林碧洪

（廣州工商學(xué)院，528138）

關(guān)于云計算在實(shí)訓(xùn)室中的應(yīng)用與現(xiàn)狀分析

林碧洪

（廣州工商學(xué)院，528138）

云計算是一種新興的計算方式，在這種計算方式下，基于桌面虛擬化技術(shù)而產(chǎn)生的云桌面系統(tǒng)也將慢慢入主企業(yè)以及高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，而這種技術(shù)支撐下的機(jī)房實(shí)訓(xùn)室建設(shè)也響應(yīng)了國家，乃至世界節(jié)能教學(xué)、科學(xué)教學(xué)的方針.本文通過淺析廣州某高校云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室和數(shù)據(jù)中心的設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)部署情況，為眾多高校提供一個可行的云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室部署案例，來作為云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室建設(shè)參考，以便更好地為教育教學(xué)服務(wù).

云桌面；云服務(wù)器；云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室

1 云機(jī)房相關(guān)技術(shù)簡介

1.1 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)在計算機(jī)中是一種將不可分割的實(shí)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，以及對分割的實(shí)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合的資源管理技術(shù).它可以將產(chǎn)能過剩的高性能物理硬件資源以及比較老舊的產(chǎn)能過低的硬件資源予以抽象和轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)出來，主要分為硬件虛擬化、虛擬機(jī)、虛擬內(nèi)存、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化和數(shù)據(jù)庫虛擬化等等.

在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，虛擬化技術(shù)可以將服務(wù)器計算能力、網(wǎng)絡(luò)以及存儲能力等進(jìn)行重組重用，從而到達(dá)資源最優(yōu)化，讓用戶能更加美好地運(yùn)用這些資源.其優(yōu)點(diǎn)就是不受實(shí)體資源本身的架構(gòu)方式、地域以及物理組態(tài)所限制.

1.2 云計算

云是網(wǎng)絡(luò)的一種比喻，云計算是從網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)發(fā)展而來的一種基于互聯(lián)網(wǎng)的交互式計算方式.云計算架構(gòu)模式包含了數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備，數(shù)據(jù)中心通過虛擬化技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行整合，而終端設(shè)備（電腦、手機(jī)、瘦終端等）通過網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算，通過這種方式可以讓終端用戶體驗(yàn)每秒十萬億次的運(yùn)算能力.

到目前為止，云計算的應(yīng)用模式大致可分為三大類：即云計算軟件及服務(wù)（Saas）、云計算基礎(chǔ)架構(gòu)及服務(wù)（Iaas）和云計算平臺及服務(wù)（Paas）.相對來說，基于桌面虛擬化技術(shù)的Saas模式，其將數(shù)據(jù)計算交由數(shù)據(jù)中心完成，終端則負(fù)責(zé)顯示圖形、鼠標(biāo)以及鍵盤的操作，終端獲取的電腦桌面，我們稱之為云桌面.這種模式的實(shí)施，將大大降低軟件以及硬件的維護(hù)成本，提高管理效率.其中，Saas基于遠(yuǎn)程桌面視圖交付的Saas層云桌面技術(shù)是將數(shù)據(jù)計算由傳統(tǒng)終端(臺式機(jī)等)轉(zhuǎn)移到后端服務(wù)器，終端則僅負(fù)責(zé)圖形顯示及鼠標(biāo)鍵盤操作的桌面虛擬化技術(shù).云桌面的實(shí)施可顯著提高數(shù)據(jù)安全管理水平、降低軟硬件管理和維護(hù)成本、降低終端能源消耗，是目前云計算產(chǎn)業(yè)鏈的重要發(fā)展方向.

1.3 云桌面

云桌面是終端設(shè)備利用互聯(lián)網(wǎng)，通過遠(yuǎn)程桌面協(xié)議連接到數(shù)據(jù)中心獲取的遠(yuǎn)程計算機(jī)桌面.與普通電腦桌面不同的是，云桌面的數(shù)據(jù)運(yùn)算與存儲并不在獲取桌面的終端設(shè)備上，而是將用戶在終端設(shè)備上的I/O等指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心再通過指令分析進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作.數(shù)據(jù)中心的云服務(wù)器能同時給不同的人提供不同的桌面系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可能是Windows桌面系統(tǒng)，也可能是Linux桌面系統(tǒng).

