基于教育云的學(xué)校計(jì)算機(jī)室規(guī)劃

季娜

摘要：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是一種特殊的局域網(wǎng)，是重要的云端部分，能夠?qū)崿F(xiàn)Internet的各種基本功能。其不僅承擔(dān)各種計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自由上機(jī)實(shí)踐等任務(wù)，還作為各種無紙化考試的重要場所等，因此，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理、自動化管理就顯得尤為重要。本文從構(gòu)建終端地址池、云部署服務(wù)平臺，建立系統(tǒng)軟件云、硬盤模板庫幾個方面進(jìn)行闡述，以期為增強(qiáng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理提供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室;安全;管理

中圖分類號：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）04-0111-02

● 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理面臨的問題

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理工作量大，涉及硬件管理、軟件管理、上機(jī)管理等，往往面臨很多問題：①實(shí)驗(yàn)室電腦數(shù)量多，統(tǒng)一部署軟件環(huán)境非常困難;②每臺電腦上的軟件環(huán)境必須能夠支持各種不同的應(yīng)用需要;③每臺電腦的使用者不固定，軟件容易被破壞;④大量軟件安裝在一套系統(tǒng)中，導(dǎo)致軟件沖突;⑤學(xué)生上課時(shí)找軟件不方便，浪費(fèi)了教學(xué)的時(shí)間;⑥做系統(tǒng)時(shí)需要盡量收集所有需要用到的軟件，否則后期再裝非常麻煩。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理工作不僅要有較強(qiáng)的責(zé)任心，更需要采用先進(jìn)的技術(shù)管理手段和管理理念，探索和建設(shè)以云桌面為核心技術(shù)的新一代實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室管理的發(fā)展趨勢。

● 云桌面

云桌面系統(tǒng)是通過云存儲和虛擬化技術(shù)為終端電腦提供統(tǒng)一桌面應(yīng)用環(huán)境的靈活解決方案。云桌面系統(tǒng)為所有的終端用戶統(tǒng)一定制桌面環(huán)境，保存在服務(wù)端，IT管理人員可以根據(jù)不同的需要訂制多個針對不同應(yīng)用的云桌面，并通過分配云桌面來決定終端用戶可以看到和選擇的云桌面，使終端用戶專注于自己的應(yīng)用。

1.構(gòu)建終端地址池，實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一管理

當(dāng)前，學(xué)校計(jì)算機(jī)終端數(shù)量多，型號也比較復(fù)雜，校園網(wǎng)的建成為實(shí)驗(yàn)室的集中統(tǒng)一管理提供了很好的網(wǎng)絡(luò)管理平臺。桌面系統(tǒng)必須是專為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室集中管理而量身定制的一套管理系統(tǒng)，除了可以自動收集終端網(wǎng)卡MAC地址，并為其分配相應(yīng)的IP地址、計(jì)算機(jī)名稱外，還可根據(jù)終端所屬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室物理分布情況和用途劃分為多個分組。由此，將實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)的分散管理模式變?yōu)榛谛@網(wǎng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室門戶管理平臺。

2.建立系統(tǒng)軟件云，提高機(jī)房響應(yīng)能力

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室作為云端，不僅需要好的硬件基礎(chǔ)，更需要提供安全可靠的系統(tǒng)環(huán)境，才可使師生享受校園云中的各項(xiàng)資源。隨著課程改革的深入和教學(xué)手段的更新，學(xué)校計(jì)算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)室的使用率不斷提高，同時(shí)教學(xué)計(jì)劃的不斷變動，需要經(jīng)常搭建各種各樣的教學(xué)環(huán)境以滿足教學(xué)需要，這給實(shí)驗(yàn)室管理帶來了極大的挑戰(zhàn)。唯有建立起強(qiáng)大的系統(tǒng)及軟件服務(wù)云，并將對系統(tǒng)及軟件云的管理和維護(hù)從實(shí)驗(yàn)室本身遷移出來，才能從根本上提升管理和應(yīng)用水平。

系統(tǒng)及軟件服務(wù)云應(yīng)包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)存儲分區(qū)等，可以定義為云中基礎(chǔ)資源。系統(tǒng)將各實(shí)驗(yàn)室所需要的系統(tǒng)及軟件環(huán)境上傳到服務(wù)器以鏡像方式存儲在服務(wù)器中，作為可向終端提供的基礎(chǔ)服務(wù)資源。管理者可隨時(shí)添加鏡像或者對鏡像更新、刪除等，來不斷壯大和優(yōu)化系統(tǒng)及軟件云，以靈活應(yīng)對和滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。作為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)及軟件服務(wù)云中的資源屬于公共基礎(chǔ)資源，這個云中的資源僅對實(shí)驗(yàn)室管理者直接開放，由實(shí)驗(yàn)室管理者根據(jù)教學(xué)試驗(yàn)和上機(jī)需要決定是否提供給終端，并進(jìn)行管理和維護(hù)。

