芻議大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境及其維護(hù)管理

[摘 要] 大數(shù)據(jù)浪潮席卷全球，已深深滲透到各個(gè)領(lǐng)域，影響力越來越大。面對(duì)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)風(fēng)起云涌的產(chǎn)業(yè)浪潮，很多高校、科研機(jī)構(gòu)都建設(shè)了或開始建設(shè)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室或云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，開展專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)、產(chǎn)學(xué)研合作及社會(huì)服務(wù)，同時(shí)對(duì)于習(xí)慣了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室管理的實(shí)驗(yàn)管理人員提出了新的課題。通過對(duì)校企合作共建的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境介紹，也分享了實(shí)驗(yàn)室管理方面的經(jīng)驗(yàn)和做法。

[關(guān) 鍵 詞] 大數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)室；虛擬機(jī)；云計(jì)算；管理

[中圖分類號(hào)] G718.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）18-0173-03

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨及大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，就像電腦、互聯(lián)網(wǎng)一樣，大數(shù)據(jù)必然會(huì)引發(fā)新一輪的技術(shù)革命?；诋?dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合專業(yè)特色，廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院與廣東恒電信息科技股份有限公司通過校企共建的方式，建設(shè)了大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，主要用于開展大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，同時(shí)進(jìn)行校企合作研發(fā)、技術(shù)培訓(xùn)、師資及員工培養(yǎng)、學(xué)科研究等，校企共建的大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室對(duì)于提升產(chǎn)學(xué)研合作、提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和就業(yè)技能、實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育與社會(huì)應(yīng)用相結(jié)合以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的取得，都將起到至關(guān)重要的作用。

一、大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室及其運(yùn)行環(huán)境

從單機(jī)操作時(shí)代，Netware局域網(wǎng)時(shí)代，Windows局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，單位數(shù)據(jù)中心時(shí)代，到虛擬化時(shí)代，再到大數(shù)據(jù)云時(shí)代。廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院與廣東恒電信息科技股份有限公司通過校企共建的方式，建設(shè)了大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室（如圖1），該大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)展示和真實(shí)行業(yè)數(shù)據(jù)分析等功能。

大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室采用了虛擬化與云計(jì)算技術(shù)，與大數(shù)據(jù)很好地結(jié)合在一起，最終實(shí)現(xiàn)桌面虛擬化。那么什么是虛擬化，什么是云計(jì)算技術(shù)呢？

（一）虛擬化

“虛擬化”就是把一臺(tái)高配置的服務(wù)器里面的資源，比如cpu/內(nèi)存等東西分享出來，在這臺(tái)服務(wù)器上面可搭建很多臺(tái)虛擬機(jī)，以便能在一臺(tái)服務(wù)器主機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多臺(tái)虛擬機(jī)。

就像該校企合作共建的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室，共有三臺(tái)ESXI服務(wù)器，分別是172.16.50.2/172.16.50.3/172.16.50.4。每臺(tái)ESXI服務(wù)器下面安裝了26臺(tái)windows7的虛擬機(jī)，還有一些管理服務(wù)器（如圖2）。

經(jīng)過虛擬化之后，實(shí)驗(yàn)室的電腦可以大大減少，只需要一臺(tái)刀片式服務(wù)器就好了。這樣不僅可以節(jié)省經(jīng)費(fèi)，而且最重要的是由于虛擬化提供了統(tǒng)一的虛擬環(huán)境，減少了不同操作系統(tǒng)對(duì)硬件（網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)、內(nèi)存等）的配置要求，實(shí)訓(xùn)教師或?qū)嶒?yàn)室管理員只需要針對(duì)一種虛擬環(huán)境進(jìn)行操作系統(tǒng)的部署與維護(hù)。再加上有虛擬機(jī)備份和恢復(fù)，虛擬機(jī)的快照等技術(shù)，讓他們?cè)诠ぷ鞯臅r(shí)候，如有不慎，還有后退的余地，這樣可以更好地保證數(shù)據(jù)安全。

