云计算在高校计算机实验室建设管理中的应用_孔燚.docx

《云计算在高校计算机实验室建设管理中的应用_孔燚.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《云计算在高校计算机实验室建设管理中的应用_孔燚.docx（3页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 云计算在高校计算机实验室建设管理中的应用 # 孔鍈 浙江传媒学院杭州 310018 摘要分析高校计算机实验室的现状及存在的问题，将云计算技术引入高校计算机实验室建设和管理，给出基于 云计算的高校实验室建设方案，有效地解决传统计算机实验室建设成本高、资源利用率低、管理困难等问题。 关 键词云计算；虚拟化技术；实验室建设 中图分类号： G482 文献标识码： B 文章编号 ： 1671-489X (2013) 12-0028-03 Uses of Cloud Computing in Laboratory Construction and Management of University and

2、 Colleges/Kong Yi Abstract High-cost, low utilization and hard to manage are the issues in the computer laboratory construction in higher institutions at present. But these problems will be solved by introducing cloud computation. The author offers the design of the laboratory construction in higher

3、 institution based on Cloud Computing, in order to overcome the difficulties in traditional computer laboratory construction. Key words cloud computing; virtual technology; laboratory construction 随着计算机技术和网络技术的迅速发展，计算机在各个 领域的应用得到普及，掌握计算机基本知识和基本操作技能 是当代信息化社会对人才的基本要求。各个高校已经把计算 机课程作为各专业的必修学科，计算机实验室是学生学

4、习计 算机知识的重要场所，高校只有科学地建设和管理计算机实 验室，才能帮助学生快速掌握计算机的相关知识和技能。因 此，计算机实验室建设和管理成为高校相关职能部门的一个 重要任务 1。 1高校计算机实验室的现状和存在的问题 当今各高校面向各专业各层次的学生均开设相关的计算 机应用方面的课程，使各校的计算机数量增加，计算机实验 室规模扩大，同时学科建设的发展对计算机实验室的建设和 管理也提出更高的要求。目前，高校的计算机实验室主要存 在以下问题和挑战。 1.1建设成本高、利用率低 目前，高校计算机实验室基本上采用传统的计算机部署 模式，即在每个需求点上配备一台计算机硬件设备，并且还 需要在这台计算

5、机上安装独立的操作系统和应用软件程序。 校内各个院系需要根据自己的专业需要建设 不同软、硬件环 境的计算机实验室，同一个专业不断更新的教学内容也需要 不断调整计算机实验室里的软硬件设施 2。因此，高校面临 的主要问题是各类计算机实验室的建设很难赶上日益增长的 应用需求，建设成本不断增加。另外一个比较严重的问题是， 校内各计算机实验室都是各院系根据自己的需求进行设备采 购，很多设备都是重复采购，导致成本增加；而实验室中的 一些设备的利用率并不高，几年后就被淘汰，这就造成严重 的资源浪费 3。 1.2管理难度大 每个实验室的管理维护都必须由专业人员来负责，为 了满足各专业、班级的实验教 学任务，管

6、理员需要花费大的 时间和精力在机房安装和部署操作系统及软件程序等应用环 境；同时临时性的软件变更、系统补丁更新、杀毒软件升级 等维护工作，也为管理员带来极大的工作量，大大提高日常 管理及维护的成本。 1.3实验室开放时间和实验平台受限制 由于人员短缺，实验室不可能随时开放，而实验必须依 靠实验室的计算环境，师生的实验受实验室开放时间的限制， 无法充分利用时间进行实验。某些实验还需要特殊的实验平 台，师生还必须到指定的实验室来完成实验。 1.4软件终端授权问题 各高校在完成计算机实验室的硬件建设后，还需要采购 大量的教学仿真软件和设计软件等，需花费高额的采购费用 和后续升级维护费用，而盗版软件存

