梁富偉

摘要：在高職院校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，各個(gè)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)結(jié)合市場(chǎng)需求，不斷地引入了行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。針對(duì)如何構(gòu)建行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境、提高實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)效果和降低后臺(tái)管理維護(hù)成本等問題，該文提出了用Hyper-V技術(shù)對(duì)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)等數(shù)字教學(xué)資源環(huán)境進(jìn)行整合的規(guī)劃、部署、測(cè)試、優(yōu)化和容災(zāi)。這對(duì)高職院校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境構(gòu)建具有重要意義。

關(guān)鍵詞：行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)；虛擬平臺(tái)；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2012）32-7762-05

當(dāng)前，高職院校以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用性、技能性為目標(biāo)，提倡課程改革要以加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力為指引，各個(gè)專業(yè)在進(jìn)行課程設(shè)置和改革中不斷引入行業(yè)或企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。比如酒店專業(yè)的酒店前臺(tái)管理系統(tǒng)和酒店餐飲管理系統(tǒng)、物流專業(yè)的物流信息管理系統(tǒng)、國(guó)際貨運(yùn)代理系統(tǒng)、報(bào)關(guān)與報(bào)檢系統(tǒng)，汽車營(yíng)銷專業(yè)的汽車營(yíng)銷4S店管理系統(tǒng)等等。這些與行業(yè)接軌應(yīng)用系統(tǒng)的使用，一方面提高了學(xué)生的實(shí)踐技能，另外一方面，提高了學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。學(xué)生能夠真正學(xué)以致用，與就業(yè)崗位“零”距離。但這些教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)還存在重視初期建設(shè)而忽視后期的管理、維護(hù)及整合，重視建設(shè)而忽視建設(shè)的實(shí)用性等問題。比如地理位置分散且安裝在多臺(tái)服務(wù)器上的各個(gè)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)如何高效管理和維護(hù)，同一年級(jí)、不同班級(jí)學(xué)生如何在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中構(gòu)建統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境，學(xué)生誤操作后如何快速恢復(fù)系統(tǒng)等等，導(dǎo)致用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)資源利用率低、資源的可持續(xù)發(fā)展不強(qiáng)、資源的管理及維護(hù)成本高等問題。Hyper-V技術(shù)的提出，為各個(gè)基于Browse/Server架構(gòu)的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境的整合提供了良好的虛擬平臺(tái)，降低了硬件成本和維護(hù)成本，提高了行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境中的實(shí)用性以及資源的利用率。

1Hyper-V與行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)分析

1.1Hyper-V技術(shù)概述

Hyper-V是微軟提出的一種系統(tǒng)管理程序虛擬化技術(shù)，其設(shè)計(jì)的目的是為廣泛的用戶提供更為熟悉以及成本效益更高的虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施軟件，這樣可以降低運(yùn)作成本、提高硬件利用率、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施并提高服務(wù)器的可用性[1]。目前，各類B/S架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)都可以基于這樣的Hyper-V技術(shù)架構(gòu)，將為企業(yè)、學(xué)校減低硬件成本，提高設(shè)備的利用率，并提供方便的維護(hù)和管理方式。各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)部署在同一臺(tái)服務(wù)器的不同虛擬機(jī)上，各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間互不干擾，并能進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移、快照、快速恢復(fù)，保證了應(yīng)用系統(tǒng)的高可用性。

1.2Hyper-V技術(shù)架構(gòu)

Hyper-V是基于64位系統(tǒng)，支持4顆虛擬處理器，支持64GB內(nèi)存的新一代虛擬化技術(shù)。因此，在企業(yè)、學(xué)校實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，可以應(yīng)用Hyper-V虛擬出多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)以滿足不同平臺(tái)、業(yè)務(wù)的使用，對(duì)于高職院校行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境來(lái)說，同樣滿足應(yīng)用需求，并保證實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境的高產(chǎn)能。

Hyper-V簡(jiǎn)化了虛擬機(jī)和硬件之間的層數(shù)，可以分為三層：硬件—Hyper-V—虛擬機(jī)。如圖1所示。

以上Hyper-V的構(gòu)架圖中，最底層是硬件，硬件上面就是Hyper-V，其本身是一個(gè)小程序，代碼簡(jiǎn)單，因而減少了代碼執(zhí)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的概率，并且Hyper-V中不包含任何第三方的驅(qū)動(dòng)，非常精簡(jiǎn)，所以安全可靠、執(zhí)行效率高，能充分利用硬件資源，使虛擬機(jī)系統(tǒng)性能更接近真實(shí)系統(tǒng)性能，為各種應(yīng)用系統(tǒng)的虛擬化提供可靠技術(shù)支持和保障。最上層就是安裝不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)，并在虛擬機(jī)上承載不同的應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)和服務(wù)[2]。

