基于虛擬化的經(jīng)濟(jì)管理類跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺保障研究

楊志彬（安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，蚌埠　233030）

基于虛擬化的經(jīng)濟(jì)管理類跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺保障研究

楊志彬
（安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，蚌埠233030）

0　引言

面對大學(xué)生就業(yè)形勢和環(huán)境的壓力，許多大學(xué)生畢業(yè)季后的就業(yè)季四處碰壁，甚至是未就業(yè)就失業(yè)，其中的原因在于大學(xué)生從學(xué)校獲得的和自身培養(yǎng)的綜合技能素質(zhì)不高，從而導(dǎo)致畢業(yè)后的就業(yè)渠道狹窄。對仍然以理論教學(xué)為主導(dǎo)的經(jīng)管類學(xué)生而言，由于受專業(yè)性質(zhì)所限，綜合執(zhí)行能力的培養(yǎng)、綜合決策能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)普遍不夠。進(jìn)而直接導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)意識不足、創(chuàng)業(yè)能力較差。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)已經(jīng)不能滿足社會(huì)對學(xué)生知識及能力等綜合素質(zhì)的要求，如何改革實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法和手段是擺在經(jīng)管類高校面前的課題。

1　經(jīng)管類高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)為突破口

隨著經(jīng)管類高校實(shí)驗(yàn)室管理工作的制度化和規(guī)范化。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的工作重點(diǎn)正逐步從過去的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)施及場地的保障向?qū)嶒?yàn)課程開發(fā)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)的方向轉(zhuǎn)變。

從推進(jìn)經(jīng)濟(jì)管理類各專業(yè)學(xué)生提高綜合素質(zhì)培養(yǎng)、實(shí)際動(dòng)手操作鍛煉角度出發(fā)，勢必有將經(jīng)管類各實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程整合的必要，從而推出適合學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)，適應(yīng)未來需求的跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺，以下稱綜合系統(tǒng)平臺。該平臺除了在整合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程以外，也要開發(fā)適合綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的新課程。利用現(xiàn)有的各種信息化技術(shù)，為學(xué)生提供仿真操作的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

2　經(jīng)濟(jì)管理類跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺運(yùn)行保障要求

既然是綜合系統(tǒng)平臺，該系統(tǒng)平臺應(yīng)該能充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)管理類學(xué)生培養(yǎng)方案，通過經(jīng)濟(jì)學(xué)、國際貿(mào)易、市場營銷、物流管理、電子商務(wù)、會(huì)計(jì)電算化、工商管理等學(xué)科實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)要求，滿足學(xué)生基礎(chǔ)的應(yīng)用協(xié)同能力培養(yǎng)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生決策判斷和創(chuàng)新意識，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力為最終目標(biāo)［1］。通過平臺的高度整合，為學(xué)生提供高仿真的動(dòng)態(tài)場景模擬，在真實(shí)對抗環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的能力教育和素質(zhì)教育的雙跨越［2］。

從使用綜合系統(tǒng)平臺的高校提供數(shù)據(jù)看，該平臺可包含的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程點(diǎn)該校所開實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的85%，平臺使用情況：按全年兩學(xué)期（240天），每天四個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段3個(gè)班180人同時(shí)使用的基本滿負(fù)荷計(jì)算，全年可接待172800人次和開放的自主學(xué)習(xí)課時(shí)?？梢钥闯觯匾挠布z修以外，系統(tǒng)平臺應(yīng)該是全年無休的。

綜合系統(tǒng)平臺運(yùn)行期間所有的各類數(shù)據(jù)，如學(xué)生登錄信息、各類實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)任務(wù)資料、學(xué)生完成各類任務(wù)的狀態(tài)、平臺各模塊數(shù)據(jù)交換情況、學(xué)生提交的各類任務(wù)報(bào)表、作業(yè)成績及考試成績等，這些數(shù)據(jù)如何安全高效使用及儲存?zhèn)浞荩约俺鲥e(cuò)后的糾正恢復(fù)影響到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺的性能。

隨著實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺的構(gòu)建和使用，各類需求會(huì)不斷擴(kuò)展，如何規(guī)劃和建設(shè)系統(tǒng)平臺良好的擴(kuò)展性，如何為綜合系統(tǒng)平臺與其他系統(tǒng)平臺集成提供接口等也是系統(tǒng)平臺建設(shè)必須要考慮的。

綜合系統(tǒng)平臺由多平臺組成，因不同分平臺的系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)不一致，不能在同一操作系統(tǒng)下共存，多個(gè)任務(wù)就需要多臺服務(wù)器，而服務(wù)器硬件設(shè)備的級別升級，又出現(xiàn)每臺服務(wù)器只使用很小部分資源，大部分資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，增加服務(wù)器的同時(shí)，也會(huì)增加電力及制冷成本。

