云概念下高職院校公共機房運維模式的構建*

丁鐵

（中山職業(yè)技術學院，廣東 中山 528404）

引言

高職院校公共機房既承擔著實驗、實操和實訓等實踐教學任務，又是學生進行課程設計、畢業(yè)論文（設計）和課外自由上機的重要場所，此外還是開展一些考試、培訓等社會服務的基地，因此它是一個面向全體學生、面向社會各界的對外窗口，它運維得好壞不僅關系到相關課程的教學質量，也體現(xiàn)了一所高職院校的信息化建設水平和服務社會的能力。

一、高職院校公共機房運維現(xiàn)狀及普遍存在的問題

目前，很多高職院校公共機房未能發(fā)揮其應有作用，有些甚至影響到了正常的教學工作，究其原因，主要存在以下幾個問題：

1.運維經費龐大

目前PC機的選購、維護費用占高職院校公共機房運維支出的絕大部分，而根據國家有關法律規(guī)定：電子設備類固定資產計算折舊的最低年限為3年，這意味著每隔3年就有一批PC機將可能淘汰。筆者學院現(xiàn)有3000多臺PC機，若按每臺PC機4000元計算，每年更新1000臺PC機最少需要400萬元。公共機房PC機使用頻率高，使用人員范圍廣，在日常的使用過程中，PC機的硬件經常會出現(xiàn)各種各樣的故障，如顯示器或硬盤燒壞、一些主板老化、一些內存或顯卡被迫升級換代、鍵盤和鼠標等易耗品損壞等等。以上現(xiàn)象都直接導致了公共機房運維經費支出巨大，難以為繼。

2.電能消耗過大

PC機無論從數量、資產上，還是功效上在高職院校公共機房中都占據核心地位，若每臺PC機以平均每天工作8小時、一年工作36周、每周5天計算，每年累計需要工作約1500個小時，傳統(tǒng)的PC機總功率一般在300W左右，如此計算，電能的消耗相當驚人，因此公共機房的電費也就成了高職院校一筆不小的開銷。筆者學院全日制學生規(guī)模不到8000人，2012年在辦公、教學上的用電量達645.1948萬kWh，費用達412.9246萬元，其中公共機房有28間、PC機1600臺左右，其用電量居整個學院用電量的首位，且有逐年增長的趨勢。

3.運維壓力大

公共機房由于服務對象差異化比較突出，利用率又高，例如不同教學環(huán)境的頻繁設置、系統(tǒng)或IP地址遭惡意破壞、考試或培訓環(huán)境的配置、病毒或木馬的查殺……這些單調、反復的工作造成了公共機房日常運維較大的壓力。

二、云概念下公共機房運維的解決方案

云概念是指電腦、手機、電視等電子應用產品能夠通過互聯(lián)網提供包括云服務、云空間、云搜索、云瀏覽、云社區(qū)、云應用等一系列資源分享應用。云概念下公共機房運維模式是指，借助云的架構思想，利用虛擬化技術，使用云終端和云服務器來搭建一個質優(yōu)價廉、便于管理和維護的公共機房。

1.解決方案

（1）硬件架構設計

目前可作為云終端的電子設備比較多，例如PC機、瘦客戶機、平板電腦、智能手機等，公共機房中常見的云終端設備有即將淘汰的PC機和瘦客戶機兩種類型，而云服務器既可以是部署在數據中心機房的專用服務器，也可以是一臺硬件性能較高的普通PC機，因此云概念下公共機房的硬件架構設計模式為：舊PC機/瘦客戶機+云服務器，硬件架構設計具體如圖1所示。

圖1 硬件架構圖

（2）軟件架構設計

云概念下公共機房的云終端 （主要是指舊PC機或瘦客戶機）相互之間可以通過網絡構成一個整體，云終端不僅可以與云服務器進行互動，而且云終端之間也可以通過云服務器實現(xiàn)互動。目前能實現(xiàn)這類功能的軟件有幻影桌面虛擬化軟件、海光校園虛擬服務器管理軟件等，它們利用強大的虛擬技術，實現(xiàn)了大規(guī)模計算機的系統(tǒng)自動部署、集中統(tǒng)一管理等功能，通過一臺服務器實現(xiàn)對上百臺云終端的管理集中化，軟件的具體架構如圖2所示。

圖2 軟件架構

（3）網絡架構設計

云概念下的公共機房網絡架構非常靈活，既可以是一個公共機房構成一個局域網進行部署，也可以是多個公共機房構成一個局域網進行部署，甚至可以由整個學校的公共機房構成一個局域網進行整體部署，整體網絡架構設計如圖3所示。

圖3 網絡架構

目前，筆者學院公共機房中的教師機和學生機相對較集中，通過多臺交換機直接相連，利用現(xiàn)有即將淘汰的舊PC機作為云終端、云服務器部署在公共機房，教師機選用任何一個云終端來充當，無需改變其現(xiàn)有的綜合布線系統(tǒng)及網絡結構，部署成本十分低廉，實施非常方便快捷。

