云平台在高校机房的应用与方案设计探究

崔鹏

（无锡南洋职业技术学院，江苏无锡，214026）

0 引言

在社会经济和科技技术革新发展中，高校会根据自身教育管理需求构建大规模的公共机房，这种以计算机为核心的基础教学工作和多样化的机考考试方式，不仅能摆脱传统单调无趣的教育管理模式限制，还可以满足多样化的教学要求。现阶段，高校机房最常用的系统为PC机，虽然其在实践应用中可以满足基础教学需求，但随着实践教育理念的不断革新，受应用先进软硬件所影响，机房教育管理所面对的压力越来越大。此时如何合理运用计算机提升机房教育管理效率是高校机房管理人员重点考虑的问题。

1 传统高校机房管理现状分析

在我国科技技术飞速发展中，各地高校都配备了专业的计算机机房，其不仅能为教育管理提供优质服务，还可以让学生在学习探究中获取更多的资料信息，因此在教育革新期间，高校管理人员必须要重视云平台在机房中的应用，注重结合实践教育需求完成方案设计[1]。从实践角度来看，传统高校机房管理并不适宜在以云平台为核心的高校机房中应用，原因在于以下几点：首先，高校公共机房涉及到基础课程、实验实训、考试等任务，因此在运营管理期间所处的环境较为复杂，大部分软件都需要处在各自适宜的安装运营环境中，而传统意义上的计算机管理技术很难满足这一要求；其次，各种类型的机房实验室一般会分布在不同楼层，这就需要进行分散化管控，而传统意义上的管理模式在维护管控机器软件时需要处理的任务量较大[2]；最后，传统意义上的计算机管理通常会运用硬盘保护卡的方式进行储存，而安装软件就需要同传硬盘，实际运行效率过低。

2 云机房的原理及平台架构

2.1 原理

云就是指互联网上服务器集中所包含的资源池，而云计算的应用原理是指应用用户可以运用网络来科学操纵远程服务器群，并根据实践需求随时运用非本地资源池中的服务，比如说软硬件、储存系统、计算机等。云计算技术在应用期间，用户所需服务都会利用云服务提供商进行处理，网络信息技术属于重要载体，而用户并不需要投入过多的资本来构建本地资源，由此控制计算成本和储存支出。云计算存在公有云和私有云两种方式，假设企业自主购买云技术设备并进行部署研究，那么就属于私有云，实际运行模式如下图1所示：

图1 云计算的工作模式图

2.2 平台架构

云计算技术体系结构包含物理资源、资源池、管理中间件、SOS构建这四层，使劲服务类型，包含基础设施即服务、平台即服务、软件即服务三项内容。云机房以上述平台架构为基础，运用了客户端/云服务器模式，实际部署的本质就是服务器端[3]。在系统运行期间，可以运用云主机释放一定数量的的虚拟机，由此在构建虚拟化教学体系的基础上，确保师生可以利用客户端访问服务器上的教学资源，由此进入虚拟云桌面。比如说，某学院利用H3C构建了云桌面解决方案，在实践部署了两个云机房中包含了180台机，其主要是利用CAS（云计算管理平台）来对虚拟桌面进行统一管理和控制，具体架构图2如下所示。

图2 平台架构图

2.3 应用优势

第一，能远程管控服务器，并运用服务器中控制机房所有计算机，假设出现问题可以远程操控；第二，一个机房可以构成多个模板系统，一台电脑系统可以对多个系统进行转换，比如说考试系统、上课系统、课程实验等，由此快速应对多样化的工作环境；第三，在学生机器上构成模板可以直接上传到服务器中，而服务器会结合学生机所在的机房，对机房内部的所有机器下发任务，学生只需要重启电脑即可，这样不仅能提升实现工作效率，还可以强化高校机房管理的质量。

3 在高校机房中应用云平台的方向和特征

3.1 硬件需求

私有云云机房的硬件构成包含了云终端、云主机、千兆交换机等内容。虚拟机会运用网络上传到云终端，促使用户对云桌面系统进行有效访问。比如说，某地高校在计算机应用和外语学习中心构建了两个试点机房，选用了可以千兆通信的六类网络线和千兆交换机，以此确保网络系统可以有效通信[4]。在这一过程中，稳定高效的网络环境是云机房可以正常运行的基础条件。同时，所有机房都要利用交换机连接到数据中心，由此访问服务器集群桌面中包含的云平台资源，实际网络架构图3如下所示。

