杜丹蕾 尹向東

（湖南科技學(xué)院 電子與通信工程系，湖南 永州 425199）

基于公有云存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室重構(gòu)

杜丹蕾 尹向東

（湖南科技學(xué)院 電子與通信工程系，湖南 永州 425199）

當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富多彩，實(shí)驗(yàn)設(shè)備種類繁多，實(shí)驗(yàn)室地點(diǎn)分布，實(shí)驗(yàn)資料共享與實(shí)驗(yàn)管理工作面臨新的挑戰(zhàn)。作者就以上問(wèn)題提出一種以免費(fèi)的公有云存儲(chǔ)為基礎(chǔ)架構(gòu)的新的資源共享和實(shí)驗(yàn)室管理方式，既無(wú)需做硬件擴(kuò)張，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布性實(shí)驗(yàn)資源高效管理和利用。

公有云存儲(chǔ)；實(shí)驗(yàn)室；共享；遠(yuǎn)程監(jiān)控

1　引　言

當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室硬件不斷翻新，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)豐富多彩，實(shí)驗(yàn)室分布范圍變廣的同時(shí)常常需要多實(shí)驗(yàn)室協(xié)同工作，使得實(shí)驗(yàn)資源共享成為重要課題；實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度加大，實(shí)驗(yàn)時(shí)間變得靈活機(jī)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作難度加劇。[1]管理實(shí)驗(yàn)設(shè)備眾多，工作時(shí)長(zhǎng)變長(zhǎng)增加實(shí)驗(yàn)室管理的困難。沿用傳統(tǒng)的辦法，無(wú)法使實(shí)驗(yàn)室工作有效進(jìn)行。

如何解決這些實(shí)驗(yàn)室管理新問(wèn)題？隨著移動(dòng)智能終端的普及和云存儲(chǔ)的興起，采用移動(dòng)辦公的方式或?yàn)檫@些問(wèn)題提供了解決之道。

云存儲(chǔ)[2-5]是在云計(jì)算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念，是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)。云存儲(chǔ)的出現(xiàn)使得一些企業(yè)或個(gè)人不需要購(gòu)買價(jià)格高昂的存儲(chǔ)設(shè)備， 只需要支付較少的費(fèi)用便可以享受無(wú)限的存儲(chǔ)空間[6]。

目前國(guó)內(nèi)云存儲(chǔ)業(yè)務(wù)可以分為私有云和共有云兩大類，私有云的建設(shè)需要有比較強(qiáng)大的軟硬件支撐，十分昂貴。而公有云存儲(chǔ)服務(wù)，自亞馬遜 (Amazon) 的EC2(elastic computecloud， EC2)面世后[7]，面向公眾服務(wù)的云平臺(tái)不斷推出， 如

2　基于公有云存儲(chǔ)的實(shí)驗(yàn)資源共享機(jī)制

計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)資料都是電子文件，傳統(tǒng)共享方法主要有電子郵件、qq群共享、自建ftp、局域網(wǎng)軟件進(jìn)行共享等：

（1）電子郵件在共享資源可以選擇指定對(duì)象，但要求每個(gè)同學(xué)注冊(cè)電子郵件號(hào)碼，發(fā)送文件需要選擇對(duì)象，附件大小有限制。大附件往往有時(shí)間限制。

（2）群共享通過(guò)建立群，將資料上傳便全群共享但是共享者必須需要加入群且不能指定共享人員，共享文件大小亦較為受限。

（3）自建FTP共享速度快但需自建ftp服務(wù)器，費(fèi)用較高，服務(wù)安全性不穩(wěn)定，不能指定共享人員。

（4）局域網(wǎng)共享軟件速度極快，但僅限于局域網(wǎng)內(nèi)訪問(wèn)。

公有云存儲(chǔ)的出現(xiàn)，為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享提供了新的契機(jī)。云存儲(chǔ)具有容量大，面向廣，安全性高，速度快等優(yōu)點(diǎn)，[14-15]實(shí)驗(yàn)資料素材共享機(jī)制搭建在公有云存儲(chǔ)環(huán)境下，便可以通過(guò)云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)素材共享、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同步、方便的實(shí)驗(yàn)交流與作業(yè)收取。

2.1實(shí)驗(yàn)素材存儲(chǔ)

