高职院校校园私有云平台建设分析

摘  要：通过对私有云技术发展与应用的分析研究，该文介绍了私有云诞生背景以及相关技术，分析了当前高职院校中传统网络的不足之处，提出了服务器虚拟化、资源储存与信息储存虚拟化两点高职学校私有云平台建设的策略。最后，对私有云在高职院校中的影响进行了分析，发现私有云技术能够促进高职院校开展智慧校园的建设工作，为全校师生学习与生活提供极大的便利。

关键词：高职院校;私有云;平台构建

中图分类号：TP393.09      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）20-0118-04

Analysis on the Construction of Campus Private Cloud Platform in

Higher Vocational Colleges

WANG Haiyan

（Jiangxi Industry Polytechnic College，Nanchang  330095，China）

Abstract：Through the analysis and research on the development and application of private cloud technology，this article introduces the background of the birth of private cloud and related technologies，analyzes the shortcomings of traditional networks in current polytechnic college，and proposes two strategies for the construction of private cloud platforms in polytechnic college：server virtualization，resource storage and information storage virtualization. Finally，the impact of private cloud in polytechnic college is analyzed，and it is found that private cloud technology can promote the construction of smart campuses in polytechnic college and provide great convenience for the study and life of teachers and students in the school.

Keywords：polytechnic college;private cloud;platform construction

0  引  言

在互联网计算模式中，云计算方法已经非常成熟，在一些国际企业以及我国大型公司中均开始研究与应用云计算，并引发了全球互联网企业的革命。而我国阿里巴巴、腾讯以及联想等企业早已经投入到云计算模式研究中。不断建设智慧城市同时进行互联网技术以及知识传播，促使城市管理能够实现动态化发展，我国一些大城市开始建设政府云计算中心。该计算模式可以根据不同分类原则对各个类别进行科学划分。例如，按照服务器类型，其主要涵盖平台服务、软件服务以及基础设施服务三种类型。私有云主要按照是否可以公开发布需求发展而来的云计算。还有混合云技术与公有云技术两种类型。私有云主要是指，政府内部建设服务类型，主要为内部人员提供云服务，相关人员可以对私有云结构以及内容进行充分调整。混合云主要是指，组织按照内部员工需求，通过公有云模式为其提供部分服务，之后通过私有云模式提供其他部分服务，或是通过构建私有云方式，或是在该模式较为成熟之后，进行平台发布。在高职院校中，私有云技术具有良好适用性，校园数据较为封闭且集中，借助私有云技术可以充分保证网络数据安全。

对于网互联网中所有硬件和软件资源的整合，用户通过浏览器能够将应用指令发送给“云”，之后“云”就可以为用户提供服务与资源[1]。云计算资源可扩展性特点较为突出，能够摆脱传统网络系统技术限制，为全校师生提供大量、优质学习服务与教学资源。教师与学生不需要繁琐地操作即能够得到自身所需服务，进而帮助学生自主选择学习方式，合理筛选学习内容，促进学生个性化发展。

本文在研究中，主要以江西工業职业技术学院的私有云平台作为研究对象，分析其存在的不足之处，并提出相应的构建策略，强化其服务能力和效果。

1  高职院校传统网络不足

相比于一般的云平台，江西工业职业技术学院教务管理私有云平台运行网络存在一定的不足之处，影响整个云平台服务效果，致使相关功能发挥受限，难有做到优质高效，具体表现在以下几方面：

（1）服务器无法承载大量资源，同时任务不够丰富，运行效率比较低。

（2）开展网络平台维护工作时，维护费用较高。

（3）学校资源共享程度较低，并且充分建设问题较为突出，存在信息孤岛问题，教师与学生无法充分利用教学资源。

（4）用户在操作过程中需要克服繁琐程序，灵活性不足，另外，交互性还需要不断强化，无法为移动式学习提供了良好基础支持。

（5）传统网络技术架构无法满足现阶段实际需求，并且拓展性不足，难以对数据进行动态调整与迁移。

2  高职院校私有云平台构建策略

在实践过程中，根据江西工业职业技术学院对私有云平台的需求，进行平台构建，有效借助虚拟化服务器集中处理分散化数据，提升系统运行模式的清晰度，操作更加便捷。具体的私有云平台构建如图1所示。

