試談云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究與實(shí)現(xiàn)

謝先輝

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南 衡陽 421002）

1 引言

通過加強(qiáng)在云計(jì)算下的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建，一方面能夠有效鍛煉新時(shí)代人才的綜合素質(zhì)與能力，提升實(shí)驗(yàn)的效率與質(zhì)量，為我國信息化技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新提供推進(jìn)性的力量，并且在信息化時(shí)代背景下，社會對信息類的人才的需求迅速擴(kuò)大，基于云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室也隨之受到了越來越多人的關(guān)注。由此可見，對云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探究是十分必要的，具體策略綜述如下[1]。

2 云計(jì)算概念

在網(wǎng)絡(luò)中的一系列的動態(tài)升級與虛擬化的網(wǎng)絡(luò)資源共同構(gòu)建出了云計(jì)算系統(tǒng)，傳統(tǒng)的自主計(jì)算與效用計(jì)算具備自我管理、存儲等功能，而云計(jì)算則能夠在滿足自我管理、存儲等功能的前提下利用強(qiáng)大的系統(tǒng)，為大量的用戶提供獲取資源以及分享資源的渠道，并能夠依據(jù)每一個(gè)人的需求，推送針對性的信息資源等。也就是說云計(jì)算囊括了自主計(jì)算與效用計(jì)算的特點(diǎn)，且在這一基礎(chǔ)上做出了一定的超越。隨著信息化時(shí)代的到來以及信息行業(yè)的迅速崛起，云計(jì)算受到廣泛的關(guān)注，以云計(jì)算為基礎(chǔ)的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建也面臨著新的挑戰(zhàn)與機(jī)會。

3 當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

隨著社會各界對云計(jì)算發(fā)展的重視，虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建得到了切實(shí)實(shí)施，初步顯露出一定成果，推動了我國虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建造進(jìn)程，使我國信息化環(huán)境得到一定的優(yōu)化。但與此同時(shí)，一些舊的問題依然存在，為我國計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)帶來了一定阻礙，產(chǎn)生了一系列的負(fù)面影響。要緩解當(dāng)下諸多問題，就必須對當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀有一個(gè)清晰明確的認(rèn)識，以下將從幾個(gè)方面對此進(jìn)行分析與研究。

（1）隨著網(wǎng)絡(luò)信息更新速度的加快，設(shè)備的承載能力逐漸無法滿足信息流通的要求，且在功能上出現(xiàn)了單一問題。為改變這一情況，讓信息技術(shù)更好地服務(wù)于各行各業(yè)，與之相匹配的硬件設(shè)備的更新速度循序提升。但與此同時(shí)，也帶來了新的問題，硬件設(shè)備的加速升級，必然需要伴隨著硬件設(shè)備更新?lián)Q代的問題，這也就造成了基于云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行成本的大幅度上漲，為投資單位帶來了極大的壓力。進(jìn)而導(dǎo)致部分虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了資金有限的情況，不得不放慢設(shè)備的更新速度，延長相關(guān)硬件的使用時(shí)間，甚至出現(xiàn)讓虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)被延期的情況。

