基于云计算在高职院校计算机实训室应用研究

刘钏

摘要：随着互联网和信息技术的高速发展，物联网、云计算、大数据等新兴信息技术应用于各行各业。目前高职院校实训室中沿用着传统的计算机教学。资源闲置或分布不均、容错性低、资金浪费维护困难等问题。严重制约了信息化教学。这时云计算的便运用而生。

关键词：云计算；实训室；信息化；互联网；大数据

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）29-0062-02

Abstract： with the rapid development of Internet and information technology， Internet of things the cloud data and other big emerging information technology applied . in the current higher vocational colleges training rooms in all walks of life continue to use the traditional computer teaching resources are idle or uneven distribution of fault tolerance problems. such as low waste money maintenance difficulties seriously restricts the informationization teaching of cloud computing would then apply.

Key words： cloud computing； training room； information technology；internet；big data

何為云计算：云计算（英语：Cloud Computing），所谓的云计算就是将网络上分布式的计算资源整合起来形成一个“云端”，统一管理与调度。可以把“云端”当作是一个巨大的资源池。为用户提供个性化、可靠安全的服务。大大将资源最大利益化，减少成本。这样说吧，假设传统的计算模型是以前喝水一家一个水井，而云计算则是由水厂统一供水。前者你需要承担挖井、维护水井的费用，水井坏了你要自己修；而后者你不需要顾虑这些，运维的工作以及成本由水厂负责，用户只管用水就可以了。相比而言，云计算的扩展性更强，灵活性更强。比如你的水井每天只能产生1吨水，而在1年里，只有某一天你需要100吨水，那么你不可能为了应付这一天却去挖99个水井，那么其余364天这99个井就浪费了不是吗？而水厂呢？你今天想用1吨，那就放1吨，想用100吨，就放100吨。这就是云计算的优势所在。

1 高职院校计算机实训室的现状

1.1 硬件资源存在的问题

1）硬件资源配置不匹配。由于受到教学资金的制约，硬件设施购置在各个院系出现供过于求又或者是供不应求的现状。严重影响教学任务的正常进行。不利于学生的综合素质的提高。

2）传统实训室更新维护成本高。随着互联网的高速发展，对我们硬件设施不断提出了新的要求。而购置硬件设施成本高，维护机器烦琐，加上设施建设申报审批流程冗长。从而延缓了实训建设。

3）计算机实训室利用率两极分化严重。传统的台式机由于老化，配置跟不上，更新维护困难所以排课少，利用率低。配置好的新机型长期处于负荷状态，大大降低使用寿命。

1.2软件资源存在的问题

1）软件版本升级快、机房维护工作量大。由于每个实训室每个学期的课程需要的配套软件都可能不一样。由于资源的有限，不能把全部的软件装下去。所以每个学期都得重装系统再一台一台装软件。要耗费大量的人力物力和时间。

2）实训数据难长久保存。学生在实训过程的作业要求要连续性，但由于传统机器装了还原系统，不能保存学生的上一次或者是没有做完作业数据。不利于学生学习的连贯性。学生把没做完的传到学校的ftp上，长期以来又会造成数据冗余。加重了服务器的负担。

3）系统不匹配。不同课程教学过程中对操作系统的要求存在着差异，而传统的机器由于硬件有限，不利于多系统的安装。对教学带来了不便。

2 机房实训室采用私有云（private cloud）部署方式

2.1 硬件环境

1）云基础硬件部署：设施就为了用户独立使用而构建的，因此可以有效地控制数据、安全性和服务质量。可以部署在一个主机托管所。那么我们学校云计算私有云跟企业部署大致一样，可以布置在我们学校内部的信息服务中心。从而能够更好统筹兼顾的管理好硬件资源。

2）云服务器硬件结构：我们机房实训室采用DELL PowerEdge R730xd *3的云平台节点、DELL PowerEdge R730xd *1的云实训节点、HUAWEI CE5855-24T4S2Q-EI *1汇聚交换机和HUAWEI S5700-52X-LI-AC *2接入交换机等硬件配置。同时结合我们设计的网络拓扑结构、相应的网络管理、以及各个主机的ip分配共同来搭建云计算实训平台的硬件环境。虚拟硬件环境主要是通过cup虚拟化、内存虚拟化、设备与I/O虚拟化、网络虚拟化以及实时迁移技术等硬件虚拟化来提供。

