集群技術(shù)在信息化校園中的應(yīng)用

張政

摘 要 校園網(wǎng)當中的用戶數(shù)量隨著學(xué)生人數(shù)的增加會不斷增多，通過計算機集群技術(shù)，可以實現(xiàn)校園網(wǎng)中數(shù)據(jù)存儲能力的升級，提升校園網(wǎng)數(shù)據(jù)保存能力，從而提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。我們通常會采用多臺服務(wù)器，在多套網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)之間實現(xiàn)系統(tǒng)集群，從而保證校園網(wǎng)成本較低的同時，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)。在高校經(jīng)費不足的情況下，通過集成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以滿足服務(wù)器經(jīng)濟適用性，集成技術(shù)在校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用當中具有很大發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞 校園網(wǎng) 集群技術(shù) 高校網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

0引言

信息化正在逐步進入中國校園，高等院校的信息化效率越來越高，在信息化校園的建設(shè)過程當中，校園網(wǎng)用戶數(shù)量呈現(xiàn)大規(guī)模上升的趨勢，隨著用戶的訪問需求不斷地擴大，如果服務(wù)器不是集成化的，在單一服務(wù)器的響應(yīng)速度成為網(wǎng)絡(luò)加速的瓶頸的問題上，從解決方法的提升方面解決服務(wù)器問題，是高性能服務(wù)器的發(fā)展方向。集群技術(shù)是一種通用的技術(shù)，可以將高性能的服務(wù)器結(jié)合起來，有限的服務(wù)器通過統(tǒng)一利用之后，可以實現(xiàn)成本和效能的提升，通過可靠性和靈活性的利用，實現(xiàn)成本的高性能，因此集群技術(shù)的優(yōu)勢可以通過不同軟件得到發(fā)揮。實踐中的應(yīng)用表明，采用集成服務(wù)器技術(shù)可以完美的解決校園網(wǎng)當中存在的擁堵問題，提升校園網(wǎng)反應(yīng)的速度和反應(yīng)的質(zhì)量，提升學(xué)校利用服務(wù)器資源的效率，集成系統(tǒng)因為具備強大的擴展性和可伸縮性，因此可以通過檢測技術(shù)實現(xiàn)故障的排除和系統(tǒng)的及時重置能力，方便系統(tǒng)達到強大的高度的可依賴性。在校園網(wǎng)的信息化建設(shè)當中，采用服務(wù)器的集成技術(shù)達到負載均衡是最終目標，由于服務(wù)器具備良好的容錯能力和可擴展性，提升了網(wǎng)絡(luò)訪問能力的同時，由于傳統(tǒng)的服務(wù)器不具備提升網(wǎng)絡(luò)訪問能力控制效果的問題，根據(jù)應(yīng)用的經(jīng)驗，用戶會在集群技術(shù)和其他技術(shù)之間選擇集群技術(shù)，選用集群技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)部通信協(xié)議的高效設(shè)計，目前的負載端的服務(wù)器的設(shè)置能力比較強，在各個服務(wù)器的均衡工作狀態(tài)之中，通過增加結(jié)點的方法可以改善個人的訪問效率，實現(xiàn)處理能力的提升。值得關(guān)注的是，由于系統(tǒng)可以方便的應(yīng)用在個人電腦之上，因此世界其他區(qū)域的病毒也有可能對校園網(wǎng)進行攻擊，就有必要對病毒進行防范，防止攻擊造成的損失。

1高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所存在的挑戰(zhàn)

