云計(jì)算在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的運(yùn)用

邊紅

摘 要：云計(jì)算作為一種以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的新型服務(wù)模式，現(xiàn)成為了網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。云計(jì)算不只是改革計(jì)算機(jī)技術(shù)，更是創(chuàng)新服務(wù)模式，并廣泛運(yùn)用于電子政務(wù)、科研實(shí)驗(yàn)等行業(yè)且運(yùn)用效果突出。對(duì)此，本研究提出在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中引入云計(jì)算，其目的在于積極構(gòu)建高效、維護(hù)便捷的實(shí)驗(yàn)室管理模式。

關(guān)鍵詞：高校;實(shí)驗(yàn)室;云計(jì)算

信息時(shí)代下，高校教學(xué)發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式及管理模式也隨之發(fā)生變化。目前，云計(jì)算、桌面虛擬等新技術(shù)不斷發(fā)展，高校怎樣將這些新技術(shù)運(yùn)用于信息化建設(shè)中，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)室管理水平及教學(xué)質(zhì)量具有重大的作用。高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)可有效避免實(shí)驗(yàn)室管理難點(diǎn)問(wèn)題，增強(qiáng)科研與教學(xué)能力。

一、云計(jì)算技術(shù)概述

云計(jì)算技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)向社會(huì)大眾提供服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò)計(jì)算體系、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存服務(wù)體系。運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)可對(duì)并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)分布式計(jì)算進(jìn)行積極整合，逐步增強(qiáng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力。值得注意的是，云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用期間可基于客戶具體需求，對(duì)資源進(jìn)行綜合整合，確保軟硬件及平臺(tái)中各種資源服務(wù)項(xiàng)目能夠完美地相融合。現(xiàn)階段，在網(wǎng)絡(luò)體系中包含了大量存儲(chǔ)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)額的目的在于把這些項(xiàng)目同模塊相連接，構(gòu)建虛擬資源庫(kù)，為廣大用戶給予更全面、更精細(xì)的服務(wù)。另外，云計(jì)算還具有易擴(kuò)展、可定制線、虛擬化、規(guī)模大等優(yōu)勢(shì)，基于內(nèi)部計(jì)算過(guò)程、存儲(chǔ)過(guò)程構(gòu)建虛擬化體系，虛擬化、迅速傳遞數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效提高了網(wǎng)絡(luò)資源傳輸?shù)陌踩裕畲蠡镁W(wǎng)絡(luò)資源。

二、云計(jì)算在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

（一）整體構(gòu)架

對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)而言，引入云計(jì)算技術(shù)，其架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)層、服務(wù)與管理層、用戶層等。

1、基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層主要包括云平臺(tái)相關(guān)的軟硬件資源，例如服務(wù)器、內(nèi)存、儲(chǔ)存、I/O 接口等，均處于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬資源管理層中[1]。其中，云計(jì)算基礎(chǔ)層硬件設(shè)施為云計(jì)算服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、內(nèi)存等。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)施以互聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)、不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的I/O接口為基礎(chǔ)，積極整合與交換。接下來(lái)，虛擬化處理云平臺(tái)服務(wù)器，科學(xué)合理分配與管理邏輯資源池中的各種數(shù)據(jù)資源，迅速向用戶傳遞所需的數(shù)據(jù)資源。

2、服務(wù)與管理層

云計(jì)算平臺(tái)服務(wù)與管理層，則是多項(xiàng)服務(wù)的提供平臺(tái)，這一平臺(tái)中囊括了身份認(rèn)證、資源管理、客戶管理、計(jì)算服務(wù)、配置管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、權(quán)限管理、性能監(jiān)測(cè)等模塊。同時(shí)，該服務(wù)平臺(tái)能夠基于用戶身份、數(shù)據(jù)需求及具體業(yè)務(wù)為其提供識(shí)別客戶身份、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資源、分配與管理資源等特色服務(wù)。例如，高校教師與學(xué)生可借助計(jì)算機(jī)桌面管理系統(tǒng)來(lái)到服務(wù)與管理層身份識(shí)別程序，一旦獲取了數(shù)據(jù)訪問(wèn)授權(quán)、準(zhǔn)入權(quán)限才可獲得云計(jì)算平臺(tái)數(shù)據(jù)信息。在這一過(guò)程中服務(wù)與管理層中的監(jiān)控軟件，可全方位掃描與控制用戶各種操作，以此來(lái)確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性能。

3、用戶層

用戶應(yīng)用層實(shí)質(zhì)上是云平臺(tái)同客戶對(duì)接的窗口，大多數(shù)情況下以網(wǎng)絡(luò)客戶端或網(wǎng)頁(yè)端口的形式予以存在，主要分為主機(jī)申請(qǐng)、主機(jī)查詢、賬號(hào)登錄、信息檢索等模塊[2]。在這一應(yīng)用層中，廣大用戶根據(jù)相關(guān)提示選擇多種業(yè)務(wù)內(nèi)容，如此便可迅速連接上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，獲取與存儲(chǔ)所需數(shù)據(jù)信息。然而，這一套數(shù)據(jù)傳輸與獲取服務(wù)的過(guò)程，均可使用以上云計(jì)算集群系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。高校云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用架構(gòu)如圖1所示。

