試談云計算的虛擬計算機實驗室的研究與實現

謝先輝

（湖南財經工業職業技術學院 湖南 衡陽 421002）

1 引言

通過加強在云計算下的虛擬計算機實驗室的構建，一方面能夠有效鍛煉新時代人才的綜合素質與能力，提升實驗的效率與質量，為我國信息化技術的優化與創新提供推進性的力量，并且在信息化時代背景下，社會對信息類的人才的需求迅速擴大，基于云計算的虛擬計算機實驗室也隨之受到了越來越多人的關注。由此可見，對云計算的虛擬計算機實驗室的研究與實現進行探究是十分必要的，具體策略綜述如下[1]。

2 云計算概念

在網絡中的一系列的動態升級與虛擬化的網絡資源共同構建出了云計算系統，傳統的自主計算與效用計算具備自我管理、存儲等功能，而云計算則能夠在滿足自我管理、存儲等功能的前提下利用強大的系統，為大量的用戶提供獲取資源以及分享資源的渠道，并能夠依據每一個人的需求，推送針對性的信息資源等。也就是說云計算囊括了自主計算與效用計算的特點，且在這一基礎上做出了一定的超越。隨著信息化時代的到來以及信息行業的迅速崛起，云計算受到廣泛的關注，以云計算為基礎的虛擬計算機實驗室的構建也面臨著新的挑戰與機會。

3 當前計算機實驗室建設現狀

隨著社會各界對云計算發展的重視，虛擬計算機實驗室的構建得到了切實實施，初步顯露出一定成果，推動了我國虛擬計算機實驗室的建造進程，使我國信息化環境得到一定的優化。但與此同時，一些舊的問題依然存在，為我國計算機實驗室建設帶來了一定阻礙，產生了一系列的負面影響。要緩解當下諸多問題，就必須對當前計算機實驗室建設現狀有一個清晰明確的認識，以下將從幾個方面對此進行分析與研究。

（1）隨著網絡信息更新速度的加快，設備的承載能力逐漸無法滿足信息流通的要求，且在功能上出現了單一問題。為改變這一情況，讓信息技術更好地服務于各行各業，與之相匹配的硬件設備的更新速度循序提升。但與此同時，也帶來了新的問題，硬件設備的加速升級，必然需要伴隨著硬件設備更新換代的問題，這也就造成了基于云計算的虛擬計算機實驗室的運行成本的大幅度上漲，為投資單位帶來了極大的壓力。進而導致部分虛擬計算機實驗室出現了資金有限的情況，不得不放慢設備的更新速度，延長相關硬件的使用時間，甚至出現讓虛擬計算機實驗室的建設被延期的情況。

（2）軟件維護與更新困難。云計算是以虛擬的網絡云作為載體，將龐大的數據計算處理程序嵌入其中，并依據不同的職能劃分為不同的小的程序系統，而后依據實際的服務器的組成、系統的構建要求等對這些小程序進行分析與調整，滿足不同用戶的不同需求。由此可見，計算機元計算的復雜性，所以在計算機方面的專業也劃分成不同的具有針對性的組成部分。在這一基礎上，虛擬計算機實驗室想要發揮價值，就必須具備能夠滿足不同類型的計算機專業的需求的能力，呈現出多樣化的特點。針對這一訴求，在以往的虛擬計算機實驗室構建上，大多會為每一個機位上配備多個操作系統，讓其能夠適應不同的專業對系統的不同需求，進而達成同時滿足多個專業的訴求的目的。但在實際的操作與應用中，由于機械設備的等級問題以及安裝系統過多等問題，時常會導致系統崩潰的情況的出現，極大地影響了各個專業的學生的學習效率與質量，讓虛擬計算機實驗室在設備的維護與管理上面臨對著巨大的困境，無法呈現出優質的教學效果。

（3）實驗數據存儲受限。硬件保護卡與還原軟件的相關措施，是當下我國虛擬計算機實驗室中最為常用的計算機保護途徑，能夠通過還原計算的系統等方式使計算機規避病毒的危害，從而讓計算機維持在相對穩定與安全的狀態下運行。但這一舉措也讓計算機的應用出現了一定的弊端問題，學生在利用虛擬計算機實驗室展開相應的學習時，無法讓實驗記錄保存較長的時間，進而導致學生在實驗的過程中時常會出現實驗數據記錄不及時，而導致實驗的整體過程的記錄信息呈現出斷斷續續的情況，為學生的虛擬計算機實驗學校帶來了極大的困擾，在一定程度上減弱了學生對計算機行業的熱情，不利于教學效果的呈現。

4 云計算在高等院校虛擬計算機實驗室建設中的優勢

云計算不同于傳統的計算模式，其能夠通過對虛擬技術的利用，讓虛擬計算機實驗室的建設以及維護成本大幅度降低，極大地減輕了虛擬計算機實驗室的運行壓力。與此同時，云計算還能夠在這一基礎上，使系統的更新速度加快，解決維護與更新困難的問題，有利于虛擬計算機實驗室的長期有效發展。經過分析與整合，以下將從多個方面對云計算在高等院校虛擬計算機實驗室建設中的優勢進行分析與研究。

