文科實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)研究

龐雨濱

（大連大學(xué) 實(shí)驗(yàn)中心，遼寧 大連 116622）

文科實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)研究

龐雨濱

（大連大學(xué) 實(shí)驗(yàn)中心，遼寧 大連 116622）

文科實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)中的關(guān)鍵問題是設(shè)備整合、服務(wù)提升和資源共享。在設(shè)備整合的過程中，新舊問題交叉出現(xiàn)，影響了服務(wù)質(zhì)量，阻礙了教學(xué)資源的充分共享。本文從實(shí)際出發(fā)，分析問題，探討解決問題的途徑。結(jié)合大連大學(xué)文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的實(shí)例，充分利用現(xiàn)有的物理設(shè)備，以滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)的實(shí)際需求為目標(biāo)，從服務(wù)器群、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)和用戶應(yīng)用等四個(gè)角度，探討了建設(shè)統(tǒng)一的、融合的教學(xué)資源平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。

文科實(shí)驗(yàn)中心，資源共享，教學(xué)資源平臺(tái)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了教育手段的提升和教育理念的轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為教育提供了豐富的資源。各種教學(xué)組織越來越重視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用，尤其是高校在網(wǎng)絡(luò)資源的研究和利用方面從理論走向?qū)嵺`，各種教學(xué)資源平臺(tái)紛紛投入使用?！秶抑虚L(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》也強(qiáng)調(diào)要“充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施”[1]。2015年的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》中也提到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)要跨院系，跨學(xué)科，跨專業(yè)交叉培養(yǎng)，要促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)共享[2]。

2013年，大連大學(xué)科技樓竣工，英語等多個(gè)文科實(shí)驗(yàn)室搬遷到新樓。2014年，大連大學(xué)成立了文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，將原分布在英語學(xué)院、師范學(xué)院、經(jīng)管學(xué)院、旅游學(xué)院等教學(xué)單位的具有實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐功能的實(shí)驗(yàn)室和功能室的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員予以整合。新成立的文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心將從加強(qiáng)管理入手，運(yùn)用虛擬技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等新技術(shù)整合設(shè)備資源成立數(shù)據(jù)中心，集中技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為學(xué)科發(fā)展、教學(xué)和科研提供更好的服務(wù)。

整合后的數(shù)據(jù)中心的設(shè)備狀況比較復(fù)雜，來自原實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備新舊并存，類型多樣，分布在不通的樓層，相互隔離，承擔(dān)著獨(dú)立的教學(xué)任務(wù)。數(shù)據(jù)中心也面對(duì)著更復(fù)雜的應(yīng)用需求和來自不通專業(yè)、不通層次的服務(wù)對(duì)象。由此而帶來的問題不斷突顯，在現(xiàn)有條件下如何解決這些問題成為一個(gè)新的技術(shù)課題。

目前已經(jīng)有學(xué)者對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)和文科實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)等方面做了大量的研究。陳巧[3]在研究中利用云技術(shù)構(gòu)建教學(xué)資源大平臺(tái)，以用戶需求為中心，提出平臺(tái)建設(shè)的思路，重點(diǎn)闡述了設(shè)計(jì)模式。謝陽[4]在碩士論文中闡述了基于虛擬化平臺(tái)構(gòu)建技術(shù)，在參考了大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)后，對(duì)相關(guān)技術(shù)做出多角度的闡述，提出虛擬化教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建方案并對(duì)方案進(jìn)行了測(cè)試。朱三元[5]等在研究過程中重點(diǎn)關(guān)注了應(yīng)用管理模塊的設(shè)計(jì)和建設(shè)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)的研究主要是針對(duì)于理工實(shí)驗(yàn)或者是學(xué)校層的信息中心開展的，與文科實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)際情況還不太一樣，設(shè)備情況、學(xué)校投入以及服務(wù)對(duì)象都存在著很大的差別，不能套用已有的研究。程世紅，孫純學(xué)[6]等對(duì)文科實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)模式和方案做了探討，但是并未探討實(shí)際的數(shù)據(jù)中心建設(shè)問題。還有孫純學(xué)[7]，趙晶[8]等學(xué)者針對(duì)文科實(shí)驗(yàn)中心的研究重點(diǎn)關(guān)注了管理模式方面的問題。本文針對(duì)大連大學(xué)文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)中的實(shí)際問題，從立足現(xiàn)狀，分析問題，解決問題的思路出發(fā)，設(shè)計(jì)和建設(shè)大連大學(xué)文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的數(shù)據(jù)中心。