2.1  平台选型

现阶段，有较多实现高职院校校园私有云建设的措施，从技术层面来讲，较多服务器厂家也提出了超融合解决方案，包括华为、Microsoft、深信服、Citrix、联想、H3C等，在众多建设方案中，通过对部署便捷性、稳定性、可靠性以及功能性等方面进行综合考量，最终选出最优的方案，即VMware公司的vSphere建设方案。本文应用的是vSphere6.7系统，该系统主要包含两个主要组件，一个为vCeneter组件，另一个为ESXi组件，前者属于中心化管理工具，在这一功能组件下可以对ESXi物理机与虚拟机进行管理，后者是虚拟化服务组件，在这一组件上所有虚拟机均可运行。该系统主要企业级功能包括：更新管理、动态负载均衡、高可用性以及迁移等。

2.2  服务器虚拟化

2.2.1  服务器虚拟化作用

首先，虽然现阶段高职院校的网络平台具有一定基础，但是服务器方面通常一年一更新，同时发展规划不够全面。在日常工作中，服务器均会为多页应用提供服务，并且此种方式会导致不同应用出现风险问题。要想避免发生此种问题，应该保证一台服务器只为一个应用提供服务，在运行新应用时，应该添加服务器保证一对一服务。若是学校组织在线考试活动，则需要再购买新服务器，使得学校办学成本增加。通过虚拟化处理服务器，可以使一个虚拟机具有独立计算机的功能，在一台服务器中能够设置数个虚拟机，并且各个虚拟机均能够承载一个应用，进而保证各个应用之间能够不发生冲突[2]。

其次，一些软件的应用次数较少，甚至一年才会使用一次，但是却需要占用服务器。同时部分应用在其他服务器运行过程中无法进行兼容。比如，一些软件的研发时间较早，之后较早的系统才能够与之相匹配，而此种操作系统并不能够支持新服务硬件。因此，虚拟化处理新服务器，能够保证虚拟系统充分支持早期软件。

最后，若是高职院校开展远程教学活动，需要服务器为其提供支撑，如果网络发生故障、系统升级或是系统维护等，则需要对服务器关机，而此种操作会中断学习服务，严重影响远程教学效果与质量。但是虚拟机并不会受到这些物理硬件的影响，若是服务器出现问题，则能够通过虚拟环境开展虚拟机迁移操作，同时可以开展备份操作，该项工作在短时间内就能够完成。另外，虚拟服务器能够科学分配资源，并提高资源灵活性，有效提高服务器工作效率，减少维护费用。

2.2.2  服务器虚拟化实现策略

对服务器进行虚拟化处理之后，Linux、Windows以及其他操作系統均能够在一套计算机中运行，工作人员根据实际需求，便捷地切换操作系统，能够虚拟化处理计算机的硬件，另外，还可以虚拟化处理操作系统。高职学校能够按照具体教学需要合理选择运行方式。主要通过Citrix、Microsoft、WMware等软件实现虚拟化处理。在此主要介绍Citrix及系列产品。在Citrix系列产品中，XenServer是服务器主要虚拟化软件，可以构建虚拟架构，使数据中心由复杂状态、静态进行简单状态以及动态形式转变，能够促进管理效率。通过虚拟服务器能够开展与物理服务器相同的操作，比如进行应用软件安装等。要想保证虚拟机可靠、稳定运转，需要配置监控软件，进而充分监控虚拟服务器的性能，并针对性能不足之处进行调整。

2.3  资源储存与信息储存虚拟化

2.3.1  虚拟化储存必要性

对于高职院校，其网络平台中会储存VOD课件系统、BBS讨论、在线解答、直播、多媒体课件等系统，同时随着高职院校不断扩招，其网络平台用户也随之增加，因此，应用软件也会随之增加。在储存器访问量超出限定标准时，会对储存设备应用性能产生一定影响[3]。

另外，传统网络平台中无法对数据信息自动进行整理，需要借助工作人员进行调整，在转移大量数据过程中，需要进行停机操作。对于储存设备进行虚拟化处理之后，能够对新磁盘进行旧磁盘虚拟化处理，不需要停机也能够开展数据转移工作。同时，传统平台中，只可以备份选定文件与数据，在虚拟化处理储存设备后，能够借助快照模式对数据库进行完成备份。

