云機房部署解決機房使用難題

唐毅

（蘇州科技大學，江蘇蘇州215011）

云機房部署解決機房使用難題

唐毅

（蘇州科技大學，江蘇蘇州215011）

機房是學生必不可少的教學環境，傳統的計算機機房使用頻率較大，教學要求也越來越多樣化，逐漸顯現出了各種問題和弊端。云機房的誕生和推廣，適時地解決了一些問題，逐步成為高校機房的選擇方向。

云機房；高校機房；軟件；硬件

引言

隨著信息化進程的逐步深入，高校教育也勢必會更為重視對于學生計算機使用能力尤其是專業相關軟件使用能力的綜合培養。普通高校計算機機房已經是必不可少的教學環境，但是隨著教學要求的不斷提高，需求的多樣化，使得傳統機房的問題逐漸凸顯。云機房不同于原來的無盤工作站，它的推廣逐步受到各行各業的認可，也逐步在高校中推廣。

1 傳統機房存在的弊端

1.1 硬件使用年限較短

目前，計算機廠商提供的質保基本上是3年，延保基本上能到5年，五年以后計算機試用的問題也就逐漸增多，硬件故障率也會顯著增加，維護成本會顯著提升。即使硬件沒有故障，五年以后隨著系統和信息技術的發展，當時比較適合的硬件配置又會逐步被淘汰，不能滿足新軟件的需求。同時新舊軟件的兼容和升級也會成為機房管理的一大障礙。并且淘汰下來的機房計算機，性能方面下降明顯，重復利用的可能性也不大。因此為保證學生的優質的教學環境，高校公共機房或者專業機房的試用年限基本在5～8年，基本上8年以后又需要進行一次重復的投資，采購、安裝、調試，這基本上已經成為了傳統機房的一個定律[1]。

1.2 計算機硬件資源利用率普遍不高

傳統機房基本上是采用單機系統+網絡共享模式，每個課程每個學生對于機器的需求也是不同的，大部分時間每一臺機器的cpu和內存的使用處于低效率的狀態（cpu平均使用率低于20%）。尤其是一些簡單的操作需求的課程和測試，往往學生只需要簡單的office操作即可完成。這其實在某種程度上是對于機房資源的浪費。因此有的高校將一些破舊機器重組用于滿足基礎操作的學生需求，但是舊機器的運行經常出現死機現象。

1.3 傳統機房能耗大

傳統機房主機能耗相對較高，每一臺獨立的計算機都是能耗點（主機和液晶顯示器的總功耗大約在300W），尤其是剛開始上課的時候，點亮機器時的峰值能耗會特別高，一個80臺機器的機房峰值能耗可能會達到30 kW，極端峰值電流有可能達到15 A，加上機房的空調、點燈等需求，尤其是學生暑期實習，對于機房的試用基本是每天10 h，一個普通機房的能耗確實不小。

1.4 傳統機房故障率高

傳統機房的故障率都是基于單機的，由于U盤的試用頻繁，病毒感染的幾率非常高。雖然目前的傳統機房管理會采用硬件或者軟件還原卡技術避免系統病毒入侵，但是計算機本身系統和硬件的故障，也是不可避免的。需要專業人員到點進行維護處理。從故障申報到故障定位以及原因確認和維護修正，基本上平均一次故障的處理在1～2 h。

1.5 傳統機房適應性差

傳統機房一旦調試運行過后，基本上都不會再對基礎系統進行更新，除非出現大范圍故障。但是教學需求的不斷提高，軟件系統的更新速度也比較快。一些機房為了保證系統的穩定性，至今還在使用很早的Windows XP操作系統，一些新軟件基本無法安裝。但是如果升級又牽涉到硬件性能不足，老軟件無法使用的問題。

1.6 傳統機房環境衛生維護困難

機房是一個人流量相對較大的區域，學生的來去頻繁，自覺性也有所欠缺。加之每一臺機器又有諸多設備，主機、顯示器、鍵盤、鼠標各類電源線數據線交織，成為衛生死角。機房靜電所導致的自動吸塵也是機房環境衛生難以維護的一大困難，基本上一個星期，就能有明顯的浮塵被吸附，既影響衛生，也會影響計算機的性能和使用。