一、存在的問題

在研究開始之前，梳理所有硬件設(shè)備資源和服務(wù)需求，發(fā)現(xiàn)目前數(shù)據(jù)中心存在的問題有：

（一）硬件資源利用單一，性能過剩

文科專業(yè)的應(yīng)用對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的需求基本相似或者相同，差別體現(xiàn)在不同的環(huán)境需求。各教學(xué)單位分散建設(shè)，造成這些服務(wù)器的使用率并不高。而且服務(wù)也僅供本單位教師和學(xué)生使用,導(dǎo)致用戶規(guī)模小、服務(wù)功能單一、對(duì)外開放性不足和設(shè)備使用率低下等一系列問題。尤其是后期購買的高性能服務(wù)器，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，往往一臺(tái)服務(wù)器上只運(yùn)行一個(gè)WEB服務(wù)，計(jì)算性能嚴(yán)重浪費(fèi)。

（二）網(wǎng)絡(luò)訪問需求復(fù)雜，分散的布局不能滿足需求

整合之前的服務(wù)通過一些特殊途徑提供給教師和學(xué)生，統(tǒng)一管理之后，需要借助于一個(gè)統(tǒng)一的端口提供服務(wù)，這個(gè)服務(wù)是基于校園內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)：校園網(wǎng)。但校園網(wǎng)并不是唯一的網(wǎng)絡(luò)，電信寬帶、企業(yè)寬帶、WIFI、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的4G網(wǎng)絡(luò)等接入方式也在廣泛使用。在這樣復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，教師和學(xué)生會(huì)通過不同的方式登錄資源平臺(tái)，并希望得到多樣化的資源服務(wù)。但是由于一些資源、軟件由于版權(quán)限制，并不允許在互聯(lián)網(wǎng)上被訪問，這就為資源的獲取、管理和發(fā)布帶來問題。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，原來分散的實(shí)驗(yàn)室之間沒有內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，設(shè)備分散在不同的樓層，相互隔絕。

（三）軟硬件資源部署分散，共享率低

各教學(xué)單位自建實(shí)驗(yàn)室的目的是服務(wù)本專業(yè)和本學(xué)院的教學(xué)和科研，功能有局限性，服務(wù)對(duì)象局限于小范圍。因此硬件的部署以方便本部門使用為主，大型設(shè)備存放在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，通過局域網(wǎng)連接，相對(duì)比較分散。教學(xué)平臺(tái)等服務(wù)的對(duì)象是本專業(yè)的教師和學(xué)生，沒有對(duì)其他專業(yè)和學(xué)院共享。

（四）大量同類應(yīng)用統(tǒng)一部署后有沖突

整合后的數(shù)據(jù)中心建立了一個(gè)硬件服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，合理分配硬件資源，提供跨越專業(yè)、年級(jí)限制的應(yīng)用服務(wù)。原有的部分教學(xué)平臺(tái)、新聞系統(tǒng)具有相同的Cookies和請(qǐng)求端口，統(tǒng)一部署后，軟件沖突表現(xiàn)得十分明顯。

（五）負(fù)載均衡和高可用性不足

原有的管理和服務(wù)都不是十分規(guī)范，由于硬件限制，沒有冗余服務(wù)器，無法備份等問題十分普遍。由于不同的服務(wù)器部署了不同的應(yīng)用服務(wù)，在時(shí)間段和用戶數(shù)據(jù)的差異化請(qǐng)求下，會(huì)造成服務(wù)器間的負(fù)載不均衡，處理效率降低。應(yīng)用系統(tǒng)正在呈現(xiàn)集中化發(fā)展趨勢(shì)，全采用物理冗余的高可用性方案成本高，系統(tǒng)維護(hù)時(shí)需要停機(jī)，不能滿足實(shí)時(shí)性強(qiáng)的服務(wù)需求[9]。

二、設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)需求分析

數(shù)據(jù)中心成立后的第一件事是硬件整合，重新規(guī)劃服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施，搭建教學(xué)資源平臺(tái)。平臺(tái)的搭建是建立在需求分析的基礎(chǔ)上，了解目前數(shù)據(jù)中心存在的問題，以及要達(dá)到的目標(biāo)，進(jìn)而分析解決問題的途徑以及優(yōu)化方案。

