用云計算技術建設高效教學機房

林長海

（廣州南洋理工職業學院，廣東 廣州 510925）

隨著信息時代的來臨，信息化已經遍及所有行業，大學所學的課程內容也融合了信息化的內容，同時傳統的教學方式已經開始轉變，多媒體教學、機房上機實踐教學等成為現代教學方式，特別是高職院校或理工科類課程，課程基本上都需要上機進行實踐教學，通過上機實踐操作，領會教學內容，提高學生的實踐動手能力。不少學校都建設了大量的教學機房，成立了管理部門。由于課程內容對機房的需求不斷更新，很多學校存在機房維護人員不夠、硬件設備很快老化、軟件安裝不及時、系統安全性等問題。我們要如何解決機房教學建設、管理中存在的問題，優化教學環境，提高機房的使用率，滿足教學需求？

1 傳統教學機房存在的問題

經過深入實踐調查，綜合機房管理員、老師、學生的反饋，傳統教學機房存在如下問題：

1.1 教學機房硬件設備使用周期短，3-5年必須更新設備

由于教學軟件版本的升級，而且硬件設備頻繁使用出現老化，造成運行不穩定，這樣使得學校3-5年都必須對教學機房進行硬件升級甚至是整個機房設備更換，增加了教學設備的投入。

1.2 教學機房系統容易感染病毒及木馬程序，信息安全性差

教學機房作為公共使用機房，學生一般都自行帶有存儲器進行資料的調用、保存。由于病毒、木馬等變異升級，教學機房如無法及時安裝、升級防病毒軟件，系統很容易被病毒、木馬感染，甚至破壞系統，最嚴重可能造成整個機房網絡癱瘓、設備無法正常運行。

1.3 教學機房多應用，軟件需求復雜，信息存儲容易丟失

很多學校的教學機房是多專業課程共用，一臺計算機上安裝不同的系統或應用軟件，不同的課程軟件需配置不同的使用環境，有時容易造成軟件使用沖突，同時由于設備共用，一臺設備存在不同的人使用，容易造成個人存儲的信息丟失。

1.4 教學機房維護工作量大，維護難度大

機房管理人員除了要對機房出現故障進行及時的維護，同時還要根據教學課程所需安裝操作系統、應用軟件。管理員一般需要管理的計算機臺數在180臺-240臺，機房的維護量大，特別是計算機老化所出現的故障，增加了維護的難度。

2 云計算技術的教學機房建設

2.1 云計算與桌面云的概念

云計算概念是由美國谷歌公司提出，是一種網絡應用模式。這種模式為用戶提供可用、可定制、便捷的網絡訪問，進入可配置的虛擬服務器資源共享池（資源包括服務器、應用軟件、服務等），這些資源能夠被快速使用，而且管理工作簡單便捷，或與服務供應商進行很少的交互。

桌面云就是指將用戶所需的桌面應用環境部署到云計算中心，用戶端只需通過瘦客戶終端或其他任何與網絡相連的設備，通過專用程序、瀏覽器，可以使用部署在虛擬服務器上和傳統個人電腦一樣的各種服務。

所以教學機房的建設應圍繞著桌面云、云計算中心建設展開，通常桌面云也稱為虛擬桌面。

2.2 整體架構設計

系統由云計算中心、用戶終端構成。用戶終端通過網絡鏈接可以實時訪問云計算中心的各種虛擬資源，云計算中心虛擬資源可以為不同用戶提供所需服務。

圖1 整體架構

2.3 云計算中心架構

云計算中心架構分為應用服務和平臺管理兩大部分。在應用服務方面，主要為用戶提供各種基于云服務，包含3個層次：基礎設施即服務IaaS、平臺即服務PaaS、軟件即服務SaaS。

