云计算在高校计算中心的应用探讨

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云计算在高校计算中心的应用探讨

摘要:随着国家高等教育的不断发展,各高校均建立了计算中心等计算机软、硬件实验室。由于计算机技术的飞速进步,计算中心正面临着硬件资源利用不均衡、软硬件维护量大、硬件性能过时等问题。云计算通过互联网向用户提供资源虚拟化解决方案,具有强大的数据处理能力、高设备可靠性和相对低廉的设备投入、灵活的扩展性等特点,为解决上述问题提供了灵活的解决方案。

关键词:云计算;计算中心; 虚拟桌面

1云计算概述

1.1云计算概念

云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式,用户可以通过网络以按需、可扩展方式获得其所需的计算机资源(硬件、软件、平台),提供资源的网络被称为“云” [1] 。云计算的主要目标是在缩减IT服务成本与处理时间的同时增强处理能力与服务的可靠性以及灵活性 [2]

云计算有4个关键要素:①硬件和软件都是资源,通过互联网以服务的方式提供给用户;②这些资源都可以根据需要进行动态扩展和配置;③这些资源在物理上以分布式的共享方式存在;④用户按需使用云中的资源, 按实际使用量付费, 而不需要管理它们

[3]

云计算从提供的服务内容看,分为三种服务形式:SaaS(软件即服务),指服务提供商集中部署和运营,并以软件服务实例的形式提供给用户,供多用户共享;PaaS(平台即服务),指服务提供商集中部署和运营操作系统、中间件、开发平台等,再以服务实例的形式将它们提供给外部用户;IaaS(基础设施即服务),主要指基于传统IT基础设施之上提供的服务,包括计算服务、存储服务和网络服务

[4]

云计算从提供的服务范围又分为:①公有云:向广大互联网用户提供云计算服务;②私有云:向局域网或内部网络用户提供云计算服务;③混合云:公有云和私有云的混合。

1.2云计算优点

①可伸缩性:当用户面临突发的计算需求时,云计算可以提供灵活的软、硬件配置,甚至还可以向其它云计算服务提供者购买部分计算能力;②简单性:通过虚拟技术的应用,用户可以不再关心具体的软、硬件故障问题,而交由云计算服务提供者来完成;③安全性:对分级用户的数据有严格的保密策略,只能由用户本人和组织管理者使用。

2高校计算中心运行现状

现在高校计算中心普遍采用PC机外加局域网连接的硬件架构形式。由附加安装的硬盘还原卡来提供对计算机操作系统和应用软件的保护。操作系统的升级和应用程序的增、删都由事先设置好的源数据盘通过局域网,以网络同传的方式分发到各个客户机来完成。这种运行模式虽然能满足日常的教学需要,但也存在着许多问题。 2.1软件问题

(1)因为每学期的教学计划不同或临时变更教学计划而需要为每台客户计算机增、删应用程序软件时,要求短时间内为所有计算机同传系统软件,这就使得局域网的数据传输压力非常大而且耗时漫长,给工作人员带来很大的劳动强度。

(2)现在无纸化考试越来越多,很多考试必须在临考前几小时才能在考试计算机上导入试卷包和考生名库,这需要安排大量的工作人员手工打开计算机还原卡后再导入试卷和名册,不仅费时费力而且非常容易出错。

(3)学生上机实验时产生的实验数据有临时保存的需求,因此需要在计算机上为学生放开部分硬盘空间,但这部分数据盘的防病毒工作也很困难。

2.2硬件问题

(1)在计算中心的建设过程中,不同时期购买的计算机配置都各不相同,但是网络同传系统软件只能在相同配置的计算机之间进行。因此往往是一种计算机就要安装一套系统软件镜像,这对于软件的安装和版本更新工作非常不利。

(2)由于计算中心的计算机面向全校师生开放,运行时间长,工作负荷强,致使计算机硬件老化现象非常严重,且多数计算机因为过保而得不到及时更新,所以经常出现硬件失效而导致软件受损的现象。

3利用云计算解决问题思路 利用计算中心现有的局域网和服务器组建私有云计算服务平台,向所有连接在该平台上的计算机提供桌面虚拟化服务,这样不但可以为不同的实验用户提供灵活的软硬件环境,而且可以大大提高计算中心的运行效率,减轻工作人员的劳动强度。

(1)应用虚拟桌面系统软件创建虚拟服务云平台,以及与之对应的云存储器。由虚拟服务云平台负责即时维护和管理用户计算机的系统软件,由云存储器负责统一存储针对不同应用的虚拟化镜像文件和用户数据。

(2)在样本计算机上安装好Windows XP操作系统和常用的应用软件(如Office、杀毒软件防火墙等),然后使用Sysprep技术对样本计算机进行系统封装,然后经GHOST打包得到不带任何驱动的基础系统镜像文件。这样的镜像文件在被虚拟服务云平台发布到用户端计算机时,会因为用户计算机具有兼容的物理抽象层而自动安装各自的硬件驱动程序,这样即解决了一个镜像包不能安装在不同硬件配置计算机上的问题。

此外,针对不同用户的不同需求,还可以在基础系统软件镜像文件之上分别安装专用软件(如VC、VB、无纸化考试软件等),以生成单独的个性化软件镜像文件。

(3)当用户计算机连接到虚拟服务云平台时,云平台根据预先定义的用户类型自动将对应的基础系统镜像文件和个性化软件镜像文件分别发布到用户计算机,这样就可以实现软件因人而异的个性化教学和考试了,同时也可以实现系统软件的自动更新。 (4)用户计算机上的硬盘可以将系统文件和用户数据保存下来,云平台通过不同的标记对来自于云平台服务器的系统数据和用户数据加以区分。当用户重新启动计算机后,云平台可以通过检测这些标记来判断哪些系统数据被改过,进而将这部分数据重新发布到用户计算机,这样做既实现了系统自动还原的功能,又可以最大限度地减轻网络的数据传输量,并且用户数据也能被完整保留下来。最后,用户还可以根据需要将个人数据备份到云存储器里实现数据永久保存。

4结语

计算中心的建设和管理反映了学校信息化建设的水平,管理人员只有不断地学习新知识掌握新技术,将云计算这门新兴技术应用到日常的教学工作中,才能更好地服务师生、服务教学、服务科研。

参考文献:

[1]商娟叶,张丽敏. 云计算平台在高校的开发与应用研究[J].电子设计工程, 2012,20(10):140142.

[2]柯栋梁,郑啸,李乔. 云计算:实例研究与关键技术[J].小型微型计算机系统,2012,33(11):23222329.

[3]王庆波. 虚拟化与云计算[M].北京:电子工业出版社, 2009:113114.

[4]雷葆华,饶少阳,张洁,等. 云计算解码[M].北京: 电子工业出版社, 2012.