7、在安全漏洞和法律风险。 2云计算的概念和特点 云计算的横空出世给全球信息化建设带来新一轮的技术 革命，利用云计算技术可以轻易解决以往计算机实验室建设 和管理中遇到的各种问题，利用云计算技术可以搭建一个经 济、适用、易管理的实验室教学平台。 2. 1什么是云计算 云计算 （ Cloud Computing)是并行计算、分布式处理 和网格计算的新发展，是依托网络向客户提供安全、快速、 便 捷数据存储和网络计算的服务模式 4，是一种新的 IT架 构模式。用户通过网络，以按需、易扩展的方式获得所需的 资源，如基础硬件、系统平台或程序软件等。提供资源的网 络被称为 “ 云 ” ，用户可以随时随地通过网络

8、利用 “ 云 ” 提 供的硬件基础设备获取计算服务、数据存储和网络资源。 2. 2云计算与虚拟化技术 云计算主要通过虚拟化技术来实现各种应用，虚拟化技 *基金项目：浙江传媒学院 2012校级课题 “ 云技术在高校实验室建设管理中的应用 ” 的结题成果。 作者：孔鍈，实验师，工程硕士，主要研究方向为实验室的建设与管理，就职于浙 江传媒学院动画学院实训中心。 术是指把一个物理单元虚拟成多个逻辑单元 5，供多个应用 一起使用，被虚拟的实体是各种各样的 IT资源，包括内存虚 拟化、存储虚拟化、硬件虚拟化、软件虚拟化、系统虚拟化等。 虚拟化技术打破了固有的物理硬件之间的隔离，将网络中所 有的设备统一管理

9、，形成共享资源池，通过管理程序将这些 资源当成一个实体来管理，可以根据不同的负载动态地重新 配置软硬件资源，从而实现资源分享、资源定制和按需服务。 3云计算技术在高校计算机实验室中的应用优势 云计算具有集中化管理优势，不仅能够大大节约运营成 本，还可以提高运维效率。随着云计算技术的迅速发展，国 内外很多高校已经将云计算技术应用在教育和科研领域。在 高校计算机实验室中，云计算主要发挥下面几项应用优势。 3. 1降低实验室投入，提高设备利用率 由于云计算对使用的终端计算机本身的要求并不高，通 过云计算建设的计算机实验室可以利用学校里目前一些已经 淘汰或者面临淘汰的计算机设备，将旧电脑的利用率最大化

10、， 避免了今后频繁地更新升级设备，大大节约了实验室的建设 成本。 3. 2方便实验室管理和维护 运用云计 算技术将实验室的软硬件资源统一管理，大大 减少管理人员升级和维护系统的工作量。管理人员在更新维 护系统时，只需在服务器上进行操作即可，而不需要逐台更 新，大大节省系统的部署时间，降低人力资源费用和管理成 本，提高管理效率。 3.3突破实验室使用的时间和地点限制，有利于实验室的开 放共享 将实验室接入校园网或者英特网，师生利用不同的客户 端登录云端，可以享受到云计算所提供的虚拟桌面及软件环 境。学生在课堂上没有完成的作业，不需要用 U盘等移动存 储拷贝相关的素材文件，因为所有的数据都存储在云

11、端。教 师课外要备课 或者进行科研，在家里通过英特网登录云端， 同样可以享受到实验室的资源。 3. 4减少软件投入费用 只需要在服务器或管理机上安装一 套应用软件，终端通过登录云端就可以 直接使用该软件，不需要单独的安装和 授权。这样节省了软件购置开支，同时 也没有相关的安全风险和法律风险。 4基于云计算的计算机实验室建设 4.1整体架构 如图 1所示，云计算计算机实验室 的整体架构分为 4个层次设计：云基础 设施硬件层、虚拟资源管理层、虚拟桌 面管理软件层、云终端接入层 6。 1) 云终端接入层。云终端的作用是 为用户与云计算应用提供统一规范的接 口。在构建的实验室系统中， Z?客户端 程序

