張倩

新鄉(xiāng)學(xué)院

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，大家對(duì)網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算機(jī)的計(jì)算量和數(shù)據(jù)處理存儲(chǔ)的能力要求也越來(lái)越大。往往人們都是依靠購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的設(shè)備來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)計(jì)算的能力和數(shù)據(jù)處理存儲(chǔ)的需求，導(dǎo)致成本偏高，資源的大量消耗過(guò)于浪費(fèi)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)光纖的快速提升，云計(jì)算機(jī)的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。云計(jì)算機(jī)擁有虛擬化、分布式存儲(chǔ)以及資源管理等特性，使用現(xiàn)有的資源、龐大的計(jì)算處理能力以及超大用量的存儲(chǔ)能力，能較好的對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行集中管理、控制和維護(hù)，達(dá)到減少資源浪費(fèi)的目的[1-2]。

1.校園計(jì)算機(jī)終端管理系統(tǒng)的技術(shù)選擇

在學(xué)校、實(shí)驗(yàn)室、教室、學(xué)生宿舍、電子閱覽室這些場(chǎng)所統(tǒng)一配置計(jì)算機(jī)，如果使用比較普通的PC獨(dú)立配置，那么維護(hù)管理的工作量就非常大，而故障的出現(xiàn)大多都是因?yàn)閼?yīng)用軟件和操作系統(tǒng)。在這種情況下，為了減少維護(hù)和管理的工作量，一般都是安裝殺毒軟件來(lái)防護(hù)病毒，還可以利用還原精靈、虛擬桌面、桌面管理器、虛擬磁盤(pán)、加強(qiáng)內(nèi)網(wǎng)安全等技術(shù)手段。但是這些技術(shù)還是各有優(yōu)缺點(diǎn)，維護(hù)工作中相對(duì)來(lái)說(shuō)工作量較小的就是虛擬桌面和虛擬磁盤(pán)。虛擬桌面是在本地終端上安裝耗能比較低的操作系統(tǒng)客戶(hù)端，使用非常方便，也可以在智能手機(jī)和平板電腦以及便攜式移動(dòng)設(shè)備上安裝，使用桌面遠(yuǎn)程連接，可和安裝了虛擬應(yīng)用的計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，輸入和輸出主要靠本地終端設(shè)備，即遠(yuǎn)程桌面操作+虛擬化服務(wù)器，RDP/SPICE//ICA也是最主要的遠(yuǎn)程桌面協(xié)議，由于虛擬化技術(shù)為被廣泛運(yùn)用的時(shí)期都是使用物理機(jī)作為服務(wù)器終端，在云計(jì)算機(jī)快速發(fā)展的時(shí)代，VDI被大量單位廣泛推廣運(yùn)用。這種LINUX/IOS/ANDRRIOD/WINDOWS的優(yōu)勢(shì)在于操作系統(tǒng)豐富簡(jiǎn)單，適合在便攜式移動(dòng)設(shè)備上使用和辦公，不被辦公場(chǎng)所束縛，這種虛擬技術(shù)可以在任何環(huán)境靈活設(shè)置，可以進(jìn)行各種教學(xué)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等[3-4]。因?yàn)檫\(yùn)行過(guò)程中都是使用云端在處理計(jì)算大量數(shù)據(jù)，包括圖形圖像、影音視頻、特殊終端接入，造成服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行壓力較大，雖然成本比較低，但是效果也不是很好。一些運(yùn)用這種技術(shù)的單位由于前期測(cè)試和方案制定不完善，導(dǎo)致項(xiàng)目不成功或者使用效果不佳。磁盤(pán)的虛擬技術(shù)是將磁盤(pán)全部集中到服務(wù)器，這種方式主要用于局域網(wǎng)終端和種類(lèi)不多、運(yùn)用類(lèi)型不復(fù)雜的終端環(huán)境下，根據(jù)不同的需求選擇不同的應(yīng)用模塊和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同的教學(xué)應(yīng)用互相切換。在電源突然斷電或者電源關(guān)閉的情況下，只有改變的東西丟失，原有的系統(tǒng)不會(huì)改變，平時(shí)只需要對(duì)模塊進(jìn)行維護(hù)，沒(méi)有其他的軟件維護(hù)工作，大大減少了工作量，當(dāng)硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，只需替換其故障硬件即可。虛擬磁盤(pán)技術(shù)的本地終端不需要安裝操作系統(tǒng)和硬盤(pán)，因此被稱(chēng)為無(wú)盤(pán)工作站。這種設(shè)置方式十分適合教學(xué)桌面的大面積部署。

2.基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建校園計(jì)算機(jī)終端管理系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

當(dāng)校園內(nèi)教室、宿舍等場(chǎng)所配置計(jì)算機(jī)時(shí)通常會(huì)面臨一些問(wèn)題，例如計(jì)算機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障如何解決，如何使公用計(jì)算機(jī)穩(wěn)定而高效的工作等。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用環(huán)境與學(xué)校教室、宿舍等場(chǎng)所配置計(jì)算機(jī)的應(yīng)用環(huán)境不一樣。因?yàn)檫@類(lèi)場(chǎng)所所需計(jì)算機(jī)的數(shù)量通常都具有不確定性，同時(shí)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)量又往往是風(fēng)暴式的。為了確保課程的正常的進(jìn)行，必須按照計(jì)算機(jī)運(yùn)行的極限狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì)，所以對(duì)于宿舍等場(chǎng)而言，服務(wù)器資源的真正利用率相對(duì)就會(huì)很低[5]。因此，若能在資源中配置多臺(tái)服務(wù)器的群集，利用負(fù)載均衡的手段可以對(duì)資源配置進(jìn)行合理調(diào)整。

