◆楊曉靜 陳明晰 孫 濤

（西安石油大學計算機學院 陜西 710065）

云計算技術在高校計算中心的應用

◆楊曉靜 陳明晰 孫 濤

（西安石油大學計算機學院 陜西 710065）

隨著教育信息化建設水平要求的不斷提高，為了更充分、有效地發(fā)揮計算機中心功能，就必須解決計算中心維護工程量大、資源分配不平衡、計算機設備陳舊等問題，而傳統(tǒng)的解決方案主要以更新硬件、重構網(wǎng)絡體系、升級軟件產(chǎn)品等為主，在教育資金不足的情況下很難實現(xiàn)。云計算技術是一種創(chuàng)新計算模式，它可以利用互聯(lián)網(wǎng)向使用者提供資源虛擬化解決方案，在不投入新設備、新資源的條件下，滿足設備的靈活擴展機制和強大數(shù)據(jù)處理需求。本文在立足云計算技術原理、優(yōu)勢的基礎上，提出一個高校計算中心利用云計算技術的典型方案，以供廣大技術人員借鑒參考。

云計算；云桌面；計算中心；高校信息化

0 引言

從學術角度分析，云計算可視為一門邊緣科學，它包括了分布式計算、效用計算、虛擬化技術、負載均衡原理等，簡單地說，就是一種傳統(tǒng)計算機技術和網(wǎng)絡技術的融合產(chǎn)物。該技術可以通過分布式計算機構建大規(guī)模應用終端，實現(xiàn)資料的虛擬存儲、調用和應用，一切功能基于網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)，而不必真正將資源存儲在本地電腦上?；诖?，云計算技術提出了“云桌面”的新穎概念，事實上，云桌面也是云計算技術應用過程中不可或缺的組成部分。在高校計算中心網(wǎng)絡體系中，每一個終端機都相當于一個“云桌面”，在教學管理工作中實現(xiàn)“無主機”運作。

1 云計算技術概述

1.1 云計算技術關鍵要素

云計算技術的一個核心代表成分是“云”，也可以稱之為“云端”，它是為終端使用者提供資源的網(wǎng)絡，一個完整的云計算系統(tǒng)由四個要素構成：（1）資源，包括軟件和硬件，它們統(tǒng)一利用網(wǎng)絡鏡像的方式提供給用戶。（2）網(wǎng)絡。以高校計算中心為例，所有的資源都是通過網(wǎng)絡傳輸，并根據(jù)需要進行資源配置以及動態(tài)擴展。（3）終端。即用戶的操作平臺，主要包括輸入設備和顯示設備，用戶只需要使用而不必管理，對本地終端不會造成存儲、運行負擔。（4）共享。所有資源在物理層面采取分布式共享的模式存在；一個典型的云計算技術架構如下圖所示。

圖1 典型的云計算技術架構

1.2 云計算技術應用原理

在高校傳統(tǒng)計算機機房設計和建設中，每一臺終端機都要灌入同類軟件，并確保硬件設備匹配的情況下才能正常使用。硬件作為必要投資勢必選擇價格最低的產(chǎn)品，很大程度上限制了功能發(fā)揮，相應地，對于正版軟件如果每個終端機都分配一份，一次性經(jīng)濟投入較大，高校很難承擔。同時，隨著計算中心規(guī)模不斷擴大，軟件升級帶動硬件設備升級等因素，顯然無法滿足正常使用要求。

本質上說，計算機及相關設備的使用是為了方便學校管理、教育工作開展，其工具性較為突出，投入過大顯然不符合現(xiàn)實情況。因此，人們基于“租賃”的市場原理構思了一種新的計算模式，它就是云計算技術——云計算技術是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格處理技術等的集合，它的設計目標是，隨時隨地、有限量的獲取自己需要的資源，因此可以將它看作是“計算機+市場理念”的有機結合?！霸贫恕睍鎯ωS富的資源，終端設備通過網(wǎng)絡訪問的方式來獲取自己需要的即可，也就是說，軟件的安裝并不在本機，而是計算中心作為第三方來供應，這樣就大量節(jié)省了在整個網(wǎng)絡架構中的投入。

2 云計算技術在高校計算中心的應用優(yōu)勢

2.1 節(jié)約信息化建設資金

數(shù)據(jù)顯示，電子產(chǎn)品設備平均每18個月更新一代，而軟件產(chǎn)品的更新周期可以縮短到一個月甚至更短，高校信息化建設過程中，需要經(jīng)歷立項、招標、設計、建設、調試等過程，計算機硬件設備在投入使用的同時，也就意味著已經(jīng)落后。如果持續(xù)滿足軟件更新需求，勢必不斷地更新硬件設備，而這種投資規(guī)模是高校無法承擔的。

