云平臺在高校機房的應(yīng)用與方案設(shè)計探究

崔鵬

（無錫南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇無錫，214026）

0 引言

在社會經(jīng)濟和科技技術(shù)革新發(fā)展中，高校會根據(jù)自身教育管理需求構(gòu)建大規(guī)模的公共機房，這種以計算機為核心的基礎(chǔ)教學(xué)工作和多樣化的機考考試方式，不僅能擺脫傳統(tǒng)單調(diào)無趣的教育管理模式限制，還可以滿足多樣化的教學(xué)要求。現(xiàn)階段，高校機房最常用的系統(tǒng)為PC機，雖然其在實踐應(yīng)用中可以滿足基礎(chǔ)教學(xué)需求，但隨著實踐教育理念的不斷革新，受應(yīng)用先進軟硬件所影響，機房教育管理所面對的壓力越來越大。此時如何合理運用計算機提升機房教育管理效率是高校機房管理人員重點考慮的問題。

1 傳統(tǒng)高校機房管理現(xiàn)狀分析

在我國科技技術(shù)飛速發(fā)展中，各地高校都配備了專業(yè)的計算機機房，其不僅能為教育管理提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，還可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)探究中獲取更多的資料信息，因此在教育革新期間，高校管理人員必須要重視云平臺在機房中的應(yīng)用，注重結(jié)合實踐教育需求完成方案設(shè)計[1]。從實踐角度來看，傳統(tǒng)高校機房管理并不適宜在以云平臺為核心的高校機房中應(yīng)用，原因在于以下幾點：首先，高校公共機房涉及到基礎(chǔ)課程、實驗實訓(xùn)、考試等任務(wù)，因此在運營管理期間所處的環(huán)境較為復(fù)雜，大部分軟件都需要處在各自適宜的安裝運營環(huán)境中，而傳統(tǒng)意義上的計算機管理技術(shù)很難滿足這一要求；其次，各種類型的機房實驗室一般會分布在不同樓層，這就需要進行分散化管控，而傳統(tǒng)意義上的管理模式在維護管控機器軟件時需要處理的任務(wù)量較大[2]；最后，傳統(tǒng)意義上的計算機管理通常會運用硬盤保護卡的方式進行儲存，而安裝軟件就需要同傳硬盤，實際運行效率過低。

2 云機房的原理及平臺架構(gòu)

2.1 原理

云就是指互聯(lián)網(wǎng)上服務(wù)器集中所包含的資源池，而云計算的應(yīng)用原理是指應(yīng)用用戶可以運用網(wǎng)絡(luò)來科學(xué)操縱遠程服務(wù)器群，并根據(jù)實踐需求隨時運用非本地資源池中的服務(wù)，比如說軟硬件、儲存系統(tǒng)、計算機等。云計算技術(shù)在應(yīng)用期間，用戶所需服務(wù)都會利用云服務(wù)提供商進行處理，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)屬于重要載體，而用戶并不需要投入過多的資本來構(gòu)建本地資源，由此控制計算成本和儲存支出。云計算存在公有云和私有云兩種方式，假設(shè)企業(yè)自主購買云技術(shù)設(shè)備并進行部署研究，那么就屬于私有云，實際運行模式如下圖1所示：

圖1 云計算的工作模式圖

2.2 平臺架構(gòu)

云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)包含物理資源、資源池、管理中間件、SOS構(gòu)建這四層，使勁服務(wù)類型，包含基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù)、軟件即服務(wù)三項內(nèi)容。云機房以上述平臺架構(gòu)為基礎(chǔ)，運用了客戶端/云服務(wù)器模式，實際部署的本質(zhì)就是服務(wù)器端[3]。在系統(tǒng)運行期間，可以運用云主機釋放一定數(shù)量的的虛擬機，由此在構(gòu)建虛擬化教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，確保師生可以利用客戶端訪問服務(wù)器上的教學(xué)資源，由此進入虛擬云桌面。比如說，某學(xué)院利用H3C構(gòu)建了云桌面解決方案，在實踐部署了兩個云機房中包含了180臺機，其主要是利用CAS（云計算管理平臺）來對虛擬桌面進行統(tǒng)一管理和控制，具體架構(gòu)圖2如下所示。

