基于云計算在高職院校計算機實訓室應用研究

劉釧

摘要：隨著互聯(lián)網和信息技術的高速發(fā)展，物聯(lián)網、云計算、大數據等新興信息技術應用于各行各業(yè)。目前高職院校實訓室中沿用著傳統(tǒng)的計算機教學。資源閑置或分布不均、容錯性低、資金浪費維護困難等問題。嚴重制約了信息化教學。這時云計算的便運用而生。

關鍵詞：云計算；實訓室；信息化；互聯(lián)網；大數據

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）29-0062-02

Abstract： with the rapid development of Internet and information technology， Internet of things the cloud data and other big emerging information technology applied . in the current higher vocational colleges training rooms in all walks of life continue to use the traditional computer teaching resources are idle or uneven distribution of fault tolerance problems. such as low waste money maintenance difficulties seriously restricts the informationization teaching of cloud computing would then apply.

Key words： cloud computing； training room； information technology；internet；big data

何為云計算：云計算（英語：Cloud Computing），所謂的云計算就是將網絡上分布式的計算資源整合起來形成一個“云端”，統(tǒng)一管理與調度?？梢园选霸贫恕碑斪魇且粋€巨大的資源池。為用戶提供個性化、可靠安全的服務。大大將資源最大利益化，減少成本。這樣說吧，假設傳統(tǒng)的計算模型是以前喝水一家一個水井，而云計算則是由水廠統(tǒng)一供水。前者你需要承擔挖井、維護水井的費用，水井壞了你要自己修；而后者你不需要顧慮這些，運維的工作以及成本由水廠負責，用戶只管用水就可以了。相比而言，云計算的擴展性更強，靈活性更強。比如你的水井每天只能產生1噸水，而在1年里，只有某一天你需要100噸水，那么你不可能為了應付這一天卻去挖99個水井，那么其余364天這99個井就浪費了不是嗎？而水廠呢？你今天想用1噸，那就放1噸，想用100噸，就放100噸。這就是云計算的優(yōu)勢所在。

1 高職院校計算機實訓室的現狀

1.1 硬件資源存在的問題

1）硬件資源配置不匹配。由于受到教學資金的制約，硬件設施購置在各個院系出現供過于求又或者是供不應求的現狀。嚴重影響教學任務的正常進行。不利于學生的綜合素質的提高。

2）傳統(tǒng)實訓室更新維護成本高。隨著互聯(lián)網的高速發(fā)展，對我們硬件設施不斷提出了新的要求。而購置硬件設施成本高，維護機器煩瑣，加上設施建設申報審批流程冗長。從而延緩了實訓建設。

3）計算機實訓室利用率兩極分化嚴重。傳統(tǒng)的臺式機由于老化，配置跟不上，更新維護困難所以排課少，利用率低。配置好的新機型長期處于負荷狀態(tài)，大大降低使用壽命。

1.2軟件資源存在的問題

1）軟件版本升級快、機房維護工作量大。由于每個實訓室每個學期的課程需要的配套軟件都可能不一樣。由于資源的有限，不能把全部的軟件裝下去。所以每個學期都得重裝系統(tǒng)再一臺一臺裝軟件。要耗費大量的人力物力和時間。

2）實訓數據難長久保存。學生在實訓過程的作業(yè)要求要連續(xù)性，但由于傳統(tǒng)機器裝了還原系統(tǒng)，不能保存學生的上一次或者是沒有做完作業(yè)數據。不利于學生學習的連貫性。學生把沒做完的傳到學校的ftp上，長期以來又會造成數據冗余。加重了服務器的負擔。

3）系統(tǒng)不匹配。不同課程教學過程中對操作系統(tǒng)的要求存在著差異，而傳統(tǒng)的機器由于硬件有限，不利于多系統(tǒng)的安裝。對教學帶來了不便。

2 機房實訓室采用私有云（private cloud）部署方式

2.1 硬件環(huán)境

1）云基礎硬件部署：設施就為了用戶獨立使用而構建的，因此可以有效地控制數據、安全性和服務質量?？梢圆渴鹪谝粋€主機托管所。那么我們學校云計算私有云跟企業(yè)部署大致一樣，可以布置在我們學校內部的信息服務中心。從而能夠更好統(tǒng)籌兼顧的管理好硬件資源。

2）云服務器硬件結構：我們機房實訓室采用DELL PowerEdge R730xd *3的云平臺節(jié)點、DELL PowerEdge R730xd *1的云實訓節(jié)點、HUAWEI CE5855-24T4S2Q-EI *1匯聚交換機和HUAWEI S5700-52X-LI-AC *2接入交換機等硬件配置。同時結合我們設計的網絡拓撲結構、相應的網絡管理、以及各個主機的ip分配共同來搭建云計算實訓平臺的硬件環(huán)境。虛擬硬件環(huán)境主要是通過cup虛擬化、內存虛擬化、設備與I/O虛擬化、網絡虛擬化以及實時遷移技術等硬件虛擬化來提供。