面對如此重要的實(shí)驗(yàn)平臺，如何保障綜合系統(tǒng)平臺高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，鑒于系統(tǒng)的以上各需求，我們從虛擬化角度出發(fā)，提出綜合系統(tǒng)平臺的虛擬化保障措施。

3　基于VMware vSphere的綜合系統(tǒng)平臺虛擬化部署實(shí)踐

從虛擬化角度出發(fā)，我們采用了虛擬軟件vSphere。VMware vSphere是業(yè)界領(lǐng)先的虛擬化平臺［3］。它以一種較經(jīng)濟(jì)的方式將多個(gè)虛擬服務(wù)器安裝在同一臺物理服務(wù)器上，虛擬服務(wù)器均可加載各類操作系統(tǒng)以及應(yīng)用系統(tǒng)，達(dá)到擴(kuò)展服務(wù)器資源的目的。同時(shí)也能夠幫助用戶進(jìn)行服務(wù)器整合，使用戶能夠自信地更快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，提高服務(wù)的可靠性和可用性。

在引入VMware vSphere軟件系統(tǒng)后，按虛擬化部署要求，先創(chuàng)建基于Windows 2008的數(shù)據(jù)管理中心，即VMware vSphere vCenter。vCenter集中管理和監(jiān)控虛擬機(jī)和其他對象，通過整合工具軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化資源調(diào)配，對數(shù)據(jù)中心各類資源進(jìn)行統(tǒng)一管理。實(shí)際部署中，將用于安裝綜合系統(tǒng)平臺的兩臺服務(wù)器進(jìn)行主要及備份規(guī)劃分工。將IP地址為192.168.92.140的服務(wù)器，作為我校經(jīng)管類跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺安裝部署的主服務(wù)器，地址為192.168.92.150的服務(wù)器為目標(biāo)服務(wù)器，為主服務(wù)器提供硬件資源以及虛擬機(jī)軟件資源的容錯(cuò)、遷移之用。

通過基于Web的數(shù)據(jù)中心管理平臺可以查看到各數(shù)據(jù)中心使用的硬件主機(jī)情況和需要管理的虛擬機(jī)資源，當(dāng)然其中還有一些如資源池和群集的資料的展示。通過選取相應(yīng)對象，我們還可以在右側(cè)的窗口查看到相應(yīng)對象的資源分配、性能參數(shù)、任務(wù)事件，以及報(bào)警提示［4］。

基于Web的數(shù)據(jù)中心管理平臺對于性能的監(jiān)控、管理，也極為便利，可以根據(jù)需求定義需要監(jiān)控的資產(chǎn)設(shè)備，快速定位性能瓶頸或發(fā)現(xiàn)問題根源。

部署實(shí)施過程中，根據(jù)綜合系統(tǒng)平臺需要，按功能劃分，將主服務(wù)器邏輯劃分為數(shù)據(jù)庫層、工作流層和用戶表現(xiàn)層組成，與之對應(yīng)，對服務(wù)器物理的硬件進(jìn)行虛擬化分解，按各系統(tǒng)運(yùn)行所需資源要求從硬件設(shè)備中進(jìn)行劃分，如CPU資源等。制作數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺、工作流系統(tǒng)平臺及用戶表現(xiàn)層系統(tǒng)三個(gè)虛擬機(jī)，按環(huán)境參數(shù)要求，安裝相應(yīng)操作系統(tǒng)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。直白來講，現(xiàn)在擺在我們面前的系統(tǒng)平臺主服務(wù)器被當(dāng)成了若干臺服務(wù)器來用。

4　綜合系統(tǒng)平臺運(yùn)行使用保障研究

綜合系統(tǒng)平臺根據(jù)學(xué)生使用的需要，因其全年無休的特性，為確?；谔摂M化的綜合系統(tǒng)平臺的高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行。依托VMware vSphere vCenter，我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究與嘗試。

引入虛擬化后，可以擺脫物理服務(wù)器安裝各類軟件環(huán)境系統(tǒng)耗時(shí)耗力的弊端，我們按資源歸類，創(chuàng)建多個(gè)虛擬化的服務(wù)器模板，通過對模板的系統(tǒng)克隆，可以復(fù)制出環(huán)境參數(shù)一致的虛擬化系統(tǒng)。通過這種方式，克隆出多個(gè)虛擬化系統(tǒng)進(jìn)行綜合系統(tǒng)平臺的部署。

