基于云计算技术实训室的设计与实现

郭雅　柳青

摘要：云计算技术不断发展，但云计算相关技术人才却很缺乏，高校应该重视这方面人才的培养。文章详细介绍了基于云计算技术实训室的设计与实现，以搭建真实的云计算应用场景。学生通过云计算实训中心专业的知识学习和技能培训后，完全可以胜任企业、政府、教育等客户信息化的建设、维护等工作，还可以就业于云计算系统集成及方案设计单位。

关键词：云计算；云终端；虚拟化；存储；实训室；设计与实现 文献标识码：A

中图分类号：G647 文章编号：1009-2374（2015）21-0011-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.006

1 概述

云计算行业经过较长时间的技术更新与多年的经验积累后，目前各方面都处于成熟阶段。云计算在目前我国信息技术产业行业中堪称为应用和发展创新的一个热点，是我国IT应用方式变革和信息技术改革的重要支柱。在国内大量的企业单位正逐步将自己的IT系统从传统架构向“云”架构迁移，越来越多的用户正在享受“云”服务带来的便利。随之而来的是IT基础设施和应用模式的革新，这对企业单位的信息部门来说，既是提升自我价值的机会，也是严峻的挑战。其中，国内云计算相关技术人才的匮乏已是业内公认的事实。

在过去一段时间内，为了满足信息技术产业的发展，国内多数高校、职业院校开设了计算机通信相关专业，就目前就业形势和人才市场需求来看，毕业生的就业状况不容乐观。根据我国权威机构的调查报告显示，我国计算机专业毕业生就业率相对很低，而且从事与本专业相关工作的毕业生仅占一半左右，且从业时间一般都在三年左右，由于目前计算机市场人才饱和，大多数相关人员从业三年后相继转行，从事与其专业不相关的其他行业。之所以出现以上现象，其根本原因在于学生在校学习期间所学专业知识不能与时俱进，不能适合当前信息技术发展的需要。通过以上阐述，摆在高校面前的主要问题是进行课程改革。其实施方式：更改现有教材，使其教学内容与目前云计算或者无线互联科技的发展相结合，学校利用本校实际情况搭建真实的云计算应用场景，使得教学与实践有效的相结合。真正实现了“产学对接”。学生通过云计算实训中心专业的知识学习和技能培训后，完全可以胜任企业、政府、教育等客户信息化的建设、维护等工作；还可以就业于云计算系统集成及方案设计单位。

2 云计算的应用

2.1 云物联

“物联网就是物物相连的互联网”，这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸

和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

2.2 云存储

云存储是在云计算（cloud computing）概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。

3 基于云计算技术实训室的设计与实现

3.1 云计算技术实训室结构

根据主流云实训中心理念架构，按照模块化的设计思想，云计算技术实训室结构如图1所示：

云实训中心依据业务属性，共分为四个功能区：

3.1.1 实验区：本次共建设8个试验台，学生学习云实训中心课程内容和实际操作实验课程的区域，根据每组学生数量配置终端（云桌面瘦终端）。

3.1.2 实验设备区：放置云实训中心实验设备的区域，包括服务器、存储、网络设备和虚拟化软件，所有的实验内容均运行在该实验设备区内。

3.1.3 实验管理区：老师管理区和演示区，负责演示实验课程内容并对所有实验组的实验设备做监控和管理。

3.1.4 应用区：在实训中心的机房部署云桌面应用区，实现所有上网的机器瘦终端化，与传统PC的建设方式相比有如下好处：可以简化机房PC的管理维护工作量，节约信息化建设成本，节约IT建设的能耗。同时支持每个学生终端进行项目式的实训，8组学生可同时搭建云平台，做云的应用与实训，学生终端可同时进行操作，真正意义上实现多人同时操作的目的。