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所用資料多是電子文件，將資料上傳到云端，通過(guò)公有云存儲(chǔ)的共享功能，學(xué)生教師可以在任意地點(diǎn)，任意終端方便打開(kāi)或者下載使用。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月11日下午3點(diǎn)多，不列顛哥倫比亞省高等法院的法官宣布，準(zhǔn)許華為公司首席財(cái)務(wù)官孟晚舟女士保釋。孟晚舟女士獲得保釋后通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)表示，“我以華為為傲，我以祖國(guó)為傲！”

圖1　云存儲(chǔ)環(huán)境下實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)架

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同步

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)更新也是十分重要的。面對(duì)分布式的環(huán)境，在不同地點(diǎn)不同時(shí)間做出了不同修改，保存許多版本，數(shù)據(jù)未有得到及時(shí)更新而導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂，實(shí)驗(yàn)效率、效果變差時(shí)有發(fā)生。云存儲(chǔ)可以自動(dòng)更新同步并隨時(shí)誰(shuí)地可以打開(kāi)。把實(shí)驗(yàn)成果保存在云上，無(wú)論在哪里打開(kāi)都是同步的數(shù)據(jù)，很好解決了這個(gè)問(wèn)題，無(wú)論何處都可以高效利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。

2.3實(shí)驗(yàn)交流

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)的相互交流也是非常重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)云存儲(chǔ)的共享功能，我們可以共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甚至可以在在共享空間中搭建專用博客、論壇進(jìn)行交流。尤其是在現(xiàn)在智能手機(jī)等手持終端已經(jīng)非常普及，公有云存儲(chǔ)也都面向手持終端提供了相應(yīng)服務(wù)應(yīng)用，即使是沒(méi)有計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室只要無(wú)線覆蓋，數(shù)據(jù)上傳及共享可以遍布任何地方。為實(shí)驗(yàn)交流提供了更廣泛的自由的交流共享機(jī)制。(將在后續(xù)論文中做詳細(xì)論述)

2.4實(shí)驗(yàn)作業(yè)收取

發(fā)電子郵件十分麻煩，教師需要進(jìn)入郵箱一個(gè)一個(gè)的下載，使用FTP學(xué)生之間有容易相互拷貝，利用云存儲(chǔ)轉(zhuǎn)存功能，可以將學(xué)生發(fā)來(lái)的文件迅速轉(zhuǎn)存至教師云存儲(chǔ)空間，十分方便。這樣的作業(yè)收取方式，教師可以在任何地方進(jìn)行查閱，又無(wú)需多帶存儲(chǔ)硬件。

3　基于公有云存儲(chǔ)對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理改造

實(shí)驗(yàn)室管理包括許都方面，及時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，并且加以控制十分重要。由于實(shí)驗(yàn)室的分布，實(shí)驗(yàn)人員的短缺，實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，使得傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)管理難以適應(yīng)現(xiàn)在的要求?；诿赓M(fèi)的共有云存儲(chǔ)，對(duì)本地已有設(shè)備進(jìn)行重構(gòu)如下圖2所示。通過(guò)搭建遠(yuǎn)控終端(如：智能手機(jī))與云，本地設(shè)備與云兩條通道，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室移動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和監(jiān)控。

3.1利用云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的遠(yuǎn)程監(jiān)視

目前國(guó)內(nèi)眾多實(shí)驗(yàn)室都安裝了攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，但是實(shí)驗(yàn)室的分散分布，使用時(shí)間的機(jī)動(dòng)，需要管理人員隨時(shí)關(guān)注不同地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的情況，而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)需要管理員在某一固定監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控并不能達(dá)到隨時(shí)監(jiān)控的目的。

通過(guò)公有云存儲(chǔ)提供的公用存儲(chǔ)空間，如果監(jiān)控設(shè)備將監(jiān)控視頻存儲(chǔ)在云上，管理員可以使用電腦或移動(dòng)終端通過(guò)云賬戶ID訪問(wèn)相關(guān)監(jiān)控圖片及視頻。就可以隨時(shí)隨地輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室。

以金山公司提供的金山快盤為例：將金山會(huì)盤的文件路徑設(shè)置為原有監(jiān)控頭拍攝照片保存默認(rèn)路徑，并設(shè)置同步方法為實(shí)時(shí)同步即可以使本地監(jiān)控頭成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備。

圖2　基于公有云存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控架構(gòu)