2.3.2  储存设备虚拟化之后的结构层次

完成储存器虚拟化处理之后，校内师生可以借助软件获得相应服务。通常虚拟储存结构涵盖4层结构：

（1）数据储存层。是私有云平台资源储存场所。

（2）基础管理层。能够保证不同储存器协同运转，第二层属于云储存核心内容，能够保证数据安全、快速地向应用接口层传输。

（3）应用接口层。该层在教师开展远程教学活动时应用较多。

（4）用户访问层。教师与学生能够借助不同的上网终端设备登录到系统中，同时获得在线考试、提交作业、答疑以及提交作业等服务。

储存设备虚拟化之后的结构层次如图2所示。

2.4  私有云的网络拓扑设计

高职院校私有云平台建设，主要是保障校园各项业务系统的良好运行，例如教学系统、行政系统以及后勤系统等，网络拓扑构建设计过程中共分为三层，分别是接入层、汇聚层以及核心层，基于双机设备下可保障汇聚层以及核心层的安全可靠运行，因为安保摄像头会存在较大的流媒体数据流量，为避免对主干网络通信负载及效率产生不良影响，单独隔离监控网[4]。所有接入用户均需要通过独立账号才能上网，能够追溯其上网行为记录，进一步强化网络安全行为管理。除此之外，对于重点区域还会进行重点防护，为确保核心业务安全性，将防火墙设置在服务器集群网络出口处。

3  江西工业职业技术学院校园私有云平台建设目标

经过研究总结，江西工业职业技术学院私有云平台，在结构方面，主要包括SaaS、PaaS和IaaS三个部分，具体如图3所示。在SaaS层面，门户具有统一性特点，主要包括精品课程、学习平台、在线练习与考试、交流平台、开放课程资源、在线资源库、高性能计算以及其他系统。在PaaS层面，主要包括平台服务、认证、授权、数据管理、系统监控和开发平台。在IaaS层面，主要包括基础平台和基础设施两部分内容。

江西工业职业技术学院VMware vSphere的私有云平台建设下主要实现了以下目标：

第一，提升硬件资源系统利用率。江西工业职业技术学院以往存在的机房分布式部署方式，通常会出现计算和存储资源无法共用以及负载不均衡的问题。通过建设VMware vSphere的私有云平台，可以在资源池中集中存储资源及计算资源，按照实际业务需求对其进行统筹分配。私有云计算硬件设施资源池是在虚拟化架构以及模块化硬件设备下形成的，能根据实际需求为上层应用提供相应资源，实现资源的共享，进而提升硬件资源系统的利用率。

第二，能够实现资源的按需动态分配。资源池是硬件资源云化后形成的，在灵活调度及贡献底层硬件资源的情况下，可有效提升资源利用率，减少系统建设成本，并且还能减少系统建设时间。形成底层资源池后，平台会依据自身DRS分布式资源调度程序中的功能，动态监控资源池的资源应用负载情况，同时均匀分配规则条件被触发，从而会重新分配资源池中的资源，实现资源的按需分配，以满足突发性大规模的资源需求业务，缓解系统存储及处理压力[5]。

第三，模块化搭建部署。基于VMware vSphere私有云技术下，形成了系统资源池，如图4所示，可按照实际需求在资源池中添加资源，也可以减少其中的资源，资源的计算及存储方面均采用编著的处理单元，硬件有扩容需求时，添加模块化单元即可，這种方式下，可使系统建设成本大幅度降低，并且，能快速增加资源池中的资源，实现模块化搭建部署。

第四，业务迁移快速便捷。私有云平台建设下，可以将原有系统快速安全的迁移至私有云计算环境中，并不是重新配置、部署新的业务平台，而是向虚拟环境中迁移原有的系统、程序、数据等。为进一步简化操作，需要用到相应的迁移工具，实际业务迁移环节应做到简单快捷，才能降低风险、提升效率。

4  结  论

综上所述，当前云计算技术在各个领域中均有着广泛应用，在成本、可扩展性以及可用性等方面具有良好优势，现阶段，常用类型主要涵盖三种，即私有云、公有云以及混合云形式。江西工业职业技术学院，在虚拟化实训平台建设时，相关系统选择VMware公司发布的vSphere6.7，具有大规模简单高效管理功能，安全性良好，并可以实现无缝混合云体验，在一定程度上提高了私有云平台的性能和功能，从而强化其服务效果和质量。

参考文献：

[1] 刘胜娃，陈思锦，李卫，等.面向企业私有云计算平台的安全构架研究 [J].现代电子技术，2014，37（4）：34-36.

[2] 陈小明.高职院校校园私有云平台建设初探 [J].网络安全技术与应用，2014（1）：116+118.

[3] 张振兴，左文涛.基于ownCloud企业私有云存储的实现 [J].现代信息科技，2019，3（21）：111-112+114.

[4] 张少锋.“互联网+”背景下高职院校教学网络平台建设研究 [J].科技风，2019（26）：102.

[5] 吕燕兵.私有云技术在高职院校智慧校园建设中的应用研究 [J].佳木斯职业学院学报，2019（11）：227+229.

作者简介：王海艳（1982—），女，汉族，江西万载人，讲师，硕士，研究方向：数据挖掘。