胡慶龍

（湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙，421000）

高校構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用研究

胡慶龍

（湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙，421000）

本文針對(duì)當(dāng)下高校信息化建設(shè)現(xiàn)狀中存在的問題，在對(duì)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行深入理解的基礎(chǔ)之上，提出了高校云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建方案，以期可以給學(xué)校云計(jì)算平臺(tái)的創(chuàng)建和優(yōu)化帶來一定的參考價(jià)值及意義。

云計(jì)算；存儲(chǔ)虛擬化；服務(wù)器虛擬化

0 引言

伴隨著高校信息化建設(shè)的飛速發(fā)展，越來越多的信息化建設(shè)項(xiàng)目均已取得一定的成效。本文通過把某高校云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建當(dāng)作具體案例，提出并且創(chuàng)建了高校云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，以期能夠真正實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步促進(jìn)高校信息化建設(shè)的發(fā)展和完善。

1 高校信息化建設(shè)現(xiàn)狀

伴隨著高校信息化建設(shè)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)逐步覆蓋了高校校園的各個(gè)角落，這給各高校的教學(xué)以及管理創(chuàng)造了絕佳的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，大大提升了其教學(xué)管理水平。但是，當(dāng)下高校大多采用的是服務(wù)器、操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)部署模式，依然有諸多問題亟需解決，這些問題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

1.1相關(guān)設(shè)備利用率不高

通常情況下，因?yàn)榧嫒菪詥栴}，一臺(tái)服務(wù)器只對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示絕大部分服務(wù)器的容量利用率還不足百分之十五，如此使得服務(wù)器很長時(shí)間都處在超低負(fù)載狀態(tài)，一旦需要布署其他應(yīng)用，就不得不再次添加額外的服務(wù)器等設(shè)備，如此造成空閑的服務(wù)器資源得不到很好的有效利用，添加額外設(shè)備不僅加大了成本也造成了設(shè)備的利用率不高。

1.2可擴(kuò)展性低

在應(yīng)用系統(tǒng)不得不借助更為豐富的計(jì)算以及存儲(chǔ)資源來進(jìn)行支持的時(shí)候，基本上難以達(dá)成動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，此時(shí)，一般是采取部署新硬件資源的形式以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，采用這種方式不僅花費(fèi)的時(shí)間較長，而且很難對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行整體的運(yùn)用以及管理，這同樣大大增加了不必要的工作量，降低了工作效率。

1.3可靠性不高

當(dāng)下模式只要設(shè)備中的任意一個(gè)小部件出現(xiàn)問題都會(huì)致使死機(jī)情況的發(fā)生，此時(shí)只能停機(jī)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，各應(yīng)用進(jìn)程被強(qiáng)行中斷，盡管可以進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，然而這一過程耗時(shí)很長，給使用帶來了嚴(yán)重的不便。

因此，要想有效提升高校信息化系統(tǒng)的利用率、可擴(kuò)展性以及可靠性，就必須借助更先進(jìn)實(shí)用的技術(shù)去構(gòu)建更優(yōu)平臺(tái)。

2 借助虛擬化技術(shù)構(gòu)建云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)

2.1云計(jì)算概述

云計(jì)算技術(shù)早在21世紀(jì)初便已經(jīng)出現(xiàn)，它是綜合一系列計(jì)算及技術(shù)，如網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、虛擬化技術(shù)等，所發(fā)展而來的先進(jìn)實(shí)用的計(jì)算模型。云計(jì)算的出現(xiàn)極大的提升了計(jì)算速度及準(zhǔn)確率。云計(jì)算平臺(tái)基于云技術(shù)而構(gòu)建，重點(diǎn)在于通過對(duì)云計(jì)算的應(yīng)用來提升云計(jì)算平臺(tái)的服務(wù)水平。

