張虹霞

[摘 ?要]信息化時(shí)代，高校教學(xué)機(jī)房作為高等教育教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，是高校教學(xué)、科研等工作的保障。但隨著技術(shù)的發(fā)展，信息化要求的不斷提高，傳統(tǒng)高校教學(xué)機(jī)房的架構(gòu)模式在運(yùn)行中暴露出越來越多的弊端：效率低、成本高、不環(huán)保、缺乏集中管理手段……使得高校機(jī)房在支持教學(xué)、科研等工作上顯得有些力不從心。應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，搭建私有云，通過私有云替代高校傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房，在成本、性能、可管理性、靈活性、環(huán)保等方面擁有諸多優(yōu)勢(shì)，將是未來高校教學(xué)機(jī)房發(fā)展的新方向。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)機(jī)房;私有云;IaaS;Vsphere;openstack

中圖分類號(hào)：TP317 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0226-01

一、引言

高等院校作為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的基地，每個(gè)高校都為自己構(gòu)建了大量的實(shí)驗(yàn)室用于人才培養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前高校中，實(shí)驗(yàn)室主要以計(jì)算機(jī)機(jī)房的形式存在。計(jì)算機(jī)機(jī)房是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力的重要基地，也是一個(gè)學(xué)校重要的實(shí)訓(xùn)基地，承擔(dān)了大量的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，直接影響到教學(xué)效果和科研工作的開展。因此各高校都非常重視計(jì)算機(jī)機(jī)房的建設(shè)與管理。

傳統(tǒng)高校教學(xué)機(jī)房的建設(shè)和管理模式在運(yùn)行過程中，已經(jīng)暴露出了越來越多的弊端：效率低下、投入成本高、管理性差、不夠環(huán)?！褔?yán)重制約了計(jì)算機(jī)機(jī)房的發(fā)展和高校實(shí)踐教學(xué)工作的開展。云計(jì)算是當(dāng)前IT行業(yè)的新興技術(shù)，短短幾年時(shí)間就獲得到長(zhǎng)足發(fā)展，其具有高伸縮性、高可靠性、高通用性、高性價(jià)比、高靈活性、資源定制、綠色環(huán)?！T多優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。借助云計(jì)算技術(shù)搭建高校私有云，替代傳統(tǒng)高校機(jī)房，將有助于破除傳統(tǒng)機(jī)房在運(yùn)營(yíng)中的種種弊端，也將為高校機(jī)房的發(fā)展帶來全新的機(jī)遇和廣闊的空間。

二、高校傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房運(yùn)營(yíng)模式

由于教學(xué)需要，高校往往需要投入大量成本建設(shè)教學(xué)機(jī)房，每個(gè)機(jī)房由于承擔(dān)教學(xué)、科研等內(nèi)容的不同，需要配備不同軟、硬件配置的計(jì)算機(jī)。教學(xué)機(jī)房由管理員分別進(jìn)行管理，在很大程度是對(duì)單臺(tái)計(jì)算機(jī)的管理。這種傳統(tǒng)的、落后的建設(shè)和管理模式主要暴露出以下缺點(diǎn)：

（一）機(jī)房設(shè)備更新周期快，成本投入高

一直以來，高校機(jī)房是一項(xiàng)高投入、更新周期快的項(xiàng)目。當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)更新?lián)Q代周期越來越短，在傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房建設(shè)和管理模式下，隨著教學(xué)、科研等對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提出越來越高的要求，將迫使各高校不斷進(jìn)行成本投入，更新設(shè)備。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，高校普通教學(xué)機(jī)房的更新周期為4～5年，讓各高校背負(fù)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

（二）管理難度大，管理成本高

在傳統(tǒng)高校教學(xué)機(jī)房的管理模式下，往往需要為機(jī)房配備專職管理員，一般4～5個(gè)機(jī)房就需要一個(gè)專職管理員。由于各機(jī)房所承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)不同，軟、硬件配置也不相同，管理員對(duì)機(jī)房的管理和維護(hù)通常都是以機(jī)房為單位，甚至以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為單位進(jìn)行。缺乏統(tǒng)一集中的管理手段，管理難度大、工作負(fù)荷重、效率較低下，相應(yīng)的高校所付出的管理成本也較高。

（三）缺乏彈性，難以做到資源動(dòng)態(tài)調(diào)配

教學(xué)機(jī)房一般根據(jù)所承擔(dān)的教學(xué)、科研任務(wù)的不同配備不同的軟、硬件系統(tǒng)，并且在相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是固定的。實(shí)踐表明，對(duì)一個(gè)機(jī)房的軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行更新或調(diào)整往往需要花費(fèi)較大的時(shí)間和精力。但是教學(xué)、科研任務(wù)的需求是動(dòng)態(tài)變化的，在特殊情況下，往往需要機(jī)房在極短時(shí)間內(nèi)調(diào)配更新系統(tǒng)資源，以滿足新的教學(xué)、科研任務(wù)需求，這是傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房無法解決的問題。

（四）設(shè)備利用率低

傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房靈活性差，一旦為特定教學(xué)任務(wù)定制了軟、硬件配置，一般在一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持恒定，都只能為該特定的教學(xué)任務(wù)提供服務(wù)。這往往導(dǎo)致某些機(jī)房長(zhǎng)時(shí)間處于閑置狀態(tài)，設(shè)備利用率低下。

