云机房部署解决机房使用难题

唐毅

（苏州科技大学，江苏苏州215011）

云机房部署解决机房使用难题

唐毅

（苏州科技大学，江苏苏州215011）

机房是学生必不可少的教学环境，传统的计算机机房使用频率较大，教学要求也越来越多样化，逐渐显现出了各种问题和弊端。云机房的诞生和推广，适时地解决了一些问题，逐步成为高校机房的选择方向。

云机房；高校机房；软件；硬件

引言

随着信息化进程的逐步深入，高校教育也势必会更为重视对于学生计算机使用能力尤其是专业相关软件使用能力的综合培养。普通高校计算机机房已经是必不可少的教学环境，但是随着教学要求的不断提高，需求的多样化，使得传统机房的问题逐渐凸显。云机房不同于原来的无盘工作站，它的推广逐步受到各行各业的认可，也逐步在高校中推广。

1 传统机房存在的弊端

1.1 硬件使用年限较短

目前，计算机厂商提供的质保基本上是3年，延保基本上能到5年，五年以后计算机试用的问题也就逐渐增多，硬件故障率也会显著增加，维护成本会显著提升。即使硬件没有故障，五年以后随着系统和信息技术的发展，当时比较适合的硬件配置又会逐步被淘汰，不能满足新软件的需求。同时新旧软件的兼容和升级也会成为机房管理的一大障碍。并且淘汰下来的机房计算机，性能方面下降明显，重复利用的可能性也不大。因此为保证学生的优质的教学环境，高校公共机房或者专业机房的试用年限基本在5～8年，基本上8年以后又需要进行一次重复的投资，采购、安装、调试，这基本上已经成为了传统机房的一个定律[1]。

1.2 计算机硬件资源利用率普遍不高

传统机房基本上是采用单机系统+网络共享模式，每个课程每个学生对于机器的需求也是不同的，大部分时间每一台机器的cpu和内存的使用处于低效率的状态（cpu平均使用率低于20%）。尤其是一些简单的操作需求的课程和测试，往往学生只需要简单的office操作即可完成。这其实在某种程度上是对于机房资源的浪费。因此有的高校将一些破旧机器重组用于满足基础操作的学生需求，但是旧机器的运行经常出现死机现象。

1.3 传统机房能耗大

传统机房主机能耗相对较高，每一台独立的计算机都是能耗点（主机和液晶显示器的总功耗大约在300W），尤其是刚开始上课的时候，点亮机器时的峰值能耗会特别高，一个80台机器的机房峰值能耗可能会达到30 kW，极端峰值电流有可能达到15 A，加上机房的空调、点灯等需求，尤其是学生暑期实习，对于机房的试用基本是每天10 h，一个普通机房的能耗确实不小。

1.4 传统机房故障率高

传统机房的故障率都是基于单机的，由于U盘的试用频繁，病毒感染的几率非常高。虽然目前的传统机房管理会采用硬件或者软件还原卡技术避免系统病毒入侵，但是计算机本身系统和硬件的故障，也是不可避免的。需要专业人员到点进行维护处理。从故障申报到故障定位以及原因确认和维护修正，基本上平均一次故障的处理在1～2 h。

1.5 传统机房适应性差

传统机房一旦调试运行过后，基本上都不会再对基础系统进行更新，除非出现大范围故障。但是教学需求的不断提高，软件系统的更新速度也比较快。一些机房为了保证系统的稳定性，至今还在使用很早的Windows XP操作系统，一些新软件基本无法安装。但是如果升级又牵涉到硬件性能不足，老软件无法使用的问题。

1.6 传统机房环境卫生维护困难

机房是一个人流量相对较大的区域，学生的来去频繁，自觉性也有所欠缺。加之每一台机器又有诸多设备，主机、显示器、键盘、鼠标各类电源线数据线交织，成为卫生死角。机房静电所导致的自动吸尘也是机房环境卫生难以维护的一大困难，基本上一个星期，就能有明显的浮尘被吸附，既影响卫生，也会影响计算机的性能和使用。