那么這里會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題，實(shí)驗(yàn)室有三臺(tái)服務(wù)器，三臺(tái)服務(wù)器難道是獨(dú)立的嗎？答案是否定的，還需要一臺(tái)服務(wù)器去管理這些ESXI，那就是Vcenter Server服務(wù)器。教師或?qū)嶒?yàn)室管理員可以在一臺(tái)刀片式服務(wù)器上面裝好一臺(tái)Windows Sever 2008 R2，然后在上面掛載一個(gè)Vcenter server的光盤，再進(jìn)行安裝，這樣就能夠把一臺(tái)Windows server 2008 R2，安裝成為一臺(tái)Vcenter server 服務(wù)器，再去把ESXI服務(wù)器加到vcenter server里面，就可以管理其他的ESXI服務(wù)器。比如筆者管理的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的venter server服務(wù)器172.16.50.7。下面就有三臺(tái)ESXI服務(wù)器，分別是172.16.50.2/172.16.50.3/172.16.50.4（如圖3）。

（二）云計(jì)算

所謂云計(jì)算，就是一種構(gòu)建于虛擬化上面的技術(shù)。它是用于創(chuàng)建按需、彈性、實(shí)現(xiàn)自我管理且可以作為服務(wù)狀態(tài)分配的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)。也就是說虛擬化就是云計(jì)算的基礎(chǔ)，沒有虛擬化就沒有云計(jì)算。

如果把大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室里面的服務(wù)器比做一個(gè)“云”端，那么實(shí)驗(yàn)室里面的很多一小臺(tái)終端就可以連進(jìn)“云”端里面的主機(jī)。老師上課就是用到ESXI服務(wù)器里面的Windows7虛擬機(jī)。也就是說虛擬化出來的Windows7主機(jī)，就是為了上課分配給學(xué)生用的。如圖4、圖5就是連接進(jìn)“云”里面的過程，需要數(shù)據(jù)用戶名和密碼，當(dāng)然還有域名。

通過這種技術(shù)，如果虛擬機(jī)被學(xué)生安裝了一些東西而導(dǎo)致卡機(jī)或是死機(jī)，實(shí)驗(yàn)室管理員可以不用重裝系統(tǒng)還是重新發(fā)送系統(tǒng)，只需要用到前面的快照進(jìn)行恢復(fù)就行了。一方面可以減少工作量，另一方面可以降低維修成本。

二、使用大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的好處

顧名思義，大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室就是在用虛擬機(jī)上課，不管在管理方面還是教學(xué)方面都有好處的。

虛擬本身是一個(gè)軟件，既然是軟件就和運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上面的應(yīng)用程序是一樣的。它不會(huì)對(duì)硬件造成什么損壞。而且只有虛擬機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候才會(huì)占用主機(jī)資源。

在服務(wù)器上面使用虛擬機(jī)的時(shí)候，它們之間是互相不影響的。每個(gè)虛擬機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉都不會(huì)影響到其他虛擬機(jī)。除此之外，還有以下幾點(diǎn)好處：

（一）兼容性

與物理機(jī)一樣，虛擬機(jī)承載著自身的客戶操作系統(tǒng)，而且具有和物理機(jī)一樣的組件（網(wǎng)卡，主板，等），所以它和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完全兼容。

（二）隔離

虛擬機(jī)互相隔離，就像物理機(jī)一樣是分開的。也就是說，比如172.16.50.2服務(wù)器上面的任何一臺(tái)windows7壞了，都不會(huì)影響到其他的Windows7操作系統(tǒng)的運(yùn)行，這樣可以保證可用性和安全性。

（三）封裝

虛擬機(jī)將整個(gè)計(jì)算環(huán)境封裝起來。如果把它比喻成一個(gè)容器則最為恰當(dāng)。在這個(gè)容器里面裝了很多軟件和應(yīng)用程序，然后你想把它遷移到拿到行。這就是它的封裝作用。

