.高校教學機房現狀

以我校公共機房為例，我校分南北校區，老校區機房平均8年才更換一次，新校區2010年投入使用，具體的使用狀況如表1所示。

由表1可見，高校公共機房現狀可以總結為以下幾點：

（1）硬件方面：設備更新周期長，投入大。學校購置設備均為同期較高配置的品牌機器，使用初期，能夠滿足當時大多數課程的需求。隨著硬件、軟件的發展，機器逐漸不能滿足軟件的需求。一方面是硬件先進性，在硬件無損壞的情況下，由于技術的更新，機房設備無法支持新的教學軟件，無法為正常教學提供服務，必須報廢更新。另一方面是硬件的損耗，前期維護以產品供應商提供，超過保修期以后則為學校機房管理部門。一般機房的使用期限是8年左右，隨著技術的不斷進步，這個周期在逐漸縮短。

（2）軟件方面：軟件需求多樣化，管理工作量大。作為公共機房，涉及全校所有專業，所需要安裝的軟件總類繁多，財會類、機械類、電子類、專業編程軟件、藝術設計軟件等。軟件類型多樣，更新快。為適應各類教學需求，機房管理人員每個學期都需要對軟件進行更新。現在一般先裝好一部機器，然后采用克隆、保護卡等手段，對整個機房的軟件進行同時更新。一旦出現新軟件，就需要對整個機房進行升級一次。另外一方面，就是現在機房使用的軟件由于成本問題，很難全部采用正版，也經常出現軟件使用方面的問題。

（3）管理方面：除了硬件維護、軟件安裝，系統安全也是一個重要問題。雖然現在機房大部分都是利用保護卡對機器進行管理的，每次重啟后系統恢復到最初狀態。機房系統一般是先裝好一部機器，然后利用網絡對傳實現整個機房的同步。有了保護卡系統的管理就相對方便了很多，但為了教學需要，還是要設置不保護的分區用來存儲學生作業，教學共享資源。這樣就存在病毒入侵的可能性。有些病毒甚至能繞過保護卡直接損壞系統、損壞保護卡，影響正常的教學。

3.改善方案：利用云技術建立新型機房

3.1 云計算概念

云計算（CloudComputing）是一種新興的概念，它是共享基礎架構的方法，其基本原理是通過互聯網將龐大的存儲和計算處理程序分布到大量非本地或遠程服務器（集群）的分布式計算機中，并為用戶提供服務（計算、存儲、軟硬件等服務）。云計算的最終目標是將計算機硬件、計算機軟件、服務器、計算和應用作為一種公共設施提供給公眾用戶，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用計算資源。

簡單的說，云計算就是一種計算模式：把IT資源、數據和應用作為服務通過網絡給用戶。其結構如圖1所示。

3.2 云計算的公共特征

（1）彈性伸縮：云計算可以根據訪問用戶的多少，增減相應的IT資源（包括CPU、存儲、帶寬和中間件應用等），使得IT資源的規?？梢詣討B伸縮，滿足應用和用戶規模變化的需要。

（2）快速部署：云計算模式具有極大的靈活性，足以適應各個開發和部署階段的各種類型和規模的應用程序。提供者可以根據用戶的需要及時部署資源，最終用戶也可按需選擇。

（3）資源抽象：最終用戶不知道云上的應用運行的具體物力資源位置，同時云計算支持用戶在任意位置使用各種終端獲取應用服務。

（4）按用量收費：即付費用的方式已經廣泛應用于存儲和網絡寬帶技術中。虛擬化程度的不同導致了技術能力的差異。根據用戶指定的策略，系統可以根據負載情況進行快速擴張或縮減，從而保證用戶只使用他所需要的資源，達到為用戶省錢的目的。

3.3 云計算機房的實現

在云計算服務模式下，高校機房用戶要應用的軟件及硬件均是以云服務的形式提供。圖2所示為云計算機房的拓撲結構圖：

首先，在服務器端，機房管理人員對服務器（數據中心）進行虛擬化，根據學生機的數量生成相應數量的虛擬PC，而每—個虛擬PC，從功能、性能和操作方式上，等同于傳統的單臺物理PC。

然后，根據需要在云服務器上部署Iaas、PaaS、SaaS云服務，以云服務的應用模式根據不同的課程、實驗為用戶提供相應的一些服務，如Windows XP，Linux等操作系統平臺，.NET或其它開發平臺，Office及一些常用開發工具和軟件等。

最后，學生端只需要一臺云終端即可，學生通過用戶界面登錄并綁定一臺虛擬機，然后可以根據自己的實驗需要訪問相應的服務來配置自己的計算機，不需要安裝任何軟件。

機房維護人員只需要對服務器（數據中心）進行管理，就可以快速部署相應的服務。同時數據都存儲在服務器端，不會被刪除、篡改，也不用擔心數據在拷貝過程中傳染病毒。這種數據集中化的管理方式極大地縮小了管理人員的工作量。

通過云計算，用戶可以不必購買新的服務器和部署軟件，不需要建立自己的數據中心、大型機房、服務器中心等。用戶只需向云計算中心定制相應的業務和服務，由云計算中心提供需要的服務器資源、計算機設備、軟硬件資源、網絡資源、計算資源、數據庫資源、存儲資源等，從而極大的降低了機房建設的成本，大大降低了維護成本和提高了機房資源的利用率。

4.傳統PC與云終端對比

傳統機房采用的是我們現在常用的PC機，它與采用云終端的云計算技術機房相比，存在很多差異。從對比中我們可以發現傳統PC具有較好的擴展性、用戶體驗性，但云終端則具有更多的優勢，如速度快、節能、安全性等，具體對比如表2所示。

5.結束語

云計算技術在高校機房中的應用可以促進高校信息化、網絡化和資源共享的進程，大大降低機房設備的投入經費，機房只需為實際使用的服務付費，不再需要購買大量的硬件設備、本地存儲空間等，不用再不斷升級服務器、升級軟件，不用為其它機房管理和維護的問題而苦惱，從而大大提高了機房的使用率和維護成本。因此，云計算技術在高校機房中的應用能為高等教育提供更好地實訓環境和實訓條件，在保證了高校計算機實踐教學的質量同時，強化了學生的實踐動手能力，能為培養高素質的技能應用型人才提供保障，以更有效的服務地方經濟的發展。

參考文獻

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