數(shù)據(jù)中心利用現(xiàn)代信息技術(shù)為教師提供各種類型的教學(xué)和研究環(huán)境，為學(xué)生提供仿真學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)平臺(tái)等服務(wù)。硬件整合的目的是建立服務(wù)池，為不同的需求提供應(yīng)用池，既要滿足原有的應(yīng)用需求，又能夠承擔(dān)跨專業(yè)、跨學(xué)科的綜合實(shí)驗(yàn)，以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。主要的需求有以下三點(diǎn)：

1.提供多種穩(wěn)定的途徑訪問教學(xué)資源平臺(tái)

在已經(jīng)完成的項(xiàng)目《大學(xué)英語網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)行為的調(diào)查與分析研究》的研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)：有個(gè)人電腦的學(xué)生更愿意在宿舍登陸學(xué)習(xí)平臺(tái)完成學(xué)習(xí)任務(wù)、獲取自主學(xué)習(xí)信息，他們認(rèn)為網(wǎng)吧、其他機(jī)房或者數(shù)據(jù)中心的機(jī)房并不是最佳的學(xué)習(xí)場(chǎng)所。對(duì)于教師而言，他們更愿意在家訪問學(xué)習(xí)平臺(tái)上傳課件和講義；在教學(xué)過程中，QUIZ等測(cè)試任務(wù)，他們更愿意在數(shù)據(jù)中心機(jī)房進(jìn)行，以保證成績(jī)的有效性。

因此，數(shù)據(jù)中心必須提供多種訪問平臺(tái)的途徑，并且這些訪問是穩(wěn)定高效的。

2.統(tǒng)一規(guī)劃、合理利用硬件資源

前期的基礎(chǔ)建設(shè)工作已經(jīng)結(jié)束，不適合再做較大的線路改造，盡可能少地改動(dòng)網(wǎng)絡(luò)布局；整理現(xiàn)有的功能性需求，重新定義服務(wù)器的服務(wù)功能，通過設(shè)備的再次組合充分挖掘硬件設(shè)備的資源利用率。有的軟件的訪問量比較大，比如Unipus高校外語教學(xué)管理平臺(tái)為全校大學(xué)英語學(xué)生提供服務(wù)，并發(fā)流量非常大，資源的內(nèi)容包括音頻和視頻，對(duì)帶寬的占用很高；而同是大學(xué)英語課程的精品課申報(bào)網(wǎng)站，只在特定時(shí)段使用，日常訪問量很低，如果單獨(dú)占用一臺(tái)服務(wù)器，資源大量浪費(fèi)。

現(xiàn)有的應(yīng)用和服務(wù)要同時(shí)滿足，包括各類 B/S、C/S結(jié)構(gòu)常規(guī)軟件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、流媒體等。同時(shí)滿足承擔(dān)大學(xué)英語網(wǎng)絡(luò)化考試等對(duì)穩(wěn)定性要求較高的服務(wù)。

所以對(duì)不同的用戶，不同的需求，我們需要從新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施，讓基礎(chǔ)設(shè)施得到充分利用，緩和用戶訪問應(yīng)用需求和物理設(shè)施之間需求的緊張關(guān)系。

3. 資源共享

重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌詽M足中心內(nèi)部各實(shí)驗(yàn)室之間數(shù)據(jù)高速通信，資源共享。數(shù)據(jù)中心的成立，打破了原來相互隔離的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心所有實(shí)驗(yàn)室機(jī)房互通。重新規(guī)劃服務(wù)器位置和功能，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地資源、硬件資源、服務(wù)資源高度共享。在保證數(shù)據(jù)的完整性和獨(dú)立性的基礎(chǔ)上，將分散的資源存儲(chǔ)方式逐步整合到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，建立共享資源庫。

（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)既要解決已有的問題，又要滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)的需求，從物理設(shè)備層面來看，要符合這些需求，需要從四個(gè)方面去考慮，探索解決問題的方案。我們將數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施分為四個(gè)模塊，分別是：服務(wù)器模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊，存儲(chǔ)模塊，用戶接口模塊。

1. 服務(wù)器模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心承擔(dān)著不同專業(yè)的信息化建設(shè)工作和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)任務(wù)，原有的各類應(yīng)用和服務(wù)需要部署在不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)上，主要有，RedHat Enterprise 6，CentOS， Windows2008，Windows2003，運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫軟件有Access，MySQL，SQL Server等。對(duì)服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，通過VMware等虛擬機(jī)服務(wù)，對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合，統(tǒng)一管理。服務(wù)器平臺(tái)虛擬化的目的就是削弱物理基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)平臺(tái)之間的耦合，在邏輯上，用一種直接友好的方式管理物理資源，在應(yīng)用者看來，物理設(shè)施透明的，他們不必去關(guān)心物理設(shè)備而只需要考慮如何使用軟件即可。服務(wù)器平臺(tái)的虛擬化可以借助于多款虛擬化軟件，如：VMware，Citrix等。