（四）獨(dú)立于硬件

虛擬機(jī)獨(dú)立于底層硬件運(yùn)行的。也就是說底層硬件對(duì)它不產(chǎn)生影響。比如物理服務(wù)器上面的各個(gè)虛擬機(jī)甚至可以運(yùn)行不同類型的操作系統(tǒng)，即無論使用Windows還是Linux操作系統(tǒng)都行。

三、大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的管理

新建的實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)全新、陌生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備或環(huán)境。從接手這個(gè)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室開始，實(shí)驗(yàn)室管理人員最擔(dān)心的無非就是要怎么安裝軟件？當(dāng)終端連不上虛擬機(jī)怎么辦？如果機(jī)器或系統(tǒng)運(yùn)行太卡了怎么辦？其實(shí)達(dá)到目的有多種方式，就看自己是否有思路，知道怎么去解決，筆者在此介紹的是在運(yùn)行管理過程中逐漸摸索和積累的一些辦法。

（一）實(shí)驗(yàn)室管理員應(yīng)了解并熟悉如何裝軟件

首先會(huì)把一個(gè)軟件安裝包通過UItraISO軟件壓縮成一個(gè)ISO文件，再把它通過“連接到本地磁盤上的ISO映像”掛載上去，如圖6。掛載上去之后，軟件安裝包就會(huì)出現(xiàn)在虛擬機(jī)的驅(qū)動(dòng)盤里面，實(shí)驗(yàn)室管理員往往把它拉進(jìn)虛擬機(jī)里面或是直接進(jìn)行安裝就可以了。當(dāng)安裝完成后，還可以再按原來的路徑，把先前掛載上去的ISO卸載掉就行了，不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的虛擬機(jī)造成任何影響。最后，裝完軟件需要對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行快照，并且說清楚是干完什么事或是裝完什么軟件之后進(jìn)行快照的。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)員在進(jìn)行裝軟件之前也需要進(jìn)行快照，以防過程出錯(cuò)可以恢復(fù)。

（二）當(dāng)終端連不上虛擬機(jī)怎么辦

當(dāng)終端連不上虛擬機(jī)，需要先了解情況。首先，確保終端網(wǎng)絡(luò)是沒問題的，看看會(huì)不會(huì)是網(wǎng)線松了還是局域網(wǎng)出問題了，排除了這兩方面的原因后，再進(jìn)入虛擬機(jī)所對(duì)應(yīng)的ESXI主機(jī)上面，這種情況一般都是虛擬機(jī)關(guān)機(jī)了，導(dǎo)致連不上。這時(shí)，只需要把虛擬機(jī)打開就行了。比如win7-22被關(guān)機(jī)了，管理員就進(jìn)入172.16.50.2的主機(jī)上面，把它打開就可以解決問題了（如圖7）。

（三）如果機(jī)器或軟件運(yùn)行太卡了怎么辦

這種情況下，實(shí)驗(yàn)室管理員就需要對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的措施。筆者一般都是通過建立資源池，再進(jìn)行資源分配和份額分配。如果教師的虛擬機(jī)太卡了，就給教師的虛擬機(jī)進(jìn)行比較高的資源分配和比較高的份額。具體處理過程如圖1-8所示：

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高職院校教學(xué)中的重要組成部分，是實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)富有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。適應(yīng)國(guó)家職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展的需要，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)建設(shè)，不斷推進(jìn)教學(xué)改革，促進(jìn)高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)、協(xié)同創(chuàng)新示范基地建設(shè)，職業(yè)院校大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。處于大數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展、突飛猛進(jìn)的時(shí)代，沒有創(chuàng)新就被淘汰。正所謂“學(xué)如逆水行舟，不進(jìn)則退”。從實(shí)驗(yàn)室管理方面，隨著新時(shí)代的到來，對(duì)管理實(shí)驗(yàn)室方面的要求也逐步提高，雖然“任重而道遠(yuǎn)”，但是作為一線實(shí)驗(yàn)室管理人員也得跟上時(shí)代的潮流，接觸新生事物，否則無法在工作崗位上很好地完成工作。

參考文獻(xiàn)：

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