基于云服務的實驗設備共享平臺的構建

歐陽泉

【摘要】Amazon Web Services（AWS）？是一個安全的云服務平臺，它能提供計算能力、數據庫存儲、內容交付等功能，AWS 云產品和解決方案能構建靈活性、可擴展性和高可靠性的復雜應用程序。實驗設備共享為解決設備資源不足與使用者需求旺盛之間的矛盾提供了解決方案，文中分析了實驗設備共享平臺應該具備的基本功能，然后給出了實驗設備共享平臺的基本構架。最后給出了基于AWS的實驗設備共享平臺的解決方案。

【關鍵詞】Amazon Web Services ?共享 ?實驗設備 ?混合云

實驗設備是教育資源中最為匱乏的資源之一，在理工科院校或以培養技能型人才為目的的院校中，實驗設備種類和數量與使用者之間的矛盾更為突出。然而，在實驗設備資源匱乏的情況下同時又存在著資源浪費的情況，其主要的原因就是沒有做到合理的資源調配和共享。實驗設備共享是解決實驗設備資源不足的有效方法，各個學校都在嘗試如何更合理的調配實驗設備資源，同時也構建了一些相關的平臺，但是隨著共享要求的提高和范圍的擴大，這樣的系統已經不能滿足當前的需求了，因此需要對這些系統進行升級和改造。對已有的系統進行改造主要有三種方法：放棄已有的系統，重新開發新的系統;分析目前的系統，再進行功能完善和改進;對已有的系統進行封裝并與新的功能進行集成。放棄原有的系統重新開發在時間和經濟兩方的成本都會很高;分析現有的系統進行功能完善看似是一個好的方案，但這是建立在老系統開發文檔保留完好的前提之下的，所以存在很大的局限性。

一、實驗設備共享平臺的基本功能

早期的實驗設備共享系統都是各個部門為了完成某些項目獨立開發的實驗性系統，缺乏統一的對資源的描述和封裝標準，不同的系統間無法進行交互，設備資源只能在內部共享，資源庫之間缺乏互相訪問的通道，這樣就造成了共享障礙。實驗設備共享平臺負責整合各個部門的設備資源，建立統一的設備描述標準。

實驗設備共享平臺因該具有一下幾種基本功能：

（1）實驗設備的描述：定義一種可行的、標準化的描述方式對資源進行統一的描述和封裝，這是實現設備有效共享的基礎。

（2）實驗設備的管理：實驗設備管理系統的核心功能是如何對各類實驗設備進行有效的調配，它是構建實驗設備共享平臺的重要工作之一。

（3）實驗設備的的注冊與發現：提供一種基于云服務的訪問入口，方便用戶能夠準確快速的找到自己需要的設備。

實驗設備共享平臺是一個分布式的資源管理系統，包括對各種設備的有效管理、對設備的快速檢索，對大量數據進行存儲和恢復等功能。在實驗資源共享平臺中將設備和對設備的描述進行信息分離，并采用XML格式來描述信息。這樣，不同的管理系統可以適用于各種格式的資源對象以及不同的平臺，確保了設備共享和系統間的互操作。

二、實驗設備共享平臺的總體結構

混合云是建立在私有云和公有云服務之上的，是為特定用戶提供和管理一些內部資源和外部資源的云存儲環境。混合云存儲系統體系結構按層次可以劃分為4 層： 資源層、平臺層、應用層和用戶訪問層。AWS 云提供了各種各樣的基礎設施服務，例如計算能力、存儲選項、聯網和數據庫等實用服務。使用 AWS從數據倉庫到部署工具、從目錄到內容分發，應有盡有。新服務可以快速配置，借助各種數據庫引擎、服務器配置、加密以及強大的大數據工具等深層功能，可以專注于核心業務。實驗設備共享平臺是建立在對網絡教育技術標準研究和網絡建設高度發展基礎上的，通過對現有的教育資源共享系統的研究，基于AWS的深層功能、專用連接、聯合身份和集成式工具，可以在多個本地和云服務中運行“混合”應用程序，從而構建成基于AWS的實驗設備共享平臺。

三、混合構架的實驗設備共享平臺

混合云結合了公有云和私有云的特點，同時具備了兩者的優勢，越來越多的用戶開始采用混合云這種云計算環境來部署應用系統，將應用系統部署在共有云上可以提高擴展性，將數據部署在私有云上可以保證安全性。混合架構是通向云的過程，它的存在有著非常實際的意義，首先可以保留現有用戶的前期投入，同時又能夠最大程度的滿足當前用戶的使用習慣;AWS提供非常豐富的混合構架的服務，能幫助用戶非常方便的完成從局部應用到云計算環境的過渡。

混合構架是指結合內部和外部的服務，通過將公有云和已有的信息系統相結合來實現業務系統。混合構架的好處是能夠繼續使用現有的基礎設施、控制成本、保持功能特性、兼得開放性和獨立性，利用混合云服務平臺為用戶提供特色化、個性化的服務[3]。混合云的概念不是一個簡單的混合服務的提供，是如何正確有效地對公有云和私有云服務進行切換、融合的非常復雜的過程[4]。AWS提供了多種云服務（Amazon Virtual Private Cloud、Virtual Private Network、AWS Direct Connect、Directory Services、AWS Import/Export、AWS Storage Gateway等）來實現混合云構架。目前很多高校都建立了規模不等的設備共享系統，將它們統一集成到云端提供服務在短時間內是無法實現的，采用混合混合構架的方式將這些資源系統整合成云服務平臺是一種可行的方案，采用Direct Connect服務將各個現有的設備共享系統連接到公有云上對外提供服務，而實際的數據、應用等都還保持原有的狀態。

四、總結

混合云技術在實驗設備共享平臺的建設中有著很好的應用前景，它提高了系統維護的便利性，也保證了數據的安全性。混合云技術架構的出現，為實驗設備共享平臺建設提供了一種全新的思路。從物的方面講它可以達到節約投資的目的，使實驗儀器和設備得到充分的利用;從人的方面講它可以讓更多的學生能夠根據自己的興趣愛好去使用相應的實驗設備，提高動手能力，為將來踏入社會做好更充分的儲備。

參考文獻：

[1]盧亮.混合云存儲架構的研究與設計[D].北京： 北京郵電大學，2014.

[2]錢丹.基于私有云的高校云共享模式研究[J].中國電化教育，2013，（ 5）.

[3]蔡煒.區域高校圖書館聯盟信息服務云平臺體系研究[J]. 河北科技圖，2017，（1）.

[4]高云竹.基于混合云模式的資源調度模式的構建與設計[D].西安： 西安電子科技大學，2013.