SaaS(軟件即服務)，是指用戶獲取所需軟件服務的一種形式。用戶不需要將軟件產品安裝在自己的電腦上，而是按某種服務協議通過網絡直接向產品提供商獲取自己所需要的、可用的、有相應軟件功能的服務。PaaS(平臺即服務)，是指將一個完整的計算機平臺環境，包括設計、開發、運行和托管等，都作為一種服務提供給用戶。IaaS(基礎設施即服務)，是指用戶可以使用云計算技術來遠程訪問虛擬服務資源，這包括計算服務、數據存儲以及虛擬化技術所提供的相關服務功能。無論是終端用戶、SaaS提供商還是PaaS提供商都可以從基礎設施服務獲得應用所需的服務，無需對基礎設施軟硬件進行相應的投資建設。

在平臺管理方面，主要建立運維監控平臺，它的功能是確保整個云計算中心能夠安全、穩定地運行，資源合理分配，并且能夠被有效管理。

圖2 云計算中心架構

3 云平臺教學機房的優勢

3.1 統一部署、維護便捷

傳統的機房需要對每臺電腦進行獨立維護，桌面云改變以往的方式，通過集中管理，機房管理人員只需要在云計算中心就可以完成所有的管理維護工作，包括軟件安裝、升級補丁、文件分發等等，大大減少了維護工作量。

3.2 終端硬件配置需求低，實現節能，節省設備維護經費

桌面云的運行主要是集中在云計算中心，而客戶端只需低配置的終端或在原有已淘汰的主機上安裝客戶端連接到虛擬服務器就能實現，終端只是顯示云計算中心反饋運行的結果。學生端如果是采用瘦客戶機終端，整個機房的電能功耗將減少，降低機房的運行成本。由于終端硬件的配置需求低，也延長老舊機器繼續使用的年限，節省設備維護經費。

3.3 快速建立不同的桌面系統環境

在不同專業班級上課中，教學機房往往需要用到不同桌面系統環境，桌面云可以讓學生在訪問不同的虛擬桌面系統，并可以在不同系統間靈活切換。

3.4 數據集中存儲、災難恢復快，安全有保障

桌面系統環境都是托管在云計算中心，用戶終端只是一個顯示設備。即便學生在桌面系統中保存了數據，該數據也仍然是存儲在云計算中心。當災難發生的時候，可以迅速恢復所有托管桌面，保障了數據安全。

3.5 方便擴展升級、遠程接入

機房的擴展升級主要是對云計算中心硬件進行升級更新，桌面云的托管桌面還可以支持使用各種終端設備接入，而網絡訪問的方式為學生提供了非常靈活接入方式，只要有網絡的地方，學生都可以通過網絡進入到上課學習的教學環境來實踐操作。

4 評估建議

4.1 建設原則

云平臺的前期建設是通過了解機房現狀、明確建設目標進行調研評估，可以完成項目計劃，云平臺硬件、軟件和性能相關信息，方案建議書等，稱為評估階段。在前期階段的基礎上，完成基礎架構設計、部署實施規劃、運行維護規劃、驗證規劃，稱為設計與規劃階段。最后為部署與驗收階段，完成項目的部署、運維管理及項目驗收。

4.2 云平臺的選型

目前，市場上我們熟知的IT巨頭都有自己的虛擬化解決方案，比如微軟、思杰、VMware等，而國內也有華為、深信服、云巢科技等，同時開源主流系統也有Eucalyptus、CloudStack等，如何選擇云部署及管理軟件呢？毫無疑問，云部署及管理軟件是整個平臺的基礎，也是核心，所以部署簡單和操作方面是重點，要考慮平臺功能是否豐富且擴展性強、高可靠性與安全性。

5 總結

本文重點對傳統機房存在的弊端進行分析，提出用云計算技術建設高效教學機房，并通過技術途徑、優勢、評估建議進行詳細的闡述。隨著云計算技術的發展，建設高效云教學機房將是未來發展趨勢，將進一步推動校園信息化建設民。

［1］章宇.基于云計算的高校公共機房管理模式研究[J].無線互聯科技，2013（10）.

［2］丁鐵.云概念下高職院校公共機房運維模式的構建[J].中國教育信息化：高教職教，2013（12）.