1.3常用行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都在進(jìn)行信息化建設(shè)，首當(dāng)其沖的就是管理信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)。管理信息系統(tǒng)能提供給管理者需要的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)組織機(jī)構(gòu)的有效管理[3]。它能大大提升企業(yè)、學(xué)校的管理效能。它的核心技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，且形式多種多樣。比如，酒店業(yè)酒店前臺(tái)管理系統(tǒng)、POS系統(tǒng)等；旅游業(yè)的旅游信息管理系統(tǒng)等；物流企業(yè)的物流信息管理系統(tǒng)等；學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)、學(xué)生心理咨詢管理系統(tǒng)、教委政務(wù)管理系統(tǒng)等等。這些行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中，基本上都采用了主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，有Oracle公司的Oracle10i、微軟的SQLServer、IBM公司的DB2等。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)提供的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力，為行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為應(yīng)用的發(fā)展提供了廣闊的空間。

行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)為本行業(yè)的信息化管理建立了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范的管理和操作流程，每一個(gè)操作環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)另外一個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響，甚至一個(gè)步驟操作錯(cuò)誤，就無(wú)法繼續(xù)操作，人員、物資、數(shù)據(jù)都有嚴(yán)密的關(guān)聯(lián)性。行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)不僅對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的人流、物流、錢流進(jìn)行規(guī)范高效管理，而且也在無(wú)形中提升了本行業(yè)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)主要采用Client/Server模式，隨著Internet以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，應(yīng)用系統(tǒng)大部分都過渡到了Browse/Server模式，并成為網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。目前，應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要采用先進(jìn)的J2EE技術(shù)架構(gòu)、基于多層軟件構(gòu)架（即客戶層、表示層、業(yè)務(wù)層、集成層和資源層），采用面向服務(wù)的思想、使用中間件、WebService和XML等技術(shù)整合與集成各種應(yīng)用軟件，能為企業(yè)、學(xué)校提供先進(jìn)實(shí)用、安全可靠、便于兼容、易于擴(kuò)展的技術(shù)解決方案?；谛袠I(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)能夠部署到以Hyper-V為核心基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬平臺(tái)上，從而構(gòu)建虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境，為學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)提供高效便捷資源服務(wù)[4]。

2Hyper-V技術(shù)在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境中的應(yīng)用

在高職高專的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來(lái)越多的部署到了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)上，并且這些系統(tǒng)都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程環(huán)節(jié)，僅靠教師講解演示，沒有學(xué)生自己的實(shí)踐，就不能發(fā)現(xiàn)問題解決問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生即動(dòng)腦又動(dòng)手的能力。如何確保這些行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)能夠高效的為學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)服務(wù)，除了前端教師設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容外，后端保障行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行也是非常重要。Hyper-V技術(shù)的應(yīng)用，為各個(gè)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建了統(tǒng)一的基礎(chǔ)架構(gòu)，提供了穩(wěn)定可靠的虛擬平臺(tái)，既滿足了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境的需求，又降低了教學(xué)成本。教師不用再考慮應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件運(yùn)行環(huán)境，只需單擊鼠標(biāo)就可以使用需要的資源服務(wù)，好比日常生活中使用水、電一樣的方便。

2.1Hyper-V技術(shù)整合行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的可行性及優(yōu)勢(shì)

與現(xiàn)在的Hyper-V技術(shù)相比，上一代VirtualServer技術(shù)主要采用基于軟件架構(gòu)并且非常復(fù)雜，執(zhí)行效率比較低下，從下向上依次是服務(wù)器硬件（X86或者X64）—服務(wù)器操作系統(tǒng)（WindowsServer2003）—虛擬化軟件（VirtualServer）—虛擬機(jī)（虛擬硬件及虛擬操作系統(tǒng)），虛擬的應(yīng)用軟件又基于虛擬操作系統(tǒng)上。由此可見，虛擬機(jī)到服務(wù)器硬件之間要數(shù)據(jù)要經(jīng)過3層的轉(zhuǎn)換，每一層的協(xié)議、通訊標(biāo)準(zhǔn)、接口等均不相同，經(jīng)過3層的轉(zhuǎn)換會(huì)造成性能的大量消耗，從而導(dǎo)致虛擬機(jī)運(yùn)行速度和真實(shí)系統(tǒng)相差甚遠(yuǎn)。因此，VirtualServer技術(shù)并沒有在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。相反，Hyper-V技術(shù)基于硬件架構(gòu)，構(gòu)建的虛擬機(jī)運(yùn)行速度和真實(shí)的系統(tǒng)相差無(wú)幾。所以，從技術(shù)的角度，各種行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)都可以利用Hyper-V技術(shù)進(jìn)行資源整合，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心。目前，Hyper-V技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了各行各業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)以及關(guān)鍵業(yè)務(wù)等實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，并獲得了很高的產(chǎn)能。