圖2 平臺架構(gòu)圖

2.3 應(yīng)用優(yōu)勢

第一，能遠程管控服務(wù)器，并運用服務(wù)器中控制機房所有計算機，假設(shè)出現(xiàn)問題可以遠程操控；第二，一個機房可以構(gòu)成多個模板系統(tǒng)，一臺電腦系統(tǒng)可以對多個系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，比如說考試系統(tǒng)、上課系統(tǒng)、課程實驗等，由此快速應(yīng)對多樣化的工作環(huán)境；第三，在學(xué)生機器上構(gòu)成模板可以直接上傳到服務(wù)器中，而服務(wù)器會結(jié)合學(xué)生機所在的機房，對機房內(nèi)部的所有機器下發(fā)任務(wù)，學(xué)生只需要重啟電腦即可，這樣不僅能提升實現(xiàn)工作效率，還可以強化高校機房管理的質(zhì)量。

3 在高校機房中應(yīng)用云平臺的方向和特征

3.1 硬件需求

私有云云機房的硬件構(gòu)成包含了云終端、云主機、千兆交換機等內(nèi)容。虛擬機會運用網(wǎng)絡(luò)上傳到云終端，促使用戶對云桌面系統(tǒng)進行有效訪問。比如說，某地高校在計算機應(yīng)用和外語學(xué)習(xí)中心構(gòu)建了兩個試點機房，選用了可以千兆通信的六類網(wǎng)絡(luò)線和千兆交換機，以此確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以有效通信[4]。在這一過程中，穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是云機房可以正常運行的基礎(chǔ)條件。同時，所有機房都要利用交換機連接到數(shù)據(jù)中心，由此訪問服務(wù)器集群桌面中包含的云平臺資源，實際網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖3如下所示。

圖3 云平臺的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3.2 軟件方法

云主機會根據(jù)高校教育管理需求，為不同專業(yè)的學(xué)生構(gòu)建多樣化的桌面池，配備適宜的計算機資源，建立優(yōu)質(zhì)的教學(xué)模板。所有軟件的應(yīng)用安裝和測試都要在教學(xué)模板中進行，客戶端也要結(jié)合教學(xué)模板構(gòu)成虛擬系統(tǒng)[5]。H3C云桌面管理平臺運用了云學(xué)堂管理軟件，實踐教學(xué)管理會根據(jù)課程需求，快速轉(zhuǎn)換選擇桌面環(huán)境。所有終端在局域網(wǎng)中的瀏覽器地址欄中輸入http://192.168.10.250就可以登錄云桌面管理平臺界面，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的運行情況，并及時發(fā)送警告信息，從而方便對實際應(yīng)用情況進行跟蹤處理。除此之外，管理人員也可以遠程對多個機房進行開關(guān)和維護管理。假設(shè)現(xiàn)階段的云主機資源已經(jīng)無法滿足應(yīng)用需求，那么學(xué)校就要對云主機進行拓展，實際資源投資需要根據(jù)需求進行調(diào)整。

