基于云計算機(jī)系統(tǒng)的實訓(xùn)平臺研究與實現(xiàn)探索

常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉 斌

基于云計算機(jī)系統(tǒng)的實訓(xùn)平臺研究與實現(xiàn)探索

常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉 斌

使云計算機(jī)系統(tǒng)和實訓(xùn)平臺進(jìn)行結(jié)合，對完善實訓(xùn)平臺具有重要的作用，這是由于云計算技術(shù)可以幫助傳統(tǒng)實訓(xùn)室進(jìn)行解決存在的問題，比如可以解決管理效率低下、數(shù)據(jù)利用率不高、實訓(xùn)操作過于復(fù)雜、實訓(xùn)平臺維護(hù)費用高等問題，使實訓(xùn)平臺得以正常使用。因此本文進(jìn)行分析云計算機(jī)系統(tǒng)的具體特點，并且提出利用云計算機(jī)系統(tǒng)的作用進(jìn)行完善實訓(xùn)平臺的方法，使實訓(xùn)平臺可以滿足用戶的需求。

實訓(xùn)平臺；云計算；虛擬桌面；實踐教學(xué)

云計算機(jī)主要是指和個人計算機(jī)有差別的分布式體系架構(gòu)，其通過利于云計算的虛擬化技術(shù)，可以使常見的計算資源得到有效結(jié)合，組成一臺具有高儲存能力和計算能力的計算機(jī)。一臺云計算機(jī)系統(tǒng)可以讓數(shù)千人一同使用，可以有效實現(xiàn)信息的利用和共享。將云計算技術(shù)應(yīng)用于高校虛擬實訓(xùn)室當(dāng)中，可以有效提高平臺管理的效率、降低維護(hù)的費用、滿足學(xué)生的需求，因此需要充分利用云計算機(jī)系統(tǒng)的作用進(jìn)行改善傳統(tǒng)實訓(xùn)室，使學(xué)生可以得到針對性的指導(dǎo)，完成實訓(xùn)任務(wù)。

1 云計算機(jī)系統(tǒng)的功能特點

云計算機(jī)系統(tǒng)具有支持大量數(shù)據(jù)處理和保障信息安全等特點，其儲存和計算能力和存儲能力均可以進(jìn)行擴(kuò)展，為用戶提供數(shù)據(jù)管理、信息安全保護(hù)等服務(wù)，使數(shù)據(jù)管理的費用得以降低。

1.1 較高的擴(kuò)展性

云計算機(jī)系統(tǒng)主要由數(shù)個計算單元所構(gòu)成，這些單元之間可以單獨進(jìn)行運行，如果其中有一個單元出現(xiàn)了問題，也不會影響到其他單元的運行。當(dāng)出現(xiàn)問題的單元可以恢復(fù)正常運行之后，其他計算單元上所更新的信息也會很快轉(zhuǎn)移到此單元當(dāng)中，使計算單元可以實現(xiàn)整體更新。

1.2 完善的網(wǎng)絡(luò)儲存系統(tǒng)

云計算技術(shù)當(dāng)中有一個重要操作是將信息安全儲存在云端，使信息的安全可靠得到保障，當(dāng)云計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲之后，可以使多種類型不同的存儲設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，并且進(jìn)行合作，使數(shù)據(jù)存儲可以得到保證。

1.3 易于管理的虛擬桌面

云計算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中所使用的虛擬桌面，可以讓用戶將所需的數(shù)據(jù)和配置轉(zhuǎn)移到虛擬桌面上。云計算機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過提供虛擬桌面池管理功能，用戶可以直接在Web管理界面進(jìn)行操作，而管理員可以經(jīng)過遠(yuǎn)程操作進(jìn)行管理虛擬桌面。

圖1 管理員云計算機(jī)系統(tǒng)的操作方法

1.4 桌面?zhèn)浞莺蜑?zāi)難恢復(fù)

在云計算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，不僅保留了數(shù)據(jù)恢復(fù)的功能，也包含自動備份數(shù)據(jù)的功能。其和鏈接克隆技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，云計算機(jī)系統(tǒng)可以讓用戶充分利用主映像的作用，建設(shè)專屬用戶的虛擬桌面映像，使虛擬桌面可以有效管理和修復(fù)。

1.5 安全度高的訪問控制

在云計算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，云端儲存著全部的數(shù)據(jù)，而且虛擬桌面也直接受到云端的管理，管理員可以經(jīng)過合理使用配置工具，可以進(jìn)行管理數(shù)據(jù)的訪問與應(yīng)用。云計算機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)行保護(hù)云端，通過加密、身份認(rèn)證等方法，使數(shù)據(jù)的安全得到保護(hù)。