2 云机房部署解决方案

云机房技术的体系结构分为四层：物理资源层、资源池层、管理中间件层和SOA构建层（SOA是Service-Oriented Architecture的缩写）。在这个体系结构下完成的云技术解决方案能够向外输送的服务分为三种类型：将基础设施作为服务、将平台作为服务、将软件作为服务。云机房是基于云技术体系结构开发的提供IaaS（Infrastructure as a Service）服务云计算系统，是将基础设施作为服务的解决方案。所以云机房主要的部署工作其实是在服务器端即云端。

2.1 硬件需求

云机房采用的是私有云，其硬件组成部分包括：云主机，千兆交换机、云终端。

云主机的硬件需求可以根据客户端运行需求计算，目前常规的机房配置是cpu四核，内存3G，80个客户端，则需要约320核cpu和240G内存。我们部署了三台服务器（cpu 48核、内存160G、高速硬盘500G）做集群。共计144核CPU虚拟出432个虚拟核心，可用于分配给客户端使用，资源量绰绰有余。

2.2 软件使用方法

云主机可以创建不同的桌面池，为不同的班级和课程提供定制的上机操作环境，部署不同的教学场景,并为不同的教学场景配置不同的计算机资源,建立教学模板。所有的软件和应用在教学模板里进行安装和测试。客户端在教学模板的基础上生成虚拟系统，相同的客户端可以轻松实现教学桌面的切换，并且对于不用的原有资源，会重新上交归还给资源池，用于新的资源分配，极大提高了云端资源的利用效率[2]。

云端还可以对整体云端资源进行监控,对于具体的使用情况进行跟踪,针对具体教学需求,及时调整资源分配,保证服务器和客户端正常运行。因此，稳定且高效的网络环境，是云机房实现的基础。我们采用了可以千兆通信的六类网络线和千兆交换机，保证了网络的顺畅通信。

3 云机房部署后的优势

3.1 客户端和服务器端管理灵活

云机房的客户端和服务器端管理都是可以基于网页形式的，在任意客户端或者网络内计算机都可以对服务器端及客户端进行监控和管理。极大方便了管理端的操作，并且减少了服务器端的故障率。对于客户端的虚拟桌面，是基于桌面模板生成，生成后模板处于关闭状态，虚拟桌面相对独立，可以进行一些特殊配置，如软件狗的指向。如果出现故障，及时基于模板的恢复高效而且稳定。

3.2 能耗降低

云机房的客户端是瘦客户机或者一体机，瘦客户机上不承担运算工作，配置要求比较低，相应能耗也可以得到一定的下降。具体单点能耗在200W以下，整体机房的峰值能耗也得以控制在20 kW之内，笔者在原有80台机器的传统机房基础上，在改变总电源配电系统的情况下（重新布线分配），成功改造成了一个120台机器的云机房，目前运行正常。

3.3 合理利用系统资源

云机房的运算基本上是在服务器端完成，它可以针对不同的用户需求定制不同的客户端资源，合理分配和利用系统资源。对于基础使用的用户和对系统要求比较高的用户都可以采用虚拟机技术实现资源的分配，充分提高了服务器端的资源使用效率，同时还可以对客户端进行资源的限制，避免因为虚拟机系统故障或病毒导致的抢占其他虚拟机的服务器资源的现象。在初期机房部署的时候，可以根据不同的需求，定制多个桌面场景，适用于不同的教学需求，桌面场景的系统环境，软件内容甚至包括虚拟硬件资源都可以调整和分配，不启动该桌面的情况下，系统资源是不被占用的，只有该桌面在使用的时候，云端才会给它分配相应的资源，完成系统运算[3]。

3.4 有效防范病毒

云机房的客户端是虚拟机技术，虚拟机都是基于同一个系统模板而生成，故障率本身相对就比较低，同时还可以针对虚拟机，以及模板进行修复、更新甚至重新部署。同时，虚拟机本身也可以设定还原功能（包括还原的周期和时间），将病毒的影响控制在了最小的范围。可以在模板维护、场景编辑、虚拟客户端等多个层次上的维护，也极大地减轻了机房的维护工作。

