虛擬云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的運(yùn)用與研究

吳懿

摘 要：隨著我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理模式已經(jīng)不再適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求了。當(dāng)今時(shí)代，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備若是較為老舊，無法滿足實(shí)驗(yàn)需求。而借助虛擬云技術(shù)手段，其能夠搭建起一個(gè)虛擬的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)，滿足多種實(shí)驗(yàn)環(huán)境需求，從根本上改變傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理所存在的建設(shè)成本高、更新?lián)Q代慢、資源共享程度低等問題。對此下文展開對虛擬云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的運(yùn)用的研究探討，旨在能夠通過本次的理論研究對于虛擬云技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對虛擬云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的高效應(yīng)用起到一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：虛擬云計(jì)算;計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室;建設(shè)管理;運(yùn)用分析

中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-3866（2020）21-0-02

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)、社會(huì)計(jì)算機(jī)行業(yè)科研機(jī)構(gòu)的重要組成部分。借助計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室可以完成對計(jì)算機(jī)理論的學(xué)習(xí)，展開計(jì)算機(jī)的科學(xué)研究。因此不論是對于高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科教學(xué)還是對計(jì)算機(jī)行業(yè)科研機(jī)構(gòu)而言，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室都發(fā)揮著不可替代的作用。但是事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理并不是一件容易的事情，其在應(yīng)對日常的建設(shè)管理的挑戰(zhàn)的同時(shí)，還會(huì)因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)設(shè)備日新月異的更新速度而呈現(xiàn)出“力所不能及”的情況。因此展開對計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的新模式的探索已經(jīng)成為社會(huì)普遍關(guān)注的問題?；谔摂M云計(jì)算技術(shù)支持下，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理所存在的問題能夠得到有效的改善，具體應(yīng)用情況如下所示。

一、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理的現(xiàn)狀

目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展，我國計(jì)算機(jī)行業(yè)也得到迅猛的發(fā)展。不論是高校還是科研機(jī)構(gòu)其計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)已初見成效。這在一定程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。但是通過分析國內(nèi)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理的現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，其普遍存在不足。

（一）計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理成本大

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要展開對打造一個(gè)適合計(jì)算機(jī)設(shè)備等存放的場所，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室電氣設(shè)備的接地處理。還要求能夠展開實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的通風(fēng)設(shè)備安裝。這些硬件設(shè)施的配備需要花費(fèi)大量的資金。更重要的是，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備具有更新?lián)Q代快的特點(diǎn)，因此面臨著的硬件設(shè)備淘汰管理維修的問題，同時(shí)重新配備設(shè)備需要再次投入資金，這些現(xiàn)實(shí)問題使得計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)管理面臨著成本太大的問題。

（二）計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理難度高

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室要求能夠滿足各種計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)的實(shí)驗(yàn)需求，因此對于實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境提出多樣的要求，這也使得實(shí)驗(yàn)室對設(shè)備的維護(hù)管理難度變大[1]。如，在高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，一個(gè)學(xué)校多個(gè)專業(yè)多個(gè)學(xué)科都需要展開計(jì)算時(shí)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在每臺(tái)計(jì)算機(jī)中都會(huì)安裝多個(gè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)軟件。長期下來，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行緩慢，需要管理人員介入，對所安裝的實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行重新的增量拷貝處理。

總之，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中所存在的問題嚴(yán)重制約著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前只有搭建起一個(gè)統(tǒng)一、高效、靈活的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)共享平臺(tái)，滿足實(shí)驗(yàn)室資源的整合配置，提高實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)資源的存儲(chǔ)和應(yīng)用空間，才能夠滿足當(dāng)下學(xué)校教學(xué)發(fā)展、計(jì)算機(jī)科研創(chuàng)新的需求。

二、虛擬云技術(shù)分析

（一）云技術(shù)

云計(jì)算是一種利用整合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺(tái)技術(shù)等的托管技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)、處理以及共享管理。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展，未來社會(huì)將會(huì)實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，所有的數(shù)據(jù)都需要傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)中進(jìn)行邏輯處理，各行業(yè)數(shù)據(jù)都將呈現(xiàn)出海量發(fā)展，因此需要強(qiáng)大的系統(tǒng)進(jìn)行靈活的處理。而云計(jì)算正是能夠提供其技術(shù)支持。而反觀計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)可知，其原理就是利用對單一的PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對資源的獲取，數(shù)據(jù)的處理[2]。若是出現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備存儲(chǔ)量較差的情況，則會(huì)發(fā)生資源共享性不高等問題。而導(dǎo)致云技術(shù)手段，其能夠搭建起資源層、平臺(tái)層和應(yīng)用層組成的云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，可以利用資源池，按需進(jìn)行資源數(shù)據(jù)的計(jì)算和應(yīng)用，可以大大提高對資源的應(yīng)用效率和分享效率。

（二）虛擬云技術(shù)

虛擬云技術(shù)是展開對云計(jì)算技術(shù)下的對象的虛擬化處理，是一種將計(jì)算及存儲(chǔ)資源充分整合和高效應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，它能夠通過虛擬化處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的抽象表達(dá)，形成一個(gè)抽象的接口。并且允許一種通用的方式來接入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)行資源的查看維護(hù)處理。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中，虛擬云技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、桌面虛擬化、應(yīng)用虛擬化等平臺(tái)的搭建。

三、虛擬云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的運(yùn)用

云技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)和虛擬化技術(shù)共同發(fā)揮作用，基于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)功能需求，從而搭建起一個(gè)全新的虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。在搭建起虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，其具體流程有以下幾點(diǎn)。

