王宏國

摘要

云計(jì)算作為一種以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)出現(xiàn)的新型服務(wù)模式是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，對(duì)云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行研究的同時(shí)分析當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中出現(xiàn)的一些問題，有效的將云計(jì)算應(yīng)用到對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過程中能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室增加更多的優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】云技術(shù) 層次架構(gòu) 機(jī)算計(jì)實(shí)驗(yàn)室高職院校

在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的帶動(dòng)下我國的高等教育信息化水平也得到了一定程度的發(fā)展和提高。在當(dāng)前我國的大多數(shù)高等院校中所設(shè)置的各個(gè)專業(yè)都開始或多或少的應(yīng)用起計(jì)算機(jī)技術(shù)。學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候能夠使他們的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力得到一定程度的培養(yǎng)和提高，在當(dāng)前的高等院校日常教學(xué)過程中計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室成為了一個(gè)重要的組成部分。這種情況下對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理過程中存在的一些問題進(jìn)行分析和解決便成為了當(dāng)前高校教職人員的重要工作任務(wù)。如何使新的技術(shù)成果得到更加高效的應(yīng)用以及如何使計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)更加完善是當(dāng)前高校發(fā)展過程中的重要研究內(nèi)容。

1 當(dāng)前高等院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 硬件設(shè)施建設(shè)和更新成本過大，更新速度較低

在對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建的過程中為了對(duì)一些硬件產(chǎn)品進(jìn)行采購大都需要投入較多的資金，但是由于一些情況下投入的資金不能及時(shí)到位或者學(xué)校的資金有限而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建計(jì)劃被暫時(shí)擱置。另外，由于當(dāng)前的教學(xué)對(duì)于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的功能要求越來越高而造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新頻率越來越快，這就勢(shì)必會(huì)使一些相對(duì)落后的設(shè)備被淘汰和閑置，這種情況直接造成的結(jié)果就是資金的浪費(fèi)以及再次投入資金對(duì)設(shè)備進(jìn)行采購。

1.2 軟件維護(hù)和更新困難

由于在對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建的過程中需要對(duì)各個(gè)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行了解，并且盡量使實(shí)驗(yàn)環(huán)境具有一定的多樣性。但是這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境就增加了負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備維護(hù)和管理工作人員的工作難度。在大多數(shù)情況下每個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的機(jī)器上都要安裝上幾個(gè)能夠適應(yīng)不同科目需求的系統(tǒng)。雖然當(dāng)前可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對(duì)這些需求進(jìn)行批量的處理，但是因?yàn)樵趯?duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行分批購置的過程中系統(tǒng)品牌的型號(hào)也并不相同，而且對(duì)相關(guān)設(shè)備的操作方法也存在這一定的差異性，這也為相關(guān)的維護(hù)人員在對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的軟件進(jìn)行更新和維護(hù)的過程中增加了極大的難度，而更新的速度跟不上以及維護(hù)的效果不佳都會(huì)影響教學(xué)的質(zhì)量。

1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存有限

當(dāng)前高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為了使計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和安全性得到有效的保證大都會(huì)安裝一些保護(hù)卡硬件或者具有還原功能的軟件，是計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)可以在用戶使用之后自動(dòng)進(jìn)行還原，以此能夠避免計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收到病毒的入侵或者遭到人為的破壞。雖然這種方法能夠在一定程度上使計(jì)算機(jī)的安全性和穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，但是往往由于系統(tǒng)還原會(huì)導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能夠被長期有效的保存，這在嚴(yán)重影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性的同時(shí)也會(huì)影響到學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。

2 云技術(shù)在高等院校對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建時(shí)的優(yōu)勢(shì)

對(duì)云技術(shù)中虛擬化和SOA與Web服務(wù)等技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用能夠有效的降低高等院校在對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建過程中的資金投入，并且能夠有效的改善當(dāng)前更新速度慢和軟件維護(hù)困難以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)受限等現(xiàn)狀。在高等院校進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的過程中應(yīng)用云計(jì)算具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

2.1 降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中的軟硬件投入成本

云計(jì)算系統(tǒng)在對(duì)用戶端硬件設(shè)備的要求相比與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室要求要低很多，并且只需要用戶擁有一個(gè)能夠上網(wǎng)的終端設(shè)備和一個(gè)瀏覽器以及能夠有效的接入到Intemet的結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)接入云端的效果。而且和使用本地計(jì)算機(jī)資源一樣也需要由系統(tǒng)提供各種構(gòu)建所需的軟硬件方面的資源，并且其具體功能較傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的功能要強(qiáng)大很多，應(yīng)用的范圍也相對(duì)廣一些。在各種資源都由云系統(tǒng)提供的過程中終端用戶僅僅需要支付少量的費(fèi)用就能對(duì)所需的軟件和硬件進(jìn)行使用，由此便有效的降低了實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中的成本投入。并且考慮到云技術(shù)本身的特點(diǎn)高校無需頻繁的對(duì)終端設(shè)備和軟件進(jìn)行更新，從這個(gè)方面我們也可以看出云技術(shù)在應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中的時(shí)候能夠有效的降低成本的投入。

2.2 減輕實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)和更新的壓力

云技術(shù)能夠提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)以及平臺(tái)服務(wù)和軟件服務(wù)，并且對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和軟件更新的過程都可以依靠云端，這就使相關(guān)的人員無需再對(duì)軟硬件進(jìn)行頻繁的更新和維護(hù)的同時(shí)也有效的減輕了實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)和更新方面的壓力。

