云計算在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的運(yùn)用

邊紅

摘 要：云計算作為一種以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的新型服務(wù)模式，現(xiàn)成為了網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。云計算不只是改革計算機(jī)技術(shù)，更是創(chuàng)新服務(wù)模式，并廣泛運(yùn)用于電子政務(wù)、科研實(shí)驗(yàn)等行業(yè)且運(yùn)用效果突出。對此，本研究提出在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中引入云計算，其目的在于積極構(gòu)建高效、維護(hù)便捷的實(shí)驗(yàn)室管理模式。

關(guān)鍵詞：高校;實(shí)驗(yàn)室;云計算

信息時代下，高校教學(xué)發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式及管理模式也隨之發(fā)生變化。目前，云計算、桌面虛擬等新技術(shù)不斷發(fā)展，高校怎樣將這些新技術(shù)運(yùn)用于信息化建設(shè)中，對提高實(shí)驗(yàn)室管理水平及教學(xué)質(zhì)量具有重大的作用。高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，運(yùn)用云計算技術(shù)可有效避免實(shí)驗(yàn)室管理難點(diǎn)問題，增強(qiáng)科研與教學(xué)能力。

一、云計算技術(shù)概述

云計算技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)向社會大眾提供服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò)計算體系、數(shù)據(jù)儲存服務(wù)體系。運(yùn)用云計算技術(shù)可對并行計算、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)分布式計算進(jìn)行積極整合，逐步增強(qiáng)計算機(jī)計算能力。值得注意的是，云計算技術(shù)運(yùn)用期間可基于客戶具體需求，對資源進(jìn)行綜合整合，確保軟硬件及平臺中各種資源服務(wù)項目能夠完美地相融合?，F(xiàn)階段，在網(wǎng)絡(luò)體系中包含了大量存儲系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)用云計算技術(shù)額的目的在于把這些項目同模塊相連接，構(gòu)建虛擬資源庫，為廣大用戶給予更全面、更精細(xì)的服務(wù)。另外，云計算還具有易擴(kuò)展、可定制線、虛擬化、規(guī)模大等優(yōu)勢，基于內(nèi)部計算過程、存儲過程構(gòu)建虛擬化體系，虛擬化、迅速傳遞數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效提高了網(wǎng)絡(luò)資源傳輸?shù)陌踩?，最大化利用網(wǎng)絡(luò)資源。

二、云計算在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

（一）整體構(gòu)架

對于高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)而言，引入云計算技術(shù)，其架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)層、服務(wù)與管理層、用戶層等。

1、基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層主要包括云平臺相關(guān)的軟硬件資源，例如服務(wù)器、內(nèi)存、儲存、I/O 接口等，均處于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬資源管理層中[1]。其中，云計算基礎(chǔ)層硬件設(shè)施為云計算服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、內(nèi)存等。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)施以互聯(lián)網(wǎng)通信平臺、不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的I/O接口為基礎(chǔ)，積極整合與交換。接下來，虛擬化處理云平臺服務(wù)器，科學(xué)合理分配與管理邏輯資源池中的各種數(shù)據(jù)資源，迅速向用戶傳遞所需的數(shù)據(jù)資源。

2、服務(wù)與管理層

云計算平臺服務(wù)與管理層，則是多項服務(wù)的提供平臺，這一平臺中囊括了身份認(rèn)證、資源管理、客戶管理、計算服務(wù)、配置管理、數(shù)據(jù)存儲、權(quán)限管理、性能監(jiān)測等模塊。同時，該服務(wù)平臺能夠基于用戶身份、數(shù)據(jù)需求及具體業(yè)務(wù)為其提供識別客戶身份、存儲數(shù)據(jù)資源、分配與管理資源等特色服務(wù)。例如，高校教師與學(xué)生可借助計算機(jī)桌面管理系統(tǒng)來到服務(wù)與管理層身份識別程序，一旦獲取了數(shù)據(jù)訪問授權(quán)、準(zhǔn)入權(quán)限才可獲得云計算平臺數(shù)據(jù)信息。在這一過程中服務(wù)與管理層中的監(jiān)控軟件，可全方位掃描與控制用戶各種操作，以此來確保整個系統(tǒng)的安全性能。

3、用戶層

用戶應(yīng)用層實(shí)質(zhì)上是云平臺同客戶對接的窗口，大多數(shù)情況下以網(wǎng)絡(luò)客戶端或網(wǎng)頁端口的形式予以存在，主要分為主機(jī)申請、主機(jī)查詢、賬號登錄、信息檢索等模塊[2]。在這一應(yīng)用層中，廣大用戶根據(jù)相關(guān)提示選擇多種業(yè)務(wù)內(nèi)容，如此便可迅速連接上網(wǎng)絡(luò)平臺，獲取與存儲所需數(shù)據(jù)信息。然而，這一套數(shù)據(jù)傳輸與獲取服務(wù)的過程，均可使用以上云計算集群系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。高校云計算實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用架構(gòu)如圖1所示。

