基于云计算的开放式计算机实验室建设模式研究

植雅芳

摘要：该文在根据高校计算机实验室自身的特点，先后分析了云计算的定义和优点，然和介绍了高校计算机实验室云计算平台的架构包括SaaS的SOA构建层、PasS管理中间层、IasS资源池层和物理资源层四个层次；对比了Apache VCL和VMCD是两套较为成为的云平台开发技术，最后提出了以Apache VCL开源云计算技术实现基于云计算的开放式计算机实验室建设。

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）17-0130-02

互联网对当今高校教学和管理的影响越来越深人，高校信息化建设观念从原来的“管理为主”转变为“服务为主”。以高校计算机实验室建设为例，过去传统的计算机实验室建设主要是一台教师计算机和几十台学生计算机构成的，教师机和学生机通过交换机构成局域网，最后联入学校的校园网络。这种计算机实验室建设模式存在诸多的问题，如服务器利用率低，使用、管理、维护等方面均不方便，安全性和灵活性不足。随着高校的扩招以及高校各个专业都开设了计算机教学课程，传统的计算机实验室建设已经不能满足高校师生教与学的需求。云计算近年来被广泛应用到各领域，通过互联网提供的虚拟化的资源，实现各种系统功能建设。目前，将云计算的概念引入高校计算机实验室信息化建设是未来计算机实验室开发的先进方向。基于此，将云计算技术引入到计算机实验室建设中来，开展面向云平台服务架构体系与虚拟化资源调度技术研究，利用云计算技术搭建一套实验室云平台，不仅能减少高校信息化的成本同时能为高校管理决策者提供清晰的数据支持。

1云计算定义与优点

云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。高校计算机实验室可以搭建一个云平台，可以高效、简洁的管理和利用这些物理设施，来实现计算机实验室的管理，云计算平台具有以下几个方面的优点。

云计算机实验室的开发，具有以下六个方面的优点：首先，可以有效提高计算机实验室资源利用率，在云平台的支持下，生成一台虚拟机，学校学生可以自由分配硬盘存储，满足了学生的要求，减少了资源浪费；其次，高校实验室管理员可以更加方面的对云平台下计算机实验室的管理；第三云平台下计算机管理将更加安全，云平台通过防火墙的交换机与外网连接，其虚拟机是通过技术来管理和通讯，而且平台数据经常备份；第四，云平台预先生成虚拟机模板，用户可以根据自己的需要生成相应的虚拟机；第五云平台的扩展性远高于传统的实验室管理平台；第六，方便、快捷、按需分配。

因此，将云计算模式应用于高校计算机实验室建设中，建设云计算实验室管理平台，可以有效提高高校计算机管理的服务器的整体利用率，降低計算机实验室的中心机房的功能消耗，从而实现对数据中心的高校维护和管理，降低整个实验室的运营管理成本。同时，建立云计算模式的高校计算机实验室可以实现不同的用户之间的资源共享，开发数据。比如该平台可以通过建立云服务器的方式，存储相关的教学资源，教学档案资料等，满足教师和学生之间的交流和共享。

2高校计算机实验室云平台技术选择

基于云计算的开放式计算机实验室建设架构包括SaaS的SOA构建层、PasS管理中间层、IasS资源池层和物理资源层四个层次。SaaS主要将应用作为服务提供给客户，物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等。这是基于云计算的开放式计算机实验室中实实在在的资源，这些资源通过网络建立连接，实现资源共享，这是“云”的物理基础。这种模式具有高可靠性、扩展性以及灵活性。PaaS以服务形式提供给开发人员应用程序开发及部署平台，包括云资源管理、云任务管理、云安全管理和用户管理功能，提供了基础架构，软件开发者可以在这个基础架构之上建设或者开发新的应用，如国内自主研发的App PaaS structure。IaaS是主要是，通过互联网提供了数据中心、基础架构硬件和软件资源，将虚拟机等资源作为服务提供给用户。

云计算机平台建设同时应该考虑到实验室的信息安全管理，通过云计算平台可以建立高效的网络安全一体化防护管理系统。首先可以通过集中的安全服务中心来应对外界的各种无边界安全防护，进一步保障系统的信息安全；其次虚拟化技术为安全防护体系建设实现更大的保证；第三，云计算平台建设技术一方面可以加强云端和用户端两个关联以及耦合关系，从而保证云计算机平台的安全；第四，通过云计算机平台的建设，可以完善高校计算机实验室的运营管理体系，比如可以实现故障管理、计费管理、性能管理、配置管理和安全管理等功能，从而实现外部保障管理体系。

3高校计算机实验室云平台建设

Apache VCL和VMCD是两套较为成为的云平台开发技术，Apache VCL平台源代码是开源和免费的，相比于VMCD，其商业化水平较低。因此对国内高校的计算机实验室云平台建设来看，Apache VCL平台不仅能够满足高校计算机实验室建设的实际需求，能够实现网上虚拟实验室功能，而且对高校的科学研究和技术开发，具有创新性，能够适应实验室云平台的建设。Apache VCL平台的建设主要分为以下几个步骤：首先，实现Apache VCL数据库的安装与配置；然后，完成Apache VCL各组件的安装与配置；第三对Apache VCL各管理节点进行安装和配置；最后实现虚拟机的安装与设置。

云平台可以通过KVM来将基础设施虚拟化，将这些虚拟基础设施封装成虚拟机，然后以虚拟机的形式提供给用户。高校计算机的虚拟机实现是通过远程桌面控制完成，计算机实验室各平台可以像用笔记本一样来实现虚拟机，从而享受计算机实验室提供的服务。首先，每个用户可以根据自己的需求，来选择所需要的配置和软件环境，从而进行虚拟机的配置、安装以及应用。其次，管理员可以通过Apache VCL平台设置网络地址以及映射网络域名，也可以通过网络外网进行系统的访问。该功能的实现，不仅可以方便教师和学生的使用，而且对于改善实验室管理的工作效率提供较大的帮助，方便管理员对软硬件环境进行监控和管理。对不同的计算机实验室平台的不同用户来讲，教师和学生的应用环境不同，需要不同的登录姐妹们，而教师机可以通过虚拟机的管理，适当增配物理服务器来实现一定学生计算机系统的教学需求。另外，可以通过计算机虚拟机器，实现云服务器端划分，满足教师和学生不同功能需求，如师生存放练习、作业及其他课程资料。

4总结

计算机实验室的云计算平台构建可以为用户提供虚拟机，从而满足数据库安全管理、系统存储空间和性能提高。同时，利用云计算技术搭建一套实验室云平台，不仅能减少高校信息化的成本，有效整合高校教学资源，提高资源的利用率，同时能为高校管理决策者提供清晰的数据支持，因为未来应该进一步拓展云计算在高校信息化建设领域的发展。