摘? 要：通過對私有云技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的分析研究，該文介紹了私有云誕生背景以及相關(guān)技術(shù)，分析了當前高職院校中傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的不足之處，提出了服務(wù)器虛擬化、資源儲存與信息儲存虛擬化兩點高職學校私有云平臺建設(shè)的策略。最后，對私有云在高職院校中的影響進行了分析，發(fā)現(xiàn)私有云技術(shù)能夠促進高職院校開展智慧校園的建設(shè)工作，為全校師生學習與生活提供極大的便利。

關(guān)鍵詞：高職院校;私有云;平臺構(gòu)建

中圖分類號：TP393.09? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）20-0118-04

Analysis on the Construction of Campus Private Cloud Platform in

Higher Vocational Colleges

WANG Haiyan

（Jiangxi Industry Polytechnic College，Nanchang? 330095，China）

Abstract：Through the analysis and research on the development and application of private cloud technology，this article introduces the background of the birth of private cloud and related technologies，analyzes the shortcomings of traditional networks in current polytechnic college，and proposes two strategies for the construction of private cloud platforms in polytechnic college：server virtualization，resource storage and information storage virtualization. Finally，the impact of private cloud in polytechnic college is analyzed，and it is found that private cloud technology can promote the construction of smart campuses in polytechnic college and provide great convenience for the study and life of teachers and students in the school.

Keywords：polytechnic college;private cloud;platform construction

0? 引? 言

在互聯(lián)網(wǎng)計算模式中，云計算方法已經(jīng)非常成熟，在一些國際企業(yè)以及我國大型公司中均開始研究與應(yīng)用云計算，并引發(fā)了全球互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的革命。而我國阿里巴巴、騰訊以及聯(lián)想等企業(yè)早已經(jīng)投入到云計算模式研究中。不斷建設(shè)智慧城市同時進行互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及知識傳播，促使城市管理能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)化發(fā)展，我國一些大城市開始建設(shè)政府云計算中心。該計算模式可以根據(jù)不同分類原則對各個類別進行科學劃分。例如，按照服務(wù)器類型，其主要涵蓋平臺服務(wù)、軟件服務(wù)以及基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)三種類型。私有云主要按照是否可以公開發(fā)布需求發(fā)展而來的云計算。還有混合云技術(shù)與公有云技術(shù)兩種類型。私有云主要是指，政府內(nèi)部建設(shè)服務(wù)類型，主要為內(nèi)部人員提供云服務(wù)，相關(guān)人員可以對私有云結(jié)構(gòu)以及內(nèi)容進行充分調(diào)整?；旌显浦饕侵福M織按照內(nèi)部員工需求，通過公有云模式為其提供部分服務(wù)，之后通過私有云模式提供其他部分服務(wù)，或是通過構(gòu)建私有云方式，或是在該模式較為成熟之后，進行平臺發(fā)布。在高職院校中，私有云技術(shù)具有良好適用性，校園數(shù)據(jù)較為封閉且集中，借助私有云技術(shù)可以充分保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全。

對于網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)中所有硬件和軟件資源的整合，用戶通過瀏覽器能夠?qū)?yīng)用指令發(fā)送給“云”，之后“云”就可以為用戶提供服務(wù)與資源[1]。云計算資源可擴展性特點較為突出，能夠擺脫傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)限制，為全校師生提供大量、優(yōu)質(zhì)學習服務(wù)與教學資源。教師與學生不需要繁瑣地操作即能夠得到自身所需服務(wù)，進而幫助學生自主選擇學習方式，合理篩選學習內(nèi)容，促進學生個性化發(fā)展。

本文在研究中，主要以江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院的私有云平臺作為研究對象，分析其存在的不足之處，并提出相應(yīng)的構(gòu)建策略，強化其服務(wù)能力和效果。

1? 高職院校傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不足

相比于一般的云平臺，江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院教務(wù)管理私有云平臺運行網(wǎng)絡(luò)存在一定的不足之處，影響整個云平臺服務(wù)效果，致使相關(guān)功能發(fā)揮受限，難有做到優(yōu)質(zhì)高效，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）服務(wù)器無法承載大量資源，同時任務(wù)不夠豐富，運行效率比較低。

