基于云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭雅　柳青

摘要：云計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展，但云計(jì)算相關(guān)技術(shù)人才卻很缺乏，高校應(yīng)該重視這方面人才的培養(yǎng)。文章詳細(xì)介紹了基于云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以搭建真實(shí)的云計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景。學(xué)生通過(guò)云計(jì)算實(shí)訓(xùn)中心專(zhuān)業(yè)的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)后，完全可以勝任企業(yè)、政府、教育等客戶(hù)信息化的建設(shè)、維護(hù)等工作，還可以就業(yè)于云計(jì)算系統(tǒng)集成及方案設(shè)計(jì)單位。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；云終端；虛擬化；存儲(chǔ)；實(shí)訓(xùn)室；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：G647 文章編號(hào)：1009-2374（2015）21-0011-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.006

1 概述

云計(jì)算行業(yè)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)更新與多年的經(jīng)驗(yàn)積累后，目前各方面都處于成熟階段。云計(jì)算在目前我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)行業(yè)中堪稱(chēng)為應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)新的一個(gè)熱點(diǎn)，是我國(guó)IT應(yīng)用方式變革和信息技術(shù)改革的重要支柱。在國(guó)內(nèi)大量的企業(yè)單位正逐步將自己的IT系統(tǒng)從傳統(tǒng)架構(gòu)向“云”架構(gòu)遷移，越來(lái)越多的用戶(hù)正在享受“云”服務(wù)帶來(lái)的便利。隨之而來(lái)的是IT基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用模式的革新，這對(duì)企業(yè)單位的信息部門(mén)來(lái)說(shuō)，既是提升自我價(jià)值的機(jī)會(huì)，也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。其中，國(guó)內(nèi)云計(jì)算相關(guān)技術(shù)人才的匱乏已是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的事實(shí)。

在過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)，為了滿(mǎn)足信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)多數(shù)高校、職業(yè)院校開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)通信相關(guān)專(zhuān)業(yè)，就目前就業(yè)形勢(shì)和人才市場(chǎng)需求來(lái)看，畢業(yè)生的就業(yè)狀況不容樂(lè)觀(guān)。根據(jù)我國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)的調(diào)查報(bào)告顯示，我國(guó)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率相對(duì)很低，而且從事與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)工作的畢業(yè)生僅占一半左右，且從業(yè)時(shí)間一般都在三年左右，由于目前計(jì)算機(jī)市場(chǎng)人才飽和，大多數(shù)相關(guān)人員從業(yè)三年后相繼轉(zhuǎn)行，從事與其專(zhuān)業(yè)不相關(guān)的其他行業(yè)。之所以出現(xiàn)以上現(xiàn)象，其根本原因在于學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)不能與時(shí)俱進(jìn)，不能適合當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的需要。通過(guò)以上闡述，擺在高校面前的主要問(wèn)題是進(jìn)行課程改革。其實(shí)施方式：更改現(xiàn)有教材，使其教學(xué)內(nèi)容與目前云計(jì)算或者無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技的發(fā)展相結(jié)合，學(xué)校利用本校實(shí)際情況搭建真實(shí)的云計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景，使得教學(xué)與實(shí)踐有效的相結(jié)合。真正實(shí)現(xiàn)了“產(chǎn)學(xué)對(duì)接”。學(xué)生通過(guò)云計(jì)算實(shí)訓(xùn)中心專(zhuān)業(yè)的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)后，完全可以勝任企業(yè)、政府、教育等客戶(hù)信息化的建設(shè)、維護(hù)等工作；還可以就業(yè)于云計(jì)算系統(tǒng)集成及方案設(shè)計(jì)單位。

2 云計(jì)算的應(yīng)用

2.1 云物聯(lián)

“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，這里有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶(hù)端延伸

和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。

2.2 云存儲(chǔ)

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算（cloud computing）概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念，是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類(lèi)型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。

3 基于云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室結(jié)構(gòu)

根據(jù)主流云實(shí)訓(xùn)中心理念架構(gòu)，按照模塊化的設(shè)計(jì)思想，云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室結(jié)構(gòu)如圖1所示：

云實(shí)訓(xùn)中心依據(jù)業(yè)務(wù)屬性，共分為四個(gè)功能區(qū)：

3.1.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)：本次共建設(shè)8個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生學(xué)習(xí)云實(shí)訓(xùn)中心課程內(nèi)容和實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)課程的區(qū)域，根據(jù)每組學(xué)生數(shù)量配置終端（云桌面瘦終端）。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備區(qū)：放置云實(shí)訓(xùn)中心實(shí)驗(yàn)設(shè)備的區(qū)域，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和虛擬化軟件，所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均運(yùn)行在該實(shí)驗(yàn)設(shè)備區(qū)內(nèi)。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)管理區(qū)：老師管理區(qū)和演示區(qū)，負(fù)責(zé)演示實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容并對(duì)所有實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)設(shè)備做監(jiān)控和管理。

3.1.4 應(yīng)用區(qū)：在實(shí)訓(xùn)中心的機(jī)房部署云桌面應(yīng)用區(qū)，實(shí)現(xiàn)所有上網(wǎng)的機(jī)器瘦終端化，與傳統(tǒng)PC的建設(shè)方式相比有如下好處：可以簡(jiǎn)化機(jī)房PC的管理維護(hù)工作量，節(jié)約信息化建設(shè)成本，節(jié)約IT建設(shè)的能耗。同時(shí)支持每個(gè)學(xué)生終端進(jìn)行項(xiàng)目式的實(shí)訓(xùn)，8組學(xué)生可同時(shí)搭建云平臺(tái)，做云的應(yīng)用與實(shí)訓(xùn)，學(xué)生終端可同時(shí)進(jìn)行操作，真正意義上實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)操作的目的。