例如，某校宿舍樓工5棟，如果為每間宿舍配一臺(tái)電腦，需要約700臺(tái)電腦，某棟樓都有一個(gè)VLAN，另外還有教師和閱覽室需要大約100臺(tái)電腦。系統(tǒng)操作人員在宿舍區(qū)進(jìn)行了部署測(cè)試，系統(tǒng)具體的構(gòu)建方案如下：配置一臺(tái)儲(chǔ)存服務(wù)器和3臺(tái)物理服務(wù)器，每臺(tái)配置6核雙線(xiàn)程32G、CPU內(nèi)存。利用微云云計(jì)算構(gòu)建一個(gè)私有云。微云云計(jì)算平臺(tái)上的自判緩存加速功能能有效防止終端開(kāi)機(jī)時(shí)出現(xiàn)重復(fù)讀取磁盤(pán)的現(xiàn)象，它能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理、虛擬化儲(chǔ)存進(jìn)行桌面管理。為了確保服務(wù)器方便配置，設(shè)計(jì)同一個(gè)VLAN，同時(shí)配置一個(gè)單一桌面管理服務(wù)器集群，實(shí)現(xiàn)終端負(fù)載均衡。將兩個(gè)無(wú)盤(pán)系統(tǒng)部署在不同的虛擬服務(wù)器上，并連接到兩部分終端做對(duì)比測(cè)試，兩個(gè)測(cè)試結(jié)果顯示都滿(mǎn)足應(yīng)用要求，其中一個(gè)系統(tǒng)是Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)，另一個(gè)通過(guò)Linux平臺(tái)開(kāi)發(fā)，其部署靈活性和穩(wěn)定性更加優(yōu)越，且工作效率很高。

3.云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建校園計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)的探索分析

通過(guò)對(duì)服務(wù)器資源進(jìn)行調(diào)度以調(diào)高資源利用率，同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)器的需求，隨時(shí)對(duì)虛擬服務(wù)器配置進(jìn)行調(diào)整也可以大幅提高運(yùn)行效率。建立多個(gè)服務(wù)器群集，利用負(fù)載均衡以增加系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。在測(cè)試時(shí)，熱備模式下的資源占用會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行，所以要嚴(yán)格控制群集的規(guī)模。在云計(jì)算機(jī)上構(gòu)建多臺(tái)虛擬服務(wù)器群集效果明顯，特別是針對(duì)不同的無(wú)盤(pán)系統(tǒng)構(gòu)建群集時(shí)，不用再為各個(gè)系統(tǒng)配置其相應(yīng)的物理服務(wù)器。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建無(wú)盤(pán)系統(tǒng)，其構(gòu)建到測(cè)試的過(guò)程都比較簡(jiǎn)單，能隨意配置服務(wù)器，這為系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)了很大的便利，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器需要維護(hù)時(shí)，可以將需要維護(hù)的應(yīng)用移除去，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)虛擬一臺(tái)服務(wù)器彌補(bǔ)進(jìn)來(lái)，這樣就不會(huì)造成服務(wù)中斷，同時(shí)還能正常維護(hù)。除此之外，還有一個(gè)比較重要的問(wèn)題是回寫(xiě)數(shù)據(jù)和啟動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的造成的壓力，它們會(huì)影響到服務(wù)器的帶載效率從而對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)造成影響。測(cè)試的結(jié)果可以體現(xiàn)本地終端的緩存能力，當(dāng)本地緩存硬盤(pán)和終端不配時(shí)，測(cè)試后數(shù)據(jù)量就有會(huì)很大差別，這說(shuō)明緩存策略具有差異性。而云計(jì)算技術(shù)具有很好的緩沖功能，它能使磁盤(pán)的讀寫(xiě)流量有效降低，從而大大加強(qiáng)服務(wù)器的負(fù)載能力。

結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算技術(shù)搭建起來(lái)的計(jì)算機(jī)終端管理系統(tǒng)是今年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，在對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)架進(jìn)行選擇時(shí)，要具體分析其應(yīng)用環(huán)境，根據(jù)實(shí)際需求做出正確的選擇。云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建無(wú)盤(pán)終端管理系統(tǒng)符合應(yīng)用任務(wù)多樣化的需求，同時(shí)還滿(mǎn)足校園內(nèi)高密度計(jì)算的環(huán)境。相比一般的無(wú)盤(pán)終端系統(tǒng)，云計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建的終端管理系統(tǒng)可用性更高，其終端體驗(yàn)與VDI相比也有大幅提高。

[1]羅軍舟,金嘉暉,宋愛(ài)波等.云計(jì)算:體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].通信學(xué)報(bào),2011,32(7):3-21.

[2]陳豪,謝曉蘭.基于云技術(shù)的校園服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器端設(shè)計(jì)研究[J].科技視界,2015,11(9):27,46.

[3]馮輝寧.云計(jì)算環(huán)境下的多路數(shù)據(jù)流分層模塊化建模與設(shè)計(jì)[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2013,33(6):1570-1576.

[4]朱夏,宋愛(ài)波,東方，等.云計(jì)算環(huán)境下基于協(xié)同過(guò)濾的個(gè)性化推薦機(jī)制[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2014,51(10):2255-2269.

[5]王鵬,黃焱,李坤，等.云計(jì)算集群相空間負(fù)載均衡度優(yōu)先調(diào)度算法研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2014,51(5):1095-1107.