基于云计算技术的计算机机房建设与管理探讨

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】本文通过分析传统计算机机房中存在的问题，提出了利用云计算技术来解决这些不足之处，并探讨了其在高校机房建设和管理中应用的可行性。
　　【关键词】云计算;虚拟机;机房;实验室建设;管理
　　中图分类号： TP308 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）07-0074-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.029
　　【Abstract】By analyzing the problems existing in the traditional computer laboratory，it puts forward the use of cloud computing technology to solve the shortcomings， and discusses the feasibility of its application in the construction and management of computer laboratory.
　　【Key words】Cloud Computing;Virtual Machine;Computer Room;Laboratory Construction;Management
　　近年来，随着互联网技术飞速发展，信息化建设的不断深入，云计算技术凭借其精确性高，使用方便，计算快速等诸多优点，已经融入到各行各业中。越来越多的学校、企业、政府等机构开始利用云计算技术来提升办公效率，降低运营成本。
　　作为培养创新应用型人才的高校而言，机房实验室建设的好坏往往是衡量学校办学质量高低的一个重要指标。如何利用云计算技术来提升计算机机房的工作效率，已经成为一个重要的研究方向。浙江海洋学院东海科学技术学院建设云机房的理念正是在这种不断整合和优化校园机房资源，进一步提升管理效率等的工作思路下提出的。云机房建设的核心理念是：简管理、促教学、更环保。
　　1 传统机房存在的问题分析
　　教育信息化飞速发展，正在改变着学生和教师的学习习惯和工作模式，其中唯一不变的是，传统机房还是以各种型号的PC为主。传统PC属于独立运算的模式，每台设备在使用过程中都会爆发一些问题，而当设备数量越来越多时，这些问题将成倍递增，导致问题处理成本不断上升，目前出现的问题总结如下：
　　对于机房一般配置标准PC机，采购成本高，计算机资源利用率低，造成资源浪费，而且每过几年就需要电脑的升级换代和硬件更换，学校需要投入较大的人力和物力。
　　为了满足教学的需求，传统机房PC数量庞大，而且涉及的人员随机性大，虽然装有还原卡、保护卡等，软硬件环境还是不够不稳定，运行一段時间之后，蓝屏、USB故障、系统丢失等故障层出不穷，运维工作量工作量依然很大，尤其是病毒爆发时，个别PC感染病毒容易影响整个网络，这个时候往往需要大量人力进行病毒的清除和善后工作，管理和维护难度将呈指数级增长。
　　而且根据学校课程的需求，常规教学与专业培训、教学环境与考试环境也在不断变化，PC端需要配合教学任务对老系统的进行必要的更新或升级，这就会产生大量琐碎的任务，极大地增加了管理人的维护工作量。
　　总结下来，传统计算机机房存在着众多的弊端，这些问题的存在使得它逐渐不能满足现有的教学需求了，如何满足教育场景的新需求，同时降低综合维护成本、提升信息管理水平，俨然成为机房建设关注的重点，“云端集中化”模式应运而生。该模式就是要充分利用云计算技术的优点，与教学场景密切结合，从而实现教学与管理的智能化、集中化，且简化维护，将教学带入云时代。
　　2 云计算在机房建设中的应用
　　2.1 云计算的概念
　　严格来说，云计算还没有统一认定的定义，全世界对于它的定义超过100种。普遍的认为它是基于互联网的相关IT服务的增加、使用和交互模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。
　　很多云计算部署在很大程度上依赖于计算机集群。而且云计算也主要是利用虚拟化技术实现将计算机的物理资源转化为虚拟化动态管理与部署。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。
　　2.2 云机房整体设计架构
　　我校云机房建设项目的主要采用了深信服公司的桌面云技术。而桌面云技术本质上是从云计算技术衍生出来的一种技术。利用桌面云技术来优化机房建设，主要是建立一个核心——云计算中心，然后围绕这个中心来进行计算机机房的建设。
　　2.2.1 整体架构设计
　　云机房的整体架构是建立统一的桌面云环境，以满足日常教学的需求。整体桌面云方案的组件架构图如下所示：
　　其中关键组件包括硬件和软件两个部分：
　　硬件方面：桌面云一体机、云终端（瘦终端）。
　　软件平台：虚拟桌面控制器、服务器虚拟化、存储虚拟化。
　　2.2.2 整体架构概述
　　基于高安全性、高可靠性、高可扩展性的性能考虑，为了实现机房建设的核心理念，主要从以下几个方面对方案进行考虑：
　　（1）基础框架
　　桌面云系统基础框架采用的是端到端一站式桌面云整体架构模式，它以云终端、桌面云软件、服务器为主体，通过采用服务器集群的设计理念，大幅提升系统的稳定性。服务器集群按照学校的要求完成虚拟机的构建与分配，并在集群内完成虚拟机的热迁移;为了满足完成独享桌面用户的集中存储需求采用了虚拟化技术即存储虚拟化;客户端采用的是云终端（瘦终端aDesk）。