3.2 云（虛擬化）系統(tǒng)

云計(jì)算實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用行業(yè)主流的虛擬化技術(shù)，通過(guò)Citrix、VMware、Microsoft等主流廠(chǎng)商對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)、交換機(jī)等硬件設(shè)備進(jìn)行虛擬化。學(xué)生可以通過(guò)對(duì)這些IT基礎(chǔ)設(shè)施的“云化”與“智能化”改造，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有異構(gòu)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)乃至虛擬化軟件資源的資源池化，通過(guò)虛擬資源完成網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算的能力及要求，從而有效降低IT基礎(chǔ)設(shè)施TCO（Total Cost of Ownership總擁有成本），并提升核心業(yè)務(wù)應(yīng)用部署與生命周期管理的敏捷性。

云桌面業(yè)務(wù)應(yīng)用的硬件系統(tǒng)包括了機(jī)柜、存儲(chǔ)設(shè)備、機(jī)架服務(wù)器、接入交換機(jī)及匯聚交換機(jī)以及防火墻和安全網(wǎng)關(guān)等安全設(shè)備，學(xué)生可使用云端或其他移動(dòng)終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登陸到虛擬機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)配置。

3.3 存儲(chǔ)（存儲(chǔ)池）實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

存儲(chǔ)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要由學(xué)生終端、存儲(chǔ)管理軟件客戶(hù)端、存儲(chǔ)管理軟件、存儲(chǔ)陣列、應(yīng)用服務(wù)器五部分組成，如圖2所示。存儲(chǔ)管理軟件將存儲(chǔ)陣列上的磁盤(pán)分割成為每4塊磁盤(pán)一組的磁盤(pán)組，每小組學(xué)生共用一組磁盤(pán)，在這組磁盤(pán)上學(xué)生可以對(duì)其進(jìn)行配置和操作，學(xué)生小組之間互不影響。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用兩套電信級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)搭建一個(gè)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)境模擬現(xiàn)實(shí)生活中的網(wǎng)絡(luò)信息中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)生能夠通過(guò)管理軟件來(lái)對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的管理和控制。管理軟件連接這學(xué)生終端和存儲(chǔ)系統(tǒng)，學(xué)生能夠在圖形化界面上對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行管理，進(jìn)行RAID等級(jí)的選擇、新建主機(jī)、主機(jī)與存儲(chǔ)單元的映射，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的架設(shè)。教師通過(guò)教師機(jī)來(lái)收集學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核，不但有利于教師在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行管理，還可以輕松獲取學(xué)生所做的數(shù)據(jù)，把握整個(gè)實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效果。

通過(guò)存儲(chǔ)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)終端啟用存儲(chǔ)管理軟件客戶(hù)端，圖像化界面上進(jìn)行操作。存儲(chǔ)管理軟件主動(dòng)記錄客戶(hù)端上的操作步驟，將操作步驟記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)表中。存儲(chǔ)管理軟件向下和存儲(chǔ)陣列相連接，將學(xué)生的操作翻譯成相應(yīng)的命令發(fā)送至存儲(chǔ)陣列中，使學(xué)生能夠?qū)ζ渌鶎俚拇疟P(pán)組進(jìn)行相應(yīng)的操作和配置。在學(xué)生對(duì)存儲(chǔ)陣列配置完成后，需要將存儲(chǔ)陣列上的LUN映射到應(yīng)用服務(wù)器上，學(xué)生可以通過(guò)遠(yuǎn)程登錄應(yīng)用服務(wù)器來(lái)對(duì)存儲(chǔ)陣列上的存儲(chǔ)空間進(jìn)行操作。存儲(chǔ)陣列映射到應(yīng)用服務(wù)器是一個(gè)遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器并完成存儲(chǔ)空間與服務(wù)器的映射過(guò)程，在這一過(guò)程中學(xué)生能夠掌握一整套服務(wù)器與存儲(chǔ)陣列的虛擬化映射知識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中除了能夠?qū)Υ鎯?chǔ)陣列進(jìn)行配置操作外，還能夠通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器對(duì)存儲(chǔ)陣列上的存儲(chǔ)空間進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)將進(jìn)一步填補(bǔ)學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信等相關(guān)專(zhuān)業(yè)在云計(jì)算實(shí)踐教學(xué)的空白，更好地實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)對(duì)接”，推動(dòng)學(xué)校開(kāi)展云計(jì)算方面的實(shí)踐教學(xué)，幫助學(xué)生更好地了解云計(jì)算的基本概念與解決方案、掌握云計(jì)算的基礎(chǔ)平臺(tái)部署、云資源的部署；掌握云計(jì)算虛擬機(jī)的部署、云計(jì)算的高可用性部署；掌握云計(jì)算的EVB部署、云服務(wù)部署；掌握云計(jì)算產(chǎn)品的維護(hù)，從而幫助學(xué)生在就業(yè)環(huán)節(jié)中占據(jù)更多先機(jī)。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：2014年廣東省高職教育重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：郭雅（1980-），男，廣東惠州人，廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；柳青，男，廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院教授，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)帶頭人，全國(guó)優(yōu)秀教師，廣東省南粵教書(shū)育人優(yōu)秀教師，廣東省職業(yè)技能鑒定優(yōu)秀專(zhuān)家。

（責(zé)任編輯：周 瓊）