淺談云計算實驗室建設相關情況

王乃和

摘 要：云計算將帶來生活、生產方式和商業模式的根本性改變，云計算已成為當前全社會關注的熱點。云計算技術從出現到如今，技術層出不窮，大部分理工科類高校都建有自己的云計算實驗室平臺，以開展云計算相關的教學和科研工作。本文從南京特殊教育職業技術學院實際出發，分析云計算實驗室對教學科研工作帶來的益處，討論建設云計算實驗室的必要性并提出自己對云計算實驗室部署的一些想法。

關鍵詞：云計算；實驗室；虛擬化

1 云計算的特點

云計算解決方案涵蓋了網絡、云軟件、計算、存儲四大類產品。在以太網和云計算相關技術基礎上，幫助用戶實現數據中心資源的高效利用、虛擬化環境下的云網融合、自助式云服務和基于混合云理念的資源動態擴展等功能，此外，云計算解決方案還為不同用戶提供了豐富的應用選擇。云計算的優點集中體現在以服務為基礎，可擴展性、彈性、共享、按使用計量幾個方面。

2 我校目前IT現狀及云計算實驗室建設的必要性

我校現在的日常工作開展都離不開信息技術，學校各部門需要配置大量服務器為各自的教學科研工作服務。目前我校仍部分采用傳統的方案，不同部門建立獨立物理網絡、獨立的服務器資源。另外通過網絡、服務器、存儲虛擬化整合信息技術硬件資源、提供了多樣化的教學方式。

云計算的本質是改變IT模式，能夠讓全局的IT資源更靈活、更高效、更經濟的進行統一調配。目前，部分信息化建設開展較早的高校已經完成了數據大集中，正處于虛擬化的階段，通過服務器虛擬化和網絡虛擬化等技術手段，整合了資源，提供了多樣化的教學方式，真正使信息化建設給學校的教學和科研帶來了幫助。隨著越來越多的高校數據中心進入虛擬化階段，云計算也離我們學校也越來越近，構建云計算實驗室成為占領云計算制高點的重要環節之一。

3 云計算在教育平臺技術應用

目前，云計算的建設、管理與開發技術，已經成為產業界和學術界的研究熱點，而培養高素質的云計算專業人才，也成為教育相關機構的重要任務，由于云計算正處在高速發展時期，其技術也處在日新月異，因此需要相關技術人員不斷更新自己的知識。云計算可以分為PaaS、SaaS、IaaS等多個層次，其相關技術涉及集群管理、分布式計算、虛擬化和大數據處理等多個領域，如何使教學與實驗工作能涵蓋眾多層次與領域，成為云計算人才培養中的重要問題。為滿足云計算人才培養過程中的實驗與實踐需求，研發云計算實驗平臺，需要構建開放式實驗環境。

4 云計算實驗平臺的特點

4.1 提供多層次、多種類的云計算實驗支持

首先，平臺能夠對云計算的三個主要層次：PaaS、SaaS、IaaS進行演示和實驗，加深使用者對云計算層次模型的理解。其次，平臺能夠對虛擬化、集群管理、大數據處理和基于云的WEB開發等多種技術內容，提供全面的實驗環境和支撐。最后，云計算實驗平臺可以提供通用和可擴展的教學與實驗資源。一方面滿足不同類型、難度的實驗資源需求，另一方面，可以通過擴容滿足不同規模的實驗需求。

4.2 提供開放性的資源與實驗環境

云計算實驗平臺提供兩種實驗環境，首先是可以將終端部署在機房環境，實現集中管理的實驗環境；其次，可以利用校園網或互聯網接口，實現開放式、在線化的虛擬實驗室，使用者可以進行遠程操作和實驗，提高了實驗平臺的利用率，也提高了平臺的易用性。

4.3 提供高性能、易用、可擴展的云計算教育平臺

云計算本身具備高性能、高可用性和易用等特點，基于云計算技術構建集中管理集群平臺，可以實現有效地教學管理、資源配置和實驗部署等，還可以實現硬件資源的平滑擴展和軟件資源的升級與更新，以及在虛擬化資源之上提供新型的定制實驗內容。

5 實驗室的環境部署

計算實驗平臺采用資源集中部署、平臺集中管理，機房實驗和開放實驗相結合的部署方式，云計算實驗環境以云計算實驗平臺為核心，用云模式集中部署，提供虛擬化資源池，以及多種層次的實驗資源支撐。集中化的管理平臺可以對實驗資源、平臺以及教學與實驗環境進行統一管理，保證平臺管理的可靠性和安全性。實驗平臺通過交換機連接到機房實驗環境，或者通過路由器連接到校園網或廣域網環境，實現開放的實驗環境。

實驗平臺建立在虛擬化的資源池基礎上，可以實現多種虛擬化、并行計算，多種類型的存儲支撐和多種形式的網絡拓撲連接和模擬。利用統一管理的資源池，可以實現大數據、云存儲、虛擬化、云管理、云開發和在線學習等多種功能，從而實現從IaaS到SaaS的多層次、多種類實驗支持。

我們也可以參與云計算高校聯合實驗室合作計劃，這樣通過合作實驗室，可以為學生提供真實教學、實訓環境，解決學生從理論到實踐的過程，提升學生的動手能力和項目操作能力，提高學生的綜合水平和就業能力；可以提高學校中青年教師的學術研究和工程化實踐的項目實施經驗的積累。

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