3.建立硬盤模板庫，提高機(jī)房管控能力

系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)抽象為磁盤、鏡像、策略三個層面，通過對這三個層面的組合和設(shè)置來搭建硬盤模板（也可稱之為磁盤鏡像），并以此模板來向終端使用者提供服務(wù)，最大化提升終端設(shè)備利用率和可管理性。

①模板集中化管理：云桌面系統(tǒng)采用虛擬技術(shù)，在服務(wù)器上為各終端或各組創(chuàng)建對應(yīng)的虛擬磁盤作為終端硬盤模板，由服務(wù)器對所有的模板進(jìn)行集中管理。日常僅需遠(yuǎn)程對模板進(jìn)行管理維護(hù)即可。②模板積木式搭建：系統(tǒng)采用鏡像和磁盤關(guān)聯(lián)管理，積木式搭建的模式，對實(shí)驗(yàn)室管理以及提供良好的終端系統(tǒng)軟件環(huán)境帶來了極大的方便。根據(jù)教學(xué)需要從鏡像庫中任意添加一個或多個系統(tǒng)鏡像到磁盤中，即使需要臨時(shí)搭建教學(xué)環(huán)境或者考試系統(tǒng)，也不會影響其他系統(tǒng)，更無須重新安裝系統(tǒng)和重新規(guī)劃硬盤。③模板策略化管理：對磁盤或其中的系統(tǒng)鏡像根據(jù)管理和使用的需要，可設(shè)定相應(yīng)的使用管理策略，強(qiáng)化對終端的管控。

4.構(gòu)建云部署服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)智能化管理

客戶端通過網(wǎng)絡(luò)啟動便可自動選擇對應(yīng)的硬盤模板（磁盤鏡像）進(jìn)入系統(tǒng)并使用。磁盤鏡像通過網(wǎng)絡(luò)而不是本地硬盤裝載，單個磁盤鏡像在網(wǎng)絡(luò)中可被多個客戶端共享訪問，這不是傳統(tǒng)意義上的虛擬化——不存在虛擬化平臺，客戶端首次在裸機(jī)上全速運(yùn)行，系統(tǒng)采用邊使用邊部署的方式會自動將該模板交付到本地硬盤。

①按需部署：即終端需要什么就交付什么，并將交付的數(shù)據(jù)緩存到本地硬盤。缺點(diǎn)是所有的啟動和應(yīng)用都必須依賴網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器，這樣勢必會導(dǎo)致終端啟動和使用效率低下，甚至終端無法運(yùn)行的情況發(fā)生，而計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)常是多人同時(shí)啟動電腦，同時(shí)使用大型軟件，并承擔(dān)著各種無紙化考試等。這對計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室而言，存在很大的安全隱患，一旦出現(xiàn)意外，則會釀成嚴(yán)重的教學(xué)事故，這是實(shí)驗(yàn)室管理者不允許發(fā)生和不能承受的。②完全部署：即保證終端在正常使用中，在遵循按需優(yōu)先交付的原則下，后臺主動將模板中的所有數(shù)據(jù)完全交付到本地，且對系統(tǒng)提供本地保護(hù)還原功能。這種交付方式很好地保障了大批量終端同時(shí)使用時(shí)的啟動和運(yùn)行效率，杜絕了網(wǎng)絡(luò)故障引起的終端無法啟動和使用的安全隱患。

按需交付和完全交付兩種方式，都無需實(shí)驗(yàn)室停機(jī)停課進(jìn)行部署維護(hù)，且可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要自由選擇和任意切換。即使選擇了完全部署，也不是非得一次性部署完畢。只要客戶端開機(jī)即可自動增量部署。這樣不僅提高了機(jī)房的使用效率，而且提高了機(jī)房管理維護(hù)工作的靈活性和機(jī)動性。

③先進(jìn)的P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：客戶端不僅能從服務(wù)器上下載所需數(shù)據(jù)，還能從網(wǎng)絡(luò)中的其他客戶機(jī)上獲取所需的數(shù)據(jù)。在技術(shù)上采用集中式處理與分布式處理相結(jié)合的方式，充分利用了網(wǎng)絡(luò)帶寬和客戶機(jī)的資源，部署的速度快，穩(wěn)定性好，不因個別機(jī)器故障影響整體的部署。同時(shí)，針對終端數(shù)量巨大，且可能同時(shí)需要部署的情況，系統(tǒng)允許管理者自行決定增加代理服務(wù)器集群的模式以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

盡管基于云計(jì)算的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)還處在不斷發(fā)展和完善中，但只要充分考慮到系統(tǒng)冗余和技術(shù)服務(wù)能力，在不影響實(shí)驗(yàn)室的正常管理和開放的原則下，可以大膽嘗試和創(chuàng)新，從而更好地為師生提供靈活方便、快速優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，滿足計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。