3.3 系統(tǒng)特征

第一，增強高校機房的安全可靠性。以往高校機房實驗室在出現(xiàn)操作失誤時，必然會引起系統(tǒng)故障，此時直接重啟便會丟失客戶端文件。而利用云技術(shù)平臺和策略配置能讓用戶數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序在數(shù)據(jù)中心有效儲存和備份，此時只需要保障服務(wù)器正常運行即可，這樣既能控制客戶端故障所造成的不良影響，又可以在簡單操作中進入其他終端設(shè)備或還原操作[6]。在這一過程中，虛擬機可以和服務(wù)器相連快速銜接已經(jīng)中斷的工作，而原本數(shù)據(jù)信息都會被儲存在服務(wù)器中，由此強化數(shù)據(jù)信息的操作性和安全性。在云機房中進行高校各專業(yè)上機考試，可以避免因為終端單機出現(xiàn)故障而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失，同時在云機房環(huán)境中，運用客戶端虛擬機技術(shù)可以有效預(yù)防病毒的入侵，從而構(gòu)建安全穩(wěn)定的機房教學(xué)環(huán)境。從整體運行角度來看，一方面集群部署可以在cluster中的物理主機出現(xiàn)問題時，實際運行服務(wù)并不會受單臺主機故障影響停止工作。第二，為教學(xué)管理提供服務(wù)。云平臺軟件平臺可以為高校教師提供便捷，容易理解的界面和技術(shù)功能，比如說控制學(xué)生端的操作環(huán)境、在虛擬桌面中接入服務(wù)器等。在學(xué)生故意中斷網(wǎng)絡(luò)脫離教師掌控時，學(xué)生端界面會在斷網(wǎng)返回操作環(huán)境后無法自動進入，這樣不僅能保障學(xué)生的注意力得到全面集中，還可以有效管控課堂秩序。除此之外，虛擬機還擁有自動還原功能，每次結(jié)束課程教學(xué)可以為后續(xù)專業(yè)指導(dǎo)提供初始化環(huán)境。教師端可以為教師的課堂教學(xué)提供多樣化技術(shù)，具體操作如下圖4所示：

圖4 教師端的操作結(jié)構(gòu)圖

以虛擬教室和屏幕廣播為例，專業(yè)教師在輸入帳號密碼后，可以登錄教師管理端口，此時點擊導(dǎo)航中的菜單項“虛擬教室”就可以直接進入界面。而學(xué)生機終端部署是否成功，實際狀態(tài)會按照縮略圖的方式呈現(xiàn)在界面中。而屏幕廣播功能會利用教師機屏幕畫面提供給學(xué)生機，學(xué)生可以在自己電腦上一邊觀看教師的操作步驟一邊進行本機操作。與此同時，點擊頂部工具欄中的“屏幕廣播”功能開始廣播；點擊教師電腦屏幕上方圖標(biāo)中的廣播按鈕就可以停止廣播。設(shè)計教師端的教學(xué)模式、高級設(shè)計等功能，可以利用窗口化或全屏的模式進行呈現(xiàn)，以此滿足不同條件下的個性化教學(xué)需求。

第三，模塊化管理教育課程。運用云桌面和網(wǎng)絡(luò)控制臺可以對客戶端桌面環(huán)境進行自動化和集中化的管控，機房管理人員可以利用操作系統(tǒng)模板克隆技術(shù)快速構(gòu)建全新的桌面課程。比如說，某地高校所構(gòu)建的H3C云平臺機房在日常教學(xué)期間所構(gòu)建的操作系統(tǒng)會利用虛擬機的鏡像形式來提供服務(wù)。云機房的管理平臺會儲存不同類型的OS版本Image文件，而實際課程構(gòu)建會根據(jù)教學(xué)需求進行構(gòu)建，由此處理操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間存在的兼容性問題，并實現(xiàn)實踐教育目標(biāo)。學(xué)生所運用的客戶端桌面都是以課程模板實時構(gòu)建的，其不僅能保障系統(tǒng)運行具有統(tǒng)一性，也可以避免系統(tǒng)軟件出現(xiàn)故障或受到入侵病毒的危害。機房維護人員可以根據(jù)程序訪問的權(quán)限設(shè)計、桌面集中化管理、數(shù)據(jù)策略等內(nèi)容，構(gòu)建以單一控制點為核心的全方位桌面管理方案。除此之外，課程模板會按照文件的方式進行儲存，由此方便系統(tǒng)進行備份共享。

4 結(jié)語

結(jié)合云平臺管理模式對高校機房進行系統(tǒng)維護，并從不同的應(yīng)用角度和軟件入手，構(gòu)建多樣化的操作系統(tǒng)，可以解決傳統(tǒng)高校機房運行面臨的各項問題，有效控制系統(tǒng)管理維護難度，提升實踐教學(xué)管理水平。因此在現(xiàn)代化教育革新發(fā)展中，各地高校要在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息平臺的基礎(chǔ)上，結(jié)合云技術(shù)有效整合共享多樣化的教學(xué)資源，以此在充分展現(xiàn)云平臺技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，保障實踐教學(xué)資源得到科學(xué)儲存，這樣不僅能豐富專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，還可以為學(xué)生構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境。