（二）云計算實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的云計算平臺搭建，主要采取連接多臺計算機(jī)到網(wǎng)絡(luò)云平臺系統(tǒng)的方式來達(dá)到有效利用計算機(jī)資源的目的[3]。本文研究的主要內(nèi)容為某云平臺的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與桌面系統(tǒng)，并將如何建設(shè)和管理云計算平臺的具體方案給提了出來。經(jīng)上述分析，我們能夠知曉，在計算機(jī)系統(tǒng)建設(shè)過程中云計算平臺基礎(chǔ)層發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，包括服務(wù)器虛擬化、數(shù)據(jù)存儲等。某云平臺桌面系統(tǒng)以基礎(chǔ)層為主要依托，在認(rèn)證客戶身份、存儲數(shù)據(jù)以及管理網(wǎng)絡(luò)資源方面均使用到了云計算虛擬化硬件技術(shù)。

在建設(shè)高校云計算實(shí)驗(yàn)室時，必須細(xì)化部署，將包括云服務(wù)器、操作系統(tǒng)、虛擬化硬件、應(yīng)用軟件等均要涵蓋到[4]。其中的云服務(wù)器集合了多臺服務(wù)器，既有計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所需的硬件設(shè)備包含其中，且還有桌面平臺用以統(tǒng)一管理的系統(tǒng)。管理人員能夠維護(hù)云計算服務(wù)器后臺，利用云平臺可虛擬化硬件，并優(yōu)化軟件補(bǔ)丁和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)沫h(huán)境。在高效計算機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生用戶能夠以這一云平臺桌面系統(tǒng)為媒介，通過將自身所需的軟件或客戶端給利用起來，學(xué)習(xí)計算機(jī)程序和平時的計算實(shí)驗(yàn)。云端服務(wù)器為這部分軟件的主要存儲地，一旦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸階段發(fā)生故障，則學(xué)生便可借助云桌面服務(wù)器將計算機(jī)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)完成。不僅如此，在更換硬件又或是軟件發(fā)生安全漏洞時，云計算實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)能夠及時發(fā)出警報或者將ARP網(wǎng)絡(luò)防御啟動，從而讓計算機(jī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理效率進(jìn)一步提高，避免虛擬化云桌面系統(tǒng)在運(yùn)行方面不會受到較大的影響。

三、云計算在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用效果

（一）節(jié)約建設(shè)成本

應(yīng)用云計算技術(shù)使高校機(jī)房建設(shè)中需投入的硬件成本得到了有效節(jié)約。一般來說，硬件成本投入在高校機(jī)房建設(shè)總投入中占到的比例在百分之七十到百分之八十左右，且高校機(jī)房使用效率的高低很大程度上也取決于機(jī)房的硬件水平，同傳統(tǒng)臺式機(jī)相比，使用云計算終端的機(jī)器價格僅僅只有其百分之三十到百分之四十左右，且運(yùn)算能力也比起強(qiáng)得多。如此一來，學(xué)生在云機(jī)房中，只需使用一臺電腦就可以登錄云系統(tǒng)，進(jìn)而對其中的各種高性能資源予以使用。這樣不僅讓學(xué)校大大節(jié)約了在機(jī)房建設(shè)上投入的資金，也促進(jìn)了設(shè)備運(yùn)行效率的提升，便于更好的管理機(jī)房。

（二）提供巨大的資源存儲功能

云計算數(shù)據(jù)主要在學(xué)校的數(shù)據(jù)中心中存儲，不僅有完善的數(shù)據(jù)備份，且也得到了技術(shù)人員的統(tǒng)一管理，高校教師們在存取自己數(shù)據(jù)上就非常方便，不會再有數(shù)據(jù)被損壞或丟失的擔(dān)心。且從理論上來說，云計算構(gòu)建的資源庫能夠提供不受限制的存儲空間，資源庫的數(shù)據(jù)存儲量也非常大，并能夠根據(jù)用戶需求對存儲空間做出調(diào)整并適當(dāng)增加，以使信息對存儲空間的需求得到很好的滿足。

（三）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和文件集中存儲與共享

從某種程度上來說，學(xué)校的數(shù)據(jù)中心即為一個虛擬資源庫，此資源庫中的資源每個學(xué)院的師生均可共享，如此一來既將資源分布不均的問題很好的解決了，也促進(jìn)了資源使用率的提高。且因?yàn)橘Y源庫中每一項數(shù)據(jù)均被集中存儲、統(tǒng)一管理，因?yàn)槠浒踩跃头浅Ｓ斜Ｕ?，?shù)據(jù)丟失或感染病毒的情況幾乎不會再發(fā)生。除此之外，資源庫不受時空限制，其可隨時登錄、隨時使用，進(jìn)而就讓實(shí)驗(yàn)室的利用率大大提高。

結(jié)語：總而言之，進(jìn)入信息化時代，高校計算機(jī)教學(xué)的主陣地即計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，其建設(shè)水平對高校育人質(zhì)量影響非常大，通過對云計算予以使用不僅可使教學(xué)資源的應(yīng)用效率大大提升，提高共享程度，也能夠讓實(shí)驗(yàn)室科學(xué)和運(yùn)行的穩(wěn)定得到保證，從而促進(jìn)計算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的顯著提高。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]易頌.云計算在高校機(jī)房建設(shè)管理中的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（27）：275-276.

[3]吳凌，吳雨辰.云計算在高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（23）：123.

[4]農(nóng)曉鋒.云計算在高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用探討[J].輕工科技，2018，34（12）：57-58.

（作者單位：北京聯(lián)合大學(xué)師范學(xué)院實(shí)踐教學(xué)中心，北京 100011）