張萬(wàn)潮

摘要：該文對(duì)高校計(jì)算機(jī)房中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了利用私有云和虛擬架構(gòu)技術(shù)對(duì)原有機(jī)房進(jìn)行升級(jí)改造，以提高計(jì)算機(jī)房的服務(wù)能力和管理水平。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；私有云；虛擬化；機(jī)房管理

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)20-4867-02

On Application of Private Cloud in Computer Laboratory of University Management

ZHANG Wan-chao

(Tianjin Agricultural College, Tianjin 300380,China)

Abstract: This paper through to analysis the existing problems of the computer laboratory in university. Proposed the use of private cloud and virtual infrastructure technology to upgrade the original computer laboratory. In order to improve service and management levels of. computer laboratory.

Key words: cloud computing; private cloud; virtualization; the management of computer laboratory

目前在我國(guó)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中均存在著多數(shù)機(jī)房機(jī)器硬件配置較低，現(xiàn)有高端機(jī)型面臨淘汰，機(jī)房使用率不高，軟件安裝與維護(hù)工作量大等問(wèn)題，這已經(jīng)制約著機(jī)房的建設(shè)和發(fā)展。如何提高現(xiàn)有機(jī)房資源的利用率，最大限度的延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)的使用時(shí)間是很多人都在研究的問(wèn)題。

近幾年，云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展為解決計(jì)算機(jī)房的升級(jí)改造提供了一種新的方案。

1云計(jì)算簡(jiǎn)介

1.1什么是云計(jì)算

云計(jì)算(Cloud Computing)最早是由Google在2007年提出來(lái)的新名詞，它是由分布式計(jì)算(Distributed Computing)、并行處理(Paral lel Computing)、網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)等技術(shù)漸進(jìn)演變發(fā)展起來(lái)的一種新興的商業(yè)計(jì)算模型。目前國(guó)際上尚未對(duì)云計(jì)算提出一個(gè)嚴(yán)格的定義，我國(guó)云計(jì)算專家劉鵬給出的定義是：“云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)[1]”。

1.2云計(jì)算的特點(diǎn)

云計(jì)算的特點(diǎn)包括規(guī)模龐大：一個(gè)“云”可由上百萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器組成；慮擬化：云計(jì)算允許用戶無(wú)論在何時(shí)何地都可通過(guò)各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)；高可靠性：云計(jì)算采用數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施以保證服務(wù)的安全和可靠；通用性：云計(jì)算不僅可以根據(jù)不同用戶需求構(gòu)造出不同的應(yīng)用，而且也可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享；高可擴(kuò)展性：“云”的規(guī)模是可以根據(jù)應(yīng)用和用戶增長(zhǎng)的需要而動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的；按需服務(wù)：“云”用戶可根據(jù)自己的需要像買(mǎi)水、電一樣向“云”購(gòu)買(mǎi)資源并使用。

1.3云計(jì)算的分類

從部署模式上可以把云計(jì)算分成3類：公有云、私有云和混合云[2]。

公有云指云服務(wù)商通過(guò)自己的云基礎(chǔ)架構(gòu)直接向用戶提供各種服務(wù)，用戶可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)這種服務(wù)，但并不擁有云計(jì)算的資源。公有云的優(yōu)點(diǎn)是用戶無(wú)需進(jìn)行投資和建設(shè)便可使用公有云所提供的資源；不足之處是由于數(shù)據(jù)不在自己企業(yè)的存儲(chǔ)中心，所以存在一定的安全性風(fēng)險(xiǎn)。

私有云部署在企業(yè)內(nèi)部，其數(shù)據(jù)安全性、系統(tǒng)可用性都可由自己控制，但這種模式的不足是初期投入較大。在具體實(shí)施過(guò)程中我們可通過(guò)不斷整合利用已有資源進(jìn)行逐步完善，以降低企業(yè)初期投入。

混合云是介于公有云與私有云之間的一種模式，它既有自己的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，同時(shí)也使用外部公有云提供的服務(wù)。

