基于區(qū)域教育云的學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃

季娜

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室（可以稱為端）是校園云最重要的云端部分，其管理繁瑣復(fù)雜，工作量大，涉及硬件管理、軟件管理、上機(jī)管理等，是一項(xiàng)完整的系統(tǒng)工程。而計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，管理人員不僅要有較強(qiáng)的責(zé)任心，更需要采用先進(jìn)的技術(shù)管理手段和管理理念，探索和建設(shè)以云計(jì)算為核心技術(shù)的新一代實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室管理的發(fā)展趨勢(shì)，下面我將從四個(gè)方面進(jìn)行論述。

● 構(gòu)建終端地址池，實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一管理

當(dāng)前學(xué)校計(jì)算機(jī)終端數(shù)量多，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室也很多，型號(hào)相對(duì)復(fù)雜，校園網(wǎng)的建成為實(shí)驗(yàn)室的集中統(tǒng)一管理提供了一個(gè)很好的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)。由于計(jì)算機(jī)終端網(wǎng)卡MAC地址的唯一性，所以可將終端MAC地址全部收集并存放到服務(wù)器，由此對(duì)終端進(jìn)行集中統(tǒng)一管理。

● 建立系統(tǒng)軟件云，提高機(jī)房響應(yīng)能力

系統(tǒng)及軟件服務(wù)云應(yīng)包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分區(qū)等，可以定義為云中基礎(chǔ)資源。實(shí)驗(yàn)室將所需要的系統(tǒng)及軟件環(huán)境上傳到服務(wù)器以鏡像方式存儲(chǔ)在服務(wù)器中，作為可向終端提供的基礎(chǔ)服務(wù)資源。管理者可通過隨時(shí)添加鏡像或者對(duì)鏡像更新、刪除等來不斷壯大和優(yōu)化系統(tǒng)及軟件云，以靈活應(yīng)對(duì)和滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。作為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)及軟件服務(wù)云中的資源屬于公共基礎(chǔ)資源，這個(gè)云中的資源僅對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理者直接開放，由實(shí)驗(yàn)室管理者根據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和上機(jī)需要決定是否提供給終端，并進(jìn)行管理和維護(hù)。

● 建立硬盤模板庫，提高機(jī)房管控能力

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)抽象為磁盤、鏡像、策略三個(gè)層面，通過對(duì)這三個(gè)層面的組合和設(shè)置來搭建硬盤模板（也可稱之為磁盤鏡像），以此模板來向終端使用者提供服務(wù)，并制定哪些終端才可以訪問、使用和下載;對(duì)終端的使用進(jìn)行有效的管控;最大化提升終端設(shè)備利用率和可管理性。

1.模板集中化管理

桌面系統(tǒng)采用虛擬技術(shù)，在服務(wù)器上為各終端或各組創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的虛擬磁盤作為終端硬盤模板，由服務(wù)器對(duì)所有的模板進(jìn)行集中管理。日常僅需遠(yuǎn)程對(duì)模板進(jìn)行管理維護(hù)即可。

2.模板積木式搭建

系統(tǒng)采用鏡像和磁盤關(guān)聯(lián)管理，積木式搭建的模式，為實(shí)驗(yàn)室管理以及提供良好的終端系統(tǒng)軟件環(huán)境帶來了極大的方便。根據(jù)教學(xué)實(shí)際需要從鏡像庫中任意添加一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)鏡像到磁盤中。如果中途根據(jù)需要搭建臨時(shí)教學(xué)環(huán)境或者考試系統(tǒng)，可任意添加，且不影響其他的系統(tǒng)，更無需重新安裝系統(tǒng)和重新規(guī)劃硬盤。

3.模板策略化管理

對(duì)磁盤或其中的系統(tǒng)鏡像根據(jù)管理和使用的需要，可設(shè)定相應(yīng)的使用管理策略，如磁盤中的系統(tǒng)顯示/隱藏策略、系統(tǒng)保護(hù)還原策略、USB及串并口禁用等。

● 構(gòu)建云部署服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能化管理

客戶端通過網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)便可自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的硬盤模板（磁盤鏡像）進(jìn)入系統(tǒng)并使用。磁盤鏡像通過網(wǎng)絡(luò)而不是本地硬盤裝載，單個(gè)磁盤鏡像在網(wǎng)絡(luò)中可被多個(gè)客戶端共享訪問，這不是傳統(tǒng)意義上的虛擬化——不存在虛擬化平臺(tái)，客戶端首次在裸機(jī)上全速運(yùn)行，采用邊使用邊部署的方式會(huì)自動(dòng)將該模板交付到本地硬盤。

1.按需部署

按需部署的缺點(diǎn)是所有的啟動(dòng)和應(yīng)用都必須依賴網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器，這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致終端啟動(dòng)和使用效率低下，甚至終端無法運(yùn)行的情況發(fā)生，而計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)常是多人同時(shí)啟動(dòng)電腦、同時(shí)使用大型軟件、承擔(dān)著各種無紙化考試等特點(diǎn)。這對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室而言存在很大的安全隱患，一旦出現(xiàn)意外會(huì)釀成嚴(yán)重的教學(xué)事故，這是實(shí)驗(yàn)室管理者不能承受的。

2.完全部署

這種交付方式很好地保障了大批量終端同時(shí)使用時(shí)的啟動(dòng)和運(yùn)行效率，也杜絕了網(wǎng)絡(luò)故障引起的終端無法啟動(dòng)和使用的安全隱患。按需交付和完全交付兩種方式，都無需實(shí)驗(yàn)室停機(jī)停課進(jìn)行部署維護(hù)，且可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要自由選擇和任意切換。即使選擇了完全部署，也無需一次性部署完畢。只要客戶端開機(jī)都將自動(dòng)增量部署。這不僅提高了機(jī)房的使用效率，也提高了機(jī)房管理維護(hù)工作的靈活性和機(jī)動(dòng)性，將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理工作量降到了最低。

3.先進(jìn)的P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)

采用先進(jìn)的P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，客戶端不僅能從服務(wù)器上下載所需數(shù)據(jù)，還能從網(wǎng)絡(luò)中的其他客戶機(jī)上獲取所需的數(shù)據(jù)。在技術(shù)上采用集中式處理與分布式處理相結(jié)合的方式，充分利用了網(wǎng)絡(luò)帶寬和客戶機(jī)的資源，部署的速度快，穩(wěn)定性好，不因個(gè)別機(jī)器故障影響整體的部署。同時(shí)，針對(duì)終端數(shù)量巨大，且可能同時(shí)需要部署的情況，允許管理者自行決定增加代理服務(wù)器集群的模式以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

基于云計(jì)算的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是一個(gè)大的發(fā)展趨勢(shì)，如何打破傳統(tǒng)手段，采用最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)，利用校園網(wǎng)平臺(tái)，拓展新的實(shí)驗(yàn)室空間，造就一個(gè)充滿活力、可持續(xù)發(fā)展的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，是適應(yīng)新形勢(shì)下教育改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展需要的根本問題。盡管基于云計(jì)算的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)還處在不斷發(fā)展和完善中，在實(shí)施和使用過程中也一定會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。但只要我們充分考慮到系統(tǒng)冗余和技術(shù)服務(wù)能力，在不影響實(shí)驗(yàn)室的正常管理和開放的原則下，可以大膽地嘗試和創(chuàng)新。以便更好地為全校師生提供靈活方便、快速優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，滿足計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。