2.3 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)和自由訪問

由于云技術(shù)的特點(diǎn)使依靠云技術(shù)構(gòu)建起來的系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┹^大的存儲(chǔ)空間，在學(xué)生在進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中可以應(yīng)用較大的存儲(chǔ)空間，而且無論是實(shí)驗(yàn)期間還是實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的結(jié)果都可以被學(xué)生便捷長期的存儲(chǔ)到“云端”之中。而且在學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以不受時(shí)間或者地點(diǎn)的限制直接通過瀏覽器就能打開。這個(gè)優(yōu)勢(shì)能夠在一定程度上提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性和合理性。

3 基于云技術(shù)的高等院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

3.1 構(gòu)建思想

云技術(shù)中的云計(jì)算方法屬于一種利用因特網(wǎng)構(gòu)建起來的超級(jí)計(jì)算模式，應(yīng)用云技術(shù)構(gòu)建起來的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室要能夠滿足構(gòu)建者的需求。本文所研究的依靠云技術(shù)構(gòu)建起來的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是建立在云計(jì)算基礎(chǔ)之上的提供軟件和平臺(tái)以及基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的系統(tǒng)。通過對(duì)云端資源進(jìn)行快速部署來獲取相關(guān)的一些服務(wù)，并且通過對(duì)異構(gòu)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)組織來構(gòu)建不同的應(yīng)用環(huán)境，在實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存空間資源共享的同時(shí)提高軟硬件的利用率，最大程度的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的效益。

3.2 基于云技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型構(gòu)建

通過對(duì)云技術(shù)的有效運(yùn)用能夠使相關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在“云端”之中，而不必非要儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)之中，通過云技術(shù)構(gòu)建起來的數(shù)據(jù)中心能夠?yàn)橛脩籼峁┧璧能浖拖鄳?yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。而對(duì)于用戶而言在他們定制相關(guān)的云服務(wù)之后只需要登錄到“云”中便可以對(duì)云技術(shù)所提供的功能進(jìn)行使用。應(yīng)用云技術(shù)建立起來的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在為用戶提供服務(wù)的過程中具有一定便捷性和方便性。以云技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的三層服務(wù)層次能夠滿足高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，我們以此構(gòu)建起來的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型如圖1所示。

3.2.1 物理資源層

物理資源層所指的是物理意義上的物理機(jī)和存儲(chǔ)器以及通信線路等，這些資源能夠在連接網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候達(dá)到資源共享的效果。在云技術(shù)系統(tǒng)中資源共享所包括的內(nèi)容主要有計(jì)算和儲(chǔ)存資源以及網(wǎng)絡(luò)資源等。在高校對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建的過程中主要應(yīng)用的是一些高校局域網(wǎng)內(nèi)部的服務(wù)器、交換機(jī)等設(shè)備，不僅僅是一個(gè)高校的設(shè)備，也可以是多種高校設(shè)備，由這些物理性質(zhì)的設(shè)備共同構(gòu)成了用戶所需求的“云”。

3.2.2 虛擬資源池

虛擬資源池主要是通過對(duì)不同技術(shù)的應(yīng)用使相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或者近似同構(gòu)卻能夠有效的屏蔽物理資源復(fù)雜性的虛擬資源池。通過整合能使物理資源的調(diào)用的方式與位置和實(shí)物沒有關(guān)系，這樣在提高資源利用率的同時(shí)可以降低維護(hù)管理的復(fù)雜度。

3.2.3 云管理層

云管理層的主要功能有對(duì)云資源和云數(shù)據(jù)以及云安全的管理，并且也包括對(duì)用戶的管理。資源管理平臺(tái)建設(shè)中間件所管理的主要內(nèi)容有虛擬資源層中資源的增加和修改以及維護(hù)等方面的管理。云數(shù)據(jù)管理通過對(duì)用戶和云平臺(tái)上的相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行有效的維護(hù)以及保管來保證用戶實(shí)驗(yàn)和軟件等數(shù)據(jù)的安全性。

3.2.4 云客戶端

云客戶端主要是通過相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)來把云計(jì)算的能力封裝成具有標(biāo)準(zhǔn)性的WebService服務(wù)，使相關(guān)建設(shè)人員在對(duì)SaaS平臺(tái)進(jìn)行個(gè)性化配置的過程中能夠完全按照用的需求且不影響其他用戶對(duì)平臺(tái)的使用。在高校對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模型進(jìn)行構(gòu)建的過程中我們常常將使用的瀏覽器和應(yīng)用程序接口且安裝在實(shí)驗(yàn)室終端客戶端計(jì)算機(jī)中的客戶端稱之為云客戶端，由于云客戶端對(duì)硬件的水平要求并不高使高校在對(duì)本地終端進(jìn)行構(gòu)建的時(shí)候無需投入過多的資金。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展和云技術(shù)不斷成熟的過程中，應(yīng)用云技術(shù)來對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建已經(jīng)不再如從前一般遙不可及，云技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)使計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用迎來一個(gè)全新的局面。將云技術(shù)與計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效結(jié)合在提高高校資源利用率的同時(shí)提高高校的教學(xué)質(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王亮.基于ROS構(gòu)建大型校園網(wǎng)應(yīng)用研究[J].情報(bào)科學(xué)，2017（07）.

[2]張超峰.基于虛擬云技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理研究[J].福建質(zhì)量管理，2015（11）：110.

[3]孫濤，喬志和，李娟.虛擬云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，33（03）：139-141.