2私有云在機(jī)房管理中的應(yīng)用

2.1傳統(tǒng)高校機(jī)房管理存在的問(wèn)題

2.1.1多數(shù)機(jī)房設(shè)備陳舊，購(gòu)置硬件資金不足

高校機(jī)房建設(shè)是一項(xiàng)高投入的工作。由于計(jì)算機(jī)類專業(yè)知識(shí)更新較快，一些低配置的機(jī)器不能滿足教學(xué)和科研的需要，所以在購(gòu)置機(jī)器時(shí)只能以高價(jià)購(gòu)買(mǎi)高配置機(jī)型，而3～5年以后，這些當(dāng)時(shí)的主流機(jī)型都面臨淘汰，學(xué)校又要投入資金更換新機(jī)器，這對(duì)多數(shù)資金相對(duì)緊張的院校來(lái)說(shuō)是個(gè)不小的壓力。

2.1.2機(jī)房低水平建設(shè)和重復(fù)浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

一方面各個(gè)高校在計(jì)算機(jī)房上的投入不足；另一方面由于多數(shù)院、系都有自己的機(jī)房，都是根據(jù)自己的需求購(gòu)置設(shè)備，學(xué)校又缺少統(tǒng)一的管理規(guī)范，導(dǎo)致機(jī)器重復(fù)購(gòu)入，資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。

2.1.3軟件版本升級(jí)快，機(jī)房維護(hù)工作量大

在傳統(tǒng)的高校計(jì)算機(jī)房管理中，一般在機(jī)器內(nèi)安裝有硬盤(pán)保護(hù)卡或還原卡，有的機(jī)房還要根據(jù)上課教師的不同要求劃分出5到6個(gè)系統(tǒng)，以保證每個(gè)系統(tǒng)安裝不同的軟件以滿足不同的需求，因此每學(xué)期機(jī)房開(kāi)放之前管理員都要花大量的時(shí)間安裝調(diào)試系統(tǒng)。另外機(jī)房管理員最擔(dān)心的是計(jì)算機(jī)病毒對(duì)機(jī)器的破壞，按照以往的做法只能是每臺(tái)機(jī)器都安裝殺毒軟件來(lái)進(jìn)行防護(hù)，而且還要定期升級(jí)病毒庫(kù)，這也增加了機(jī)房維護(hù)的工作量。

2.2私有云對(duì)傳統(tǒng)機(jī)房的改造

傳統(tǒng)的高校計(jì)算機(jī)房管理存在諸多問(wèn)題，解決這一問(wèn)題的方法就是引入云計(jì)算技術(shù)。比較云計(jì)算的三種部署模式，從當(dāng)前各個(gè)院校的實(shí)際情況來(lái)看，本人認(rèn)為采用用私有云模式對(duì)機(jī)房進(jìn)行改造管理是一種可行的方案。私有云計(jì)算平臺(tái)的建設(shè)比較成熟的方案是采用從虛擬化技術(shù)。通過(guò)虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)和存儲(chǔ)資源的一體化整合與共享利用，這不僅能提高資源利用率、降低成本，也有利于降低管理的復(fù)雜度。下面是高校私有云建設(shè)方案的設(shè)計(jì)思路。

首先，將高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中已有的設(shè)備包括PC機(jī)、服務(wù)器、工作站、交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備等可利用資源通過(guò)高速局域網(wǎng)連接設(shè)備將它們連接成學(xué)校私有云的數(shù)據(jù)中心，并用一臺(tái)高性能服務(wù)器作為數(shù)據(jù)中心管理的主機(jī)。