　　（2）虚拟机管理软件VMS
　　祼金属架构，直接安装于物理服务器上，提供高性能、高稳定性、高可扩展性的虚拟化管理平台，将底层物理资源如CPU性能、内存大小、磁盘空间大小等抽象成逻辑资源，实现对物理资源的完全控制及性能监控。 　　（3）桌面云控制器VDC
　　虚拟桌面控制器作为桌面云的发布平台，与虚拟机管理软件协同工作，为每台虚拟机提供认证和桌面资源的分配，并通过高效的SRAP协议提供高性能且可靠的桌面环境传送。主要实现虚拟机用户的认证、桌面应用资源的分配、虚拟桌面创建及启动等功能，实现稳定可靠的Windows桌面。
　　（4）前端接入终端设备
　　云终端（瘦终端aDesk）是一种替换传统桌面PC的设备。它可以随时连接进入虚拟桌面平台，具备与传统PC机一样的运行流畅的系统体验。
　　（5）分布式存储系统
　　云机房的存储虚拟化（VS）是基于集群设计的理念，即将服务器上所有的硬盘存储联结起来形成一个完整且统一的虚拟共享存储资源池，称之为分布式存储系统。
　　分布式存储系统如果需要扩容它的存储空间和提升整体的服务性能，只要在原来集群的基础上，同时进行增加服务器数量和增加单台服务器的硬盘数量的操作，操作简单便捷。
　　此外，分布式存储把每份数据拷贝成多份副本，并通过虚拟化存储平台会把数据存储到在不同的物理服务器硬盘里，并在每个服务器的硬盘里创建多个副本，并且随时通过网络对所有的副本进行同步存储，最大程度上保护了数据存储的安全性
　　3 基于云计算在机房管理中的优势
　　（1）桌面部署灵活便捷、简化运维
　　因为学校的专业很多，牵涉的软件种类就会很多。除常用的办公教学软件之外，还包括各种专业软件，各种考试系统专用软件等，有些专业软件安装很有难度。如果在发送系统时碰到故障，那将是非常头疼的问题。
　　选择基于云计算技术的桌面云方案，管理员可以通过桌面云管理平台快速轻松制定不同的系统模板，通过一键式桌面部署将每个虚拟机的系统进行快速更新，节省了大量的时间，极大程度的简化了运行维护成本。
　　（2）实现桌面掌控，提升系统的安全性、稳定性
　　云管理平台通过虚拟机管理软件和桌面云控制器两大组件可以对虚拟机进行可集中式管理。它台能够实现对虚拟机进行智能化开关机的管理，实现对用户虚拟桌面开、关机进行自动控制。
　　如果遇到机房电源意外关闸，此时，虽然云终端已经关闭，但在服务器端（有UPS电源保护），已经开启的虚拟机还处于运行状态，只要机房电源能够及时供上，将不会影响用户处理工作的进程，如果是传统的计算机这结果可想而知。
　　当然，用户仅仅是关闭了终端，忘记关闭位于服务器上的虚拟机的时候，便可以通过管理平台实现对虚拟机的自动关闭功能，从而可以节省服务器的硬件资源，并且提升了系统的安全性、稳定性。
　　（3）綠色节能、降低成本
　　云管理平台能够实现对全部虚拟机进行集群化管理。管理平台上的定时开关机功能，可以指定在任意时间开启和关闭个人、多人的虚拟机，不必另外购置软件来协助管理，从而降低了运行维护成本。
　　当桌面性能不足时，无需淘汰原有硬件资源，只需添置部分服务器和增加服务器的硬盘数量就可以实现整体性能的提升，做到资源的合理利用，有效降低硬件升级成本。
　　云终端功耗小、无噪音，且云终端和服务器总体的故障率较低，在为学校节省硬件维保成本的同时，还能构建整洁美观的教学环境，响应了国家“绿色节能”的倡导要求。
　　4 结束语
　　云机房相较于传统机房而言，在系统的安全性、稳定性上有了很大提升，对实验室管理人员的工作起到了减负的目的，在节能减排方面响应了国家的倡导，能够较为有效解决当前机房建设与管理中的不足。
　　总体来说，基于云计算技术的计算机机房能够实现对现有学校机房资源的优化和整合，能够实现简管理、促教学、更环保的建设理念，进一步提升机房的教学性能和提高机房的管理效率。
　　【文献文献】
　　[1]王美丽.云计算在高校机房中的应用[J].电子技术与软件工程，2017，（01）：143.
　　[2]杨帆，周敬杰.云计算在高校机房中的应用实践[J].无线互联科技，2016，（21）：132-133.
　　[3]徐承德.对目前云计算技术现状与发展趋势研究[J].信息化建设，2016，（04）：77.
　　[4]景宝华.云计算技术在职业学校机房建设与管理中的思考[J].电脑知识与技术，2015，（06）：24-25.
　　[5]张会舜.基于云计算技术在中职机房管理中的应用探究[J].信息与电脑（理论版），2015，（23）：34-35+37.
　　[6]陆正冲.基于云计算的高校机房管理创新举措[J].漯河职业技术学院学报，2015，（05）：64-65.
　　[7]周浩.基于虚拟化技术的高校云计算平台架构设计与实现[J].西昌学院学报（自然科学版），2015，（02）：59-61.
　　[8]李佳.基于云计算管理高校机房的探讨[J].电脑编程技巧与维护，2015，（10）：74-76.
　　[9]董启贵.云计算技术在高校机房管理中的应用[J].通讯世界，2015，（01）：18.
　　[10]姚灿辉.云计算技术在高校机房实验室管理中的应用[J].信息通信，2014，（11）：171.
　　[11]张宏.基于云计算高校计算机实验机房管理模式的应用——以青岛职业技术学院云计算平台为例[J].无锡职业技术学院学报，2014，（05）：28-31.
　　[12]钟俊聪.浅谈云计算在管理高校公共计算资源中的应用前景[J].科技视界2014，（17）：128-129.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14760891.htm