（五）能耗高，不環(huán)保

傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房的運(yùn)營(yíng)成在很大程度上是體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)運(yùn)行和機(jī)房制冷的能耗上。運(yùn)營(yíng)成本高昂，也不環(huán)保，這和當(dāng)前我們所倡導(dǎo)的綠色環(huán)保理念相違背。

三、云計(jì)算

（一）云計(jì)算概述

云計(jì)算是當(dāng)前IT行業(yè)興起的一門技術(shù)，到目前行業(yè)內(nèi)并未進(jìn)行明確的定義。本質(zhì)上是一種全新的商業(yè)運(yùn)行模型。是基于虛擬化技術(shù)、分布式計(jì)算、并行處理等傳統(tǒng)技術(shù)提出的全新的商業(yè)運(yùn)籌模式。將網(wǎng)絡(luò)中的重要資源：帶寬、存儲(chǔ)、CPU、內(nèi)存、計(jì)算、軟件.......進(jìn)行整合，形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源池-----云，以商品的形式在網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)用戶提供按需付費(fèi)的租賃服務(wù)。

四、搭建私有云替代傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房

（一）構(gòu)建思路

集中有限資金，搭建私有云，將IT資源組成資源池，利用校園網(wǎng)，提供虛擬機(jī)定制服務(wù)。在校園網(wǎng)中購(gòu)入相對(duì)數(shù)量高性能服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備……，利用虛擬化技術(shù)將設(shè)備虛擬為資源池，搭建私有云。教學(xué)機(jī)房使用“瘦客戶端”替代原有PC，或可直接將原PC作為“瘦客戶端“使用。這樣也可以節(jié)約一大筆成本，提高傳統(tǒng)IT資源的利用率。

通過私有云替代傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)機(jī)房軟、硬件資源的整合。機(jī)房管理員對(duì)傳統(tǒng)機(jī)房的分散管理，將轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)私有云的“資源池”的管理。網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)教學(xué)、科研等需求，制定相應(yīng)的虛擬機(jī)模版。在教學(xué)過程中，學(xué)生在機(jī)房使用“瘦客戶端”登錄私有云平臺(tái)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，申請(qǐng)相應(yīng)云主機(jī)即可。

（二）建議平臺(tái)

1. Vsphere

是VMware公司推出的基于云的新一代數(shù)據(jù)中心虛擬化產(chǎn)品套件，提供了虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)、高可用性、集中管理、監(jiān)控等一整套解決方案 。

2. Openstack

是一個(gè)開源的項(xiàng)目，為用戶提供了一個(gè)部署云計(jì)算的操作平臺(tái)。在OpenStack管理下的云平臺(tái)充分利用了底層的硬件資源，且平臺(tái)更易于擴(kuò)展和管理。OpenStack內(nèi)部有多個(gè)項(xiàng)目，提供不同的服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算，存儲(chǔ)，虛擬化等各方面。

（三） 優(yōu)點(diǎn)

1. 建設(shè)成本低

通過搭建私有云替代傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房，將省去傳統(tǒng)PC機(jī)的采購(gòu)，轉(zhuǎn)為采購(gòu)“瘦客戶端”?！笆菘蛻舳恕钡牟少?gòu)成本僅僅為傳統(tǒng)PC的三分之一左右。并且還可利用原本頻臨淘汰的PC，將其作為“瘦客戶端”繼續(xù)發(fā)揮余熱。雖然在搭建私有云時(shí)需要一定的成本投入，但和傳統(tǒng)機(jī)房搭建的成本相比，私有云仍具有較高的成本優(yōu)勢(shì)。

2. 提供集中管理手段，管理成本低

在私有云環(huán)境下，對(duì)教學(xué)機(jī)房的管理將轉(zhuǎn)化為主要對(duì)“資源池”的管理。網(wǎng)絡(luò)管理員通過集中管理“資源池”，即可完成大部分傳統(tǒng)機(jī)房的管理工作。也不再需要為機(jī)房配備大量的傳統(tǒng)機(jī)房管理員，只需要一定數(shù)量的管理員負(fù)責(zé)“瘦客戶端”機(jī)房的管理。對(duì)“瘦客戶端”機(jī)房的管理難度大大低于傳統(tǒng)機(jī)房的管理難度。

3. 更具彈性和靈活性

高彈性是云計(jì)算的典型特征。網(wǎng)絡(luò)管理員在資源池里可根據(jù)教學(xué)需求變化，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、靈活地對(duì)IT軟、硬件資源進(jìn)行調(diào)配，以滿足教學(xué)變化要求。

4. 更綠色環(huán)保

“瘦客戶端”的能耗是傳統(tǒng)PC的三分之一左右。雖然私有云可能會(huì)產(chǎn)生一定的能耗增加，但從整個(gè)系統(tǒng)上去看，系統(tǒng)總體能耗將大大降低，也更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、綠色。

五、結(jié)束語(yǔ)：

利用當(dāng)前先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，搭建高校私有云替代高校傳統(tǒng)的教學(xué)機(jī)房。具有集中管理、成本低廉、資源動(dòng)態(tài)調(diào)配、更綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。雖然在具體實(shí)施過程中還有諸多問題需要解決，但隨著技術(shù)的發(fā)展，搭建私有云替代高校傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房必將是未來高校機(jī)房發(fā)展的一個(gè)新方向。

參考文獻(xiàn)

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