3.5 环境清理相对方便

云机房在客户端采用的是瘦客户机或者一体机，在部件上少了庞大的主机箱，使用特殊定制的机房桌椅，也可以实现桌面以下极少有零部件，为地面上的灰尘清理提供了很好的基础。定期的环境清理相对比较方便。

4 结语

虽然云机房在部署和管理上，较传统机房有比较明显的优势，但是也存在着一些不足。比如初期投入成本不低，基本都高于传统机房。再如虚拟显卡技术还没有获得广泛推广，在对显卡要求比较高的软件运行方面，性能受影响较大。有些软件甚至无法正常使用。但是相信在未来的发展和使用过程中，云机房会逐步解决相关问题，受更多用户的青睐。

[1]胡慧,王辉.云计算技术现状与发展趋势分析[J].软件导刊,2009,8(9):34.

[2]叶若芬,孙书明,孙煦骄.云机房的管理和应用[J].河北工程技术高等专科学校学报,2016(1):39.

[3]朱爱军.云桌面技术在学院公共机房改造中的应用[J].信息通信, 2016(3):188-189.

（编辑：刘楠）

图8 钣金框架固定架的折弯裂口

为了改善方案2存在的问题，采用焊接工艺对四个底角处的折弯裂口进行焊接，焊接后的钣金框架结构模型再用ANSYS进行应力分析，结果如图9所示，应力突变的区域没了，整体应力分布较为均匀，最大应力为24.1 MPa，改善后的方案2，在重量、机械强度和性能都优于方案1。

4 结语

基于ANSYS对机械结构进行静力分析得到了结构工程师的广泛应用，本文结合工程实例，利用ANSYS对结构设计方案进行了对比分析，得出合理的分析结果并改善了设计方案，为结构设计提供了一定的理论依据和方法。

图9 改善后的钣金框架固定架的应力云图

参考文献

[1]王连坡,吕清海.抗恶劣环境加固显示器设计技术[J].舰船电子工程,2012(9):163-165.

[2]李正网.基于ANSYS的重型货车车架结构分析和优化研究[D].重庆：重庆交通大学,2009.

[3]张学玲,唐毅,满佳.基于有限元分析的发电机转子支架结构优化设计[J].组合机床与自动化加工技术，2009(12):103-106.

[4]徐芝纶.弹性力学简明教[M].北京:高等教育出版社,2003.

（编辑：王红霖）

Abstract：Finite elementmethod can accurately calculate the static characteristics of all kinds ofmechanical structure,using ANSYS structure design scheme of a vehicle display different fixed bracket has carried on the static analysis,and according to the scheme brace by the existence of stress concentration improve weak area,the structure design scheme of finding out the best.Analysis shows that by improving the supportnotonly reduce theweight,after themechanical strength and performance have been strengthened.

Key words：finite element;ANSYS;display supporting;structure design

Cloud Com puter Room Room Use Dep loyment Solution

Tang Yi
(Suzhou University of Science and Technology,Suzhou Jiangsu 215011)

Computer room is necessary teaching environment,traditional computer room use frequency is bigger,teaching requirements alsomore and more diversified,showing a variety of problems and disadvantages gradually.The birth of the computer and popularization of cloud-computer room,timely solve the problems,and gradually become the choice of college computer room direction.

cloud-computer room;college computer room;software;hardware

Fixed Supporting Design of Rugged Disp lay for Cars Based on ANSYS

Su Zhongwen,Zhang Ensu,Chen Xiaolong
(No.3 Institute of State-operate Dazhong Machinery Plant,Taiyuan Shanxi030024)

TP308

A

2095-0748(2016)20-0091-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.40

2016-09-16

唐毅（1978—），男，江苏苏州人，计算机应用技术硕士，工程师，研究方向：计算机系统部署、摄影测量、GIS应用。