基于區域教育云的學校計算機實驗室規劃

季娜

計算機實驗室（可以稱為端）是校園云最重要的云端部分，其管理繁瑣復雜，工作量大，涉及硬件管理、軟件管理、上機管理等，是一項完整的系統工程。而計算機軟件系統是實驗室管理的重點和難點，管理人員不僅要有較強的責任心，更需要采用先進的技術管理手段和管理理念，探索和建設以云計算為核心技術的新一代實驗室管理系統是實驗室管理的發展趨勢，下面我將從四個方面進行論述。

● 構建終端地址池，實現集中統一管理

當前學校計算機終端數量多，計算機實驗室也很多，型號相對復雜，校園網的建成為實驗室的集中統一管理提供了一個很好的網絡管理平臺。由于計算機終端網卡MAC地址的唯一性，所以可將終端MAC地址全部收集并存放到服務器，由此對終端進行集中統一管理。

● 建立系統軟件云，提高機房響應能力

系統及軟件服務云應包括操作系統、應用軟件及數據存儲分區等，可以定義為云中基礎資源。實驗室將所需要的系統及軟件環境上傳到服務器以鏡像方式存儲在服務器中，作為可向終端提供的基礎服務資源。管理者可通過隨時添加鏡像或者對鏡像更新、刪除等來不斷壯大和優化系統及軟件云，以靈活應對和滿足教學實驗要求。作為計算機實驗室，系統及軟件服務云中的資源屬于公共基礎資源，這個云中的資源僅對實驗室管理者直接開放，由實驗室管理者根據教學實驗和上機需要決定是否提供給終端，并進行管理和維護。

● 建立硬盤模板庫，提高機房管控能力

計算機軟件系統抽象為磁盤、鏡像、策略三個層面，通過對這三個層面的組合和設置來搭建硬盤模板（也可稱之為磁盤鏡像），以此模板來向終端使用者提供服務，并制定哪些終端才可以訪問、使用和下載;對終端的使用進行有效的管控;最大化提升終端設備利用率和可管理性。

1.模板集中化管理

桌面系統采用虛擬技術，在服務器上為各終端或各組創建對應的虛擬磁盤作為終端硬盤模板，由服務器對所有的模板進行集中管理。日常僅需遠程對模板進行管理維護即可。

2.模板積木式搭建

系統采用鏡像和磁盤關聯管理，積木式搭建的模式，為實驗室管理以及提供良好的終端系統軟件環境帶來了極大的方便。根據教學實際需要從鏡像庫中任意添加一個或多個系統鏡像到磁盤中。如果中途根據需要搭建臨時教學環境或者考試系統，可任意添加，且不影響其他的系統，更無需重新安裝系統和重新規劃硬盤。

3.模板策略化管理

對磁盤或其中的系統鏡像根據管理和使用的需要，可設定相應的使用管理策略，如磁盤中的系統顯示/隱藏策略、系統保護還原策略、USB及串并口禁用等。

● 構建云部署服務平臺，實現智能化管理

客戶端通過網絡啟動便可自動選擇對應的硬盤模板（磁盤鏡像）進入系統并使用。磁盤鏡像通過網絡而不是本地硬盤裝載，單個磁盤鏡像在網絡中可被多個客戶端共享訪問，這不是傳統意義上的虛擬化——不存在虛擬化平臺，客戶端首次在裸機上全速運行，采用邊使用邊部署的方式會自動將該模板交付到本地硬盤。

1.按需部署

按需部署的缺點是所有的啟動和應用都必須依賴網絡和服務器，這樣勢必會導致終端啟動和使用效率低下，甚至終端無法運行的情況發生，而計算機實驗教學經常是多人同時啟動電腦、同時使用大型軟件、承擔著各種無紙化考試等特點。這對計算機實驗室而言存在很大的安全隱患，一旦出現意外會釀成嚴重的教學事故，這是實驗室管理者不能承受的。

2.完全部署

這種交付方式很好地保障了大批量終端同時使用時的啟動和運行效率，也杜絕了網絡故障引起的終端無法啟動和使用的安全隱患。按需交付和完全交付兩種方式，都無需實驗室停機停課進行部署維護，且可根據教學的實際需要自由選擇和任意切換。即使選擇了完全部署，也無需一次性部署完畢。只要客戶端開機都將自動增量部署。這不僅提高了機房的使用效率，也提高了機房管理維護工作的靈活性和機動性，將計算機實驗室管理工作量降到了最低。

3.先進的P2P網絡傳輸技術

采用先進的P2P網絡傳輸技術，客戶端不僅能從服務器上下載所需數據，還能從網絡中的其他客戶機上獲取所需的數據。在技術上采用集中式處理與分布式處理相結合的方式，充分利用了網絡帶寬和客戶機的資源，部署的速度快，穩定性好，不因個別機器故障影響整體的部署。同時，針對終端數量巨大，且可能同時需要部署的情況，允許管理者自行決定增加代理服務器集群的模式以實現負載均衡。

基于云計算的實驗室管理系統是一個大的發展趨勢，如何打破傳統手段，采用最新實驗技術，利用校園網平臺，拓展新的實驗室空間，造就一個充滿活力、可持續發展的計算機實驗室，是適應新形勢下教育改革和實驗室建設發展需要的根本問題。盡管基于云計算的實驗室管理系統還處在不斷發展和完善中，在實施和使用過程中也一定會出現各種各樣的問題。但只要我們充分考慮到系統冗余和技術服務能力，在不影響實驗室的正常管理和開放的原則下，可以大膽地嘗試和創新。以便更好地為全校師生提供靈活方便、快速優質的服務，滿足計算機實驗教學的需要。