（2）開展網(wǎng)絡(luò)平臺維護工作時，維護費用較高。

（3）學校資源共享程度較低，并且充分建設(shè)問題較為突出，存在信息孤島問題，教師與學生無法充分利用教學資源。

（4）用戶在操作過程中需要克服繁瑣程序，靈活性不足，另外，交互性還需要不斷強化，無法為移動式學習提供了良好基礎(chǔ)支持。

（5）傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)無法滿足現(xiàn)階段實際需求，并且拓展性不足，難以對數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)整與遷移。

2? 高職院校私有云平臺構(gòu)建策略

在實踐過程中，根據(jù)江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院對私有云平臺的需求，進行平臺構(gòu)建，有效借助虛擬化服務(wù)器集中處理分散化數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)運行模式的清晰度，操作更加便捷。具體的私有云平臺構(gòu)建如圖1所示。

2.1? 平臺選型

現(xiàn)階段，有較多實現(xiàn)高職院校校園私有云建設(shè)的措施，從技術(shù)層面來講，較多服務(wù)器廠家也提出了超融合解決方案，包括華為、Microsoft、深信服、Citrix、聯(lián)想、H3C等，在眾多建設(shè)方案中，通過對部署便捷性、穩(wěn)定性、可靠性以及功能性等方面進行綜合考量，最終選出最優(yōu)的方案，即VMware公司的vSphere建設(shè)方案。本文應(yīng)用的是vSphere6.7系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含兩個主要組件，一個為vCeneter組件，另一個為ESXi組件，前者屬于中心化管理工具，在這一功能組件下可以對ESXi物理機與虛擬機進行管理，后者是虛擬化服務(wù)組件，在這一組件上所有虛擬機均可運行。該系統(tǒng)主要企業(yè)級功能包括：更新管理、動態(tài)負載均衡、高可用性以及遷移等。

2.2? 服務(wù)器虛擬化

2.2.1? 服務(wù)器虛擬化作用

首先，雖然現(xiàn)階段高職院校的網(wǎng)絡(luò)平臺具有一定基礎(chǔ)，但是服務(wù)器方面通常一年一更新，同時發(fā)展規(guī)劃不夠全面。在日常工作中，服務(wù)器均會為多頁應(yīng)用提供服務(wù)，并且此種方式會導(dǎo)致不同應(yīng)用出現(xiàn)風險問題。要想避免發(fā)生此種問題，應(yīng)該保證一臺服務(wù)器只為一個應(yīng)用提供服務(wù)，在運行新應(yīng)用時，應(yīng)該添加服務(wù)器保證一對一服務(wù)。若是學校組織在線考試活動，則需要再購買新服務(wù)器，使得學校辦學成本增加。通過虛擬化處理服務(wù)器，可以使一個虛擬機具有獨立計算機的功能，在一臺服務(wù)器中能夠設(shè)置數(shù)個虛擬機，并且各個虛擬機均能夠承載一個應(yīng)用，進而保證各個應(yīng)用之間能夠不發(fā)生沖突[2]。

其次，一些軟件的應(yīng)用次數(shù)較少，甚至一年才會使用一次，但是卻需要占用服務(wù)器。同時部分應(yīng)用在其他服務(wù)器運行過程中無法進行兼容。比如，一些軟件的研發(fā)時間較早，之后較早的系統(tǒng)才能夠與之相匹配，而此種操作系統(tǒng)并不能夠支持新服務(wù)硬件。因此，虛擬化處理新服務(wù)器，能夠保證虛擬系統(tǒng)充分支持早期軟件。

最后，若是高職院校開展遠程教學活動，需要服務(wù)器為其提供支撐，如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障、系統(tǒng)升級或是系統(tǒng)維護等，則需要對服務(wù)器關(guān)機，而此種操作會中斷學習服務(wù)，嚴重影響遠程教學效果與質(zhì)量。但是虛擬機并不會受到這些物理硬件的影響，若是服務(wù)器出現(xiàn)問題，則能夠通過虛擬環(huán)境開展虛擬機遷移操作，同時可以開展備份操作，該項工作在短時間內(nèi)就能夠完成。另外，虛擬服務(wù)器能夠科學分配資源，并提高資源靈活性，有效提高服務(wù)器工作效率，減少維護費用。