利用虛擬化軟件的群集功能建立服務(wù)器集群，如VMware軟件可以通過VMware vSphere建立群集，建立集群的目的是將服務(wù)器的負(fù)擔(dān)分配到多臺(tái)主機(jī)上，并且當(dāng)運(yùn)行某一個(gè)服務(wù)的物理服務(wù)器出現(xiàn)問題時(shí)，另一臺(tái)服務(wù)器可以快速恢復(fù)服務(wù)。

服務(wù)器虛擬化之后，綜合各個(gè)服務(wù)模塊的資源占用率，重新分配服務(wù)所在虛擬機(jī)，動(dòng)態(tài)地對(duì)物理服務(wù)器進(jìn)行虛擬資源劃分，提供可供擴(kuò)展的資源池。并且有新的應(yīng)用加入到平臺(tái)時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)利用定制模板，部署新的虛擬機(jī)，開啟相關(guān)服務(wù)。節(jié)省了時(shí)間和人力資源。

2. 網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)計(jì)

圖3　.1　整合后的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心位于校園網(wǎng)的主干節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)為內(nèi)部機(jī)房和校園網(wǎng)用戶提供服務(wù)。中心整合后的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備布局是：1樓2樓的外語語言實(shí)驗(yàn)室、3樓4樓的經(jīng)管實(shí)驗(yàn)室都有獨(dú)立的、功能成熟的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其他實(shí)驗(yàn)室分布在0層、4-6層，直接接入校園網(wǎng)；外語語言實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器以WEB服務(wù)為主，經(jīng)管實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器以虛擬仿真類軟件應(yīng)用為主。二者同時(shí)具備接入校園網(wǎng)，為機(jī)房等接入設(shè)備提供訪問互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的能力。網(wǎng)絡(luò)整合的第一項(xiàng)工作是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，資源共享，這是所有文科實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)過程中必須解決的實(shí)際問題；第二是配置內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的不同權(quán)限的訪問。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是：外語語言實(shí)驗(yàn)室和經(jīng)管實(shí)驗(yàn)室的核心交換機(jī) RG-S8606實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，重新規(guī)劃VLAN，均以房間號(hào)命名，為保障互聯(lián)互通的穩(wěn)定性，兩臺(tái)核心路由器之間的連接線路采用了雙線路熱備；其他實(shí)驗(yàn)室就近接入兩臺(tái)核心交換機(jī)并統(tǒng)一設(shè)定VLAN。

復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，VPN解決了互聯(lián)網(wǎng)用戶對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。功能是：在公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行加密通訊。VPN網(wǎng)關(guān)通過對(duì)數(shù)據(jù)包的加密和數(shù)據(jù)包目標(biāo)地址的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。我們建立VPN的目的是允許教師和部分學(xué)生能夠在家里、宿舍等環(huán)境中訪問科研、教學(xué)等資源平臺(tái)。

規(guī)劃一個(gè)專用的VLAN，用于VPN用戶分配IP地址，啟用新的專用VLAN的好處是，可以針對(duì)這個(gè)網(wǎng)段設(shè)置特殊的訪問權(quán)限，避免用戶登錄內(nèi)網(wǎng)后，借機(jī)攻擊內(nèi)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)。還可以限制用戶查看不同資源的權(quán)限。

新的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，統(tǒng)一部署，統(tǒng)一管理。在資源利用方面，避免了重復(fù)投入，又充分利用了現(xiàn)有的設(shè)備。保留兩臺(tái)核心交換機(jī)，保證了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)機(jī)房訪問互聯(lián)網(wǎng)的性能，不會(huì)因?yàn)檎隙斐删W(wǎng)速下降；又實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中心內(nèi)部所有機(jī)房都可以通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器平臺(tái)。VPN功能的搭建，使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)的通信的控制能力增強(qiáng)。通過對(duì)ACL的精確設(shè)置，端口的映射等安全配置，保障服務(wù)器數(shù)據(jù)的安全，又能實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生在任何工作和學(xué)習(xí)的位置上都可以接入到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，訪問受版權(quán)限制的資源。

