关于云计算在实训室中的应用与现状分析

林碧洪

（广州工商学院，528138）

关于云计算在实训室中的应用与现状分析

林碧洪

（广州工商学院，528138）

云计算是一种新兴的计算方式，在这种计算方式下，基于桌面虚拟化技术而产生的云桌面系统也将慢慢入主企业以及高校实验实训室，而这种技术支撑下的机房实训室建设也响应了国家，乃至世界节能教学、科学教学的方针.本文通过浅析广州某高校云机房实训室和数据中心的设备以及网络部署情况，为众多高校提供一个可行的云机房实训室部署案例，来作为云机房实训室建设参考，以便更好地为教育教学服务.

云桌面；云服务器；云机房实训室

1 云机房相关技术简介

1.1 虚拟化技术

虚拟化技术在计算机中是一种将不可分割的实体结构进行分割，以及对分割的实体结构进行整合的资源管理技术.它可以将产能过剩的高性能物理硬件资源以及比较老旧的产能过低的硬件资源予以抽象和转换呈现出来，主要分为硬件虚拟化、虚拟机、虚拟内存、存储虚拟化、网络虚拟化、桌面虚拟化和数据库虚拟化等等.

在实际生产环境中，虚拟化技术可以将服务器计算能力、网络以及存储能力等进行重组重用，从而到达资源最优化，让用户能更加美好地运用这些资源.其优点就是不受实体资源本身的架构方式、地域以及物理组态所限制.

1.2 云计算

云是网络的一种比喻，云计算是从网络计算机发展而来的一种基于互联网的交互式计算方式.云计算架构模式包含了数据中心、网络和终端设备，数据中心通过虚拟化技术将网络资源进行整合，而终端设备（电脑、手机、瘦终端等）通过网络接入数据中心，按自己的需求进行运算，通过这种方式可以让终端用户体验每秒十万亿次的运算能力.

到目前为止，云计算的应用模式大致可分为三大类：即云计算软件及服务（Saas）、云计算基础架构及服务（Iaas）和云计算平台及服务（Paas）.相对来说，基于桌面虚拟化技术的Saas模式，其将数据计算交由数据中心完成，终端则负责显示图形、鼠标以及键盘的操作，终端获取的电脑桌面，我们称之为云桌面.这种模式的实施，将大大降低软件以及硬件的维护成本，提高管理效率.其中，Saas基于远程桌面视图交付的Saas层云桌面技术是将数据计算由传统终端(台式机等)转移到后端服务器，终端则仅负责图形显示及鼠标键盘操作的桌面虚拟化技术.云桌面的实施可显著提高数据安全管理水平、降低软硬件管理和维护成本、降低终端能源消耗，是目前云计算产业链的重要发展方向.

1.3 云桌面

云桌面是终端设备利用互联网，通过远程桌面协议连接到数据中心获取的远程计算机桌面.与普通电脑桌面不同的是，云桌面的数据运算与存储并不在获取桌面的终端设备上，而是将用户在终端设备上的I/O等指令通过网络传输到数据中心，数据中心再通过指令分析进行数据的操作.数据中心的云服务器能同时给不同的人提供不同的桌面系统，这些系统可能是Windows桌面系统，也可能是Linux桌面系统.

2 云机房的配置及其功能（软硬件）

2.1 服务器配置

目前，该高校的云机房服务器总共有16台，每台服务器的配置参数如下表：

表1 摇服务器配置参数表

2.2 网络配置

云机房的网络配置主要分为两个部分，一个是云机房实训室连接终端的交换机配置（放于云机房实训室），另外一个是云机房数据中心用于实训室接入的交换机配置（放于云机房数据中心）.其配置参数如下：

表2 摇网络配置参数表

2.3 终端设备配置

市场上的终端设备很多，为了更好的部署，该高校云机房实训室终端采用了与服务器同品牌的AcerTC400，具体参数如下：

表3 摇云终端配置参数表

3 云机房的具体部署

3.1 云机房数据中心的部署

数据中心的部署主要有以下几个方面.