2.2.2? 服務(wù)器虛擬化實現(xiàn)策略

對服務(wù)器進行虛擬化處理之后，Linux、Windows以及其他操作系統(tǒng)均能夠在一套計算機中運行，工作人員根據(jù)實際需求，便捷地切換操作系統(tǒng)，能夠虛擬化處理計算機的硬件，另外，還可以虛擬化處理操作系統(tǒng)。高職學校能夠按照具體教學需要合理選擇運行方式。主要通過Citrix、Microsoft、WMware等軟件實現(xiàn)虛擬化處理。在此主要介紹Citrix及系列產(chǎn)品。在Citrix系列產(chǎn)品中，XenServer是服務(wù)器主要虛擬化軟件，可以構(gòu)建虛擬架構(gòu)，使數(shù)據(jù)中心由復(fù)雜狀態(tài)、靜態(tài)進行簡單狀態(tài)以及動態(tài)形式轉(zhuǎn)變，能夠促進管理效率。通過虛擬服務(wù)器能夠開展與物理服務(wù)器相同的操作，比如進行應(yīng)用軟件安裝等。要想保證虛擬機可靠、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，需要配置監(jiān)控軟件，進而充分監(jiān)控虛擬服務(wù)器的性能，并針對性能不足之處進行調(diào)整。

2.3? 資源儲存與信息儲存虛擬化

2.3.1? 虛擬化儲存必要性

對于高職院校，其網(wǎng)絡(luò)平臺中會儲存VOD課件系統(tǒng)、BBS討論、在線解答、直播、多媒體課件等系統(tǒng)，同時隨著高職院校不斷擴招，其網(wǎng)絡(luò)平臺用戶也隨之增加，因此，應(yīng)用軟件也會隨之增加。在儲存器訪問量超出限定標準時，會對儲存設(shè)備應(yīng)用性能產(chǎn)生一定影響[3]。

另外，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺中無法對數(shù)據(jù)信息自動進行整理，需要借助工作人員進行調(diào)整，在轉(zhuǎn)移大量數(shù)據(jù)過程中，需要進行停機操作。對于儲存設(shè)備進行虛擬化處理之后，能夠?qū)π麓疟P進行舊磁盤虛擬化處理，不需要停機也能夠開展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移工作。同時，傳統(tǒng)平臺中，只可以備份選定文件與數(shù)據(jù)，在虛擬化處理儲存設(shè)備后，能夠借助快照模式對數(shù)據(jù)庫進行完成備份。

2.3.2? 儲存設(shè)備虛擬化之后的結(jié)構(gòu)層次

完成儲存器虛擬化處理之后，校內(nèi)師生可以借助軟件獲得相應(yīng)服務(wù)。通常虛擬儲存結(jié)構(gòu)涵蓋4層結(jié)構(gòu)：

（1）數(shù)據(jù)儲存層。是私有云平臺資源儲存場所。

（2）基礎(chǔ)管理層。能夠保證不同儲存器協(xié)同運轉(zhuǎn)，第二層屬于云儲存核心內(nèi)容，能夠保證數(shù)據(jù)安全、快速地向應(yīng)用接口層傳輸。

（3）應(yīng)用接口層。該層在教師開展遠程教學活動時應(yīng)用較多。

（4）用戶訪問層。教師與學生能夠借助不同的上網(wǎng)終端設(shè)備登錄到系統(tǒng)中，同時獲得在線考試、提交作業(yè)、答疑以及提交作業(yè)等服務(wù)。

儲存設(shè)備虛擬化之后的結(jié)構(gòu)層次如圖2所示。

2.4? 私有云的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計

高職院校私有云平臺建設(shè)，主要是保障校園各項業(yè)務(wù)系統(tǒng)的良好運行，例如教學系統(tǒng)、行政系統(tǒng)以及后勤系統(tǒng)等，網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)建設(shè)計過程中共分為三層，分別是接入層、匯聚層以及核心層，基于雙機設(shè)備下可保障匯聚層以及核心層的安全可靠運行，因為安保攝像頭會存在較大的流媒體數(shù)據(jù)流量，為避免對主干網(wǎng)絡(luò)通信負載及效率產(chǎn)生不良影響，單獨隔離監(jiān)控網(wǎng)[4]。所有接入用戶均需要通過獨立賬號才能上網(wǎng)，能夠追溯其上網(wǎng)行為記錄，進一步強化網(wǎng)絡(luò)安全行為管理。除此之外，對于重點區(qū)域還會進行重點防護，為確保核心業(yè)務(wù)安全性，將防火墻設(shè)置在服務(wù)器集群網(wǎng)絡(luò)出口處。