12、安装在各个实验室的终端计算机中， 云终端对系统的硬件要求不高，这样避免了今后频繁更新升 级设备，大大节约了实验室的建设和维护成本。终端计算机 通过登录云端服务器，获取高性能软件服务和大存储容量等 服务。比如学生在上课时需要运行 AutoCad、 Premiere等这 些大型程序时，可以在登录云端后获得的云桌面中运行使用 这些安装在云服务器中的应用程序，从而突破软件对本地机 器性能的限制。 2) 虚拟桌面管理软件层。虚拟桌面管理软件层，负责 整个虚拟桌面系统的调度，调度分配不同客户的虚拟桌面系 统请求。客户通过与控制系统进行身份认证，获取授权使用 的桌面；负责云数据管理，主要是对客户计算机与云计

13、算平 台系统中的实验数据、用户数据、软件数据、资源数据以及 系统数据等的保存与维护。 3) 虚拟资源管理层。虚拟资源管理层负责 IT资源的虚 拟化，将物理资源向逻辑资源转化，它屏蔽了物理资源的复 杂性，并对外呈现简单的逻辑形态，降低管理维护复杂度， 提高资源利用率；负责计算资源、存储资源、网络资源的统 一管理、按需分配部署和资源动态调度等 7。 4) 云基础设施硬件层。硬件设施即为计算资源设备（如 计算设备调配服务器、工作站、小型机等）、网络交换设备 (如路由器、交换机等）、数据存储设备 （ 如磁盘阵列等 ） ， 设备之间全部实现网络连通。 4. 2云计算实验室建设方案 本文以浙江传媒学院教育

14、技术中心计算机实验室的云计 算系统部署为例，根据学校的具体需求及实际情况，实验室 选用噢易云桌面管理系统。噢易云桌面管理系统是一套利用 强大的虚拟技术和 PAAS (平台即服务 ） 、 SAAS (软件即服务 ） 交付技术，针对大规模计算机的系统自动部署、集中统一管 理等而量身定制的一款云计算平台软件。系统通过一台或多 台服务器可以实现对计算机实验室终端电脑的管理集中化、 系统部署智能化、更新维护自动化，构建一个高效、安全、 统一的计算机教学实验管控平台。 噢易云桌面管理系统主要是应用虚拟化，终端使用本地 学习需求和知识库需要完善的内容，为辅导员队伍之间开展 知识分享和业务培训提供第一手资料，

15、确保辅导员队伍工作 水平的全面提高。 3.4完善专业成长培训体系，营造自主学习氛围 高校可结合辅导员各阶段成长的不同需求，通过集中培 训和重点培养，通过固定的时间、地点有针对性地开展不同 专业方面的培训课程，充分采取有利于知识分享和知识创新 的措施，力争取得实效，以使更多的辅导员实现从 “ 被动学 习 ” 到 “ 主动学习 ” 的转变，营造自主学习、自主创新的氛围， 整体提升辅导员的专业知识和技能。在组织培训的过程中， 要注重辅导员的相互分享，尽量做到每位辅导员均可以且应 成为培训师。在培训过程中，应注重增加互动性，适时引导 和激发知识创新，更多分享隐性知识，不断推动高校辅导员 队伍专业化进程

16、。 3.5培养合作意识，促进隐性知识分享 知识共享是实现知识管理的基础。辅导员队伍的隐性 知识大多与自身的价值观和脑海中存在的不易交流的知识相 关，它对辅导员队伍的知识创新和传播极其重要。但这种知 识适于通过非正式交流形式来 传播。基于此种原因，高校辅 导员知识管理不能流于浅层知识的运用，而应当致力于组织 成员隐性知识的分享。负责部门应更多地搭建非正式的对话 机制，如头脑风暴、博客、辅导员沙龙等。高校辅导员知识 管理宜利用多种途径和时机，在共同的实质性活动中提供组 织成员共同合作的机会，培养合作的意愿和经验，形成共同 的语言和分享的信念，从而建立起协力合作的机制和模式， 形成一个强烈的鼓励辅导