第一，對計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行局域網(wǎng)的搭建，建設(shè)其各種虛擬機(jī)，將各種應(yīng)用軟件都備份到云端服務(wù)器中。

第二，展開對虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的軟件應(yīng)用，在該系統(tǒng)平臺(tái)中，通過Vmware Vwphere 和Vmware View軟件展開對系統(tǒng)硬件設(shè)備的虛擬化處理。具體是由Vmware Vwphere軟件將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的硬件資源CPU、內(nèi)存、硬盤等進(jìn)行虛擬化資源池處理。根據(jù)每次需要展開的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展開操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的虛擬化處理形成虛擬桌面系統(tǒng)。然后利用Vmware View的管理功能，將虛擬桌面模版下生成數(shù)量足夠多的虛擬系統(tǒng)、虛擬個(gè)人接口，使得學(xué)生能夠輸入對應(yīng)的登陸賬號(hào)、密碼進(jìn)入到虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中。另外在虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，該系統(tǒng)的所有實(shí)驗(yàn)資源、虛擬系統(tǒng)都是保存在云端服務(wù)器上的，因此該系統(tǒng)可以在任何安裝了云客戶端的移動(dòng)終端設(shè)備中訪問和應(yīng)用。如，在實(shí)驗(yàn)室外部的用戶，也可以通過遠(yuǎn)程通過云客戶端展開虛擬系統(tǒng)訪問[3]。

第三，對于虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)安全建設(shè)。在信息時(shí)代下，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息的所面臨著的安全威脅越來越明顯，在虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和應(yīng)用中，其若是存在系統(tǒng)安全問題，則容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受到威脅。對此在搭建起虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，需要展開對系統(tǒng)的安全建設(shè)。如，將虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室同物理計(jì)算機(jī)相互隔離，即便是對虛擬計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)帶來安全事故的化，也不會(huì)對整個(gè)物理計(jì)算機(jī)帶來安全故障。

四、虛擬云計(jì)算在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的運(yùn)用價(jià)值

（一）虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理具有更高的經(jīng)濟(jì)效益

在虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，其不需要采購多臺(tái)的計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)器以及終端設(shè)備等，只需要通過對物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源的共享化處理，展開對虛擬的資源池、云客戶端、云管理器的搭建，就可以滿足計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的多種實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。而在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的后期的維護(hù)管理、系統(tǒng)的更新?lián)Q代中，管理人員不需要投入大量的人力、物力等進(jìn)行每一個(gè)終端計(jì)算機(jī)的維護(hù)、升級(jí)。因此綜合以下，采用虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的資金投入較低，整體性價(jià)比較高。

（二）虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中實(shí)驗(yàn)資源共享度高

在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，各個(gè)行業(yè)專業(yè)所需要展開的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)不同，因此需要安裝各種專業(yè)的實(shí)驗(yàn)軟件。而由于版權(quán)等因素，導(dǎo)致這些實(shí)驗(yàn)軟件的利用率較低。但是在虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，其能夠?qū)⑦@些實(shí)驗(yàn)資源都存儲(chǔ)在云服務(wù)端中，實(shí)驗(yàn)人員可以通過登陸到云服務(wù)端，進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，完成對這些軟件資源的應(yīng)用[4]?？梢哉f，在虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以不受時(shí)空因素的影響，極大地實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)資源的共享性。

（三）虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理的應(yīng)用效率和安全性高

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理難度較大是因?yàn)槊颗_(tái)計(jì)算機(jī)都會(huì)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、在不同的時(shí)機(jī)下展開重新部署，同時(shí)還還會(huì)受到一些錯(cuò)誤的操作技術(shù)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)設(shè)備軟硬件出現(xiàn)故障，不整體的使用效率較低，故障率較高。但是采用虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室則可以減少維護(hù)管理的內(nèi)容。如，針對于不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只需要在服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一的模版部署，就可以保障每一個(gè)登陸人員都采用的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０妗ａ槍τ?jì)算機(jī)的軟件更新問題，在虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，其不需要調(diào)試相關(guān)硬件設(shè)備，進(jìn)行軟件格式調(diào)整就可以直接更新軟件系統(tǒng)，因此其具有較高的系統(tǒng)安全性和系統(tǒng)兼容的特點(diǎn)[5]。因此整體上來說，虛擬云計(jì)算機(jī)的資源運(yùn)用率較高。

雖然虛擬云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中具有廣泛的高效率的應(yīng)用效果，但是事實(shí)上事物的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)手段下，虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用還存在一些不足。如，虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室需要管理人員擁有較高的專業(yè)技術(shù)水平，對虛擬化和云計(jì)算技術(shù)的較為熟悉，如此才能夠展開高質(zhì)量的虛擬實(shí)驗(yàn)室的操作管理。另外在現(xiàn)有的虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，其服務(wù)器的硬件資源存在一定的不足，如該系統(tǒng)對于三維圖像處理能力有限，無法完成對大量的三位圖像的處理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

五、結(jié)語

綜上所述，本文主要是針對傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理活動(dòng)中所存在著成本較高、實(shí)驗(yàn)室管理工作繁重等問題，提出使用虛擬云技術(shù)來搭建起全新的虛擬云計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)框架，并且通過對虛擬化的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際應(yīng)用情況展開研究，采用虛擬化的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用，其能夠以云網(wǎng)絡(luò)的形式，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用范圍，同時(shí)還可以為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)或是科研工作提供更加多樣、安全、穩(wěn)定、與時(shí)俱進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)環(huán)境，極大地提高實(shí)驗(yàn)室的資源利用效率?？梢哉f計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用虛擬云技術(shù)勢在必行。

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