2 云機(jī)房的配置及其功能（軟硬件）

2.1 服務(wù)器配置

目前，該高校的云機(jī)房服務(wù)器總共有16臺，每臺服務(wù)器的配置參數(shù)如下表：

表1 搖服務(wù)器配置參數(shù)表

2.2 網(wǎng)絡(luò)配置

云機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)配置主要分為兩個部分，一個是云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室連接終端的交換機(jī)配置（放于云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室），另外一個是云機(jī)房數(shù)據(jù)中心用于實(shí)訓(xùn)室接入的交換機(jī)配置（放于云機(jī)房數(shù)據(jù)中心）.其配置參數(shù)如下：

表2 搖網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)表

2.3 終端設(shè)備配置

市場上的終端設(shè)備很多，為了更好的部署，該高校云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室終端采用了與服務(wù)器同品牌的AcerTC400，具體參數(shù)如下：

表3 搖云終端配置參數(shù)表

3 云機(jī)房的具體部署

3.1 云機(jī)房數(shù)據(jù)中心的部署

數(shù)據(jù)中心的部署主要有以下幾個方面.

3.1.1 服務(wù)器部署

基于云計算模式的云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和終端是最基本的硬件條件，為了便于管理，該高校一共配置了16臺云服務(wù)器部署在數(shù)據(jù)中心，其中一臺用來辦公或備用，另外15臺服務(wù)器用于日常教學(xué)使用.每臺服務(wù)器的型號、規(guī)格及配置都是采用兩個Intel Xeon E5-2680 (2.8 GHz,10核)CPU，配備10*16G DDR3的內(nèi)存以及集成的千兆網(wǎng)口，在這個基礎(chǔ)上，通過磁盤陣列將256GB的企業(yè)級SSD硬盤與600G可熱插拔的機(jī)械硬盤進(jìn)行布局.與普通服務(wù)器不同，云服務(wù)器需要通過服務(wù)器虛擬化軟件將現(xiàn)有的硬件配置進(jìn)行分割，然后再生成多個虛擬系統(tǒng)，我們稱之為虛擬機(jī)，以供終端進(jìn)行訪問.鑒于虛擬機(jī)與終端不在同一硬件配置下，需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速傳輸數(shù)據(jù)，所以，該高校將虛擬化系統(tǒng)（虛擬機(jī)）部署在具有高速存儲性能的企業(yè)級SSD硬盤上，而機(jī)械硬盤則用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，千兆網(wǎng)口也將是服務(wù)器與終端數(shù)據(jù)流通最重要的渠道.為了實(shí)現(xiàn)高效管理，管理者只需通過Web方式接入服務(wù)器虛擬化軟件的集群控制臺，實(shí)現(xiàn)對所有主機(jī)統(tǒng)一管理.

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)部署

云機(jī)房數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)主要用于銜接云服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)與終端網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通.終端需要這條通道來獲取云服務(wù)器虛擬機(jī)桌面（簡稱云桌面）以及對服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，所以該高校配置了一個24口的華3 H3C LS-5500-28FEI-AC光纖交換機(jī)用于銜接云服務(wù)器與實(shí)訓(xùn)室的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備.另外，為了便于管理，在數(shù)據(jù)中心還單獨(dú)加設(shè)了一臺核心交換設(shè)備來控制數(shù)據(jù)對外的流通.

3.1.3 電力部署

數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng)采用了雙路供電的模式，一路是UPS供電，另外一路是市電.除燈光、排氣扇和空調(diào)外，云服務(wù)器以及交換機(jī)等設(shè)備在默認(rèn)情況下，使用的是UPS電源供電.UPS一邊輸出電力，一邊使用市電進(jìn)行蓄電，當(dāng)市電停電的情況下，目前配備的UPS電源，仍然可以持續(xù)供電兩個小時以上，以保證在市電維護(hù)期間服務(wù)器等設(shè)備的正常開關(guān)及運(yùn)行；這種雙路供電的模式，當(dāng)UPS電源出現(xiàn)問題時，管理人員可以在配電箱中對任意機(jī)柜的電源切換成市電供電，以便UPS電源的維護(hù).UPS電源拓展性極強(qiáng)，以后如果服務(wù)器等設(shè)備負(fù)載增加，那么，UPS電源的主機(jī)不需要增設(shè)，只需增加電池就可以，除此之外，還配備了一套UPS模塊化系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以對UPS的電路進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容包括過載、短路、過溫、市電過高/過低、電池過高/過低等，實(shí)時把握UPS電源的運(yùn)行情況.