3.1.1 服务器部署

基于云计算模式的云机房实训室，服务器、网络和终端是最基本的硬件条件，为了便于管理，该高校一共配置了16台云服务器部署在数据中心，其中一台用来办公或备用，另外15台服务器用于日常教学使用.每台服务器的型号、规格及配置都是采用两个Intel Xeon E5-2680 (2.8 GHz,10核)CPU，配备10*16G DDR3的内存以及集成的千兆网口，在这个基础上，通过磁盘阵列将256GB的企业级SSD硬盘与600G可热插拔的机械硬盘进行布局.与普通服务器不同，云服务器需要通过服务器虚拟化软件将现有的硬件配置进行分割，然后再生成多个虚拟系统，我们称之为虚拟机，以供终端进行访问.鉴于虚拟机与终端不在同一硬件配置下，需要通过网络进行快速传输数据，所以，该高校将虚拟化系统（虚拟机）部署在具有高速存储性能的企业级SSD硬盘上，而机械硬盘则用来进行数据的存储，千兆网口也将是服务器与终端数据流通最重要的渠道.为了实现高效管理，管理者只需通过Web方式接入服务器虚拟化软件的集群控制台，实现对所有主机统一管理.

3.1.2 网络部署

云机房数据中心的网络主要用于衔接云服务器网络与终端网络，以实现数据流通.终端需要这条通道来获取云服务器虚拟机桌面（简称云桌面）以及对服务器进行数据存储，所以该高校配置了一个24口的华3 H3C LS-5500-28FEI-AC光纤交换机用于衔接云服务器与实训室的网络交换设备.另外，为了便于管理，在数据中心还单独加设了一台核心交换设备来控制数据对外的流通.

3.1.3 电力部署

数据中心的配电系统采用了双路供电的模式，一路是UPS供电，另外一路是市电.除灯光、排气扇和空调外，云服务器以及交换机等设备在默认情况下，使用的是UPS电源供电.UPS一边输出电力，一边使用市电进行蓄电，当市电停电的情况下，目前配备的UPS电源，仍然可以持续供电两个小时以上，以保证在市电维护期间服务器等设备的正常开关及运行；这种双路供电的模式，当UPS电源出现问题时，管理人员可以在配电箱中对任意机柜的电源切换成市电供电，以便UPS电源的维护.UPS电源拓展性极强，以后如果服务器等设备负载增加，那么，UPS电源的主机不需要增设，只需增加电池就可以，除此之外，还配备了一套UPS模块化系统，这个系统可以对UPS的电路进行监控，监控内容包括过载、短路、过温、市电过高/过低、电池过高/过低等，实时把握UPS电源的运行情况.

3.1.4 消防部署

任何组织和个人，消防安全都是重中之重.在这方面，该高校专门采购了一套环境监控系统，这套系统可以实时监控电流以及电压的强度和电源线的温度，并进行数据分析.当电流、电压或者电源线温度其中一项达到设定值时，环境监控系统就会通过配备的手机卡，发送相关信息到设定的管理者手机号码，管理者就可以根据这条信息，对电路进行维护，防止因电源线短路等原因而引发灾害，具体部署请看“环境监控拓扑图”.

图1 环境监控拓扑图

除此之外，该高校配备了安之源全方位的消防系统，包含了专用的、全自动的消防设备.这套系统配备有温度、烟雾等感应器，在自动模式下，当数据中心的温度和烟雾等达到设定值时，消防设备将自动启动，并开启警报装置.若由于各种原因，消防设备没有自动启动，管理人员也可以对消防设备进行手动开启，将灾害引发的可能性降到最小，具体部署，请看“云机房数据中心消防拓扑图”.

图2 云机房数据中心消防拓扑图

3.2 云机房实训室的部署

云机房实训室目前有10间，每间的部署都包含以下几个方面.

3.2.1 云终端设备的部署

云终端设备和普通PC电脑设备相比，除了没有主机外，其他设备都是必要的.该高校共建有10间云机房实训室，每间实训室配备了67个Acer TC400的瘦终端（即云终端）盒子，分别部署在66个学生座位的显示器后面和1个教师讲台上，学生和教师共67个位上，都有整套的输入输出设备和桌椅设备供教学使用.云终端通过网络获取云服务器的虚拟机桌面（云桌面）输出在显示器上，学生或老师可以通过终端的输入设备对云桌面系统进行操作，这些操作信息也将通过网络返回到云服务器中去，这就是云机房的教学功能.