（二）云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的云計(jì)算平臺(tái)搭建，主要采取連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)到網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)系統(tǒng)的方式來(lái)達(dá)到有效利用計(jì)算機(jī)資源的目的[3]。本文研究的主要內(nèi)容為某云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與桌面系統(tǒng)，并將如何建設(shè)和管理云計(jì)算平臺(tái)的具體方案給提了出來(lái)。經(jīng)上述分析，我們能夠知曉，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中云計(jì)算平臺(tái)基礎(chǔ)層發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，包括服務(wù)器虛擬化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。某云平臺(tái)桌面系統(tǒng)以基礎(chǔ)層為主要依托，在認(rèn)證客戶身份、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及管理網(wǎng)絡(luò)資源方面均使用到了云計(jì)算虛擬化硬件技術(shù)。

在建設(shè)高校云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室時(shí)，必須細(xì)化部署，將包括云服務(wù)器、操作系統(tǒng)、虛擬化硬件、應(yīng)用軟件等均要涵蓋到[4]。其中的云服務(wù)器集合了多臺(tái)服務(wù)器，既有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所需的硬件設(shè)備包含其中，且還有桌面平臺(tái)用以統(tǒng)一管理的系統(tǒng)。管理人員能夠維護(hù)云計(jì)算服務(wù)器后臺(tái)，利用云平臺(tái)可虛擬化硬件，并優(yōu)化軟件補(bǔ)丁和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)沫h(huán)境。在高效計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生用戶能夠以這一云平臺(tái)桌面系統(tǒng)為媒介，通過(guò)將自身所需的軟件或客戶端給利用起來(lái)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序和平時(shí)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)。云端服務(wù)器為這部分軟件的主要存儲(chǔ)地，一旦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸階段發(fā)生故障，則學(xué)生便可借助云桌面服務(wù)器將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)完成。不僅如此，在更換硬件又或是軟件發(fā)生安全漏洞時(shí)，云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)或者將ARP網(wǎng)絡(luò)防御啟動(dòng)，從而讓計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理效率進(jìn)一步提高，避免虛擬化云桌面系統(tǒng)在運(yùn)行方面不會(huì)受到較大的影響。

三、云計(jì)算在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用效果

（一）節(jié)約建設(shè)成本

應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)使高校機(jī)房建設(shè)中需投入的硬件成本得到了有效節(jié)約。一般來(lái)說(shuō)，硬件成本投入在高校機(jī)房建設(shè)總投入中占到的比例在百分之七十到百分之八十左右，且高校機(jī)房使用效率的高低很大程度上也取決于機(jī)房的硬件水平，同傳統(tǒng)臺(tái)式機(jī)相比，使用云計(jì)算終端的機(jī)器價(jià)格僅僅只有其百分之三十到百分之四十左右，且運(yùn)算能力也比起強(qiáng)得多。如此一來(lái)，學(xué)生在云機(jī)房中，只需使用一臺(tái)電腦就可以登錄云系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)其中的各種高性能資源予以使用。這樣不僅讓學(xué)校大大節(jié)約了在機(jī)房建設(shè)上投入的資金，也促進(jìn)了設(shè)備運(yùn)行效率的提升，便于更好的管理機(jī)房。

（二）提供巨大的資源存儲(chǔ)功能

云計(jì)算數(shù)據(jù)主要在學(xué)校的數(shù)據(jù)中心中存儲(chǔ)，不僅有完善的數(shù)據(jù)備份，且也得到了技術(shù)人員的統(tǒng)一管理，高校教師們?cè)诖嫒∽约簲?shù)據(jù)上就非常方便，不會(huì)再有數(shù)據(jù)被損壞或丟失的擔(dān)心。且從理論上來(lái)說(shuō)，云計(jì)算構(gòu)建的資源庫(kù)能夠提供不受限制的存儲(chǔ)空間，資源庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量也非常大，并能夠根據(jù)用戶需求對(duì)存儲(chǔ)空間做出調(diào)整并適當(dāng)增加，以使信息對(duì)存儲(chǔ)空間的需求得到很好的滿足。

（三）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和文件集中存儲(chǔ)與共享

從某種程度上來(lái)說(shuō)，學(xué)校的數(shù)據(jù)中心即為一個(gè)虛擬資源庫(kù)，此資源庫(kù)中的資源每個(gè)學(xué)院的師生均可共享，如此一來(lái)既將資源分布不均的問(wèn)題很好的解決了，也促進(jìn)了資源使用率的提高。且因?yàn)橘Y源庫(kù)中每一項(xiàng)數(shù)據(jù)均被集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，因?yàn)槠浒踩跃头浅Ｓ斜Ｕ希瑪?shù)據(jù)丟失或感染病毒的情況幾乎不會(huì)再發(fā)生。除此之外，資源庫(kù)不受時(shí)空限制，其可隨時(shí)登錄、隨時(shí)使用，進(jìn)而就讓實(shí)驗(yàn)室的利用率大大提高。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，進(jìn)入信息化時(shí)代，高校計(jì)算機(jī)教學(xué)的主陣地即計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，其建設(shè)水平對(duì)高校育人質(zhì)量影響非常大，通過(guò)對(duì)云計(jì)算予以使用不僅可使教學(xué)資源的應(yīng)用效率大大提升，提高共享程度，也能夠讓實(shí)驗(yàn)室科學(xué)和運(yùn)行的穩(wěn)定得到保證，從而促進(jìn)計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的顯著提高。

[參考文獻(xiàn)]

[1]龔菁.云計(jì)算在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019（31）：94.

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[3]吳凌，吳雨辰.云計(jì)算在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（23）：123.

[4]農(nóng)曉鋒.云計(jì)算在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用探討[J].輕工科技，2018，34（12）：57-58.

（作者單位：北京聯(lián)合大學(xué)師范學(xué)院實(shí)踐教學(xué)中心，北京 100011）