虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)中的具體應(yīng)用研究

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室;管理平臺(tái);虛擬化;技術(shù)應(yīng)用

中圖法分類號(hào)：TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1前言

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)的建設(shè)在一定程度上影響著我國(guó)高等教育的發(fā)展，因?yàn)橛?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)性和對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用很大程度上反映了學(xué)校的教學(xué)實(shí)力。在高職院校硬件設(shè)施的建設(shè)中，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)也是至關(guān)重要的部分。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)能夠滿足基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)課程應(yīng)用的要求，但是對(duì)于部分較為先進(jìn)課程和技術(shù)的使用存在滯后性，尤其是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)本身投入資金巨大，其中軟件技術(shù)的應(yīng)用占據(jù)了很大部分[1]。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度可以用日新月異來(lái)形容，其更新?lián)Q代的速度很快，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用服務(wù)已經(jīng)不符合當(dāng)前教育環(huán)境的需求，因此構(gòu)建更為先進(jìn)和高效的技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)至關(guān)重要。虛擬技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)楣芾斫K端的云架構(gòu)服務(wù)提供更高的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并且從成本上而言也比傳統(tǒng)的非虛擬化技術(shù)更低，在管理實(shí)操過(guò)程中效率也有很好的體現(xiàn)。因此，計(jì)算機(jī)管理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用虛擬化技術(shù)能夠幫助管理平臺(tái)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，提升高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理能力。

2虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）控制投入成本

從三個(gè)角度來(lái)分析成本的控制概念：一是技術(shù)成本的直接投入，虛擬化技術(shù)如今在市場(chǎng)上的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，因此其價(jià)格基本穩(wěn)定在三千元左右，而部分非虛擬化技術(shù)（涵蓋較為先進(jìn)的非虛擬化技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)）的價(jià)格都在四千元以上，甚至部分先進(jìn)非虛擬化技術(shù)的價(jià)格可以高達(dá)五千元[2]。因此，使用虛擬化技術(shù)能夠降低成本的投入。二是對(duì)設(shè)備成本的投入，選擇技術(shù)和硬件設(shè)備之間需要兼容，首先是設(shè)備的應(yīng)用和更新?lián)Q代問(wèn)題會(huì)影響實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成本，其次是管理運(yùn)行過(guò)程中需要根據(jù)技術(shù)應(yīng)用效果來(lái)調(diào)整人員的管理標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算機(jī)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，這都是間接成本的投入。虛擬技術(shù)自身具備一定的先進(jìn)性，并且能夠直接在計(jì)算機(jī)設(shè)備上進(jìn)行使用，這在一定程度上解決了線上和線下管理融合的問(wèn)題，消化了一大部分管理支出。三是管理延續(xù)性和管理效率的問(wèn)題，利用虛擬化技術(shù)能夠提升實(shí)驗(yàn)室的管理效率，因此對(duì)于縮緊管理結(jié)構(gòu)有很大的幫助，在后續(xù)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的運(yùn)行過(guò)程中能夠提供更好的運(yùn)行質(zhì)量，這從整體運(yùn)行管理角度而言是大成本的節(jié)約。

（2）提高管理平臺(tái)的運(yùn)行效率

管理平臺(tái)效率的提升集中體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是安裝程序的智能化水平升級(jí)帶動(dòng)了程序升級(jí)。虛擬化技術(shù)在設(shè)備安裝的過(guò)程中會(huì)根據(jù)技術(shù)要求對(duì)其進(jìn)行一定的優(yōu)化，之后程序設(shè)置也會(huì)按照虛擬化系統(tǒng)的相關(guān)任務(wù)需求拷貝一定的資料給使用者，這個(gè)過(guò)程涉及安裝操作的相關(guān)步驟。與傳統(tǒng)的安裝操作程序相比，虛擬化技術(shù)可以直接安裝到應(yīng)用桌面，不論是從安裝效率還是后續(xù)的數(shù)據(jù)備份和傳輸效率都要高于傳統(tǒng)的安裝操作方法。二是系統(tǒng)的升級(jí)，虛擬化技術(shù)在桌面的應(yīng)用能夠從很大程度上針對(duì)存在的問(wèn)題給出修補(bǔ)。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在管理的過(guò)程中為了盡量節(jié)約管理時(shí)間、提升運(yùn)行效率，管理員通常會(huì)對(duì)基本數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的匯總，匯總數(shù)據(jù)得到明晰后再根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行和更新情況進(jìn)行漏洞的補(bǔ)充，將拷貝好的數(shù)據(jù)遞交給使用人員之后，就可以對(duì)虛擬化桌面進(jìn)行自動(dòng)升級(jí)，有了自動(dòng)升級(jí)技術(shù)的保障之后就能形成有益循環(huán)，后續(xù)漏洞能夠被很快發(fā)現(xiàn)并處理[3]。三是恢復(fù)系統(tǒng)操作的便捷性和高效性。在安裝階段，管理人員是唯一可以使用虛擬化桌面的，計(jì)算機(jī)設(shè)備使用人員沒(méi)有虛擬桌面的使用權(quán)，只有完成授權(quán)后才能夠使用。在這方面，計(jì)算機(jī)管理人員享有絕對(duì)的技術(shù)應(yīng)用權(quán)，對(duì)應(yīng)向使用者發(fā)送虛擬桌面擁有很強(qiáng)的針對(duì)性，從而使得系統(tǒng)操作的單相輸出能力變強(qiáng)，其實(shí)效性也能夠有所提升。四是虛擬化技術(shù)拓寬了其他業(yè)務(wù)的應(yīng)用渠道，計(jì)算機(jī)管理平臺(tái)的技術(shù)人員需要對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不同渠道收集到的信息進(jìn)行匯總，因此多個(gè)層面和多個(gè)角度的信息收集工作十分的煩瑣。有了虛擬化技術(shù)，計(jì)算機(jī)的安全性能和使用性能得到進(jìn)一步的提升，信息拷貝和傳輸?shù)哪芰χ本€加強(qiáng)，不僅提升了信息匯總和反饋的效率，還能進(jìn)一步拓寬業(yè)務(wù)渠道。