4.1 降低實驗室建設中的軟硬件投入成本

云計算降低了計算機專業在虛擬計算機實驗室中對計算機的硬件需求的門檻，使得用戶只需要通過市面上基礎性的計算機設備，就能夠進入Internet的接口，并通過與本地資源差距較小的方式在“云端”使用云計算系統中提供的資源信息，為用戶帶來了極大的便利，使得信息資源的分享與傳遞的速度大幅加快。

4.2 減輕實驗室軟硬件維護與更新的壓力

云計算具有較強的聯合性，是能夠為基礎設備、網絡平臺以及相關的軟件搭建起相互通行的平臺，讓這三方同時為用戶服務，從而使得用戶只需要接入云端就能夠實現對軟件的更新、對基礎設備的維護等目的，有效地規避了過于頻繁的硬件維護與軟件更新的工序，極大地減輕了虛擬計算機實驗室與網絡系統的運行壓力，使得虛擬計算機實驗室的良性影響力被有效提升。

4.3 實現實驗數據的海量儲存與自由訪問

在虛擬計算機實驗室建設過程中，會產生大量的數據信息，如果對這些數據信息以及相關的實驗記錄無法妥善處理，將會導致虛擬計算實驗的效果大大降低，極大地影響了實驗數據的準確性。而云計算的虛擬計算機實驗室的建設則能夠有效解決這一問題，利用云計算的海量儲存與自由訪問的功能，滿足用戶對實驗數據的存儲以及多種信息資源的訪問需求，為虛擬計算機實驗室中多種實驗活動的開展提供支持。并且用戶還能夠依據用戶名在不同的瀏覽設備上隨時隨地打開查看實驗數據，為實驗的效率與質量的提升奠定堅實的基礎，有利于我國計算機行業的快速發展。

5 基于云計算的高等院校虛擬計算機實驗室的建設

5.1 構建思想

云計算的本質是一種超級計算系統，以網絡作為主要的載體，具有多樣化的功能，能夠滿足不同用戶的不同需求，并且通過強大的計算系統，發揮資源定制的優勢，讓用戶的相關操作更為便捷，帶給用戶全新的體驗感受。但若使云計算的虛擬計算機實驗室發揮上述優勢，管理人員還需積極提升自身水平，加強在云計算系統上的思想構建，結合實驗室當前的情況以及學生的根本需求，制定一定的建設計劃，為虛擬計算機實驗室相關活動的開展，提供軟件、平臺、基礎設備三方的服務，進而保障學生能夠快速獲取相關的虛擬實驗資源，在較短的時間內完成相應的實驗任務，并將部分實驗資料與他人共享，逐步搭建出一套完備的體系，達成云計算的虛擬計算機實驗室的優化目的，以產生更多的研究成果。

5.2 基于云計算的虛擬計算機實驗室模型構建

基于云計算的虛擬計算機實驗室模型由不同的層次所構成，分別是物理資源層、虛擬資源池、云管理層、云客戶端。這4個部分構建的最終目標是為用戶提供更為便捷的、高效的服務。要使云計算的虛擬計算機實驗室的研究具備切實的意義，依據實驗室的實際情況，基于這4個層次的云計算的虛擬計算機實驗室模型的構建是必經之路，以下將對實驗室模型構建的具體方法進行探究。

5.2.1 物理資源層

物理資源層是由計算機、儲存器以及相關的通信裝置共同組建而成的，是在現實世界能夠得到具體化的體現，進而稱之為物理資源層。物理資源層以網絡作為連接線，將不同種類的信息上傳，在網絡平臺上進行計算、儲存等方面的資源共享與交流。在這一過程中，虛擬計算機實驗室應當利用區域網內部設備，加強在服務器、交換機、工作站等方面的建設，并將多個設備相互連接，構建出網狀的結構，形成物理資源層的云結構，進而為基于云計算的虛擬計算機實驗室模型的構建提供支持的力量。

5.2.2 虛擬資源池

虛擬資源池不能夠抵消掉物理資源帶來的復雜性弊端問題，讓物理資源擁有轉化為邏輯資源的機會。因此，為提高資源的利用率，應當對虛擬資源池層次的構建重視起來，加強對物理資源的集中分析，以及位置與實物之間的關系的研究，使得虛擬資源池的環境能夠得到進一步的優化。

5.2.3 云管理層

云管理層在云計算的虛擬計算機實驗室模型中占據了極為關鍵性的位置，建設人員應當對此重視起來，加強對管理系統的優化，使其能夠更好地發揮數據管理、數據維護等功能，保障系統數據的安全性，提供更為安全的虛擬計算機實驗室環境。

5.2.4 云客戶端

在云客戶端部分的構建上，建設團隊應當利用云計算加強對標準的WebService服務模式的構建，使得研究人員能夠依照實際的實驗項目的需求，對SaaS平臺進行控制，并且使系統的運行更具規范性，規避對其他用戶的負面影響[2-3]。

6 結語

綜上所述，在新時代背景下，我國的云計算技術得到了顯著提升。但與此同時，新的挑戰也隨之產生，相關單位應當對這一新型的服務模式重視起來，加強以云計算為基礎的虛擬計算機實驗室的研究，以帶來更多的積極影響。