2 云計算機(jī)系統(tǒng)在實訓(xùn)平臺建設(shè)管理中的作用

2.1 完善實訓(xùn)設(shè)備的硬件配置

實訓(xùn)平臺存在的故障多來自主板、硬盤等方面，如果沒有統(tǒng)一的配置，容易導(dǎo)致終端崩潰，影響到實訓(xùn)的順利進(jìn)行[1]。而通過應(yīng)用云計算機(jī)，可以進(jìn)行整合高性能服務(wù)器與優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且管理員可以透過自助服務(wù)平臺進(jìn)行改善實訓(xùn)環(huán)境，使實訓(xùn)主機(jī)在配置不夠統(tǒng)一的問題得到解決。

2.2 提高操作系統(tǒng)和軟件安裝效率

因為一些學(xué)生可能會擅自進(jìn)行安裝或卸載實訓(xùn)計算機(jī)當(dāng)中的軟件或者其他設(shè)置，影響到計算機(jī)的正常運行。如果要進(jìn)行系統(tǒng)重裝，需要耗費大量的人力物力。而通過使用云計算機(jī)。則可以采用虛擬化技術(shù)進(jìn)行設(shè)置用戶桌面的主映像，學(xué)生可以虛擬桌面進(jìn)行任意修改，其在重啟之后也可以進(jìn)行保存。但是當(dāng)管理員收回主鏡像操作之后，學(xué)生的修改會消除，方便其他實訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行使用[2]。

2.3 提高病毒的防治力度

由于機(jī)房的主機(jī)操作人數(shù)比較多，其比較容易因為操作的錯誤而感染病毒，而且學(xué)生所使用U盤，也會導(dǎo)致病毒的傳播，影響到網(wǎng)絡(luò)的安全。云計算機(jī)通過使用桌面虛擬化技術(shù)可以為學(xué)生提供對應(yīng)的虛擬的云桌面。病毒對虛擬桌面的任何操作，均會在管理員進(jìn)行再次部署消除[3]。而且云終端無硬盤等操作，可以有效避免由U盤帶來的病毒，

2.4 提高機(jī)房管理的效率

由于學(xué)校的機(jī)房存在管理人員過少、計算機(jī)安放不集中、計算機(jī)管理效率低等問題，而且機(jī)房使用的時間長、學(xué)生錯誤操作多，使得管理人員的工作量過多。而通過云計算機(jī)，管理員可以使用虛擬桌面的管理功能，統(tǒng)一進(jìn)行管理虛擬桌面，可以有效提高管理的效率。而且在計算機(jī)維護(hù)的時候，管理人員也可以一個人管理上千桌面，使計算機(jī)得到有效維護(hù)[4]。

圖2 基于云計算系統(tǒng)的實訓(xùn)平臺核心網(wǎng)絡(luò)圖

3 基于云計算機(jī)系統(tǒng)的實訓(xùn)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

基于云計算機(jī)系統(tǒng)的實訓(xùn)平臺主要建立在虛擬化的資源池基礎(chǔ)上，其可以通過資源池，使數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)虛擬化、在線學(xué)習(xí)等功能得以實現(xiàn)。并且其由12臺服務(wù)器、3臺存儲服務(wù)器、2臺核心千兆交換機(jī)所構(gòu)成，可以滿足用戶的需求。如圖2所示。

3.1 實訓(xùn)平臺核心組件與功能

通過圖2，可以知道實訓(xùn)平臺，主要應(yīng)用采用VMware vSphrre云操作系統(tǒng)進(jìn)行管理，其可以提供信息管理、操作監(jiān)控等功能，而且通過這個系統(tǒng)，可以使提高系統(tǒng)響應(yīng)的速度。使用VCS可以進(jìn)行監(jiān)督虛擬機(jī)等程序的運行，并且可以按照用戶所需進(jìn)行增減桌面服務(wù)，使業(yè)務(wù)需求得到滿足[5]。

每4臺服務(wù)器經(jīng)過FCHBA光纖卡可以直接連接一臺計算機(jī)，并且每4臺服務(wù)器也可以形成有效儲存信息的群集環(huán)境。每臺服務(wù)器當(dāng)中放入200以上的虛擬桌面，并且可以在相同時間進(jìn)行運行80以上的虛擬桌面。

虛擬桌面主要包含臨時虛擬桌面和永久虛擬桌面這兩個部分。一些虛擬桌面被放在“本地存儲”當(dāng)中，也有一些放在“存儲服務(wù)器”的存儲中，放置的位置可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行改變，使虛擬桌面得到充分利用[6]。

當(dāng)VMware vSphrre虛擬桌面處于不運行的時候，可以進(jìn)行安裝HPC2008，使運算可以繼續(xù)進(jìn)行。使用兩臺交換機(jī)、2臺AD/ DHCP等組成的系統(tǒng)，不但可以提高處理信息的速度，也可以有效減少操作失誤的幾率、不僅可以提高數(shù)據(jù)處理的速度，還可以實現(xiàn)負(fù)載均衡與冗余容錯的功能。VCS可以用于使本地可用性得到保證，并且適合應(yīng)用程序的控制和處理。