隨著校園網(wǎng)用戶數(shù)量不斷增加，很多高校在選課等用網(wǎng)高峰時期很容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)崩潰的現(xiàn)象，采用升級系統(tǒng)等優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的方法也無法解決，對于許多資金不夠雄厚的地方院校而言，眾多小系統(tǒng)需要硬件資源的大量投入，但是在高校之中無法找到合適的資金支持項目，提升服務(wù)器需要大量的資源進行支持。在高校各單位建設(shè)相對獨立的時代，各高校的資源都是一些互相獨立的主體，資源的配置和部署需要各單位互相協(xié)同，大量的人力物力資源消耗在了重復(fù)性的工作之中，如果訪問量大量增加，還會出現(xiàn)無法登陸的情況，如果說學(xué)生選課的時候各個階段已經(jīng)實現(xiàn)了選課的結(jié)果，之后突然出現(xiàn)了無法登陸的情況，將會在教師登陸的時候，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問的癱瘓，高校無法使用教務(wù)網(wǎng)站的情況如果發(fā)生，對教學(xué)將產(chǎn)生非常不利的影響。高校校園網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)量一直處于不斷增長變化之中，一些高校的網(wǎng)絡(luò)訪問能力不能滿足網(wǎng)絡(luò)訪問高峰時期的要求，在網(wǎng)絡(luò)訪問高峰時期容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)崩潰的問題，采用升級的方法顯然無法解決上述問題，集群技術(shù)的應(yīng)用在解決網(wǎng)絡(luò)崩潰的時候顯得格外重要，很多資金不夠雄厚的地方院校的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在缺乏資金投入的情況下需要選用集群技術(shù)以解決硬件資源投入不足的問題，在缺乏資金支持的情況下，對投入服務(wù)器的資源進行篩選，提升服務(wù)用戶的質(zhì)量，需要對資源進行合理搭配，實現(xiàn)各個單位之間的協(xié)同效應(yīng)，防止資源消耗在重復(fù)建設(shè)當中，這也是集群技術(shù)在信息化校園建設(shè)當中的意義。

2集群技術(shù)的分析

集群技術(shù)可以實現(xiàn)高性能的集團計算技術(shù)，通過各種高性能的集群技術(shù)，實現(xiàn)負載的平衡分擔。高性能計算集群也是一種最為科學(xué)的集群，通過提高計算性能的科學(xué)性來實現(xiàn)計算機集群。可用集群要想實現(xiàn)較高的可用性需要不斷減少服務(wù)器的中斷時間，為了達到集群技術(shù)的最終目的。負載平衡各個集群的結(jié)點之間會按照一定的策略或者算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的加速負載，在處理負荷的過程中實現(xiàn)計算機集成技術(shù)的平衡分擔。負載技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的平衡之上，可以實現(xiàn)高校計算的低成本，從而提升服務(wù)器的速度，用戶的訪問量也會因為數(shù)據(jù)處理能力的提升，降低服務(wù)器的故障發(fā)生率，通過這三種技術(shù)的結(jié)合，提升校園網(wǎng)絡(luò)的信息化水平，提升校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負載效率和處理能力的現(xiàn)代化。前端負載的均衡裝置在整個系統(tǒng)的應(yīng)用當中顯得尤其重要，因為服務(wù)器性能的好壞取決于均衡服務(wù)器的運行狀態(tài)，在安全的運行狀態(tài)當中，可以通過結(jié)點的增加實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理能力的提升。集群技術(shù)是一種高效的集成化解決方案，通過高性能的集群技術(shù)，將校園網(wǎng)的負載均衡進行分擔，計算的集群本身是一種科學(xué)的集群，提升計算的科學(xué)能力可以實現(xiàn)集群的高效運行，不斷減少服務(wù)器可能存在的中斷，達成集群技術(shù)的最終存在效果。各個集群中間的結(jié)點會依照一定的策略實現(xiàn)算法之間的均衡發(fā)展，在提升集成效果和不增加成本的前提下，真正實現(xiàn)計算的高效率和故障的低發(fā)生率。

3集群技術(shù)軟件平臺的選擇

計算機集群技術(shù)的軟件平臺一般包括有Linux和Windows平臺等幾種，通常Linux平臺可以在較為廉價的硬件之上運行，同時還提供了Unix系統(tǒng)的靈活性，功能也和Unix系統(tǒng)一樣的強大，但是會用Linux系統(tǒng)進行操作的人數(shù)還比較少，因此校園網(wǎng)利用Linux的效果并不好，基于Unix系統(tǒng)改進的Solaris系統(tǒng)也是一種可以考慮的操作系統(tǒng)，但是該種系統(tǒng)的容錯能力不強，所以在校園網(wǎng)當中的通用效率也比較低。Windows系統(tǒng)是一種應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)，相關(guān)技術(shù)人員的利用比較多，集中的用戶也非常多，通常該系統(tǒng)維護的成本比較低，采購價格也非常便宜，因而該種系統(tǒng)利用起來非常方便，我們選擇Windows系統(tǒng)作為校園網(wǎng)的維護系統(tǒng)是可行的，通過計算能力和圖像處理能力的實現(xiàn)，將計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加入集群當中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的高效率。