高職院校引入的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)大部分都采用了B/S模式，從應(yīng)用系統(tǒng)的功能模塊、標(biāo)準(zhǔn)接口、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)類型、部署復(fù)雜度、是否存在加密狗、硬件環(huán)境要求等方面，引入的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)可以分為小型應(yīng)用系統(tǒng)、中型應(yīng)用系統(tǒng)、大型應(yīng)用系統(tǒng)三種情況。按照先簡(jiǎn)單、后復(fù)雜部署原則，這些應(yīng)用系統(tǒng)都可以逐步遷移到虛擬平臺(tái)上進(jìn)行管理、維護(hù)和應(yīng)用。應(yīng)用Hyper-V技術(shù)整合后，將給高職高專實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中所引入的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的使用和管理帶來(lái)多方面的優(yōu)勢(shì)。

1）降低了能耗和教學(xué)成本，提高了后臺(tái)管理效率

傳統(tǒng)的模式，一個(gè)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的部署，就需要購(gòu)置一臺(tái)服務(wù)器，需要培養(yǎng)一個(gè)專業(yè)的技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行后臺(tái)的管理和維護(hù)，并且高職高專中針對(duì)這些行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)支持人員相對(duì)緊缺，一般配置1～2人左右。隨著高職院校專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)等教學(xué)內(nèi)涵的深入改革，將會(huì)引入越來(lái)越多的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，如果全部采用物理服務(wù)器，不僅人員配備不夠，而且教學(xué)成本也高、后臺(tái)也難以管理和維護(hù)。采用Hyper-V技術(shù)整合各種行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，可以把這些應(yīng)用系統(tǒng)部署到一臺(tái)物理服務(wù)器上，這不僅降低了能耗，節(jié)省了采購(gòu)成本，而且僅需1～2人左右的技術(shù)隊(duì)伍就可以管理和維護(hù)。

2）滿足了實(shí)訓(xùn)環(huán)境要求，提高了應(yīng)用系統(tǒng)的可用性

在使用行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，教師不僅要講解演示系統(tǒng)的基本設(shè)置、操作流程以及在操作中應(yīng)該注意的問題，而且更重要的是讓學(xué)生實(shí)際進(jìn)行動(dòng)腦動(dòng)手操作。為了能夠充分利用行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，提升學(xué)生操作技能，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師就需要構(gòu)建實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境，提供給學(xué)生進(jìn)行行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)各個(gè)模塊的操作。基于Hyper-V技術(shù)，給各個(gè)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)部署實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境就變得非常方便。相比物理服務(wù)器方式，這大大縮短了應(yīng)用部署時(shí)間。而且利用Hyper-V快照、克隆技術(shù)，可以把實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境狀態(tài)記錄下來(lái)，如果需要某個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)境，就可以快速回滾到需要的環(huán)境狀態(tài)。如果在行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的操作過程中，學(xué)生誤操作導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)損壞，也可以及時(shí)恢復(fù)，最大限度地用技術(shù)支撐了學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的順利開展，提高了行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)在高職高專實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境的可用性。

3）搭建了虛擬實(shí)訓(xùn)中心，提高了應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量

物理上分布在不同位置的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)不僅不方便管理、維護(hù)和技術(shù)支持，而且教師和學(xué)生的應(yīng)用在時(shí)間和空間上也受到限制，給師生的服務(wù)質(zhì)量也得不到保證。以Hyper-V技術(shù)為依托，在統(tǒng)一物理平臺(tái)上創(chuàng)建不同的虛擬平臺(tái)，搭建行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，整合了分布在各處的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和其它數(shù)字教學(xué)資源，構(gòu)建了虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，打破了傳統(tǒng)分散、獨(dú)立運(yùn)行的模式，指導(dǎo)教師可以在校園內(nèi)任何有連接網(wǎng)絡(luò)的地方，隨時(shí)隨地快速訪問實(shí)訓(xùn)中心的數(shù)字教學(xué)資源，為學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐課程快速構(gòu)建實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。因此，搭建虛擬實(shí)訓(xùn)中心，將會(huì)提高行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)等數(shù)字資源的服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。