3? 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院校園私有云平臺建設(shè)目標

經(jīng)過研究總結(jié)，江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院私有云平臺，在結(jié)構(gòu)方面，主要包括SaaS、PaaS和IaaS三個部分，具體如圖3所示。在SaaS層面，門戶具有統(tǒng)一性特點，主要包括精品課程、學習平臺、在線練習與考試、交流平臺、開放課程資源、在線資源庫、高性能計算以及其他系統(tǒng)。在PaaS層面，主要包括平臺服務(wù)、認證、授權(quán)、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控和開發(fā)平臺。在IaaS層面，主要包括基礎(chǔ)平臺和基礎(chǔ)設(shè)施兩部分內(nèi)容。

江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院VMware vSphere的私有云平臺建設(shè)下主要實現(xiàn)了以下目標：

第一，提升硬件資源系統(tǒng)利用率。江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院以往存在的機房分布式部署方式，通常會出現(xiàn)計算和存儲資源無法共用以及負載不均衡的問題。通過建設(shè)VMware vSphere的私有云平臺，可以在資源池中集中存儲資源及計算資源，按照實際業(yè)務(wù)需求對其進行統(tǒng)籌分配。私有云計算硬件設(shè)施資源池是在虛擬化架構(gòu)以及模塊化硬件設(shè)備下形成的，能根據(jù)實際需求為上層應(yīng)用提供相應(yīng)資源，實現(xiàn)資源的共享，進而提升硬件資源系統(tǒng)的利用率。

第二，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的按需動態(tài)分配。資源池是硬件資源云化后形成的，在靈活調(diào)度及貢獻底層硬件資源的情況下，可有效提升資源利用率，減少系統(tǒng)建設(shè)成本，并且還能減少系統(tǒng)建設(shè)時間。形成底層資源池后，平臺會依據(jù)自身DRS分布式資源調(diào)度程序中的功能，動態(tài)監(jiān)控資源池的資源應(yīng)用負載情況，同時均勻分配規(guī)則條件被觸發(fā)，從而會重新分配資源池中的資源，實現(xiàn)資源的按需分配，以滿足突發(fā)性大規(guī)模的資源需求業(yè)務(wù)，緩解系統(tǒng)存儲及處理壓力[5]。

第三，模塊化搭建部署。基于VMware vSphere私有云技術(shù)下，形成了系統(tǒng)資源池，如圖4所示，可按照實際需求在資源池中添加資源，也可以減少其中的資源，資源的計算及存儲方面均采用編著的處理單元，硬件有擴容需求時，添加模塊化單元即可，這種方式下，可使系統(tǒng)建設(shè)成本大幅度降低，并且，能快速增加資源池中的資源，實現(xiàn)模塊化搭建部署。

第四，業(yè)務(wù)遷移快速便捷。私有云平臺建設(shè)下，可以將原有系統(tǒng)快速安全的遷移至私有云計算環(huán)境中，并不是重新配置、部署新的業(yè)務(wù)平臺，而是向虛擬環(huán)境中遷移原有的系統(tǒng)、程序、數(shù)據(jù)等。為進一步簡化操作，需要用到相應(yīng)的遷移工具，實際業(yè)務(wù)遷移環(huán)節(jié)應(yīng)做到簡單快捷，才能降低風險、提升效率。

4? 結(jié)? 論

綜上所述，當前云計算技術(shù)在各個領(lǐng)域中均有著廣泛應(yīng)用，在成本、可擴展性以及可用性等方面具有良好優(yōu)勢，現(xiàn)階段，常用類型主要涵蓋三種，即私有云、公有云以及混合云形式。江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，在虛擬化實訓平臺建設(shè)時，相關(guān)系統(tǒng)選擇VMware公司發(fā)布的vSphere6.7，具有大規(guī)模簡單高效管理功能，安全性良好，并可以實現(xiàn)無縫混合云體驗，在一定程度上提高了私有云平臺的性能和功能，從而強化其服務(wù)效果和質(zhì)量。

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[5] 呂燕兵.私有云技術(shù)在高職院校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用研究 [J].佳木斯職業(yè)學院學報，2019（11）：227+229.

作者簡介：王海艷（1982—），女，漢族，江西萬載人，講師，碩士，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘。