基于虚拟化的经济管理类跨专业综合实验实训平台保障研究

杨志彬（安徽财经大学实验实训中心，蚌埠　233030）

基于虚拟化的经济管理类跨专业综合实验实训平台保障研究

杨志彬
（安徽财经大学实验实训中心，蚌埠233030）

0　引言

面对大学生就业形势和环境的压力，许多大学生毕业季后的就业季四处碰壁，甚至是未就业就失业，其中的原因在于大学生从学校获得的和自身培养的综合技能素质不高，从而导致毕业后的就业渠道狭窄。对仍然以理论教学为主导的经管类学生而言，由于受专业性质所限，综合执行能力的培养、综合决策能力和创新能力培养普遍不够。进而直接导致学生就业意识不足、创业能力较差。传统实验实训教学已经不能满足社会对学生知识及能力等综合素质的要求，如何改革实验实训教学方法和手段是摆在经管类高校面前的课题。

1　经管类高校实验教学改革以跨专业综合实验实训平台建设为突破口

随着经管类高校实验室管理工作的制度化和规范化。实验教学中心的工作重点正逐步从过去的实验环境、实验设施及场地的保障向实验课程开发、实验教学设计以及实验教师队伍建设的方向转变。

从推进经济管理类各专业学生提高综合素质培养、实际动手操作锻炼角度出发，势必有将经管类各实验实训课程整合的必要，从而推出适合学生专业能力培养，适应未来需求的跨专业综合实验实训平台，以下称综合系统平台。该平台除了在整合实验实训课程以外，也要开发适合综合实验实训的新课程。利用现有的各种信息化技术，为学生提供仿真操作的实验实训环境。

2　经济管理类跨专业综合实验实训平台运行保障要求

既然是综合系统平台，该系统平台应该能充分体现经济管理类学生培养方案，通过经济学、国际贸易、市场营销、物流管理、电子商务、会计电算化、工商管理等学科实验实训要求，满足学生基础的应用协同能力培养，进而培养学生决策判断和创新意识，以培养学生的创新能力和创业能力为最终目标［1］。通过平台的高度整合，为学生提供高仿真的动态场景模拟，在真实对抗环境中培养学生的动手能力和创新能力，实现学生的能力教育和素质教育的双跨越［2］。

从使用综合系统平台的高校提供数据看，该平台可包含的实验实训课程点该校所开实验实训课程的85%，平台使用情况：按全年两学期（240天），每天四个时间段，每个时间段3个班180人同时使用的基本满负荷计算，全年可接待172800人次和开放的自主学习课时。可以看出，除必要的硬件检修以外，系统平台应该是全年无休的。

综合系统平台运行期间所有的各类数据，如学生登录信息、各类实验实训任务资料、学生完成各类任务的状态、平台各模块数据交换情况、学生提交的各类任务报表、作业成绩及考试成绩等，这些数据如何安全高效使用及储存备份，以及出错后的纠正恢复影响到实验实训平台的性能。

随着实验实训平台的构建和使用，各类需求会不断扩展，如何规划和建设系统平台良好的扩展性，如何为综合系统平台与其他系统平台集成提供接口等也是系统平台建设必须要考虑的。

综合系统平台由多平台组成，因不同分平台的系统环境参数不一致，不能在同一操作系统下共存，多个任务就需要多台服务器，而服务器硬件设备的级别升级，又出现每台服务器只使用很小部分资源，大部分资源浪费的现象，增加服务器的同时，也会增加电力及制冷成本。

面对如此重要的实验平台，如何保障综合系统平台高效、稳定、安全运行，鉴于系统的以上各需求，我们从虚拟化角度出发，提出综合系统平台的虚拟化保障措施。

3　基于VMware vSphere的综合系统平台虚拟化部署实践

从虚拟化角度出发，我们采用了虚拟软件vSphere。VMware vSphere是业界领先的虚拟化平台［3］。它以一种较经济的方式将多个虚拟服务器安装在同一台物理服务器上，虚拟服务器均可加载各类操作系统以及应用系统，达到扩展服务器资源的目的。同时也能够帮助用户进行服务器整合，使用户能够自信地更快速地响应业务需求，提高服务的可靠性和可用性。

在引入VMware vSphere软件系统后，按虚拟化部署要求，先创建基于Windows 2008的数据管理中心，即VMware vSphere vCenter。vCenter集中管理和监控虚拟机和其他对象，通过整合工具软件实现自动化资源调配，对数据中心各类资源进行统一管理。实际部署中，将用于安装综合系统平台的两台服务器进行主要及备份规划分工。将IP地址为192.168.92.140的服务器，作为我校经管类跨专业综合实验实训平台安装部署的主服务器，地址为192.168.92.150的服务器为目标服务器，为主服务器提供硬件资源以及虚拟机软件资源的容错、迁移之用。

通过基于Web的数据中心管理平台可以查看到各数据中心使用的硬件主机情况和需要管理的虚拟机资源，当然其中还有一些如资源池和群集的资料的展示。通过选取相应对象，我们还可以在右侧的窗口查看到相应对象的资源分配、性能参数、任务事件，以及报警提示［4］。

基于Web的数据中心管理平台对于性能的监控、管理，也极为便利，可以根据需求定义需要监控的资产设备，快速定位性能瓶颈或发现问题根源。

部署实施过程中，根据综合系统平台需要，按功能划分，将主服务器逻辑划分为数据库层、工作流层和用户表现层组成，与之对应，对服务器物理的硬件进行虚拟化分解，按各系统运行所需资源要求从硬件设备中进行划分，如CPU资源等。制作数据库系统平台、工作流系统平台及用户表现层系统三个虚拟机，按环境参数要求，安装相应操作系统系统和应用软件。直白来讲，现在摆在我们面前的系统平台主服务器被当成了若干台服务器来用。

4　综合系统平台运行使用保障研究

综合系统平台根据学生使用的需要，因其全年无休的特性，为确保基于虚拟化的综合系统平台的高效、稳定、安全运行。依托VMware vSphere vCenter，我们从以下几个方面进行了研究与尝试。

引入虚拟化后，可以摆脱物理服务器安装各类软件环境系统耗时耗力的弊端，我们按资源归类，创建多个虚拟化的服务器模板，通过对模板的系统克隆，可以复制出环境参数一致的虚拟化系统。通过这种方式，克隆出多个虚拟化系统进行综合系统平台的部署。

根据学生实验实训进度，合理划分各系统维护周期，每个周期开始前，对各系统所在虚拟的系统资源进行快照，对当时的各类资源状态进行保留，虚拟机快照允许管理员创建虚拟机的即时检查点，捕捉特定时刻的虚拟机状态，当系统出现故障无法正常使用，VMware管理员可以在出现事件时转换回前一个快照状态，快照又不是完全复制虚拟机，仅是利用最少的空间实现改变文件的存储［5］。

黄金有价，数据无价，如何保护平台的各类数据及系统安全，在结合使用虚拟机快照时，我们尝试使用VDP，既vSphere Data Portectio，它是基于虚拟机的磁盘备份与恢复解决方案，虚拟化技术简化了数据备份和虚拟机恢复工作［6］。VDP能够针对虚拟机进行快速高效数据保护、采用可变长度重复数据消除技术、更改数据块跟踪和虚拟机快照、使用检查点和回滚机制充分保护备份、自动评估采用何种系统恢复方法等优点［7］。

虚拟机快照在一定程度上为平台安全运行提供了保障，但问题是，当出现问题后，利用快照恢复，也只能使系统状态回到这个周期的起始，仍有部分资源缺失［8］。在快照的基础上，我们又引入vMotion的实时迁移，实时迁移是在多个ESXI服务器主机之间平衡资源。因硬件维护过程中需要关闭服务器，或者因为其他原因退出生产，vMotion则将全部活动虚拟机从主服务器主机迁移到不处于硬件维护窗口期的目标服务器主机。因为是实时迁移，所以各种服务没有中断，也不需要停机。实时迁移后的虚拟机仍可正常运行在目标服务器上［9］。

在实际部署中，我们将综合系统平台所使用的地址为192.168.92.150的服务器作为192.168.92.140服务器的实时迁移目标服务器，当主服务器出现系统故障后，无法正常满足其中的虚拟机正常使用，通过vMotion的实时迁移，虚拟机能自动快速地去目标服务器匹配合适的资源进行迁移，维持系统运行。修复后的主服务器随后又可充当实时迁移的目的服务器。实时迁移过程如图1。

既然引入了虚拟化概念，又对服务器等硬件资源进行了虚拟化部署，为了充分了解数据中心各虚拟机运行情况，我们通过vCenter Operations Manager管理工具，智能感知并管理VMware虚拟化系统，从虚拟机到群集和数据中心收集性能数据，找出环境中潜在问题。以图形表示整个虚拟环境的当前和历史状况，并在层次结构中显示变动信息将生成警示［10］。

图1　vMotion的实时迁移演示图

综合系统平台的建设会根据后期使用情况进行系统模块的增补，这就要求对系统使用的各类资源合理划分，在保障当前使用资源充分安排的前提下，保留部分资源，以便日后为扩展提供必要的资源支持，这些要求，对于进行虚拟化部署的系统平台可以轻松实现［11］。虚拟化部署同时也为日后的扩展和其他经管类软件系统运行平台提供接口支持。

5　结语

综合系统平台作为经管类高校培养高素质人材的基础平台、提升平台，在思想层面和实践层面皆具有一定的创新性，打破原有的专业学科界限，通过整合形成较为科学的仿真综合项目体系，进而带动方法体系和组织形式体系改革，以最终的实验实训绩效考评体系对来自不同专业的学生通过进入仿真企业，在不同工作岗位模拟管理和服务机构的实际业务流程和规则，在复杂动态的仿真市场环境中进行企业模拟运作，提升创新创业能力的综合素质［12］。为创新型、应用型人才培养模式，提供成功的探索。基于虚拟化的跨专业实验实训平台保障措施的研究以较为先进的虚拟化技术为依托，从硬件到软件、从整合到分解、从稳定到自动处理，运用先进行的信息化技术为跨专业实验实训平台平衡安全的运行提供技术保障。同时也为其他大型的系统平台运行提供保障研究。

［1］王培良，蒋林华.实验实训平台的构建与实践教学改革［J］.电气电子教学学报，2008，30（6）：68-69.

［2］杨积堂，张宝秀.文科跨专业综合集成实验教学模式创新与探索［J］.实验技术与管理，2011，28（9）：4-10.

［3］VMware vSphere 5.5功能特性［EB/OL］.http：//www.vmware.com/cn/products/vsphere/.

［4］许冠军.基于vSphere的虚拟计算机实验平台建设探索［J］.软件，2012，33（2）：53-55.

［5］许娜.基于VMware ESX Server的实验教学平台建设［J］.实验室研究与探索，2011，30（9）：202-205.

［6］（美）Scott，Lowe著，曾少宁 译.精通Mastering VMware vSphere5［M］.北京：人民邮电出版社，2014.

［7］张楠.虚拟化技术在实验室服务器优化整合中的应用［J］.实验室科学，2014，17（2）：49-52.

［8］洪家军，周原.基于vSphere网络攻防虚拟实验平台建设与实践［J］.榆林学院学报，2015，3（2）：41-45.

［9］何坤源.构建高可用VMware vSphere 5.X虚拟化架构［M］.北京：人民邮电出版社，2014.

［10］王春海.VMware vSphere企业运维实战［M］.北京：人民邮电出版社，2014.

［11］刘健，高雅蓉.浅谈虚拟化技术在高校教育科研领域应用的研究［J］.实验室科学，2013，16（6）：97-99.

［12］张玲，黄启.经管类跨专业综合实训平台建设探索［J］.实验科学与技术，2013，11（4）：159-161.

Experimental Training；Cross Professional Platform；Virtualization；vSphere5.5

Research on the Security of the Cross Professional Comprehensive Experimental Training Platform Based on the Virtual Economic Management

YANG Zhi-bin
（Experiment and Practice Training Center，Anhui University of Finance&Economics，Bengbu 233030）

1007-1423（2015）27-0050-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.27.014

杨志彬（1974-），男，河南尉氏人，学士，实验师，研究方向为实验教学管理及计算机应用技术

2015-08-04

2015-09-23

随着社会对人才综合素质要求的不断提高，经管类高校将跨专业综合实验实训平台作为实验教学改革的突破口，如何保障跨专业综合实验实训平台安全、平稳、高效运行是亟需解决的问题。以vSphere5.5为基础，从虚拟化角度出发为综合实验实训平台提供保障，同时也为其他系统平台的搭建提供借鉴意见。

实验实训；跨专业平台；虚拟化；vSphere5.5

With the continuous improvement of the quality of the talents in the society，in economics and management college，cross professional comprehensive experiment and training platform will become a breakthrough experiment teaching reformation，how to protect the interdisciplinary comprehensive experiment and training platform security，stable and efficient operation is an urgent problem to be solved.Based on vSphere5.5，from the virtualization point of view，provides security for the economic management of the comprehensive experimental training platform for the economic management，and provides reference for other system platform.