3.專業(yè)存儲(chǔ)模塊搭建

存儲(chǔ)設(shè)備是對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)的物理設(shè)備，存儲(chǔ)系統(tǒng)是“大數(shù)據(jù)”基礎(chǔ)架構(gòu)中非常關(guān)鍵的核心。但是在數(shù)據(jù)中心的實(shí)際應(yīng)用中，搭建專業(yè)存儲(chǔ)的目的是解決資源共享和數(shù)據(jù)量不斷膨脹的問題，在量級(jí)上與專業(yè)的 IDC對(duì)存儲(chǔ)的要求有所不同。存儲(chǔ)服務(wù)就是在物理存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器之間增加一個(gè)虛擬層，由這個(gè)層管理和控制所有物理存儲(chǔ)單位，并統(tǒng)一向服務(wù)器提供存儲(chǔ)服務(wù)。在物理上，存儲(chǔ)設(shè)備不再直接與服務(wù)器相連，而是作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。物理硬件對(duì)服務(wù)來說是透明的，它直接讀寫的是虛擬層。虛擬存儲(chǔ)主要有三種實(shí)現(xiàn)形式，一種是基于主機(jī)的，將連接到主機(jī)的存儲(chǔ)劃分虛擬卷；第二種是基于SAN網(wǎng)絡(luò)；第三種是基于磁盤陣列。數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)服務(wù)器按照原有的布局存放在經(jīng)管服務(wù)器機(jī)房，通過光纖提供服務(wù)。主要是將衛(wèi)星電視錄制、視頻資源、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等占用空間較大的數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)服務(wù)器上。服務(wù)器群的虛擬機(jī)根據(jù)需要訪問存儲(chǔ)上的資源和數(shù)據(jù)。從各學(xué)校不同的現(xiàn)狀來看，并不一定都有存儲(chǔ)設(shè)備，但是從技術(shù)的角度來說，數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)設(shè)備是將來必須部署的設(shè)備之一。今后隨著應(yīng)用需求的不斷提升以及新的基于存儲(chǔ)服務(wù)的教學(xué)設(shè)計(jì)的開展，數(shù)據(jù)中心服務(wù)的研究將重點(diǎn)圍繞數(shù)據(jù)服務(wù)方面進(jìn)行新的研究，而此研究的基礎(chǔ)就是存儲(chǔ)服務(wù)。

4.高可用性（HA）配置

高可用性體現(xiàn)在服務(wù)器平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)上。在服務(wù)器平臺(tái)上，利用虛擬機(jī)軟件創(chuàng)建群集，實(shí)現(xiàn)服務(wù)業(yè)務(wù)的不中斷或者短暫中斷。

高可用性群集實(shí)現(xiàn)的方式是基于資源切換的，這些資源包括節(jié)點(diǎn)的地址、主機(jī)名、卷和應(yīng)用程序等。資源狀態(tài)的監(jiān)控和業(yè)務(wù)的切換時(shí)利用軟件來實(shí)現(xiàn)的，就是此類軟件。在服務(wù)器平臺(tái)虛擬化過程中，借助于VMware HA等軟件來實(shí)現(xiàn)。

在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面，首先是在兩個(gè)一級(jí)節(jié)點(diǎn)的物理鏈路上配置雙光纖線路，然后利用VRRP（虛擬路由冗余協(xié)議）在RG-S8606中配置熱備功能，一旦虛擬的主路由器不可用，協(xié)議提供了動(dòng)態(tài)的故障轉(zhuǎn)移機(jī)制，把另外的虛擬路由器的IP作為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙線路熱備。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的高可用性只是體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室互通和實(shí)驗(yàn)室訪問校園網(wǎng)服務(wù)方面。

群集和高可用性配置可以實(shí)現(xiàn)資源分配均衡性和高可用性，使得數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用服務(wù)并發(fā)訪問量提高，穩(wěn)定性得到有效保障。并且無需單獨(dú)購買容災(zāi)熱備設(shè)備，節(jié)省成本，方便管理。

5.用戶應(yīng)用模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心提供的服務(wù)器平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、存儲(chǔ)平臺(tái)都是為用戶應(yīng)用提供基礎(chǔ)服務(wù)。用戶應(yīng)用服務(wù)是由三層服務(wù)架構(gòu)組成：IaaS、PaaS和SaaS，通過這三層架構(gòu)，為教師教學(xué)、科研和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、互動(dòng)提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)服務(wù)。