3.2.2 实训室网络部署

云机房实训室的网络主要对云终端和数据中心网络设备进行衔接.根据实际需求，该高校为此配备了华3 H3C S5120-28P-SI联网交换机将千兆电口连接至Acer云终端盒子上，再将此交换机的光口通过光纤连接至数据中心的光纤交换机上.这样，终端数据就可以通过实训室的联网交换机光口传输到数据中心的光纤交换机上，然后，再从光纤交换机传输到云服务器中.

以上便是云机房数据中心和实训室的所有部署情况，为了营造舒适的上课环境、促进教学、提升教学质量，该高校在实训室配备了空调等调温设备，而在桌椅的设计上也是别具风味.没有了PC机房主机的限制，云机房学生实训桌采用的是25厘三聚氰胺高密度板材、耐高温的6人规格实训台，台上每个位只放一个显示器、鼠标和键盘，而凳子则采用钢塑结构，凳脚采用1.2的厚钢，凳面采用ABS绿色耐用的塑料制成，看上去显得非常简洁、舒适和温馨.

为了设备的安全，该高校在数据中心、实训室以及楼层楼梯和走廊都采用了高清摄像机24小时全方位无死角监控，为学院设备安全提供保障.

4 云机房的维护与管理

4.1 实训室设备的日常维护

云机房实训室设备的日常维护包括两个方面，一个是硬件维护，另外一个是软件的维护.

普通硬件设备的维护工作大部分与普通机房无异，而云机房实训室主要设备的维护工作是对Acer云终端以及相关的网络服务进行维护.

4.2 数据中心设备的维护

数据中心的维护主要是对消防安全的检查与维护以及服务器和网络设备的维护.消防检查主要是检查电路是否异常、环境监控设备以及灭火设备是否正常运行，服务器和网络设备的维护主要是对网络是否连通、服务器是否正常运行进行检查与维护.而事实上，要精准的查看服务器运行情况，不仅要在数据中心查看硬件的运行状态，还要通过远程管理地址对服务器的运行日志进行分析.

普通机房实训室硬件以及软件问题主要出现在PC主机上，所以，一个管理人员通常会在几间机房跑来跑去，光是跑动的时间就浪费了很多.该高校的云机房实训室没有了PC主机，而是增加一个Acer瘦终端盒子来获取远程服务器虚拟桌面系统进行I/O流的操作，这个集成的终端盒子具有较高的稳定性，很大程度降低了损坏的概率；从软件设备的角度来看，云机房实训室学生以及老师操作的云桌面系统并不在实训室本地终端上，而是运行在远程的服务器上，那么其维护也是可以在任意局域网内部通过一个IP管理地址进行远程完成，不需要来回走动.

5 云机房与普通机房的运营成本对比

该高校新建的10间云机房实训室每年的运营成本与10间普通机房（PC机房）对比如下表所示.

表4 摇运营成本对比表

通过对“运营成本对比表”的分析，我们可以看出云机房实训室在运营成本上与普通机房相比，具有明显的优势.

6 结束语

以上便是该高校云机房实训室的状况，对于机房管理员，不管是从硬件还是软件方面来看，在设备维护方面，云机房与普通机房相比都具有不可代替的优越性；而对于高校来说，普通机房与云机房相比，在运行与维护的成本方面，普通机房耗费的成本远比云机房高出很多；从社会发展的潮流来说，云机房也将凭借其优越性，为高校教学提供便利.

［1］饶苏敏.基于云计算的产平台设计原理及方法.电脑迷.2014，（09）.

［2］付婷波.基于VMwaer View图书馆桌面云的设计与实现.图书馆理论与实践.2014,(06).

［3］张楠.通过桌面云提升高校IT应用和管理水平.实验技术与管理.2014,(09).

［责任编辑：丁元］

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1672-402X（2016）11-0093-04

2015-12-05

林碧洪（1989-），男，广东乐昌人，现任广州工商学院实验实训中心实验员，2014年获得助理实验师资格，研究方向：高校实验实训室的建设与管理.