Windows系統(tǒng)更可以支持三種不同的集群技術(shù)，分別是網(wǎng)絡(luò)負載技術(shù)、負載平衡技術(shù)和服務(wù)器的集群，通過利用已經(jīng)成熟的服務(wù)器中的集群技術(shù)，可以實現(xiàn)高校服務(wù)器的集成化改進。在應(yīng)用研究的過程中，會進行一定程度的數(shù)量統(tǒng)計和匯總總結(jié)，圖片處理的渲染等功能都可以通過該系統(tǒng)自帶的軟件進行擴展處理，數(shù)據(jù)處理的流程需要進行視頻渲染，也是一個漫長的過程，該服務(wù)器的擴展功能可以運用在多個領(lǐng)域，實現(xiàn)集成控制，通過協(xié)助用戶進行系統(tǒng)的監(jiān)督和維護來實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，該系統(tǒng)具備靈活性和專業(yè)性，具備良好的調(diào)度能力。

4基于集群技術(shù)的軟件架構(gòu)設(shè)計

在各高校的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)當中，以學(xué)院為單位的服務(wù)器個體大都是單一的，我們經(jīng)常采用負載均衡器技術(shù)來實現(xiàn)結(jié)點之間的策略劃分，通過分配網(wǎng)絡(luò)和計算機處理器的負載，可以用低成本的方式實現(xiàn)服務(wù)器運行的高效率，將用戶的訪問質(zhì)量和訪問能力提升到最高。前端的負載均衡裝置在集群技術(shù)當中的作用尤為突出，集群技術(shù)實際上是把服務(wù)器當成了一個整體，為了提升系統(tǒng)的容錯能力和增加負載性，傳統(tǒng)服務(wù)器所不具備的功能就是負載的均衡分擔，根據(jù)我們以往的使用經(jīng)驗，用戶在系統(tǒng)集群之間實現(xiàn)使用連接的時候，集群系統(tǒng)就是被當成是一個整體，系統(tǒng)的設(shè)計就顯得格外重要，對集成系統(tǒng)內(nèi)部的應(yīng)用進行更新，可以使得各種服務(wù)器的負載始終處于平穩(wěn)運行的狀態(tài)，在安全的情況下，可以通過提升結(jié)點數(shù)量的方式實現(xiàn)訪問的高效率。

4.1均衡器服務(wù)系統(tǒng)

通過負載均衡器可以將集群技術(shù)進行應(yīng)用，如果一臺服務(wù)器和備用機之間通過集群技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)，其中如果某臺機器出現(xiàn)了故障，該系統(tǒng)就會及時檢測出故障的來源，之后對發(fā)生錯誤的應(yīng)用軟件和服務(wù)器進行故障排除，方便啟動重新進行工作。系統(tǒng)管理員可以通過服務(wù)器上的功能區(qū)域，實現(xiàn)集群管理的服務(wù)，通過系統(tǒng)演示，保證服務(wù)器的質(zhì)量能夠滿足正常的管理需求，防止服務(wù)器的質(zhì)量因為失真而對網(wǎng)絡(luò)用戶造成損失，高校的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)都存在著高峰時刻和空閑時刻，由于高校不需要保證網(wǎng)絡(luò)實時處于連通狀態(tài)，因此在高峰的時候運用雙份系統(tǒng)保證網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)，在網(wǎng)絡(luò)訪問的低峰時期，則可以通過保留部分正常運行的服務(wù)器的方式，實現(xiàn)資源的節(jié)約利用，減少運用的機器損耗。集成技術(shù)的應(yīng)用要求實現(xiàn)不同服務(wù)器和設(shè)備之間的互相連通，如果其中的某臺設(shè)備出現(xiàn)了故障，不會連累到集成系統(tǒng)本身，之后系統(tǒng)發(fā)生故障情況出現(xiàn)之后，系統(tǒng)會及時對故障來源進行檢測，如果發(fā)生了應(yīng)用錯誤則可以根據(jù)服務(wù)器的要求對故障進行排除，方便系統(tǒng)及時進行啟動，啟動后重新工作。系統(tǒng)的服務(wù)人員則通過功能區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)整體的控制，達到集成系統(tǒng)較高的技術(shù)維護水準。