云計算系統(tǒng)的不足在于存儲，其主要在存儲上放置著全部虛擬機(jī)文件。假如出現(xiàn)存儲故障，很可能會使得用戶的數(shù)據(jù)缺失或者毀壞，所以為了使數(shù)據(jù)可以保護(hù)，需要重視實訓(xùn)平臺當(dāng)中存儲和備份系統(tǒng)的作用，并且所使用的存儲系統(tǒng)可以應(yīng)用水平更高的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行管理。

3.2 實訓(xùn)平臺的接入與訪問

實訓(xùn)平臺使用集中的管理方法，可以使校內(nèi)的機(jī)房實驗和開放實驗進(jìn)行有效結(jié)合。經(jīng)過實訓(xùn)平臺進(jìn)行連接機(jī)房或者教室，可以使學(xué)生在機(jī)房或者教室直接進(jìn)行實訓(xùn)。同時在安裝路由器之后，可以使實訓(xùn)平臺核心交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，可以方便用戶隨時進(jìn)入實訓(xùn)平臺，獲得學(xué)習(xí)信息，實現(xiàn)信息的共享。通過使用針對性的軟件，用戶可以通過手機(jī)、計算機(jī)等途徑訪問虛擬桌面，只要輸入個人賬戶，就可以隨時取用內(nèi)部的信息，完成實訓(xùn)的要求。另外用戶也脫離校園網(wǎng)的限制，使用3G網(wǎng)絡(luò)等方法，使自己隨時進(jìn)入虛擬桌面，進(jìn)行實訓(xùn)操作。

依據(jù)云計算機(jī)系統(tǒng)的實訓(xùn)平臺的主要內(nèi)容，用戶在使用實訓(xùn)室客戶端的時候會出現(xiàn)以下幾種情況：（1）在工作站當(dāng)中進(jìn)行安裝客戶端，可以使VMware vSphrre為基礎(chǔ)的虛擬桌面訪問得以正常使用；（2）工作站可以充分利用HPC2008的作用，可以完成“終端虛擬化”，使虛擬桌面更加完善，接著可以進(jìn)行處理office等軟件，滿足用戶的需求；（3）對于儲存數(shù)據(jù)過大的工作站，可以采用VMware Player等方法，使虛擬桌面可以順利運行；（4）用戶數(shù)據(jù)可以儲存在云計算機(jī)當(dāng)中，并且可以被保存在服務(wù)器所直接相連的存儲設(shè)備當(dāng)中，使數(shù)據(jù)可以有效利用。

4 結(jié)束語

在使高校實訓(xùn)平臺和云計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合之后，不僅可以為學(xué)生提供更加專業(yè)的實訓(xùn)平臺，也可以使學(xué)生完成實訓(xùn)任務(wù)的成功率得以提高，對完成實訓(xùn)的目標(biāo)具有重要的作用。同時通過云計算機(jī)系統(tǒng)，可以使實訓(xùn)平臺維護(hù)更加方便，可以有效減少維護(hù)的經(jīng)費。另外管理員可以通過云計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了解虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的具體情況，并且直接進(jìn)行管理龐大的系統(tǒng)，可以有效減少工作負(fù)擔(dān)，提高實訓(xùn)平臺的管理效率。雖然現(xiàn)在云計算在技術(shù)水平還存在一定的不足，但是其具有整合資源的優(yōu)勢，對促進(jìn)實訓(xùn)的順利進(jìn)行提供了重要的支持，可以幫助學(xué)生更好地實訓(xùn)，提高學(xué)生的實訓(xùn)能力。

[1]閻琦．創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下計算機(jī)組裝與維護(hù)創(chuàng)業(yè)實訓(xùn)平臺的構(gòu)建與應(yīng)用[J]．赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2016(05):152-153．

[2]李徐梅．高職院校計算機(jī)專業(yè)實訓(xùn)平臺的構(gòu)建研究[J]．無線互聯(lián)科技,2016(10):85-86．

[3]嚴(yán)峻．虛擬實訓(xùn)平臺在信息化教學(xué)中的運用[J]．電子制作．2016(15): 741-742．

[4]張虎,李學(xué)軍,葉傳奇,戴紅,劉欣亮．計算機(jī)組裝與維護(hù)課程實訓(xùn)平臺的建設(shè)[J]．農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息．2014(09):785-786．

[5]劉松．信管專業(yè)綜合能力實訓(xùn)平臺的建設(shè)和應(yīng)用[J]．福建電腦．2016(09):965-966．

[6]吳玉峰．基于校企實訓(xùn)平臺大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探析——以計算機(jī)專業(yè)本科生“3+1”培養(yǎng)模式為例[J]．出國與就業(yè)(就業(yè)版),2015(06):108-109．

劉斌（1980—），男，副教授，主要研究方向為計算機(jī)軟件開發(fā)。

本文受江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工作資助項目（編號：PPZY2015A090）資助。