2.2 軟件環(huán)境

引用了hyper服務器基于windows server2012的一種虛擬化的功能，能夠整合我們機房的服務器和存儲設備，建立多個虛擬主機，這些虛擬化出來的主機可以共享更多硬件上的資源，但是他們可以運行自己獨立的操作系統(tǒng)，同時教學、學生可以通過不同的課程執(zhí)行不同的操作系統(tǒng)，并在上面打開不同課程的應用程序和服務完成相應的實訓操作。機房實訓室云計算虛擬化實訓平臺軟件結構大致分為三個功能：

1）管理員功能，負責組織管理是管理學校的組織結構關系和相應的管理權限，包括院系、班級、人員等情況。

2）教師操作功能，負責實訓任務調度、實訓課程安排與管理、考試管理、虛擬機管理以及微課等信息化教學。

3）學生操作功能，包括學生可以查看、下載老師下發(fā)的相關教學資料、實訓資料、學生在線考試、成績查詢以及在虛擬機里為學生提供用來保存、管理實驗相關資料云盤。用戶由云終端（瘦客機，配置較低的電腦）登錄云平臺，讓用戶快速方便地訪問云中的共享資源。通過hyper服務器虛擬化技術構建虛擬化平臺，同時結合Vcenter虛擬機管理套件將已有的硬件資源整合起來，統(tǒng)一管理和分發(fā)利用。為云計算虛擬化實訓平臺和云桌面池流暢運行保駕護航，具有穩(wěn)定性、安全性、可拓展性的特性。推進高校信息化教學的進程。

3 云計算實訓平臺給實訓室?guī)淼膬?yōu)勢

1）大大降低了高校機房建設和維護成本。實訓采用云計算后，將強大的計算能力與存儲能力整合起來，我們機房使用普通的瘦客機接入云服務器，這樣一來原先需要在本地完成的處理計算、存儲等一系列消耗計算機資源的工作都放置到云端。這樣一來不僅降低機房高配置硬件設施的成本，同時提高也各個機房使用率，統(tǒng)籌兼顧，物盡其用。

2）提高實訓室信息安全，實現教學數據安全穩(wěn)定的集中存儲。使用云計算服務后，老師學生的資料都可以存儲在云端并且存儲空間大，為我們提供了穩(wěn)定安全的數據。給師生保存數據帶來的極大的方便。

3）為學生提供云計算操作環(huán)境，彌補企業(yè)實習資源不足。云計算與虛擬化實訓室是高職院校進行教學和科研活動的重要基地，為學生提供云計算實訓環(huán)境，從而極大彌補企業(yè)實習資源不足。通過云計算模擬環(huán)境搭建等實訓課程的實際操作與訓練，學生的實踐動手能力得到了很好的培養(yǎng)。云計算實訓平臺在培養(yǎng)信息技術類專業(yè)人才起到非常重要的作用與意義。

4）推動信息化教學的進程。通過云計算實訓平臺現代信息技術能夠充分模擬傳統(tǒng)教學做不到師生的學習、協(xié)作、會話等情景，同學們感同身受，為此教學效果得到充分的提高。信息化教學模式明確以學生為中心，強調情境對信息化教學的重要作用，于是微課、翻轉課堂等也步入云平臺舞臺并發(fā)揮了重要教學作用，而我們有了云平臺后，學生可以通過學號登錄云端的信息化教學模式系統(tǒng)來主動學習新知識。

4 云計算在實訓室運行后存在的問題

1）機房由于采用局域網的構造結構，因此帶寬的局限性制約云平臺高速讀寫訪問的速度。同時云內部網絡技術也可能是一種性能瓶頸，數據中心節(jié)點、分發(fā)路由器、交換機的多個連接帶來的帶寬性能瓶頸，這些都影響用戶體驗，不利于信息化教學。

2）云計算的存在安全問題。隨著信息化時代的高速發(fā)展，未來高校的各種數據存儲在云端，如何才能信賴服務提供商，確保我們的信息不泄露，這是我們應該考量的問題。

3）整體性能不夠穩(wěn)定，操作程序煩瑣問題。由于復雜的系統(tǒng)配置，受一些溫度，濕度等不可控因素影響使得云平臺的運行性能出現起伏，加上復雜的操作流程，讓用戶感覺疲憊。

4）由于整個硬件資源的有限性影響了我們云桌面的配置，不利于每個班級都有一個獨立的桌面池。由于我們的云桌面在部署過程中設置了云桌面系統(tǒng)還原。因此，學生在云桌面實訓過程當中，比如課堂上未完成的作業(yè)和實訓項目不能很好地保存，不利于知識的連續(xù)性。

5 結束語

隨著信息化的高速進程中，云計算勢必會引領一次前所未有的新機遇，云計算發(fā)展前景令人矚目。云計算一定會越來越成熟，在未來云計算在信息安全性、數據性能穩(wěn)定的構建、資源利用和可用性、系統(tǒng)管理程序和控制等方面一定會越來越優(yōu)化，一定也會在各個領域有所突破。那么高職院校如何在計算機機房改造建設中緊跟云計算技術潮流，積極引導高職等院校進行全方位的教學信息化改革。培養(yǎng)教學信息化教學能力，提高高職院校的信息化水平，同時規(guī)避技術瓶頸與風險，直面機遇與挑戰(zhàn)。這將是我們高職院校信息化教學革命新的里程碑。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】