IaaS層為上層平臺(tái)提供基礎(chǔ)環(huán)境服務(wù)，通過調(diào)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等物理設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全、存儲(chǔ)、用戶數(shù)據(jù)和訪問統(tǒng)計(jì)等服務(wù)。PaaS提供軟件運(yùn)行環(huán)境、權(quán)限管理和數(shù)據(jù)庫服務(wù)等軟件環(huán)境服務(wù)。SaaS層作為最高層，為用戶提供直接的軟件應(yīng)用服務(wù)，包括教學(xué)平臺(tái)、資源平臺(tái)、互動(dòng)平臺(tái)和科研平臺(tái)服務(wù)。在SaaS層應(yīng)用過程中，教師和學(xué)生通過 WEB頁面、客戶端軟件等途徑使用服務(wù)。利用WEB技術(shù)，創(chuàng)建導(dǎo)航功能模塊，作為網(wǎng)站的首頁。導(dǎo)航頁面將集成軟件鏈接、信息發(fā)布、幫助文件、交互等功能。界面設(shè)計(jì)友好，簡(jiǎn)單容易理解，功能性突出。教師和學(xué)生只要能夠登錄到這個(gè)頁面，就可以通過點(diǎn)擊按鈕，訪問相應(yīng)的教學(xué)平臺(tái)。導(dǎo)航功能要充分考慮到實(shí)際的使用需求，在《大學(xué)生上網(wǎng)瀏覽行為》研究中，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生使用手機(jī)訪問主頁查詢信息、通知的比例較高，因此，導(dǎo)航頁面應(yīng)該自適應(yīng)不同的瀏覽器。

對(duì)于用戶而言，虛擬化后的物理設(shè)施是透明的，教學(xué)單位和教師不必去關(guān)心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等硬件設(shè)備，他們需要考慮的是應(yīng)用軟件，并借助于應(yīng)用軟件調(diào)用平臺(tái)服務(wù)層的環(huán)境服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施層的基礎(chǔ)環(huán)境，而對(duì)下兩層的調(diào)用也是教學(xué)單位和教師不必關(guān)心的，這兩層的服務(wù)以及物理設(shè)施的提供均由數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)完成。有新的應(yīng)用需求，只要通過一定的使用手續(xù)完成申請(qǐng)、溝通等工作，數(shù)據(jù)中心將提供完整的應(yīng)用軟件的前期準(zhǔn)備工作。這就充分發(fā)揮了文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在教學(xué)中的提供專業(yè)化信息服務(wù)的作用。

圖3　.2　應(yīng)用服務(wù)三層架構(gòu)

三、結(jié) 語

文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的成立，并不是簡(jiǎn)單地把人員和設(shè)備集中到一起，而是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的各類資源整合、創(chuàng)新，以達(dá)到最大的效果，能夠提供高于原來分散的服務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量。

本文是根據(jù)當(dāng)前文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心成立后，整合硬件設(shè)備成立新的數(shù)據(jù)中心，在充分利用原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)新舊需求進(jìn)行對(duì)比分析后，結(jié)合學(xué)者已有的研究和最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，從實(shí)際出發(fā)，以應(yīng)用為主，多角度地重新設(shè)計(jì)了教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)的建設(shè)方案。這個(gè)方案的一些設(shè)計(jì)可以立即實(shí)現(xiàn)，完全的整合還需要一個(gè)過程，并在實(shí)踐的過程中不斷修改設(shè)計(jì)方案以滿足實(shí)際的需求。

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A Study of Establishing Teaching Resource Platform in the Experimental Center for Liberal Arts

PANG Yu-bin
( Experimental Center of Dalian University,Dalian 116622,China )

The key issues to the construction of experimental center for liberal arts is the device integration,service enhancement,and resource sharing,in which device integration,the used and new problems arise alternately,affecting the quality of service and hindering the full sharing of the teaching resources. Starting from the reality,this article analyzes the problems with solutions by combining the examples of comprehensive experimental teaching center for liberal arts in Dalian University and by making full use of existing physical facilities,meeting the actual needs of teaching and learning to design a platform with unified and integrated teaching resources from server farms,network services,storage services and user applications.

Experimental Center for Liberal Arts; resource sharing; teaching resources platform

G642.423

A

1008-2395(2016)05-0126-06

2016-04-05

遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度立項(xiàng)課題（《大學(xué)生上網(wǎng)瀏覽行為分析模型構(gòu)建》（JG14DB035）

龐雨濱（1980-），男，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事教育技術(shù)研究。