3.2 云（虚拟化）系统

云计算实验模块采用行业主流的虚拟化技术，通过Citrix、VMware、Microsoft等主流厂商对服务器、存储、交换机等硬件设备进行虚拟化。学生可以通过对这些IT基础设施的“云化”与“智能化”改造，实现现有异构计算、存储、网络乃至虚拟化软件资源的资源池化，通过虚拟资源完成网络、存储、计算的能力及要求，从而有效降低IT基础设施TCO（Total Cost of Ownership总拥有成本），并提升核心业务应用部署与生命周期管理的敏捷性。

云桌面业务应用的硬件系统包括了机柜、存储设备、机架服务器、接入交换机及汇聚交换机以及防火墙和安全网关等安全设备，学生可使用云端或其他移动终端通过网络登陆到虚拟机上进行实验配置。

3.3 存储（存储池）实训系统

存储基础实验模块主要由学生终端、存储管理软件客户端、存储管理软件、存储阵列、应用服务器五部分组成，如图2所示。存储管理软件将存储阵列上的磁盘分割成为每4块磁盘一组的磁盘组，每小组学生共用一组磁盘，在这组磁盘上学生可以对其进行配置和操作，学生小组之间互不影响。

存储网络实验模块采用两套电信级存储系统来搭建一个存储实验环境模拟现实生活中的网络信息中心计算机网络系统。在整个实验环境中，学生能够通过管理软件来对存储进行相应的管理和控制。管理软件连接这学生终端和存储系统，学生能够在图形化界面上对存储设备进行管理，进行RAID等级的选择、新建主机、主机与存储单元的映射，完成对整个系统的架设。教师通过教师机来收集学生所做的实验数据来进行实验项目考核，不但有利于教师在课堂上对学生进行管理，还可以轻松获取学生所做的数据，把握整个实验课堂的教学效果。

通过存储基础实验模块，学生在实验终端启用存储管理软件客户端，图像化界面上进行操作。存储管理软件主动记录客户端上的操作步骤，将操作步骤记录在数据库表中。存储管理软件向下和存储阵列相连接，将学生的操作翻译成相应的命令发送至存储阵列中，使学生能够对其所属的磁盘组进行相应的操作和配置。在学生对存储阵列配置完成后，需要将存储阵列上的LUN映射到应用服务器上，学生可以通过远程登录应用服务器来对存储阵列上的存储空间进行操作。存储阵列映射到应用服务器是一个远程登录服务器并完成存储空间与服务器的映射过程，在这一过程中学生能够掌握一整套服务器与存储阵列的虚拟化映射知识。学生在实验室中除了能够对存储阵列进行配置操作外，还能够通过应用服务器对存储阵列上的存储空间进行后续的计算机实验项目。

4 结语

云计算技术实训室的建设将进一步填补学校计算机网络、通信等相关专业在云计算实践教学的空白，更好地实现“产学对接”，推动学校开展云计算方面的实践教学，帮助学生更好地了解云计算的基本概念与解决方案、掌握云计算的基础平台部署、云资源的部署；掌握云计算虚拟机的部署、云计算的高可用性部署；掌握云计算的EVB部署、云服务部署；掌握云计算产品的维护，从而帮助学生在就业环节中占据更多先机。

参考文献

[1] 夏国亭的博客.云网融合实训中心建设方案[EB/OL].http：//blog.sina.com.cn/s/blog_3ec4f7150101f9tx.html.

[2] 闫格.基于云计算架构的高校实验室设计与实施[J].漳州师范学院学报（自然科学版），2011，（4）.

[3] 许元朋.基于云计算的高校计算机类实验室建设研究[J].黄冈师范学院学报，2014，（3）.

基金项目：2014年广东省高职教育重点专业建设项目广东创新科技职业学院计算机应用技术专业建设项目。

作者简介：郭雅（1980-），男，广东惠州人，广东创新科技职业学院实验师，研究方向：计算机网络、网络技术；柳青，男，广东创新科技职业学院教授，计算机应用技术专业带头人，全国优秀教师，广东省南粤教书育人优秀教师，广东省职业技能鉴定优秀专家。

（责任编辑：周 琼）