基于云计算的高职院校计算机实验资源管理浅谈

曹玉瑞+刘鹏飞

【摘 要】本文通过分析当前高职院校计算机实验资源管理中普遍面临的问题，提出利用云计算其特有的优势可有效解决实验资源共享率低，分配不均，成本高昂等问题，同时探讨了计算机实验资源整合具体方法。

【关键词】云计算；实验资源；整合优化

1 目前问题

高职院校计算机实验室不但是学生获取知识、提高技能的重要场所，而且也是教师开展教学、进行科研的前沿阵地。目前高职院校计算机实验室管理中普遍面临如下问题：

1.1 资源性能差异

因为计算机设备均是不同厂家经过招投标获得的，所以实验室的设备存在品牌、型号等硬件差异和操作系统、应用软件等软件差异。

1.2 更新速度缓慢

计算机硬件设备的发展速度日新月异，新技术更是层出不穷，而高职院校的资金投入有限，这给教学实验的开展带来了困难。

1.3 维护成本较高

计算机实验室承担了多个专业、多门课程数量众多的教学实验，使用频率较高，再加上部分学生操作不当，每年都有不少设备需要维修，大大增加了维护成本。

1.4 共享程度较低

各个实验室均是独立运行，缺乏统筹，闲置的资源无法互相共享，造成资源浪费。

2 云计算相关概念

云计算的定义众说纷纭，现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

云计算主要包含两个方面的内容：

从客户端看：云计算环境下，客户不需建设基础系统，只需专注于本身的业务。客户可根据需要获得网络上的提供资源，并且按量付费。

从服务端看：云计算环境下，服务端可以兼容管理各类異种结构的硬件和软件资源，还可动态调度各种资源，从而实现了资源的集中化、规模化。这样可以提高资源利用率，减少资源供应商的成本。

当前教育信息化发展趋势迅猛，云计算管理平台可将教育资源进行优化整合，应用前景广阔。云计算管理平台可以把不同位置的实验室软硬件资源进行整合管理，提升资源共享程度，减少浪费和闲置。各个实验室的数据实时动态反应给服务端，破解信息孤岛，实现数据分散、动态采集，集中管理，共享资源。利用计算机虚拟化技术可创建多个虚拟机集群，满足多种实验和科研需要，提升计算机主机的利用率和性能。每个物理主机上，依据计算机的性能，可构建多个虚拟机，每个虚拟机上安装的操作系统可以不同，操作系统里安装需要的教学软件、实验软件、应用软件等。

3 基于云计算技术的计算机实验资源整合方法

实验资源的整合主要包括了计算资源、存储资源及网络资源等的优化整合。

3.1 计算资源整合

服务器是云计算平台的核心，其承担着云计算平台的“计算”功能。对于云计算平台上的服务器，通常都是将相同或者相似类型的服务器组合在一起，作为资源分配的母体。所谓的资源是指大量通过网络互联起来的计算机设备。在高职院校实验资源的整合中，主要是指将分布在各个院系中的专业机房和计算机公共机房中各类主机进行计算资源整合。

利用云计算技术，可将高职院校计算资源池中各类主机整合成性能强大的计算处理系统，同时对该系统采取具有大规模、可伸缩性和数据容错等特有的串联技术；为实现主机间的负载均衡，系统将工作负荷平均分配到各个运算主机上，解决了大量集中的计算机主机串联会所带来的散热问题。

3.2 存储资源整合

云计算管理平台中的存储用于存放虚拟机的操作系统、应用软件、各种配置文件等相关的数据，是保证虚拟机正常运行的基础条件。 依据存储的方式不同，可将存储划分为本地存储和共享存储。共享存储相比本地存储的优点在于：共享存储常常比本地存储拥有更强大的输入输出功能，特别是在多个虚拟机的环境下。另外云计算管理平台中的在线迁移功能、高可用性功能也需共享存储作为前提条件。存储资源整合是云计算管理平台中实现资源优化整合、进行集中式管理的核心步骤。在对存储资源整合优化中，可利用分布式文件系统，将位于不同位置的各个主机存储设备整合成一个虚拟的大型存储设备。

3.3 网络资源整合

在实现资源整合优化时，数量众多的数据器需要进行大量的数据交换和存储，因此，网络资源的的整合是系统正常运行的关键。为达到稳定和高速的传输，对服务器之间网络介质和设备要求的性能需更高。因为云计算将虚拟化所有物理资源，所以理论上存在多个用户同时访问同一个物理资源的可能，如何保证不同用户均能正常访问，同时实现后台物理资源的安全隔离，就成为了必须解决的问题。云计算环境下，所有的业务和每位用户的资源在物理上是一体的，只有利用部署在网关层的具有防火墙功能之类的设备，才能实现对所有业务进行安全的隔离和策略的部署。

3.4 实践教学资源整合

高职院校特别注重学生的实践技能，云计算开创了的全新的实践教学模式。通过整合实践教学资源，高职院校可以进行多种教学模式的改革。实践教学资源的整合主要是整合现有优质网络教学资源，主要包括虚拟仿真教学、网络实验平台、在线考试系统等。以计算机类课程来说，可以为学生提供虚拟化的并行环境进行实验、开发和测试，可以开展校内、校外的专业竞赛。云计算实验平台的建立，也为不同专业的教师交流带来了方便，非计算机专业教师，可以和计算机专业教师在云计算平台上共同进行交叉学科的研究实验，从而实现共同发展。

4 结束语

云计算给计算机硬件和软件实验资源管理带来了新的发展机遇，利用其特有的优势可以提高实验资源的共享率，破解实验资源分配不均，降低实验设备采购成本。随着云计算的普及和发展，它会在高职院校的教学管理中发挥更重要的作用。

【参考文献】

[1]柴亚辉，涂春萍，刘觉夫，谢昕.基于云计算的计算机与软件实验资源管理.实验室研究与探索.2010（10）.

[2]朱承学，伍海波.云计算环境下高校教学资源建设与应用研究.2015（11）.

[3]覃艳.基于云计算的网络教学资源平台建设研究.成都工业学院学报.2014（04）.endprint