2 云機房部署解決方案

云機房技術的體系結構分為四層：物理資源層、資源池層、管理中間件層和SOA構建層（SOA是Service-Oriented Architecture的縮寫）。在這個體系結構下完成的云技術解決方案能夠向外輸送的服務分為三種類型：將基礎設施作為服務、將平臺作為服務、將軟件作為服務。云機房是基于云技術體系結構開發的提供IaaS（Infrastructure as a Service）服務云計算系統，是將基礎設施作為服務的解決方案。所以云機房主要的部署工作其實是在服務器端即云端。

2.1 硬件需求

云機房采用的是私有云，其硬件組成部分包括：云主機，千兆交換機、云終端。

云主機的硬件需求可以根據客戶端運行需求計算，目前常規的機房配置是cpu四核，內存3G，80個客戶端，則需要約320核cpu和240G內存。我們部署了三臺服務器（cpu 48核、內存160G、高速硬盤500G）做集群。共計144核CPU虛擬出432個虛擬核心，可用于分配給客戶端使用，資源量綽綽有余。

2.2 軟件使用方法

云主機可以創建不同的桌面池，為不同的班級和課程提供定制的上機操作環境，部署不同的教學場景,并為不同的教學場景配置不同的計算機資源,建立教學模板。所有的軟件和應用在教學模板里進行安裝和測試。客戶端在教學模板的基礎上生成虛擬系統，相同的客戶端可以輕松實現教學桌面的切換，并且對于不用的原有資源，會重新上交歸還給資源池，用于新的資源分配，極大提高了云端資源的利用效率[2]。

云端還可以對整體云端資源進行監控,對于具體的使用情況進行跟蹤,針對具體教學需求,及時調整資源分配,保證服務器和客戶端正常運行。因此，穩定且高效的網絡環境，是云機房實現的基礎。我們采用了可以千兆通信的六類網絡線和千兆交換機，保證了網絡的順暢通信。

3 云機房部署后的優勢

3.1 客戶端和服務器端管理靈活

云機房的客戶端和服務器端管理都是可以基于網頁形式的，在任意客戶端或者網絡內計算機都可以對服務器端及客戶端進行監控和管理。極大方便了管理端的操作，并且減少了服務器端的故障率。對于客戶端的虛擬桌面，是基于桌面模板生成，生成后模板處于關閉狀態，虛擬桌面相對獨立，可以進行一些特殊配置，如軟件狗的指向。如果出現故障，及時基于模板的恢復高效而且穩定。

3.2 能耗降低

云機房的客戶端是瘦客戶機或者一體機，瘦客戶機上不承擔運算工作，配置要求比較低，相應能耗也可以得到一定的下降。具體單點能耗在200W以下，整體機房的峰值能耗也得以控制在20 kW之內，筆者在原有80臺機器的傳統機房基礎上，在改變總電源配電系統的情況下（重新布線分配），成功改造成了一個120臺機器的云機房，目前運行正常。

3.3 合理利用系統資源

云機房的運算基本上是在服務器端完成，它可以針對不同的用戶需求定制不同的客戶端資源，合理分配和利用系統資源。對于基礎使用的用戶和對系統要求比較高的用戶都可以采用虛擬機技術實現資源的分配，充分提高了服務器端的資源使用效率，同時還可以對客戶端進行資源的限制，避免因為虛擬機系統故障或病毒導致的搶占其他虛擬機的服務器資源的現象。在初期機房部署的時候，可以根據不同的需求，定制多個桌面場景，適用于不同的教學需求，桌面場景的系統環境，軟件內容甚至包括虛擬硬件資源都可以調整和分配，不啟動該桌面的情況下，系統資源是不被占用的，只有該桌面在使用的時候，云端才會給它分配相應的資源，完成系統運算[3]。

3.4 有效防范病毒

云機房的客戶端是虛擬機技術，虛擬機都是基于同一個系統模板而生成，故障率本身相對就比較低，同時還可以針對虛擬機，以及模板進行修復、更新甚至重新部署。同時，虛擬機本身也可以設定還原功能（包括還原的周期和時間），將病毒的影響控制在了最小的范圍。可以在模板維護、場景編輯、虛擬客戶端等多個層次上的維護，也極大地減輕了機房的維護工作。