其次，對(duì)物理設(shè)施中的資源進(jìn)行虛擬化，目的是為了屏蔽掉物理資源的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)從物理資源向邏輯資源的轉(zhuǎn)化。對(duì)資源進(jìn)行虛擬化主要是建立計(jì)算虛擬化池和存儲(chǔ)虛擬化池[3]。計(jì)算虛擬化池主要采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)。經(jīng)過(guò)虛擬化的服務(wù)器與通常我們使用的物理服務(wù)器是一樣的，可以安裝任何應(yīng)用軟件。通過(guò)服務(wù)器虛擬化可以將一臺(tái)服務(wù)器當(dāng)做多臺(tái)服務(wù)器來(lái)使用。服務(wù)器虛擬化軟件可采用VMWare公司的vSphere產(chǎn)品。存儲(chǔ)虛擬化主要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的集群技術(shù)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于小規(guī)模的機(jī)房部署可通過(guò)使用Mir cosoft SQL Server 2005 Express數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置最多5臺(tái)主機(jī)和50臺(tái)虛擬機(jī)，對(duì)于大規(guī)模的機(jī)房部署建議使用企業(yè)版數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第三，部署管理層，包括對(duì)資源管理、配置管理，自助服務(wù)管理等。為了進(jìn)行高效的管理和監(jiān)控，需要配置一臺(tái)獨(dú)立的集中管理服務(wù)器，該服務(wù)器建議安裝VMWare公司的vCenter Server系統(tǒng)。此服務(wù)器為所有安裝虛擬化主機(jī)程序的物理服務(wù)器搭建集中管理平臺(tái)，登陸集中管理平臺(tái)可以對(duì)所有加入集中管理的虛擬化服務(wù)器進(jìn)行一站式操作[4]。

最后是云客戶端的設(shè)置。云客戶端為用戶和云計(jì)算應(yīng)用提供了統(tǒng)一的接口規(guī)范[5]，它主要有瀏覽器和應(yīng)用程序接口兩種連接瀏覽方式?？梢詫MWare公司的vShere Client安裝在一臺(tái)通用的操作系統(tǒng)是Windows系列的計(jì)算機(jī)上，用戶登錄系統(tǒng)后綁定一臺(tái)虛擬機(jī)，然后根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)需要訪問(wèn)相應(yīng)的服務(wù)來(lái)配置自己的計(jì)算機(jī)。

2.3機(jī)房管理采用私有云的優(yōu)勢(shì)

2.3.1降低了高校計(jì)算機(jī)房建設(shè)成本

傳統(tǒng)模式下機(jī)房管理員在采購(gòu)計(jì)算機(jī)時(shí)要考慮機(jī)器的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、顯卡等配件的級(jí)別，級(jí)別越高整機(jī)價(jià)格越昂貴。如果按私有云模式購(gòu)置機(jī)房，購(gòu)置價(jià)格應(yīng)是傳統(tǒng)價(jià)格的四分之一，學(xué)校不僅可以節(jié)省大量資金，還可以獲得高運(yùn)算能力。

2.3.2減少系統(tǒng)升級(jí)和維護(hù)的工作量

因?yàn)閷?duì)軟件的升級(jí)和維護(hù)只需要在云中的一臺(tái)機(jī)器進(jìn)行，不需在本地計(jì)算機(jī)上更新維護(hù)，大大減輕了機(jī)房管理的工作量。

2.3.3可以實(shí)現(xiàn)大范圍的資源共享

通過(guò)云計(jì)算技術(shù)對(duì)機(jī)房的改造，同一學(xué)校各個(gè)院系內(nèi)的機(jī)房資源可以共同構(gòu)筑一個(gè)虛擬資源池，這樣所有院系就可以共享這個(gè)資源池中的資源，從而解決資源分布不均的問(wèn)題，同時(shí)還能大幅度的提高資源利用率。

2.3.4可以減少計(jì)算機(jī)病毒的影響

機(jī)房管理員只要管理好云中的服務(wù)器和鏡像就可以了，這樣不僅客戶端用戶每天使用的都是最新最干凈的系統(tǒng)環(huán)境，而且即使客戶端用戶因誤操作或病毒造成了系統(tǒng)崩潰，只需要重啟機(jī)器就能回到正常狀態(tài)。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，利用私有云技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)高校機(jī)房的改造會(huì)有效的整合高校教學(xué)資源，降低成本，提高利用率，從而推動(dòng)機(jī)房管理工作的進(jìn)一步發(fā)展。

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