云計算環(huán)境構(gòu)建校園計算機終端管理系統(tǒng)的探索分析

張倩

新鄉(xiāng)學院

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，大家對網(wǎng)絡(luò)云計算機的計算量和數(shù)據(jù)處理存儲的能力要求也越來越大。往往人們都是依靠購買先進的設(shè)備來解決網(wǎng)絡(luò)計算機計算的能力和數(shù)據(jù)處理存儲的需求，導致成本偏高，資源的大量消耗過于浪費。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)光纖的快速提升，云計算機的運用也越來越廣泛。云計算機擁有虛擬化、分布式存儲以及資源管理等特性，使用現(xiàn)有的資源、龐大的計算處理能力以及超大用量的存儲能力，能較好的對計算機資源進行集中管理、控制和維護，達到減少資源浪費的目的[1-2]。

1.校園計算機終端管理系統(tǒng)的技術(shù)選擇

在學校、實驗室、教室、學生宿舍、電子閱覽室這些場所統(tǒng)一配置計算機，如果使用比較普通的PC獨立配置，那么維護管理的工作量就非常大，而故障的出現(xiàn)大多都是因為應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)。在這種情況下，為了減少維護和管理的工作量，一般都是安裝殺毒軟件來防護病毒，還可以利用還原精靈、虛擬桌面、桌面管理器、虛擬磁盤、加強內(nèi)網(wǎng)安全等技術(shù)手段。但是這些技術(shù)還是各有優(yōu)缺點，維護工作中相對來說工作量較小的就是虛擬桌面和虛擬磁盤。虛擬桌面是在本地終端上安裝耗能比較低的操作系統(tǒng)客戶端，使用非常方便，也可以在智能手機和平板電腦以及便攜式移動設(shè)備上安裝，使用桌面遠程連接，可和安裝了虛擬應(yīng)用的計算機進行連接，輸入和輸出主要靠本地終端設(shè)備，即遠程桌面操作+虛擬化服務(wù)器，RDP/SPICE//ICA也是最主要的遠程桌面協(xié)議，由于虛擬化技術(shù)為被廣泛運用的時期都是使用物理機作為服務(wù)器終端，在云計算機快速發(fā)展的時代，VDI被大量單位廣泛推廣運用。這種LINUX/IOS/ANDRRIOD/WINDOWS的優(yōu)勢在于操作系統(tǒng)豐富簡單，適合在便攜式移動設(shè)備上使用和辦公，不被辦公場所束縛，這種虛擬技術(shù)可以在任何環(huán)境靈活設(shè)置，可以進行各種教學網(wǎng)絡(luò)培訓等[3-4]。因為運行過程中都是使用云端在處理計算大量數(shù)據(jù)，包括圖形圖像、影音視頻、特殊終端接入，造成服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)運行壓力較大，雖然成本比較低，但是效果也不是很好。一些運用這種技術(shù)的單位由于前期測試和方案制定不完善，導致項目不成功或者使用效果不佳。磁盤的虛擬技術(shù)是將磁盤全部集中到服務(wù)器，這種方式主要用于局域網(wǎng)終端和種類不多、運用類型不復雜的終端環(huán)境下，根據(jù)不同的需求選擇不同的應(yīng)用模塊和系統(tǒng)，實現(xiàn)不同的教學應(yīng)用互相切換。在電源突然斷電或者電源關(guān)閉的情況下，只有改變的東西丟失，原有的系統(tǒng)不會改變，平時只需要對模塊進行維護，沒有其他的軟件維護工作，大大減少了工作量，當硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時，只需替換其故障硬件即可。虛擬磁盤技術(shù)的本地終端不需要安裝操作系統(tǒng)和硬盤，因此被稱為無盤工作站。這種設(shè)置方式十分適合教學桌面的大面積部署。

2.基于云計算技術(shù)構(gòu)建校園計算機終端管理系統(tǒng)的方案設(shè)計

當校園內(nèi)教室、宿舍等場所配置計算機時通常會面臨一些問題，例如計算機在使用過程中出現(xiàn)的故障如何解決，如何使公用計算機穩(wěn)定而高效的工作等。計算機實驗室的應(yīng)用環(huán)境與學校教室、宿舍等場所配置計算機的應(yīng)用環(huán)境不一樣。因為這類場所所需計算機的數(shù)量通常都具有不確定性，同時，計算機實驗室服務(wù)器的訪問量又往往是風暴式的。為了確保課程的正常的進行，必須按照計算機運行的極限狀態(tài)進行系統(tǒng)配置的設(shè)計，所以對于宿舍等場而言，服務(wù)器資源的真正利用率相對就會很低[5]。因此，若能在資源中配置多臺服務(wù)器的群集，利用負載均衡的手段可以對資源配置進行合理調(diào)整。