按照云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)以及目的，可以把其自下而上劃分成四層，即基礎(chǔ)設(shè)施層、基礎(chǔ)設(shè)施管理層、平臺(tái)服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層。最下面一層的基礎(chǔ)設(shè)施層由物理層以及虛擬設(shè)施層構(gòu)成，為上一層的基礎(chǔ)設(shè)施管理層提供服務(wù)支持；基礎(chǔ)設(shè)施管理層能夠集中部署和管理各項(xiàng)設(shè)施，還能對(duì)負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)將資源進(jìn)行分配，該層為上一層的平臺(tái)服務(wù)層提供服務(wù)支持；平臺(tái)服務(wù)層不僅能夠給最上面一層的應(yīng)用服務(wù)層提供服務(wù)支撐，而且還能借助互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供開發(fā)平臺(tái)；應(yīng)用服務(wù)層建立于平臺(tái)服務(wù)層之上，該層能夠給用戶提供與用戶需求最匹配的應(yīng)用服務(wù)，與此同時(shí)還能夠在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下部署多種不同應(yīng)用。

2.2高校云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建方案

構(gòu)建高校云計(jì)算平臺(tái)本著靈活部署以及應(yīng)用方便快捷的原則，以虛擬化技術(shù)作為基礎(chǔ)，根據(jù)整體規(guī)劃以及分層實(shí)施的思路，將服務(wù)器虛擬化以及存儲(chǔ)虛擬化當(dāng)作重點(diǎn)，對(duì)分散的計(jì)算以及存儲(chǔ)資源進(jìn)行優(yōu)化和整合，以達(dá)成資源池化、迅速部署以及按需服務(wù)等效果，進(jìn)而為高校各方面的管理創(chuàng)建良好的信息化環(huán)境。

2.2.1 服務(wù)器虛擬化平臺(tái)

服務(wù)器虛擬化把物理資源抽象為邏輯資源，使得單臺(tái)物理機(jī)分割成幾個(gè)甚至幾十個(gè)彼此分隔開來的虛擬機(jī)，此時(shí)能夠使中央處理器以及磁盤等硬件變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行動(dòng)態(tài)管理的虛擬“資源池”，進(jìn)而有效提升資源利用率以及系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化及整合。該平臺(tái)重點(diǎn)涵蓋了五個(gè)方面的功能：（1）虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移功能能夠保證應(yīng)用服務(wù)的可靠性以及持續(xù)性，當(dāng)某一服務(wù)器發(fā)生死機(jī)等突發(fā)狀況時(shí)，通過該功能能夠自動(dòng)把應(yīng)用程序進(jìn)行轉(zhuǎn)移，此外，在服務(wù)器負(fù)載大增的情況下，同樣能夠把高負(fù)載下的應(yīng)用程序自動(dòng)轉(zhuǎn)移至低負(fù)載的節(jié)點(diǎn)中，以保證其持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。（2）實(shí)時(shí)糾錯(cuò)功能具體指的是于其它物理機(jī)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)來給某一虛擬機(jī)創(chuàng)建一個(gè)鏡像虛擬應(yīng)用服務(wù)器，一旦出現(xiàn)故障，該虛擬服務(wù)器能夠快速對(duì)故障機(jī)上的業(yè)務(wù)進(jìn)行接管，進(jìn)而保證其持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。（3）提升資源使用率功能具體指的是虛擬機(jī)可通過SMP技術(shù)也就是對(duì)稱多處理技術(shù)，按照虛擬機(jī)中的應(yīng)用負(fù)載來對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行合理的分配及管理，計(jì)算資源使用率的提升能夠有效實(shí)現(xiàn)同等硬件下更多應(yīng)用系統(tǒng)的高承載效果。（4）彈性收縮和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能具體指的是借助虛擬機(jī)以及熱添加等技術(shù)更快捷有效的實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)上的拓展以及機(jī)房的擴(kuò)容。在有增添新業(yè)務(wù)需求的時(shí)候，僅僅只需在現(xiàn)有的服務(wù)器中增添新的虛擬機(jī)便能實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)的運(yùn)行。（5）虛擬機(jī)備份恢復(fù)功能具體指的是借助服務(wù)器虛擬化平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各大虛擬機(jī)的備份，且能夠按照主觀所需選出相應(yīng)的備份方式。備份包括本地備份以及異地備份。其中，本地備份采取快照形式對(duì)虛擬機(jī)當(dāng)下情況進(jìn)行及時(shí)記錄；而異地備份則可以把需備份的虛擬機(jī)整個(gè)備份至其他數(shù)據(jù)中心。