（2）軟件維護(hù)與更新困難。云計(jì)算是以虛擬的網(wǎng)絡(luò)云作為載體，將龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序嵌入其中，并依據(jù)不同的職能劃分為不同的小的程序系統(tǒng)，而后依據(jù)實(shí)際的服務(wù)器的組成、系統(tǒng)的構(gòu)建要求等對這些小程序進(jìn)行分析與調(diào)整，滿足不同用戶的不同需求。由此可見，計(jì)算機(jī)元計(jì)算的復(fù)雜性，所以在計(jì)算機(jī)方面的專業(yè)也劃分成不同的具有針對性的組成部分。在這一基礎(chǔ)上，虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室想要發(fā)揮價(jià)值，就必須具備能夠滿足不同類型的計(jì)算機(jī)專業(yè)的需求的能力，呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。針對這一訴求，在以往的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建上，大多會為每一個(gè)機(jī)位上配備多個(gè)操作系統(tǒng)，讓其能夠適應(yīng)不同的專業(yè)對系統(tǒng)的不同需求，進(jìn)而達(dá)成同時(shí)滿足多個(gè)專業(yè)的訴求的目的。但在實(shí)際的操作與應(yīng)用中，由于機(jī)械設(shè)備的等級問題以及安裝系統(tǒng)過多等問題，時(shí)常會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的情況的出現(xiàn)，極大地影響了各個(gè)專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量，讓虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在設(shè)備的維護(hù)與管理上面臨對著巨大的困境，無法呈現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲受限。硬件保護(hù)卡與還原軟件的相關(guān)措施，是當(dāng)下我國虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中最為常用的計(jì)算機(jī)保護(hù)途徑，能夠通過還原計(jì)算的系統(tǒng)等方式使計(jì)算機(jī)規(guī)避病毒的危害，從而讓計(jì)算機(jī)維持在相對穩(wěn)定與安全的狀態(tài)下運(yùn)行。但這一舉措也讓計(jì)算機(jī)的應(yīng)用出現(xiàn)了一定的弊端問題，學(xué)生在利用虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室展開相應(yīng)的學(xué)習(xí)時(shí)，無法讓實(shí)驗(yàn)記錄保存較長的時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中時(shí)常會出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄不及時(shí)，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的整體過程的記錄信息呈現(xiàn)出斷斷續(xù)續(xù)的情況，為學(xué)生的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)校帶來了極大的困擾，在一定程度上減弱了學(xué)生對計(jì)算機(jī)行業(yè)的熱情，不利于教學(xué)效果的呈現(xiàn)。

4 云計(jì)算在高等院校虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的優(yōu)勢

云計(jì)算不同于傳統(tǒng)的計(jì)算模式，其能夠通過對虛擬技術(shù)的利用，讓虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)以及維護(hù)成本大幅度降低，極大地減輕了虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行壓力。與此同時(shí)，云計(jì)算還能夠在這一基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)的更新速度加快，解決維護(hù)與更新困難的問題，有利于虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的長期有效發(fā)展。經(jīng)過分析與整合，以下將從多個(gè)方面對云計(jì)算在高等院校虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的優(yōu)勢進(jìn)行分析與研究。

4.1 降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的軟硬件投入成本

云計(jì)算降低了計(jì)算機(jī)專業(yè)在虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中對計(jì)算機(jī)的硬件需求的門檻，使得用戶只需要通過市面上基礎(chǔ)性的計(jì)算機(jī)設(shè)備，就能夠進(jìn)入Internet的接口，并通過與本地資源差距較小的方式在“云端”使用云計(jì)算系統(tǒng)中提供的資源信息，為用戶帶來了極大的便利，使得信息資源的分享與傳遞的速度大幅加快。

4.2 減輕實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)與更新的壓力

云計(jì)算具有較強(qiáng)的聯(lián)合性，是能夠?yàn)榛A(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)平臺以及相關(guān)的軟件搭建起相互通行的平臺，讓這三方同時(shí)為用戶服務(wù)，從而使得用戶只需要接入云端就能夠?qū)崿F(xiàn)對軟件的更新、對基礎(chǔ)設(shè)備的維護(hù)等目的，有效地規(guī)避了過于頻繁的硬件維護(hù)與軟件更新的工序，極大地減輕了虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，使得虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的良性影響力被有效提升。

4.3 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的海量儲存與自由訪問

在虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，如果對這些數(shù)據(jù)信息以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)記錄無法妥善處理，將會導(dǎo)致虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)的效果大大降低，極大地影響了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)則能夠有效解決這一問題，利用云計(jì)算的海量儲存與自由訪問的功能，滿足用戶對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲以及多種信息資源的訪問需求，為虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中多種實(shí)驗(yàn)活動的開展提供支持。并且用戶還能夠依據(jù)用戶名在不同的瀏覽設(shè)備上隨時(shí)隨地打開查看實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為實(shí)驗(yàn)的效率與質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有利于我國計(jì)算機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展。