（3）提升計(jì)算機(jī)的安全使用性能

高校計(jì)算機(jī)應(yīng)用在提供服務(wù)的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)也一直在運(yùn)作。管理人員需要對(duì)所有計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行梳理、匯總和保存。但是數(shù)據(jù)的保存只是暫時(shí)的，并不能保證這些數(shù)據(jù)后續(xù)再投入使用[4]。為此，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的保障工作至關(guān)重要。但是，在傳統(tǒng)技術(shù)服務(wù)的過(guò)程中，通常只關(guān)注技術(shù)應(yīng)用是否全面，數(shù)據(jù)采集采集是否到位，信息傳輸是否具有針對(duì)性。對(duì)整體環(huán)境安全的把控能力不是很強(qiáng)。雖然高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)在建設(shè)和發(fā)展的過(guò)程中最大的服務(wù)對(duì)象是高校教學(xué)群體，但是不可排除有部分計(jì)算機(jī)信息會(huì)被不法分子竊取。

其中，很可能包含關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)信息。因此，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高校計(jì)算機(jī)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室管理過(guò)程中也要尤為注重應(yīng)用環(huán)境安全。虛擬化技術(shù)的加入可以為計(jì)算機(jī)提供專門的備份數(shù)據(jù)信息模塊，重要信息可以被管理員拖入該模塊中進(jìn)行保存。即便出現(xiàn)了信息被竊取的情況，通過(guò)遠(yuǎn)程操控將其中的信息數(shù)據(jù)刪除，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)備份中心也可以對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和保存，從而提升了計(jì)算機(jī)的安全性，數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中也無(wú)須擔(dān)心丟失，用戶數(shù)據(jù)的私密性也有了根本保證。

3虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)中的應(yīng)用實(shí)踐內(nèi)容

（1）服務(wù)器連接技術(shù)的應(yīng)用

虛擬化服務(wù)器連接主要是指客戶端連接，管理平臺(tái)對(duì)客戶端連接進(jìn)行控制，在計(jì)算機(jī)使用人員進(jìn)入連接服務(wù)器之后，管理人員能夠通過(guò)連接服務(wù)器的相關(guān)信息來(lái)確定使用人員的身份，并根據(jù)身份信息完成審核，給予權(quán)限。此時(shí)，程序和請(qǐng)求會(huì)被傳輸?shù)教摂M機(jī)中，使用人員找到虛擬機(jī)，可以直接開(kāi)始使用。虛擬服務(wù)器連接的好處在于全面保障了管理效率，實(shí)現(xiàn)了信息的高速交互。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用成功保障管理人員一對(duì)多情況下管理工作的實(shí)效性，能夠一對(duì)一的完成用戶身份信息的審核，并單一調(diào)動(dòng)計(jì)算機(jī)啟用，保障了遠(yuǎn)程協(xié)議快速實(shí)現(xiàn)。