3.5 環境清理相對方便

云機房在客戶端采用的是瘦客戶機或者一體機，在部件上少了龐大的主機箱，使用特殊定制的機房桌椅，也可以實現桌面以下極少有零部件，為地面上的灰塵清理提供了很好的基礎。定期的環境清理相對比較方便。

4 結語

雖然云機房在部署和管理上，較傳統機房有比較明顯的優勢，但是也存在著一些不足。比如初期投入成本不低，基本都高于傳統機房。再如虛擬顯卡技術還沒有獲得廣泛推廣，在對顯卡要求比較高的軟件運行方面，性能受影響較大。有些軟件甚至無法正常使用。但是相信在未來的發展和使用過程中，云機房會逐步解決相關問題，受更多用戶的青睞。

[1]胡慧,王輝.云計算技術現狀與發展趨勢分析[J].軟件導刊,2009,8(9):34.

[2]葉若芬,孫書明,孫煦驕.云機房的管理和應用[J].河北工程技術高等專科學校學報,2016(1):39.

[3]朱愛軍.云桌面技術在學院公共機房改造中的應用[J].信息通信, 2016(3):188-189.

（編輯：劉楠）

圖8 鈑金框架固定架的折彎裂口

為了改善方案2存在的問題，采用焊接工藝對四個底角處的折彎裂口進行焊接，焊接后的鈑金框架結構模型再用ANSYS進行應力分析，結果如圖9所示，應力突變的區域沒了，整體應力分布較為均勻，最大應力為24.1 MPa，改善后的方案2，在重量、機械強度和性能都優于方案1。

4 結語

基于ANSYS對機械結構進行靜力分析得到了結構工程師的廣泛應用，本文結合工程實例，利用ANSYS對結構設計方案進行了對比分析，得出合理的分析結果并改善了設計方案，為結構設計提供了一定的理論依據和方法。

圖9 改善后的鈑金框架固定架的應力云圖

參考文獻

[1]王連坡,呂清海.抗惡劣環境加固顯示器設計技術[J].艦船電子工程,2012(9):163-165.

[2]李正網.基于ANSYS的重型貨車車架結構分析和優化研究[D].重慶：重慶交通大學,2009.

[3]張學玲,唐毅,滿佳.基于有限元分析的發電機轉子支架結構優化設計[J].組合機床與自動化加工技術，2009(12):103-106.

[4]徐芝綸.彈性力學簡明教[M].北京:高等教育出版社,2003.

（編輯：王紅霖）

Abstract：Finite elementmethod can accurately calculate the static characteristics of all kinds ofmechanical structure,using ANSYS structure design scheme of a vehicle display different fixed bracket has carried on the static analysis,and according to the scheme brace by the existence of stress concentration improve weak area,the structure design scheme of finding out the best.Analysis shows that by improving the supportnotonly reduce theweight,after themechanical strength and performance have been strengthened.

Key words：finite element;ANSYS;display supporting;structure design

Cloud Com puter Room Room Use Dep loyment Solution

Tang Yi
(Suzhou University of Science and Technology,Suzhou Jiangsu 215011)

Computer room is necessary teaching environment,traditional computer room use frequency is bigger,teaching requirements alsomore and more diversified,showing a variety of problems and disadvantages gradually.The birth of the computer and popularization of cloud-computer room,timely solve the problems,and gradually become the choice of college computer room direction.

cloud-computer room;college computer room;software;hardware

Fixed Supporting Design of Rugged Disp lay for Cars Based on ANSYS

Su Zhongwen,Zhang Ensu,Chen Xiaolong
(No.3 Institute of State-operate Dazhong Machinery Plant,Taiyuan Shanxi030024)

TP308

A

2095-0748(2016)20-0091-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.40

2016-09-16

唐毅（1978—），男，江蘇蘇州人，計算機應用技術碩士，工程師，研究方向：計算機系統部署、攝影測量、GIS應用。