3.1.4 消防部署

任何組織和個人，消防安全都是重中之重.在這方面，該高校專門采購了一套環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)控電流以及電壓的強(qiáng)度和電源線的溫度，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.當(dāng)電流、電壓或者電源線溫度其中一項(xiàng)達(dá)到設(shè)定值時，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)就會通過配備的手機(jī)卡，發(fā)送相關(guān)信息到設(shè)定的管理者手機(jī)號碼，管理者就可以根據(jù)這條信息，對電路進(jìn)行維護(hù)，防止因電源線短路等原因而引發(fā)災(zāi)害，具體部署請看“環(huán)境監(jiān)控拓?fù)鋱D”.

圖1 環(huán)境監(jiān)控拓?fù)鋱D

除此之外，該高校配備了安之源全方位的消防系統(tǒng)，包含了專用的、全自動的消防設(shè)備.這套系統(tǒng)配備有溫度、煙霧等感應(yīng)器，在自動模式下，當(dāng)數(shù)據(jù)中心的溫度和煙霧等達(dá)到設(shè)定值時，消防設(shè)備將自動啟動，并開啟警報裝置.若由于各種原因，消防設(shè)備沒有自動啟動，管理人員也可以對消防設(shè)備進(jìn)行手動開啟，將災(zāi)害引發(fā)的可能性降到最小，具體部署，請看“云機(jī)房數(shù)據(jù)中心消防拓?fù)鋱D”.

圖2 云機(jī)房數(shù)據(jù)中心消防拓?fù)鋱D

3.2 云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室的部署

云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室目前有10間，每間的部署都包含以下幾個方面.

3.2.1 云終端設(shè)備的部署

云終端設(shè)備和普通PC電腦設(shè)備相比，除了沒有主機(jī)外，其他設(shè)備都是必要的.該高校共建有10間云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室，每間實(shí)訓(xùn)室配備了67個Acer TC400的瘦終端（即云終端）盒子，分別部署在66個學(xué)生座位的顯示器后面和1個教師講臺上，學(xué)生和教師共67個位上，都有整套的輸入輸出設(shè)備和桌椅設(shè)備供教學(xué)使用.云終端通過網(wǎng)絡(luò)獲取云服務(wù)器的虛擬機(jī)桌面（云桌面）輸出在顯示器上，學(xué)生或老師可以通過終端的輸入設(shè)備對云桌面系統(tǒng)進(jìn)行操作，這些操作信息也將通過網(wǎng)絡(luò)返回到云服務(wù)器中去，這就是云機(jī)房的教學(xué)功能.

3.2.2 實(shí)訓(xùn)室網(wǎng)絡(luò)部署

云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室的網(wǎng)絡(luò)主要對云終端和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行銜接.根據(jù)實(shí)際需求，該高校為此配備了華3 H3C S5120-28P-SI聯(lián)網(wǎng)交換機(jī)將千兆電口連接至Acer云終端盒子上，再將此交換機(jī)的光口通過光纖連接至數(shù)據(jù)中心的光纖交換機(jī)上.這樣，終端數(shù)據(jù)就可以通過實(shí)訓(xùn)室的聯(lián)網(wǎng)交換機(jī)光口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心的光纖交換機(jī)上，然后，再從光纖交換機(jī)傳輸?shù)皆品?wù)器中.

以上便是云機(jī)房數(shù)據(jù)中心和實(shí)訓(xùn)室的所有部署情況，為了營造舒適的上課環(huán)境、促進(jìn)教學(xué)、提升教學(xué)質(zhì)量，該高校在實(shí)訓(xùn)室配備了空調(diào)等調(diào)溫設(shè)備，而在桌椅的設(shè)計上也是別具風(fēng)味.沒有了PC機(jī)房主機(jī)的限制，云機(jī)房學(xué)生實(shí)訓(xùn)桌采用的是25厘三聚氰胺高密度板材、耐高溫的6人規(guī)格實(shí)訓(xùn)臺，臺上每個位只放一個顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤，而凳子則采用鋼塑結(jié)構(gòu)，凳腳采用1.2的厚鋼，凳面采用ABS綠色耐用的塑料制成，看上去顯得非常簡潔、舒適和溫馨.