2.2 软件环境

引用了hyper服务器基于windows server2012的一种虚拟化的功能，能够整合我们机房的服务器和存储设备，建立多个虚拟主机，这些虚拟化出来的主机可以共享更多硬件上的资源，但是他们可以运行自己独立的操作系统，同时教学、学生可以通过不同的课程执行不同的操作系统，并在上面打开不同课程的应用程序和服务完成相应的实训操作。机房实训室云计算虚拟化实训平台软件结构大致分为三个功能：

1）管理员功能，负责组织管理是管理学校的组织结构关系和相应的管理权限，包括院系、班级、人员等情况。

2）教师操作功能，负责实训任务调度、实训课程安排与管理、考试管理、虚拟机管理以及微课等信息化教学。

3）学生操作功能，包括学生可以查看、下载老师下发的相关教学资料、实训资料、学生在线考试、成绩查询以及在虚拟机里为学生提供用来保存、管理实验相关资料云盘。用户由云终端（瘦客机，配置较低的电脑）登录云平台，让用户快速方便地访问云中的共享资源。通过hyper服务器虚拟化技术构建虚拟化平台，同时结合Vcenter虚拟机管理套件将已有的硬件资源整合起来，统一管理和分发利用。为云计算虚拟化实训平台和云桌面池流畅运行保驾护航，具有稳定性、安全性、可拓展性的特性。推进高校信息化教学的进程。

3 云计算实训平台给实训室带来的优势

1）大大降低了高校机房建设和维护成本。实训采用云计算后，将强大的计算能力与存储能力整合起来，我们机房使用普通的瘦客机接入云服务器，这样一来原先需要在本地完成的处理计算、存储等一系列消耗计算机资源的工作都放置到云端。这样一来不仅降低机房高配置硬件设施的成本，同时提高也各个机房使用率，统筹兼顾，物尽其用。

2）提高实训室信息安全，实现教学数据安全稳定的集中存储。使用云计算服务后，老师学生的资料都可以存储在云端并且存储空间大，为我们提供了稳定安全的数据。给师生保存数据带来的极大的方便。

3）为学生提供云计算操作环境，弥补企业实习资源不足。云计算与虚拟化實训室是高职院校进行教学和科研活动的重要基地，为学生提供云计算实训环境，从而极大弥补企业实习资源不足。通过云计算模拟环境搭建等实训课程的实际操作与训练，学生的实践动手能力得到了很好的培养。云计算实训平台在培养信息技术类专业人才起到非常重要的作用与意义。

4）推动信息化教学的进程。通过云计算实训平台现代信息技术能够充分模拟传统教学做不到师生的学习、协作、会话等情景，同学们感同身受，为此教学效果得到充分的提高。信息化教学模式明确以学生为中心，强调情境对信息化教学的重要作用，于是微课、翻转课堂等也步入云平台舞台并发挥了重要教学作用，而我们有了云平台后，学生可以通过学号登录云端的信息化教学模式系统来主动学习新知识。

4 云计算在实训室运行后存在的问题

1）机房由于采用局域网的构造结构，因此带宽的局限性制约云平台高速读写访问的速度。同时云内部网络技术也可能是一种性能瓶颈，数据中心节点、分发路由器、交换机的多个连接带来的带宽性能瓶颈，这些都影响用户体验，不利于信息化教学。

2）云计算的存在安全问题。随着信息化时代的高速发展，未来高校的各种数据存储在云端，如何才能信赖服务提供商，确保我们的信息不泄露，这是我们应该考量的问题。

3）整体性能不够稳定，操作程序烦琐问题。由于复杂的系统配置，受一些温度，湿度等不可控因素影响使得云平台的运行性能出现起伏，加上复杂的操作流程，让用户感觉疲惫。

4）由于整个硬件资源的有限性影响了我们云桌面的配置，不利于每个班级都有一个独立的桌面池。由于我们的云桌面在部署过程中设置了云桌面系统还原。因此，学生在云桌面实训过程当中，比如课堂上未完成的作业和实训项目不能很好地保存，不利于知识的连续性。

5 结束语

随着信息化的高速进程中，云计算势必会引领一次前所未有的新机遇，云计算发展前景令人瞩目。云计算一定会越来越成熟，在未来云计算在信息安全性、数据性能稳定的构建、资源利用和可用性、系统管理程序和控制等方面一定会越来越优化，一定也会在各个领域有所突破。那么高职院校如何在计算机机房改造建设中紧跟云计算技术潮流，积极引导高职等院校进行全方位的教学信息化改革。培养教学信息化教学能力，提高高职院校的信息化水平，同时规避技术瓶颈与风险，直面机遇与挑战。这将是我们高职院校信息化教学革命新的里程碑。

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