（2）服務(wù)器云技術(shù)的應(yīng)用

虛擬化服務(wù)器云技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在虛擬客戶的獨(dú)立和云儲(chǔ)存空間的獨(dú)立。首先是虛擬化云技術(shù)能夠直接實(shí)現(xiàn)客戶端的獨(dú)立，讓其單獨(dú)存在于管理平臺(tái)中，與其他模塊的運(yùn)行是不同步的。其次是能夠提供給設(shè)備獨(dú)立的磁盤(pán)存儲(chǔ)空間，只要有需求的客戶均可以把自己的信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)上，通過(guò)獨(dú)立存儲(chǔ)空間完成保存，信息的安全有了很大的保障。在實(shí)際使用的過(guò)程中，虛擬化服務(wù)云技術(shù)可以通過(guò)為虛擬桌面提供核心配置來(lái)實(shí)現(xiàn)連接優(yōu)化，從而對(duì)桌面進(jìn)行有效復(fù)制。云服務(wù)可以對(duì)設(shè)備的內(nèi)存機(jī)、主板、硬盤(pán)和外部設(shè)備進(jìn)行有效分離，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的獨(dú)立。當(dāng)設(shè)備的所有部分和配件都可以通過(guò)遠(yuǎn)程虛擬技術(shù)完成直接控制和連接時(shí)，設(shè)備應(yīng)用的靈活性和獨(dú)立性就能夠被完全釋放，其部件作用也能夠得到更為徹底地發(fā)揮。

（3）客戶端設(shè)備的應(yīng)用

虛擬化技術(shù)在客戶端的應(yīng)用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的管理和信息的收集上。系統(tǒng)的管理是指虛擬化技術(shù)可以直接通過(guò)控制登錄系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)登錄人員信息的核查，管理人員可以隨時(shí)監(jiān)控登錄系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)向，最終信息的使用和人員的登錄情況都一覽無(wú)余;信息的收集是指人員在設(shè)備中登錄，終端訪問(wèn)界面調(diào)取會(huì)非常清晰，通過(guò)虛擬桌面直接訪問(wèn)系統(tǒng)之后，數(shù)據(jù)的調(diào)取就會(huì)一直存在于監(jiān)控之下，從而使信息端設(shè)備的運(yùn)行情況能夠得到最好的保障。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在管理的過(guò)程中也經(jīng)常會(huì)受到數(shù)據(jù)類型繁雜、登錄人員繁多等外部條件的影響，因此從內(nèi)部直接提升管理效率加強(qiáng)信息監(jiān)控能力，能夠根本上提升設(shè)備的整體配置，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行性能。

4虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

（1）全面參配，理性評(píng)估

虛擬化技術(shù)作為目前較為先進(jìn)的設(shè)備應(yīng)用技術(shù)，其能夠給高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)做出的貢獻(xiàn)與傳統(tǒng)技術(shù)相比是更全面、更徹底的。如何更好地發(fā)揮虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將其真正的靈活應(yīng)用到設(shè)備管理中，是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。第一是要提升設(shè)備的全面參配能力，虛擬化技術(shù)從應(yīng)用端和客戶端都有十分優(yōu)秀的應(yīng)用體現(xiàn)，如何分配好不同體系和不同應(yīng)用部分的應(yīng)用水平是影響其應(yīng)用效率的關(guān)鍵。第二是要提升虛擬化技術(shù)和設(shè)備之間的參配能力，隨著虛擬化技術(shù)越發(fā)成熟，當(dāng)前市場(chǎng)上虛擬化技術(shù)應(yīng)用類型非常多，其方案和應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)也十分明顯，因此在配置和選擇虛擬化技術(shù)的過(guò)程中，要從自身問(wèn)題出發(fā)，思考高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在配置設(shè)備和完善運(yùn)行管理能力的過(guò)程中，究竟需要什么樣的虛擬化技術(shù)給予支持。虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠全面提升設(shè)備運(yùn)行的效率，但也能夠集中在一小部分完成局部運(yùn)行。因此，高校如果考慮未來(lái)技術(shù)發(fā)展的影響或者是考慮當(dāng)前成本投入過(guò)大，可以在一部分設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中加入虛擬化技術(shù)。