2.該解決方案的優(yōu)勢

（1）節(jié)省了PC機等硬件購置費用

按目前市場行情，瘦客戶機的購入價格不到入門級PC機的一半，整個公共機房僅需添購一套構建系統(tǒng)所需的軟件；其次，現(xiàn)有一些即將淘汰的PC機也將繼續(xù)服役，延長了PC機生命周期，提高了其利用率……讓瘦客戶機或舊的PC機成為學生機、教師機，在完成教育行業(yè)信息化建設目標的同時，以更低成本、更少部署時間輕松地完成系統(tǒng)的接入，從而節(jié)省了公共機房的PC機購置費用。

（2）節(jié)能省耗

高職院校公共機房內有大批量PC機，少則五六十臺，多則上百臺，每臺功率300W左右，因此負荷功率較大。公共機房若采用最大運行功率不超過23W的瘦客戶機替代傳統(tǒng)PC機作為學生終端，每臺節(jié)省功耗有277W，節(jié)省率達92%，若以每臺PC機平均每年工作1500個小時、每間機房60臺計算，每間公共機房將節(jié)省約25000度電，電費因此也將大幅削減。目前節(jié)能和環(huán)保的概念已經深入各個領域，公共機房作為校園電能消耗的主要場所之一，不管是從考慮節(jié)約成本的角度還是低碳節(jié)能的角度，在保障正常教學的情況下，應盡量降低能源消耗，建設綠色的公共機房。

（3）減輕運維壓力

云概念下公共機房的運維工作主要集中在云服務器端開展，只要在云服務器端做好操作系統(tǒng)教學環(huán)境配置、教學軟件更新、病毒查殺等工作，即可做好與之相對應的云終端的運維工作，往往可以做到云終端系統(tǒng)的病毒庫自動更新；通過在云服務器端實施模板復制后預先設置多個教學環(huán)境，根據課程需要快速切換到相應的教學場景中，十分靈活可行；同時機房技術人員只需要端坐在數據中心機房或通過遠程命令模式對云服務器進行維護，再也不用在各個機房之間、各個校區(qū)之間往返維護。另外瘦客戶機集成度比較高，不會出現(xiàn)因移動造成掉電、硬件松動、內部電子零部件耦合失靈或老化等故障，加之其功率非常低，長時間工作狀態(tài)下也不會由于熱量難以散發(fā)而出現(xiàn)硬件運行出錯、死機和主板芯片燒毀等現(xiàn)象。因此大大減輕了機房技術人員的運維壓力，也節(jié)省了高職院校人力資源成本。

（4）美化機房的布局與環(huán)境

由于瘦客戶機體積比較小巧，占用的物理空間比PC機少，因此可以重新設計放置學生機的課桌椅結構，這樣將大大改進公共機房內強電、弱電的布線格局，公共機房原有的空間可以放置更多的學生機，節(jié)約教學場地資源，與此同時公共機房的整個空間布局也更加錯落有致、美觀。據估算，筆者學院標配60臺PC機的公共機房空間可以容納100臺瘦客戶機。

三、問題與建議

1.考慮網絡環(huán)境

云概念下的云終端經常需要通過網絡從云服務器獲取數據，因此對公共機房內部局域網絡環(huán)境或整個校園主干網絡環(huán)境的配置都有一定的要求。一般而言采用千兆局域網比較有利于大規(guī)模、大批量數據并發(fā)式的傳送，然而目前很多公共機房的網絡環(huán)境一般是百兆交換機、百兆網線的網絡環(huán)境，在進行大規(guī)模部署或運維時,若網絡資源分配策略不當，極有可能出現(xiàn)網絡流量瓶頸而導致部署效率偏低。

2.考慮舊PC機的穩(wěn)定性

很多電子產品都有其固有的生命周期,若利用即將淘汰的PC機作為云終端來使用，一定要考慮到PC機硬件本身的穩(wěn)定性，否則時常出現(xiàn)一些小故障,影響到正常使用,例如主板芯片老化后無法存儲更改后的BIOS信息,導致系統(tǒng)無法正常引導與啟動；內存插槽、顯卡插槽等老化問題，導致機器無法啟動或顯示器無信號輸出。PC機的零部件都有其固有的保質期、使用周期，因此在嚴重老化情況下，任何軟件技術、管理模式的更新都無法彌補硬件本身的缺陷。

3.防范網絡安全

云概念下的云終端無需采用安裝殺毒軟件、還原卡等保護措施，因此更容易遭受到惡意破壞、病毒感染，通過網絡的傳播途徑由此可以感染到云服務器、整間公共機房的云終端，甚至是感染云概念下所有公共機房的云終端。另外要考慮到云服務器的安全策略問題，特別是云服務器若掛入外網運行，一旦遭受到惡意攻擊、病毒感染等情況，應能進行有效防御和查殺病毒，并在最短的時間內恢復云服務器系統(tǒng)。

四、結束語

本文通過對現(xiàn)有公共機房運維中存在的弊端進行分析，提出借助云概念來構建高職院校公共機房運維模式，并闡述了解決的具體方法、實現(xiàn)的技術途徑和必要的保障措施。公共機房運維水平高低影響著PC機資源的利用率，也關系著實踐教學質量。努力改進公共機房運維模式，提高運維水平，以便能更好地服務教學、服務學生、服務社會。

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