基于云桌面應用形式，構建云計算服務架構，高校計算中心僅需要配置低端云技術介入設備即可，其他服務均有云計算服務上提供，這就大大降低了信息化建設投資，也降低了后期維護、管理的費用投入。

2.2 實現(xiàn)資源高效性整合

事實上，軟件更新是高校計算中心面臨的最大困境。軟件規(guī)模越來越大，功能越來越豐富，相應地對計算機的性能要求就越來越高。從中央處理器、內(nèi)存、硬盤等多個方面，硬件更新速度遠遠落后于軟件更新速度。通過云計算技術的應用，則可以很好地實現(xiàn)資源高效性整合，在不必淘汰現(xiàn)有計算機設備的前提下，繼續(xù)滿足教學、科研和管理的需求。高校計算中心建立在云計算服務器之上，把復雜、繁重的計算任務和規(guī)模龐大的存儲工作都交給云服務供應商，計算機終端設備只需要滿足基本的網(wǎng)絡負擔、IO功能即可，現(xiàn)有硬件、軟件均可以重復投入利用，大大減少了高校運營和管理成本。

2.3 確保高校系統(tǒng)安全性

高校計算中心面對的是群體性、流動性、多樣性服務對象群體，不同專業(yè)的教師和學生對計算機資源的需求不同，軟件運行環(huán)境也不同，傳統(tǒng)的計算中心構建模式很難滿足需求，同時基于本地計算機網(wǎng)絡環(huán)境也無法確保安全。一方面，網(wǎng)絡系統(tǒng)一旦被黑客攻擊，很容易造成計算機設備的大規(guī)模癱瘓，損失嚴重。另一方面，同一臺計算機在不同時間內(nèi)會有不同人在使用，學生的計算機水平不同，很容易造成系統(tǒng)文件破壞和重要資料誤刪，無法滿足正常教學秩序的運轉。

基于此，云計算技術的應用環(huán)境下，供應商會提供專門的團隊進行維護，在確保安全的前提下，維護整個系統(tǒng)的高效性、穩(wěn)定性。同時，云計算技術在本地不需要存儲任何資料，自然就規(guī)避了誤刪、病毒等問題，對確保高校系統(tǒng)安全性有重要意義。

3 云計算技術在高校計算中心的應用途徑

從解決問題的思路出發(fā)，一個完善的云計算高校計算中心應該滿足無紙化、便捷性和安全性，并基于云桌面展開局域網(wǎng)內(nèi)的所有資源調配（權限之內(nèi)），而云計算服務則提供虛擬桌面，保障用戶使用軟硬件環(huán)境的條件滿足。

圖2 虛擬服務云平臺的架構

首先，利用虛擬桌面系統(tǒng)軟件（云計算服務商提供）構建虛擬服務的“云平臺”，所謂“平臺”也可以簡單的理解為“服務器”，它的存在位置不一定在本地，可以在其他地區(qū)的公共機房，只要確保與之對應的云存儲器穩(wěn)定即可?！霸谱烂妗苯⑼瓿芍笤诒緳C設定為自動啟動，云平臺則負責管理用于軟件和教學資源，并按照不同軟件、資源的大小和運行環(huán)境進行歸類。

其次，灌裝統(tǒng)一操作系統(tǒng)。目前市場上流行的OS為微軟公司的WIN7版本，由于大量終端機需要配置同一種操作系統(tǒng)，不可能采取逐個安裝的方式。選擇一臺計算機作為樣本，將教學和管理工作需要的軟件與操作系統(tǒng)一起封裝，隨后制作GHOST鏡像，利用虛擬服務云平臺，該樣本計算機的內(nèi)容就可以發(fā)布到每一臺終端計算機。

再次，終端機連接云端之后，云計算服務平臺會根據(jù)預先設定將基礎系統(tǒng)鏡像文件、個性化軟件、教學資源等反饋給終端機，這樣即便是不同學生使用同一臺計算機，也可以“因人而異”，展開針對性的教學和管理；一個虛擬服務云平臺的架構如圖2所示。

4 結束語

綜上所述，云計算技術的應用不僅可以為高校計算中心節(jié)約大量成本，還可以提供一個更安全、更高效的應用環(huán)境，同時借助網(wǎng)絡為學生、教師提供應用資源，減少了本地設備維護和管理投入，具有很好地發(fā)展前景。

[1]郭慶，姚敏．云計算在高校計算中心的應用探討[J]．軟件導刊，2013．

[2]李從明．云計算技術在高校計算機實驗室中的應用[J]．太原城市職業(yè)技術學院學報，2015．

[3]汪林云．淺談云計算技術在高校中的應用[J]．科學之友，2012．

[4]鄭昌興．云計算技術在高校中的應用探討[J]．科技信息，2011．