（2）提升服務(wù)，擴(kuò)展性能

將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備服務(wù)器中，能夠集中提升設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性。但是，虛擬化技術(shù)還有一大特點(diǎn)是運(yùn)行過(guò)程中對(duì)運(yùn)行單元之間會(huì)進(jìn)行自動(dòng)區(qū)分，本身設(shè)備運(yùn)行整體在進(jìn)行單元區(qū)分之后，其效率的提升就會(huì)存在局部差異，因此如果不考慮局部特性而是一味地從整體出發(fā)進(jìn)行應(yīng)用，可能會(huì)導(dǎo)致部分單元服務(wù)滯后，無(wú)法滿足單元自身發(fā)展的需要。因此，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)在日常管理和設(shè)備清掃的過(guò)程中，要對(duì)不同單元的技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行定期檢查，觀察不同單元之間是否一直存在效率差，若存在哪些單元的技術(shù)應(yīng)用效率差最大，其受到的帶動(dòng)作用又集中體現(xiàn)在哪里。處理好這些問(wèn)題，能夠進(jìn)一步幫助管理平臺(tái)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的整體管理，提升管理水平，集中提升運(yùn)行效率。除此之外，還需考慮虛擬化技術(shù)是否對(duì)設(shè)備的內(nèi)存和CPU運(yùn)行有顯著影響，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)是否需要就運(yùn)行內(nèi)存的擴(kuò)展給予進(jìn)一步的技術(shù)支持，這是需要結(jié)合實(shí)際情況考慮的問(wèn)題。必要時(shí)可在成本控制范圍內(nèi)選擇更好的硬件設(shè)備，以保障設(shè)備內(nèi)存的可擴(kuò)展性得到落實(shí)。單條容量較大內(nèi)存是管理人員操作過(guò)程中的首選，其持續(xù)性較穩(wěn)定，也具備較好的運(yùn)行能力。

（3）擴(kuò)展存儲(chǔ)，提升共享

共享存儲(chǔ)是虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一，因此在應(yīng)用過(guò)程中也應(yīng)該讓其很好地融入高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)的運(yùn)行之中。共享存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用和拓展需要重視兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是如何提升信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率，如選擇最為常用的SAS和NL?SAS硬盤(pán)，信息的傳輸和存儲(chǔ)效率會(huì)進(jìn)一步提升。二是如何穩(wěn)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀寫(xiě)能力之間的銜接，如何實(shí)現(xiàn)資料數(shù)據(jù)和系統(tǒng)讀寫(xiě)性能之間的配套，管理人員可以設(shè)置分流共享，在保證數(shù)據(jù)完成集中存儲(chǔ)之后，還能夠隨時(shí)按照使用者要求進(jìn)行讀寫(xiě)，精準(zhǔn)控制每條數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況。當(dāng)信息處于流通狀態(tài)時(shí)，精準(zhǔn)捕捉信息資源并完成實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并不容易，而在存儲(chǔ)過(guò)程中提供讀寫(xiě)對(duì)控制器有很高的要求。根據(jù)高校實(shí)際硬件設(shè)備的配置情況來(lái)調(diào)整共享存儲(chǔ)功能，在已有條件范圍之內(nèi)完成讀寫(xiě)和存儲(chǔ)技術(shù)同步支持，是提升管理效率和設(shè)備運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

（4）重視平臺(tái)功能層設(shè)計(jì)

管理層、服務(wù)層、基礎(chǔ)層提供給不同的服務(wù)對(duì)象使用，因此須重視平臺(tái)功能層的設(shè)計(jì)，根據(jù)不同層級(jí)需求來(lái)安排技術(shù)的應(yīng)用，是提升管理效率的關(guān)鍵。首先管理層是管理模塊的重點(diǎn)，它的主要操作對(duì)象是實(shí)驗(yàn)室管理人員，常用的系統(tǒng)有操作系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、軟件集、學(xué)生虛擬機(jī)和服務(wù)器。因此，應(yīng)集中對(duì)管理層聯(lián)合處理性能進(jìn)行升級(jí)，保證管理員能夠平行處理系統(tǒng)問(wèn)題，降低管理難度，提升工作效率。其次是服務(wù)層，其主要涉及虛擬化管理程序的實(shí)際運(yùn)行，對(duì)接命令模塊、虛擬服務(wù)監(jiān)聽(tīng)模塊、表示模塊和數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊。為此，應(yīng)該集中提升程序運(yùn)行能力和運(yùn)行穩(wěn)定性，保證程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到位，避免出現(xiàn)線路擁堵的情況。最后是基礎(chǔ)層，其主要提供給服務(wù)池以及桌面云使用，因此基礎(chǔ)層功能要完成一對(duì)一區(qū)分，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)基礎(chǔ)層可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備之中，以更好地完成服務(wù)器轉(zhuǎn)移任務(wù)。虛擬機(jī)可以作為服務(wù)器池來(lái)使用，也可以作為桌面云來(lái)使用，根據(jù)其性能高低進(jìn)行劃分，這需要按照學(xué)院的實(shí)際發(fā)展情況做出選擇。

5結(jié)語(yǔ)

由于高校在逐漸加大對(duì)計(jì)算機(jī)室實(shí)驗(yàn)室的資金投入力度，因此提高虛擬化技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)水平能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加強(qiáng)平臺(tái)的管理和建設(shè)能力，為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備提供更好的運(yùn)行空間。

作者簡(jiǎn)介：

高遠(yuǎn)東（1983—），本科，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。