2.2.2 存儲(chǔ)虛擬化平臺(tái)

存儲(chǔ)虛擬化簡(jiǎn)而言之就是對(duì)存儲(chǔ)的硬件資源進(jìn)行抽象化表現(xiàn)。其通過在物理存儲(chǔ)系統(tǒng)以及服務(wù)器中間添加虛擬層來管控全部的存儲(chǔ)設(shè)備來進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)設(shè)備的增加、減少以及合并等之于服務(wù)器層來說是徹底透明的。該平臺(tái)重點(diǎn)涵蓋了存儲(chǔ)虛擬化管理功能、同步復(fù)制和異步復(fù)制功能以及在線快照功能這三個(gè)方面：（1）存儲(chǔ)虛擬化管理功能主要是借助存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)把不同品牌以及不同技術(shù)類型的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行聚合，使之成為一個(gè)整體的虛擬存儲(chǔ)池，將邏輯和物理存儲(chǔ)資源管理分隔開來，共同享有物理存儲(chǔ)資源池。此外，還能對(duì)各種存儲(chǔ)空間進(jìn)行劃分，將其劃分成各種資源池以便對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的管理。（2）同步復(fù)制和異步復(fù)制功能把虛擬卷當(dāng)作復(fù)制目標(biāo)，借助IP網(wǎng)絡(luò)于不同存儲(chǔ)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)復(fù)制以及異步數(shù)據(jù)復(fù)制，滿足備份以及容災(zāi)需求，在主數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障進(jìn)行修復(fù)完畢之后，數(shù)據(jù)能夠從容災(zāi)中心恢復(fù)到主數(shù)據(jù)中心。（3）在線快照功能能夠及時(shí)有效地達(dá)成數(shù)據(jù)的備份以及恢復(fù)效果，能夠自主生成任何所需時(shí)間段以及時(shí)間點(diǎn)的恢復(fù)卷。

3 結(jié)語

云計(jì)算作為一種基于Internet的超級(jí)計(jì)算模式，是各種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷演變優(yōu)化的重大成果。利用云計(jì)算可以在任何有網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為用戶提供非常強(qiáng)大的服務(wù)資源。本文提出并且創(chuàng)建了高校云計(jì)算平臺(tái)，該平臺(tái)借助存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)以及服務(wù)器虛擬化技術(shù)，對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化和整合，以達(dá)成資源池化和迅速部署等效果。該研究的目的在于通過對(duì)高校背景下的云計(jì)算運(yùn)用的研究及探索，以期可以給學(xué)校云計(jì)算平臺(tái)的創(chuàng)建和優(yōu)化帶來一定的參考價(jià)值及意義。

[1]劉田甜,李超,胡慶成,張桂剛.云環(huán)境下多副本管理綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展.2011(S3)

[2]顧宏久.淺談虛擬化與云計(jì)算的關(guān)系[J].科學(xué)咨詢(科技·管理).2011(08)

Research on the Application of Cloud Computing Platform in colleges

Hu Qinglong
（Hunan Vocational and Technical College, Changsha Hunan, 421000）

In view of the current problems of the information construction in colleges, we put forward the construction scheme of cloud computing service platform in colleges, hoping to bring some reference value and significance for the establishment and optimization of cloud computing platform.

cloud computing；storage virtualization；server virtualization