云计算技术在高校计算中心的应用

2016-02-06杨晓静陈明晰

网络安全技术与应用 2016年10期

关键词：终端机计算中心计算技术

◆杨晓静陈明晰孙涛

（西安石油大学计算机学院陕西 710065）

云计算技术在高校计算中心的应用

◆杨晓静陈明晰孙涛

（西安石油大学计算机学院陕西 710065）

随着教育信息化建设水平要求的不断提高，为了更充分、有效地发挥计算机中心功能，就必须解决计算中心维护工程量大、资源分配不平衡、计算机设备陈旧等问题，而传统的解决方案主要以更新硬件、重构网络体系、升级软件产品等为主，在教育资金不足的情况下很难实现。云计算技术是一种创新计算模式，它可以利用互联网向使用者提供资源虚拟化解决方案，在不投入新设备、新资源的条件下，满足设备的灵活扩展机制和强大数据处理需求。本文在立足云计算技术原理、优势的基础上，提出一个高校计算中心利用云计算技术的典型方案，以供广大技术人员借鉴参考。

云计算；云桌面；计算中心；高校信息化

0 引言

从学术角度分析，云计算可视为一门边缘科学，它包括了分布式计算、效用计算、虚拟化技术、负载均衡原理等，简单地说，就是一种传统计算机技术和网络技术的融合产物。该技术可以通过分布式计算机构建大规模应用终端，实现资料的虚拟存储、调用和应用，一切功能基于网络平台实现，而不必真正将资源存储在本地电脑上。基于此，云计算技术提出了“云桌面”的新颖概念，事实上，云桌面也是云计算技术应用过程中不可或缺的组成部分。在高校计算中心网络体系中，每一个终端机都相当于一个“云桌面”，在教学管理工作中实现“无主机”运作。

1 云计算技术概述

1.1 云计算技术关键要素

云计算技术的一个核心代表成分是“云”，也可以称之为“云端”，它是为终端使用者提供资源的网络，一个完整的云计算系统由四个要素构成：（1）资源，包括软件和硬件，它们统一利用网络镜像的方式提供给用户。（2）网络。以高校计算中心为例，所有的资源都是通过网络传输，并根据需要进行资源配置以及动态扩展。（3）终端。即用户的操作平台，主要包括输入设备和显示设备，用户只需要使用而不必管理，对本地终端不会造成存储、运行负担。（4）共享。所有资源在物理层面采取分布式共享的模式存在；一个典型的云计算技术架构如下图所示。

图1 典型的云计算技术架构

1.2 云计算技术应用原理

在高校传统计算机机房设计和建设中，每一台终端机都要灌入同类软件，并确保硬件设备匹配的情况下才能正常使用。硬件作为必要投资势必选择价格最低的产品，很大程度上限制了功能发挥，相应地，对于正版软件如果每个终端机都分配一份，一次性经济投入较大，高校很难承担。同时，随着计算中心规模不断扩大，软件升级带动硬件设备升级等因素，显然无法满足正常使用要求。

本质上说，计算机及相关设备的使用是为了方便学校管理、教育工作开展，其工具性较为突出，投入过大显然不符合现实情况。因此，人们基于“租赁”的市场原理构思了一种新的计算模式，它就是云计算技术——云计算技术是分布式处理、并行处理和网格处理技术等的集合，它的设计目标是，随时随地、有限量的获取自己需要的资源，因此可以将它看作是“计算机+市场理念”的有机结合。“云端”会存储丰富的资源，终端设备通过网络访问的方式来获取自己需要的即可，也就是说，软件的安装并不在本机，而是计算中心作为第三方来供应，这样就大量节省了在整个网络架构中的投入。

2 云计算技术在高校计算中心的应用优势

2.1 节约信息化建设资金

数据显示，电子产品设备平均每18个月更新一代，而软件产品的更新周期可以缩短到一个月甚至更短，高校信息化建设过程中，需要经历立项、招标、设计、建设、调试等过程，计算机硬件设备在投入使用的同时，也就意味着已经落后。如果持续满足软件更新需求，势必不断地更新硬件设备，而这种投资规模是高校无法承担的。

基于云桌面应用形式，构建云计算服务架构，高校计算中心仅需要配置低端云技术介入设备即可，其他服务均有云计算服务上提供，这就大大降低了信息化建设投资，也降低了后期维护、管理的费用投入。

2.2 实现资源高效性整合

事实上，软件更新是高校计算中心面临的最大困境。软件规模越来越大，功能越来越丰富，相应地对计算机的性能要求就越来越高。从中央处理器、内存、硬盘等多个方面，硬件更新速度远远落后于软件更新速度。通过云计算技术的应用，则可以很好地实现资源高效性整合，在不必淘汰现有计算机设备的前提下，继续满足教学、科研和管理的需求。高校计算中心建立在云计算服务器之上，把复杂、繁重的计算任务和规模庞大的存储工作都交给云服务供应商，计算机终端设备只需要满足基本的网络负担、IO功能即可，现有硬件、软件均可以重复投入利用，大大减少了高校运营和管理成本。

2.3 确保高校系统安全性

高校计算中心面对的是群体性、流动性、多样性服务对象群体，不同专业的教师和学生对计算机资源的需求不同，软件运行环境也不同，传统的计算中心构建模式很难满足需求，同时基于本地计算机网络环境也无法确保安全。一方面，网络系统一旦被黑客攻击，很容易造成计算机设备的大规模瘫痪，损失严重。另一方面，同一台计算机在不同时间内会有不同人在使用，学生的计算机水平不同，很容易造成系统文件破坏和重要资料误删，无法满足正常教学秩序的运转。

基于此，云计算技术的应用环境下，供应商会提供专门的团队进行维护，在确保安全的前提下，维护整个系统的高效性、稳定性。同时，云计算技术在本地不需要存储任何资料，自然就规避了误删、病毒等问题，对确保高校系统安全性有重要意义。

3 云计算技术在高校计算中心的应用途径

从解决问题的思路出发，一个完善的云计算高校计算中心应该满足无纸化、便捷性和安全性，并基于云桌面展开局域网内的所有资源调配（权限之内），而云计算服务则提供虚拟桌面，保障用户使用软硬件环境的条件满足。

图2 虚拟服务云平台的架构

首先，利用虚拟桌面系统软件（云计算服务商提供）构建虚拟服务的“云平台”，所谓“平台”也可以简单的理解为“服务器”，它的存在位置不一定在本地，可以在其他地区的公共机房，只要确保与之对应的云存储器稳定即可。“云桌面”建立完成之后在本机设定为自动启动，云平台则负责管理用于软件和教学资源，并按照不同软件、资源的大小和运行环境进行归类。

其次，灌装统一操作系统。目前市场上流行的OS为微软公司的WIN7版本，由于大量终端机需要配置同一种操作系统，不可能采取逐个安装的方式。选择一台计算机作为样本，将教学和管理工作需要的软件与操作系统一起封装，随后制作GHOST镜像，利用虚拟服务云平台，该样本计算机的内容就可以发布到每一台终端计算机。

再次，终端机连接云端之后，云计算服务平台会根据预先设定将基础系统镜像文件、个性化软件、教学资源等反馈给终端机，这样即便是不同学生使用同一台计算机，也可以“因人而异”，展开针对性的教学和管理；一个虚拟服务云平台的架构如图2所示。