5 基于云計(jì)算的高等院校虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

5.1 構(gòu)建思想

云計(jì)算的本質(zhì)是一種超級計(jì)算系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)作為主要的載體，具有多樣化的功能，能夠滿足不同用戶的不同需求，并且通過強(qiáng)大的計(jì)算系統(tǒng)，發(fā)揮資源定制的優(yōu)勢，讓用戶的相關(guān)操作更為便捷，帶給用戶全新的體驗(yàn)感受。但若使云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮上述優(yōu)勢，管理人員還需積極提升自身水平，加強(qiáng)在云計(jì)算系統(tǒng)上的思想構(gòu)建，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前的情況以及學(xué)生的根本需求，制定一定的建設(shè)計(jì)劃，為虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)活動的開展，提供軟件、平臺、基礎(chǔ)設(shè)備三方的服務(wù)，進(jìn)而保障學(xué)生能夠快速獲取相關(guān)的虛擬實(shí)驗(yàn)資源，在較短的時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并將部分實(shí)驗(yàn)資料與他人共享，逐步搭建出一套完備的體系，達(dá)成云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)化目的，以產(chǎn)生更多的研究成果。

5.2 基于云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型構(gòu)建

基于云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型由不同的層次所構(gòu)成，分別是物理資源層、虛擬資源池、云管理層、云客戶端。這4個(gè)部分構(gòu)建的最終目標(biāo)是為用戶提供更為便捷的、高效的服務(wù)。要使云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究具備切實(shí)的意義，依據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，基于這4個(gè)層次的云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型的構(gòu)建是必經(jīng)之路，以下將對實(shí)驗(yàn)室模型構(gòu)建的具體方法進(jìn)行探究。

5.2.1 物理資源層

物理資源層是由計(jì)算機(jī)、儲存器以及相關(guān)的通信裝置共同組建而成的，是在現(xiàn)實(shí)世界能夠得到具體化的體現(xiàn)，進(jìn)而稱之為物理資源層。物理資源層以網(wǎng)絡(luò)作為連接線，將不同種類的信息上傳，在網(wǎng)絡(luò)平臺上進(jìn)行計(jì)算、儲存等方面的資源共享與交流。在這一過程中，虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)利用區(qū)域網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備，加強(qiáng)在服務(wù)器、交換機(jī)、工作站等方面的建設(shè)，并將多個(gè)設(shè)備相互連接，構(gòu)建出網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，形成物理資源層的云結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為基于云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型的構(gòu)建提供支持的力量。

5.2.2 虛擬資源池

虛擬資源池不能夠抵消掉物理資源帶來的復(fù)雜性弊端問題，讓物理資源擁有轉(zhuǎn)化為邏輯資源的機(jī)會。因此，為提高資源的利用率，應(yīng)當(dāng)對虛擬資源池層次的構(gòu)建重視起來，加強(qiáng)對物理資源的集中分析，以及位置與實(shí)物之間的關(guān)系的研究，使得虛擬資源池的環(huán)境能夠得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

5.2.3 云管理層

云管理層在云計(jì)算的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型中占據(jù)了極為關(guān)鍵性的位置，建設(shè)人員應(yīng)當(dāng)對此重視起來，加強(qiáng)對管理系統(tǒng)的優(yōu)化，使其能夠更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)維護(hù)等功能，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，提供更為安全的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

5.2.4 云客戶端

在云客戶端部分的構(gòu)建上，建設(shè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)利用云計(jì)算加強(qiáng)對標(biāo)準(zhǔn)的WebService服務(wù)模式的構(gòu)建，使得研究人員能夠依照實(shí)際的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的需求，對SaaS平臺進(jìn)行控制，并且使系統(tǒng)的運(yùn)行更具規(guī)范性，規(guī)避對其他用戶的負(fù)面影響[2-3]。

6 結(jié)語

綜上所述，在新時(shí)代背景下，我國的云計(jì)算技術(shù)得到了顯著提升。但與此同時(shí)，新的挑戰(zhàn)也隨之產(chǎn)生，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)對這一新型的服務(wù)模式重視起來，加強(qiáng)以云計(jì)算為基礎(chǔ)的虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究，以帶來更多的積極影響。