4.2服務(wù)器系統(tǒng)集成

目前大多數(shù)技術(shù)都強調(diào)集成服務(wù)器系統(tǒng)，除去均衡負載的設(shè)備之外，如果有服務(wù)器可以實現(xiàn)設(shè)備應(yīng)當具備的功能，那么該服務(wù)器就可以作為服務(wù)器群中的服務(wù)器，在其上安裝網(wǎng)卡，連接互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)，便于從連接當中篩選商品和服務(wù)，一種負責專門服務(wù)器檢測的交換機負責搭載的分配，如果現(xiàn)有的服務(wù)可以滿足需求，那么就用部分網(wǎng)絡(luò)用量的要求來控制服務(wù)器的總數(shù)量，為了保證在選課高峰等特殊時期校園網(wǎng)能夠滿負荷運行，需要在空閑時間段之內(nèi)保證運行的時間段是充足的。

4.3數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器設(shè)置

通常的校園網(wǎng)多會面對大量的訪問用戶，如果服務(wù)器的性能比較強，在數(shù)據(jù)庫層面采用SQL server2008系統(tǒng)，那么維護數(shù)據(jù)庫的工作就顯得格外重要，需要定期對數(shù)據(jù)庫當中的服務(wù)文件進行篩查，防止出現(xiàn)不必要的技術(shù)問題。

實際上的應(yīng)用關(guān)系證明，如果服務(wù)器集成技術(shù)能夠及時解決網(wǎng)絡(luò)的擁堵問題，那么網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)速度和服務(wù)器的反應(yīng)速度都會有所提升，網(wǎng)絡(luò)訪問的質(zhì)量和校園方面的服務(wù)器使用效率都會有所增強，校園集成系統(tǒng)的服務(wù)中，擴展性和靈活性都比較強，通過在服務(wù)器系統(tǒng)當中設(shè)置結(jié)點，在刪除結(jié)點和增加結(jié)點的過程中實現(xiàn)系統(tǒng)的伸縮性，可以幫助服務(wù)進程故障的排除及時進行，通過正確的設(shè)置系統(tǒng)的功能及時達到系統(tǒng)的可用性。

5結(jié)語

在校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，服務(wù)器集成技術(shù)可以達到分配負載的均衡性，提升服務(wù)器的容錯能力，增加網(wǎng)絡(luò)的可擴展性，通過提高校園集成網(wǎng)絡(luò)對于數(shù)據(jù)訪問的處理能力，滿足校園網(wǎng)用戶的需求，上述能力是傳統(tǒng)的校園網(wǎng)服務(wù)器所達不到的技術(shù)要求。根據(jù)實踐安裝經(jīng)驗，用戶在集群系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)之間進行選擇的時候，可以視系統(tǒng)為一個整體，在系統(tǒng)實際運行的時候?qū)?nèi)部的協(xié)議進行有效設(shè)計，前端的均衡分配裝置在整個服務(wù)系統(tǒng)當中的地位非常重要，其可以保證整個服務(wù)器的負載都能夠正常的工作。

參考文獻

[1] 尹艷艷.校園網(wǎng)安全管理服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：北京交通大學(xué)，2016.

[2] 胡小召.基于集成場理論的校園網(wǎng)購物流整合實踐研究[D].西安：長安大學(xué)，2015.

[3] 李銳英.高校校園網(wǎng)系統(tǒng)集成的研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2008.

[4] 譚躍生，黑建新.利用Web Services技術(shù)集成校園網(wǎng)應(yīng)用[J].計算機與現(xiàn)代化，2004（10）：53-55.

[5] 范新川，謝斌.校園網(wǎng)系統(tǒng)集成方案設(shè)計[J].平頂山師專學(xué)報，2004（02）：42-44.