图3 云平台的网络架构图

3.2 软件方法

云主机会根据高校教育管理需求，为不同专业的学生构建多样化的桌面池，配备适宜的计算机资源，建立优质的教学模板。所有软件的应用安装和测试都要在教学模板中进行，客户端也要结合教学模板构成虚拟系统[5]。H3C云桌面管理平台运用了云学堂管理软件，实践教学管理会根据课程需求，快速转换选择桌面环境。所有终端在局域网中的浏览器地址栏中输入http://192.168.10.250就可以登录云桌面管理平台界面，实时监控数据中心服务器的运行情况，并及时发送警告信息，从而方便对实际应用情况进行跟踪处理。除此之外，管理人员也可以远程对多个机房进行开关和维护管理。假设现阶段的云主机资源已经无法满足应用需求，那么学校就要对云主机进行拓展，实际资源投资需要根据需求进行调整。

3.3 系统特征

第一，增强高校机房的安全可靠性。以往高校机房实验室在出现操作失误时，必然会引起系统故障，此时直接重启便会丢失客户端文件。而利用云技术平台和策略配置能让用户数据和应用程序在数据中心有效储存和备份，此时只需要保障服务器正常运行即可，这样既能控制客户端故障所造成的不良影响，又可以在简单操作中进入其他终端设备或还原操作[6]。在这一过程中，虚拟机可以和服务器相连快速衔接已经中断的工作，而原本数据信息都会被储存在服务器中，由此强化数据信息的操作性和安全性。在云机房中进行高校各专业上机考试，可以避免因为终端单机出现故障而产生的数据丢失，同时在云机房环境中，运用客户端虚拟机技术可以有效预防病毒的入侵，从而构建安全稳定的机房教学环境。从整体运行角度来看，一方面集群部署可以在cluster中的物理主机出现问题时，实际运行服务并不会受单台主机故障影响停止工作。第二，为教学管理提供服务。云平台软件平台可以为高校教师提供便捷，容易理解的界面和技术功能，比如说控制学生端的操作环境、在虚拟桌面中接入服务器等。在学生故意中断网络脱离教师掌控时，学生端界面会在断网返回操作环境后无法自动进入，这样不仅能保障学生的注意力得到全面集中，还可以有效管控课堂秩序。除此之外，虚拟机还拥有自动还原功能，每次结束课程教学可以为后续专业指导提供初始化环境。教师端可以为教师的课堂教学提供多样化技术，具体操作如下图4所示：

图4 教师端的操作结构图

以虚拟教室和屏幕广播为例，专业教师在输入帐号密码后，可以登录教师管理端口，此时点击导航中的菜单项“虚拟教室”就可以直接进入界面。而学生机终端部署是否成功，实际状态会按照缩略图的方式呈现在界面中。而屏幕广播功能会利用教师机屏幕画面提供给学生机，学生可以在自己电脑上一边观看教师的操作步骤一边进行本机操作。与此同时，点击顶部工具栏中的“屏幕广播”功能开始广播；点击教师电脑屏幕上方图标中的广播按钮就可以停止广播。设计教师端的教学模式、高级设计等功能，可以利用窗口化或全屏的模式进行呈现，以此满足不同条件下的个性化教学需求。

第三，模块化管理教育课程。运用云桌面和网络控制台可以对客户端桌面环境进行自动化和集中化的管控，机房管理人员可以利用操作系统模板克隆技术快速构建全新的桌面课程。比如说，某地高校所构建的H3C云平台机房在日常教学期间所构建的操作系统会利用虚拟机的镜像形式来提供服务。云机房的管理平台会储存不同类型的OS版本Image文件，而实际课程构建会根据教学需求进行构建，由此处理操作系统和应用软件之间存在的兼容性问题，并实现实践教育目标。学生所运用的客户端桌面都是以课程模板实时构建的，其不仅能保障系统运行具有统一性，也可以避免系统软件出现故障或受到入侵病毒的危害。机房维护人员可以根据程序访问的权限设计、桌面集中化管理、数据策略等内容，构建以单一控制点为核心的全方位桌面管理方案。除此之外，课程模板会按照文件的方式进行储存，由此方便系统进行备份共享。

4 结语

结合云平台管理模式对高校机房进行系统维护，并从不同的应用角度和软件入手，构建多样化的操作系统，可以解决传统高校机房运行面临的各项问题，有效控制系统管理维护难度，提升实践教学管理水平。因此在现代化教育革新发展中，各地高校要在构建网络信息平台的基础上，结合云技术有效整合共享多样化的教学资源，以此在充分展现云平台技术优势的基础上，保障实践教学资源得到科学储存，这样不仅能丰富专业教学内容，还可以为学生构建优质的教学环境。