根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)進(jìn)度，合理劃分各系統(tǒng)維護(hù)周期，每個(gè)周期開始前，對各系統(tǒng)所在虛擬的系統(tǒng)資源進(jìn)行快照，對當(dāng)時(shí)的各類資源狀態(tài)進(jìn)行保留，虛擬機(jī)快照允許管理員創(chuàng)建虛擬機(jī)的即時(shí)檢查點(diǎn)，捕捉特定時(shí)刻的虛擬機(jī)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法正常使用，VMware管理員可以在出現(xiàn)事件時(shí)轉(zhuǎn)換回前一個(gè)快照狀態(tài)，快照又不是完全復(fù)制虛擬機(jī)，僅是利用最少的空間實(shí)現(xiàn)改變文件的存儲［5］。

黃金有價(jià)，數(shù)據(jù)無價(jià)，如何保護(hù)平臺的各類數(shù)據(jù)及系統(tǒng)安全，在結(jié)合使用虛擬機(jī)快照時(shí)，我們嘗試使用VDP，既vSphere Data Portectio，它是基于虛擬機(jī)的磁盤備份與恢復(fù)解決方案，虛擬化技術(shù)簡化了數(shù)據(jù)備份和虛擬機(jī)恢復(fù)工作［6］。VDP能夠針對虛擬機(jī)進(jìn)行快速高效數(shù)據(jù)保護(hù)、采用可變長度重復(fù)數(shù)據(jù)消除技術(shù)、更改數(shù)據(jù)塊跟蹤和虛擬機(jī)快照、使用檢查點(diǎn)和回滾機(jī)制充分保護(hù)備份、自動(dòng)評估采用何種系統(tǒng)恢復(fù)方法等優(yōu)點(diǎn)［7］。

虛擬機(jī)快照在一定程度上為平臺安全運(yùn)行提供了保障，但問題是，當(dāng)出現(xiàn)問題后，利用快照恢復(fù)，也只能使系統(tǒng)狀態(tài)回到這個(gè)周期的起始，仍有部分資源缺失［8］。在快照的基礎(chǔ)上，我們又引入vMotion的實(shí)時(shí)遷移，實(shí)時(shí)遷移是在多個(gè)ESXI服務(wù)器主機(jī)之間平衡資源。因硬件維護(hù)過程中需要關(guān)閉服務(wù)器，或者因?yàn)槠渌蛲顺錾a(chǎn)，vMotion則將全部活動(dòng)虛擬機(jī)從主服務(wù)器主機(jī)遷移到不處于硬件維護(hù)窗口期的目標(biāo)服務(wù)器主機(jī)。因?yàn)槭菍?shí)時(shí)遷移，所以各種服務(wù)沒有中斷，也不需要停機(jī)。實(shí)時(shí)遷移后的虛擬機(jī)仍可正常運(yùn)行在目標(biāo)服務(wù)器上［9］。

在實(shí)際部署中，我們將綜合系統(tǒng)平臺所使用的地址為192.168.92.150的服務(wù)器作為192.168.92.140服務(wù)器的實(shí)時(shí)遷移目標(biāo)服務(wù)器，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)系統(tǒng)故障后，無法正常滿足其中的虛擬機(jī)正常使用，通過vMotion的實(shí)時(shí)遷移，虛擬機(jī)能自動(dòng)快速地去目標(biāo)服務(wù)器匹配合適的資源進(jìn)行遷移，維持系統(tǒng)運(yùn)行。修復(fù)后的主服務(wù)器隨后又可充當(dāng)實(shí)時(shí)遷移的目的服務(wù)器。實(shí)時(shí)遷移過程如圖1。

既然引入了虛擬化概念，又對服務(wù)器等硬件資源進(jìn)行了虛擬化部署，為了充分了解數(shù)據(jù)中心各虛擬機(jī)運(yùn)行情況，我們通過vCenter Operations Manager管理工具，智能感知并管理VMware虛擬化系統(tǒng)，從虛擬機(jī)到群集和數(shù)據(jù)中心收集性能數(shù)據(jù)，找出環(huán)境中潛在問題。以圖形表示整個(gè)虛擬環(huán)境的當(dāng)前和歷史狀況，并在層次結(jié)構(gòu)中顯示變動(dòng)信息將生成警示［10］。