3.2云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程控制

使用云存儲(chǔ)的虛擬網(wǎng)絡(luò)硬盤配合計(jì)劃任務(wù)使用，也可以對(duì)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。采用一臺(tái)主機(jī)設(shè)置計(jì)劃任務(wù)執(zhí)行云盤指令。架構(gòu)如圖2，將主控機(jī)安裝電子教室[16]或者是網(wǎng)絡(luò)管理主機(jī)端（或使之對(duì)實(shí)驗(yàn)室可控），實(shí)驗(yàn)室其他機(jī)器安裝客戶端（或者使之受控）。并在云端建立一個(gè)控制批處理文件（如：c. bat）,主控機(jī)設(shè)置計(jì)劃任務(wù)在一定時(shí)間內(nèi)（如：5分鐘）執(zhí)行云端文件。管理員只要通過(guò)修改云端文件，便可以在主控機(jī)執(zhí)行計(jì)劃任務(wù)時(shí)控制主控機(jī)執(zhí)行相應(yīng)命令，比如啟動(dòng)幻燈片播放，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室電腦，進(jìn)行殺毒等。以關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室電腦為例，電子教室軟件的關(guān)閉客戶端電腦程序名為c:shutup.exe,在云端在c.bat中寫入執(zhí)行c:shutup.exe代碼, 讓主機(jī)端的電腦自動(dòng)運(yùn)行即可關(guān)閉整個(gè)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)。

4　結(jié)　語(yǔ)

公有云存儲(chǔ)的發(fā)展，大量的高質(zhì)免費(fèi)公有云存儲(chǔ)為教育資源共享提供的新的發(fā)展契機(jī)，也為實(shí)驗(yàn)室管理提供了新的管理方法和角度，充分利用高效高質(zhì)的公有云存儲(chǔ)將對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改造，為資源高度數(shù)字化的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)效率提高、實(shí)驗(yàn)成本的降低以及實(shí)驗(yàn)管理的優(yōu)化提供了極大的幫助。

[1]王青溫,杜永平,徐雙滿,洪建平.實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放后的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,(3).

[2]云存儲(chǔ)[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2044736.htm,2013-08-28.

[3]cloud storage[EB/OL]. http://en.wikipadia.org/wiki/cloud_storage,2012-05-10.

[4]殷康.云計(jì)算概念、模型和關(guān)鍵技術(shù)[J].中興通訊技術(shù),2010,16(4).

[5]張建勛,古志民,鄭超.云計(jì)算研究進(jìn)展綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2010,(2).

[6]傅穎勛,羅圣美,舒繼武.安全云存儲(chǔ)系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2013,(1).

[7]Amazon. Amazon elastic compute cloud (Amazon EC2) [EB/OL].http://aws.amazon.com/ec2,2010-10-01.

[8]Nimbus Project. Science Clouds[EB/OL].http:// www. science-clouds.org/,2010-11-10.

[9]Open Nebula.org.Open Nebula project [EB/OL].http://www.opennebula.org/doku.php/,2010-10-15.

[10]Ryan Paul.Eucalyptus in the cloud: researchers commercialize OSS project[EB/OL].http://arstechnica.com/open-source/news/ 2009/04/researchers-to-commercialize-open-source-eucalyptus-project.ars, 2010-10-10.

[11]Daniel Nurmi, Rich Wolski, Chris Grzegorczyk, et al. The eucalyptus open-source cloud-computing system[C].Shanghai: Proceedings of the 10th IEEE/ACM International Symposium on Cluster Computing and the Grid.2009.

[12]John Willis.IBM blue cloud: more than thin air[EB/OL].http://searchcloudcomputing.Techtarget.com/news/column/0,294698, sid201_gci1355054,00.html, 2010-11-01.

[13]房秉毅,張?jiān)朴?程瑩等.云計(jì)算國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].電信科學(xué),2010(8A):1-6

[14]黃新榮,謝光鋒.云存儲(chǔ)環(huán)境下的檔案異地備份[J].檔案學(xué)通訊，2011（6）

[15]鄧玉輝.云基礎(chǔ)設(shè)施下的體系結(jié)構(gòu)、挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),2012,(8).

[16]謝忠好,沈玉強(qiáng).種新型的機(jī)房軟件維護(hù)模式[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,(2).

（責(zé)任編校：何俊華）

TP393

A

1673-2219（2015）05-0113-03

2015－01－05

湖南省科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014FJ6095)。

杜丹蕾(1981－)，女，講師，研究方向?yàn)閳D像處理、云計(jì)算。