為了設(shè)備的安全，該高校在數(shù)據(jù)中心、實(shí)訓(xùn)室以及樓層樓梯和走廊都采用了高清攝像機(jī)24小時全方位無死角監(jiān)控，為學(xué)院設(shè)備安全提供保障.

4 云機(jī)房的維護(hù)與管理

4.1 實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的日常維護(hù)

云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的日常維護(hù)包括兩個方面，一個是硬件維護(hù)，另外一個是軟件的維護(hù).

普通硬件設(shè)備的維護(hù)工作大部分與普通機(jī)房無異，而云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室主要設(shè)備的維護(hù)工作是對Acer云終端以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行維護(hù).

4.2 數(shù)據(jù)中心設(shè)備的維護(hù)

數(shù)據(jù)中心的維護(hù)主要是對消防安全的檢查與維護(hù)以及服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù).消防檢查主要是檢查電路是否異常、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備以及滅火設(shè)備是否正常運(yùn)行，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)主要是對網(wǎng)絡(luò)是否連通、服務(wù)器是否正常運(yùn)行進(jìn)行檢查與維護(hù).而事實(shí)上，要精準(zhǔn)的查看服務(wù)器運(yùn)行情況，不僅要在數(shù)據(jù)中心查看硬件的運(yùn)行狀態(tài)，還要通過遠(yuǎn)程管理地址對服務(wù)器的運(yùn)行日志進(jìn)行分析.

普通機(jī)房實(shí)訓(xùn)室硬件以及軟件問題主要出現(xiàn)在PC主機(jī)上，所以，一個管理人員通常會在幾間機(jī)房跑來跑去，光是跑動的時間就浪費(fèi)了很多.該高校的云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室沒有了PC主機(jī)，而是增加一個Acer瘦終端盒子來獲取遠(yuǎn)程服務(wù)器虛擬桌面系統(tǒng)進(jìn)行I/O流的操作，這個集成的終端盒子具有較高的穩(wěn)定性，很大程度降低了損壞的概率；從軟件設(shè)備的角度來看，云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室學(xué)生以及老師操作的云桌面系統(tǒng)并不在實(shí)訓(xùn)室本地終端上，而是運(yùn)行在遠(yuǎn)程的服務(wù)器上，那么其維護(hù)也是可以在任意局域網(wǎng)內(nèi)部通過一個IP管理地址進(jìn)行遠(yuǎn)程完成，不需要來回走動.

5 云機(jī)房與普通機(jī)房的運(yùn)營成本對比

該高校新建的10間云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室每年的運(yùn)營成本與10間普通機(jī)房（PC機(jī)房）對比如下表所示.

表4 搖運(yùn)營成本對比表

通過對“運(yùn)營成本對比表”的分析，我們可以看出云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室在運(yùn)營成本上與普通機(jī)房相比，具有明顯的優(yōu)勢.

6 結(jié)束語

以上便是該高校云機(jī)房實(shí)訓(xùn)室的狀況，對于機(jī)房管理員，不管是從硬件還是軟件方面來看，在設(shè)備維護(hù)方面，云機(jī)房與普通機(jī)房相比都具有不可代替的優(yōu)越性；而對于高校來說，普通機(jī)房與云機(jī)房相比，在運(yùn)行與維護(hù)的成本方面，普通機(jī)房耗費(fèi)的成本遠(yuǎn)比云機(jī)房高出很多；從社會發(fā)展的潮流來說，云機(jī)房也將憑借其優(yōu)越性，為高校教學(xué)提供便利.

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［責(zé)任編輯：丁元］

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A

1672-402X（2016）11-0093-04

2015-12-05

林碧洪（1989-），男，廣東樂昌人，現(xiàn)任廣州工商學(xué)院實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心實(shí)驗(yàn)員，2014年獲得助理實(shí)驗(yàn)師資格，研究方向：高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與管理.