例如，某校宿舍樓工5棟，如果為每間宿舍配一臺電腦，需要約700臺電腦，某棟樓都有一個VLAN，另外還有教師和閱覽室需要大約100臺電腦。系統(tǒng)操作人員在宿舍區(qū)進行了部署測試，系統(tǒng)具體的構(gòu)建方案如下：配置一臺儲存服務(wù)器和3臺物理服務(wù)器，每臺配置6核雙線程32G、CPU內(nèi)存。利用微云云計算構(gòu)建一個私有云。微云云計算平臺上的自判緩存加速功能能有效防止終端開機時出現(xiàn)重復讀取磁盤的現(xiàn)象，它能通過網(wǎng)絡(luò)管理、虛擬化儲存進行桌面管理。為了確保服務(wù)器方便配置，設(shè)計同一個VLAN，同時配置一個單一桌面管理服務(wù)器集群，實現(xiàn)終端負載均衡。將兩個無盤系統(tǒng)部署在不同的虛擬服務(wù)器上，并連接到兩部分終端做對比測試，兩個測試結(jié)果顯示都滿足應(yīng)用要求，其中一個系統(tǒng)是Windows平臺開發(fā)，另一個通過Linux平臺開發(fā)，其部署靈活性和穩(wěn)定性更加優(yōu)越，且工作效率很高。

3.云計算技術(shù)構(gòu)建校園計算機終端系統(tǒng)的探索分析

通過對服務(wù)器資源進行調(diào)度以調(diào)高資源利用率，同時通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)器的需求，隨時對虛擬服務(wù)器配置進行調(diào)整也可以大幅提高運行效率。建立多個服務(wù)器群集，利用負載均衡以增加系統(tǒng)運行可靠性。在測試時，熱備模式下的資源占用會影響系統(tǒng)運行，所以要嚴格控制群集的規(guī)模。在云計算機上構(gòu)建多臺虛擬服務(wù)器群集效果明顯，特別是針對不同的無盤系統(tǒng)構(gòu)建群集時，不用再為各個系統(tǒng)配置其相應(yīng)的物理服務(wù)器。通過云計算技術(shù)構(gòu)建無盤系統(tǒng)，其構(gòu)建到測試的過程都比較簡單，能隨意配置服務(wù)器，這為系統(tǒng)的維護帶來了很大的便利，當某一臺服務(wù)器需要維護時，可以將需要維護的應(yīng)用移除去，通過云計算技術(shù)虛擬一臺服務(wù)器彌補進來，這樣就不會造成服務(wù)中斷，同時還能正常維護。除此之外，還有一個比較重要的問題是回寫數(shù)據(jù)和啟動對網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的造成的壓力，它們會影響到服務(wù)器的帶載效率從而對系統(tǒng)設(shè)計造成影響。測試的結(jié)果可以體現(xiàn)本地終端的緩存能力，當本地緩存硬盤和終端不配時，測試后數(shù)據(jù)量就有會很大差別，這說明緩存策略具有差異性。而云計算技術(shù)具有很好的緩沖功能，它能使磁盤的讀寫流量有效降低，從而大大加強服務(wù)器的負載能力。

結(jié)束語

云計算技術(shù)搭建起來的計算機終端管理系統(tǒng)是今年來的發(fā)展趨勢，在對計算機技術(shù)構(gòu)架進行選擇時，要具體分析其應(yīng)用環(huán)境，根據(jù)實際需求做出正確的選擇。云計算技術(shù)構(gòu)建無盤終端管理系統(tǒng)符合應(yīng)用任務(wù)多樣化的需求，同時還滿足校園內(nèi)高密度計算的環(huán)境。相比一般的無盤終端系統(tǒng)，云計算環(huán)境下構(gòu)建的終端管理系統(tǒng)可用性更高，其終端體驗與VDI相比也有大幅提高。

[1]羅軍舟,金嘉暉,宋愛波等.云計算:體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].通信學報,2011,32(7):3-21.

[2]陳豪,謝曉蘭.基于云技術(shù)的校園服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器端設(shè)計研究[J].科技視界,2015,11(9):27,46.

[3]馮輝寧.云計算環(huán)境下的多路數(shù)據(jù)流分層模塊化建模與設(shè)計[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2013,33(6):1570-1576.

[4]朱夏,宋愛波,東方，等.云計算環(huán)境下基于協(xié)同過濾的個性化推薦機制[J].計算機研究與發(fā)展,2014,51(10):2255-2269.

[5]王鵬,黃焱,李坤，等.云計算集群相空間負載均衡度優(yōu)先調(diào)度算法研究[J].計算機研究與發(fā)展,2014,51(5):1095-1107.