圖1　vMotion的實(shí)時(shí)遷移演示圖

綜合系統(tǒng)平臺的建設(shè)會(huì)根據(jù)后期使用情況進(jìn)行系統(tǒng)模塊的增補(bǔ)，這就要求對系統(tǒng)使用的各類資源合理劃分，在保障當(dāng)前使用資源充分安排的前提下，保留部分資源，以便日后為擴(kuò)展提供必要的資源支持，這些要求，對于進(jìn)行虛擬化部署的系統(tǒng)平臺可以輕松實(shí)現(xiàn)［11］。虛擬化部署同時(shí)也為日后的擴(kuò)展和其他經(jīng)管類軟件系統(tǒng)運(yùn)行平臺提供接口支持。

5　結(jié)語

綜合系統(tǒng)平臺作為經(jīng)管類高校培養(yǎng)高素質(zhì)人材的基礎(chǔ)平臺、提升平臺，在思想層面和實(shí)踐層面皆具有一定的創(chuàng)新性，打破原有的專業(yè)學(xué)科界限，通過整合形成較為科學(xué)的仿真綜合項(xiàng)目體系，進(jìn)而帶動(dòng)方法體系和組織形式體系改革，以最終的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)績效考評體系對來自不同專業(yè)的學(xué)生通過進(jìn)入仿真企業(yè)，在不同工作崗位模擬管理和服務(wù)機(jī)構(gòu)的實(shí)際業(yè)務(wù)流程和規(guī)則，在復(fù)雜動(dòng)態(tài)的仿真市場環(huán)境中進(jìn)行企業(yè)模擬運(yùn)作，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的綜合素質(zhì)［12］。為創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，提供成功的探索。基于虛擬化的跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺保障措施的研究以較為先進(jìn)的虛擬化技術(shù)為依托，從硬件到軟件、從整合到分解、從穩(wěn)定到自動(dòng)處理，運(yùn)用先進(jìn)行的信息化技術(shù)為跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺平衡安全的運(yùn)行提供技術(shù)保障。同時(shí)也為其他大型的系統(tǒng)平臺運(yùn)行提供保障研究。

［1］王培良，蔣林華.實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺的構(gòu)建與實(shí)踐教學(xué)改革［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（6）：68-69.

［2］楊積堂，張寶秀.文科跨專業(yè)綜合集成實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新與探索［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（9）：4-10.

［3］VMware vSphere 5.5功能特性［EB/OL］.http：//www.vmware.com/cn/products/vsphere/.

［4］許冠軍.基于vSphere的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)探索［J］.軟件，2012，33（2）：53-55.

［5］許娜.基于VMware ESX Server的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（9）：202-205.

［6］（美）Scott，Lowe著，曾少寧 譯.精通Mastering VMware vSphere5［M］.北京：人民郵電出版社，2014.

［7］張楠.虛擬化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器優(yōu)化整合中的應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2014，17（2）：49-52.

［8］洪家軍，周原.基于vSphere網(wǎng)絡(luò)攻防虛擬實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)與實(shí)踐［J］.榆林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，3（2）：41-45.

［9］何坤源.構(gòu)建高可用VMware vSphere 5.X虛擬化架構(gòu)［M］.北京：人民郵電出版社，2014.

［10］王春海.VMware vSphere企業(yè)運(yùn)維實(shí)戰(zhàn)［M］.北京：人民郵電出版社，2014.

［11］劉健，高雅蓉.淺談虛擬化技術(shù)在高校教育科研領(lǐng)域應(yīng)用的研究［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，16（6）：97-99.

［12］張玲，黃啟.經(jīng)管類跨專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)探索［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11（4）：159-161.

Experimental Training；Cross Professional Platform；Virtualization；vSphere5.5

Research on the Security of the Cross Professional Comprehensive Experimental Training Platform Based on the Virtual Economic Management

YANG Zhi-bin
（Experiment and Practice Training Center，Anhui University of Finance&Economics，Bengbu 233030）

1007-1423（2015）27-0050-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.27.014

楊志彬（1974-），男，河南尉氏人，學(xué)士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)管理及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

2015-08-04

2015-09-23

隨著社會(huì)對人才綜合素質(zhì)要求的不斷提高，經(jīng)管類高校將跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的突破口，如何保障跨專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行是亟需解決的問題。以vSphere5.5為基礎(chǔ)，從虛擬化角度出發(fā)為綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺提供保障，同時(shí)也為其他系統(tǒng)平臺的搭建提供借鑒意見。

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；跨專業(yè)平臺；虛擬化；vSphere5.5

With the continuous improvement of the quality of the talents in the society，in economics and management college，cross professional comprehensive experiment and training platform will become a breakthrough experiment teaching reformation，how to protect the interdisciplinary comprehensive experiment and training platform security，stable and efficient operation is an urgent problem to be solved.Based on vSphere5.5，from the virtualization point of view，provides security for the economic management of the comprehensive experimental training platform for the economic management，and provides reference for other system platform.