17、员进行交流的组织文化环境，为推 动辅导员队伍隐性知识的分享建立共识和背景。 新时期辅导员队伍建设要建立起适应新形势需要、符合 高校学生工作 发展规律的模式。在高校扩招、信息化社会不 断发展的今天，辅导员队伍中知识管理的顺利实施将对有效 提高广大辅导员的工作能力与工作效率。高等学校应结合自 身情况，使辅导员队伍由原来的个体向综合体方向发展，调 动广大辅导员的积极性，合理调配知识资源，集中力量联合 进行知识创新，提高科技创新实力。 参考文献 1 李建中 .基于知识管理的思想政治理论课教学模式创新 J.高等农业教育， 2009(9) :59-62. 2 董发广，赵毅彬 .论知识管理在学生工作队伍建设

18、中的应用 J.中国石油大学学报：社会科学版， 2007 (4) =87-89. 3 孙建伟，郑颖 .高校辅导员队伍专业化发展初探：以知识管理为视角 J.重庆科技学院学报：社会科学版， 2011(9):147-149. 4 徐世浩 .高校知识管理系统构建探析 J.高等理科教育， 2010(1) :95-98. (上接 P29) 操作系统，而软件和资源来自于云桌面服务器，但其运算是 使用本地的计算能力，服务器不需要承担计算工作，有别于 桌面虚拟化对专业服务器配置和性能过度依赖，可直接利用 现有的服务器，从而避免新服务器的投资。终端用户在调用 云桌面时，由于该系统采用硬件、应用虚拟化方案 ，所以对

19、网络带宽要求低，可保留机房中百兆交换机等设备，无需升 级网络，提高网络设备的利用率，实验室现有的电脑和网络 环境即可满足要求，避免了资金的重复投入。 4.3噢易云桌面教育版系统日常维护应用的实际效果 学校在采用噢易云桌面系统建设的计算机实验室后，由 于该系统能够支持异构电脑的统一维护管理，可以将不同批 次的电脑集中利用，从而将旧电脑的利用率最大化。系统使 用了硬件虚拟化的技术，在服务器上部署好的云桌面，可以 在不同配置的电脑上很好地运行，也解决了很多软件部署完 后需要正版激活的问题，实验室管理员只需要在管理机上完 成安装和部署，即可将部署好的软件和系统补丁部署给各个 机房的用户使用，不需要进行

20、传统的网络同传，终端用户重 启客户端程序便可使用管理人员部署好的软件环境，实现教 学和管理的无缝链接。 该系统在系统安全方面的表现也不错，当实验室里某一 个节点的网络出现故障的时候，终端用户可在云桌面里继续 工作学习，操作不会被中断，从而保证教学过程持续性。所 有软件都保存在服务器上，学生机云桌面关闭后即状态自动 恢复，因而安全稳定。系统还提供网络策略管理和 ARP主动 防御保 障网络安全。在该系统使用过程中，如果出现硬件的 变更，即刻在管理机上给予报警提示，连键盘和鼠标这类的 硬件也能监控到，真正实现机房软件、硬件、网络的安全。 5 结束语 随着信息技术的发展，云计算技术的不断成熟，云计算

21、给计算机应用带来新的变革。各高校应该充分利用云计算的 先进技术，将云计算与实验室建设和管理有机结合起来，打 造一个充满活力、可持续发展的实验室。 参考文献 1 谢海燕，陈积常，周秀梅 .高校计算机机房建设与管理研究 J.教育前沿， 2008(7) :66-67. 2 罗国玮，兰瑞乐 .基于云计算的高校科 研实验平台构建研究 J.实验技术与管理， 2012 (4) =115-117. 3 韩宁 .云桌面技术在高校信息化建设及教学中的应用 J.软件导刊， 2012(5) =105-107. 4 邱俊斌 .浅析云计算在高校实验室中的应用 J.广东技术师范学院学报：自然科学， 2011 (2) :41-44. 5 徐迪威 .云计算关键技术探究 J.现代计算机， 2010(7) :41-43. 6 李海峰，乔爱平 .私有桌面云架构设计及实现 J.警察技术， 2011 (5) =20-22. 7 孟庆伟，刘婷 .基于云计算的计算机实验室建设模型研究 J.智能计算机与应用， 2011 (4) :72-73.