高職院校校園私有云平臺建設分析

摘? 要：通過對私有云技術發展與應用的分析研究，該文介紹了私有云誕生背景以及相關技術，分析了當前高職院校中傳統網絡的不足之處，提出了服務器虛擬化、資源儲存與信息儲存虛擬化兩點高職學校私有云平臺建設的策略。最后，對私有云在高職院校中的影響進行了分析，發現私有云技術能夠促進高職院校開展智慧校園的建設工作，為全校師生學習與生活提供極大的便利。

關鍵詞：高職院校;私有云;平臺構建

中圖分類號：TP393.09? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：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

在互聯網計算模式中，云計算方法已經非常成熟，在一些國際企業以及我國大型公司中均開始研究與應用云計算，并引發了全球互聯網企業的革命。而我國阿里巴巴、騰訊以及聯想等企業早已經投入到云計算模式研究中。不斷建設智慧城市同時進行互聯網技術以及知識傳播，促使城市管理能夠實現動態化發展，我國一些大城市開始建設政府云計算中心。該計算模式可以根據不同分類原則對各個類別進行科學劃分。例如，按照服務器類型，其主要涵蓋平臺服務、軟件服務以及基礎設施服務三種類型。私有云主要按照是否可以公開發布需求發展而來的云計算。還有混合云技術與公有云技術兩種類型。私有云主要是指，政府內部建設服務類型，主要為內部人員提供云服務，相關人員可以對私有云結構以及內容進行充分調整。混合云主要是指，組織按照內部員工需求，通過公有云模式為其提供部分服務，之后通過私有云模式提供其他部分服務，或是通過構建私有云方式，或是在該模式較為成熟之后，進行平臺發布。在高職院校中，私有云技術具有良好適用性，校園數據較為封閉且集中，借助私有云技術可以充分保證網絡數據安全。

對于網互聯網中所有硬件和軟件資源的整合，用戶通過瀏覽器能夠將應用指令發送給“云”，之后“云”就可以為用戶提供服務與資源[1]。云計算資源可擴展性特點較為突出，能夠擺脫傳統網絡系統技術限制，為全校師生提供大量、優質學習服務與教學資源。教師與學生不需要繁瑣地操作即能夠得到自身所需服務，進而幫助學生自主選擇學習方式，合理篩選學習內容，促進學生個性化發展。

本文在研究中，主要以江西工業職業技術學院的私有云平臺作為研究對象，分析其存在的不足之處，并提出相應的構建策略，強化其服務能力和效果。

1? 高職院校傳統網絡不足

相比于一般的云平臺，江西工業職業技術學院教務管理私有云平臺運行網絡存在一定的不足之處，影響整個云平臺服務效果，致使相關功能發揮受限，難有做到優質高效，具體表現在以下幾方面：

（1）服務器無法承載大量資源，同時任務不夠豐富，運行效率比較低。

（2）開展網絡平臺維護工作時，維護費用較高。

（3）學校資源共享程度較低，并且充分建設問題較為突出，存在信息孤島問題，教師與學生無法充分利用教學資源。

（4）用戶在操作過程中需要克服繁瑣程序，靈活性不足，另外，交互性還需要不斷強化，無法為移動式學習提供了良好基礎支持。

（5）傳統網絡技術架構無法滿足現階段實際需求，并且拓展性不足，難以對數據進行動態調整與遷移。

2? 高職院校私有云平臺構建策略

在實踐過程中，根據江西工業職業技術學院對私有云平臺的需求，進行平臺構建，有效借助虛擬化服務器集中處理分散化數據，提升系統運行模式的清晰度，操作更加便捷。具體的私有云平臺構建如圖1所示。

2.1? 平臺選型

現階段，有較多實現高職院校校園私有云建設的措施，從技術層面來講，較多服務器廠家也提出了超融合解決方案，包括華為、Microsoft、深信服、Citrix、聯想、H3C等，在眾多建設方案中，通過對部署便捷性、穩定性、可靠性以及功能性等方面進行綜合考量，最終選出最優的方案，即VMware公司的vSphere建設方案。本文應用的是vSphere6.7系統，該系統主要包含兩個主要組件，一個為vCeneter組件，另一個為ESXi組件，前者屬于中心化管理工具，在這一功能組件下可以對ESXi物理機與虛擬機進行管理，后者是虛擬化服務組件，在這一組件上所有虛擬機均可運行。該系統主要企業級功能包括：更新管理、動態負載均衡、高可用性以及遷移等。

2.2? 服務器虛擬化

2.2.1? 服務器虛擬化作用

首先，雖然現階段高職院校的網絡平臺具有一定基礎，但是服務器方面通常一年一更新，同時發展規劃不夠全面。在日常工作中，服務器均會為多頁應用提供服務，并且此種方式會導致不同應用出現風險問題。要想避免發生此種問題，應該保證一臺服務器只為一個應用提供服務，在運行新應用時，應該添加服務器保證一對一服務。若是學校組織在線考試活動，則需要再購買新服務器，使得學校辦學成本增加。通過虛擬化處理服務器，可以使一個虛擬機具有獨立計算機的功能，在一臺服務器中能夠設置數個虛擬機，并且各個虛擬機均能夠承載一個應用，進而保證各個應用之間能夠不發生沖突[2]。

其次，一些軟件的應用次數較少，甚至一年才會使用一次，但是卻需要占用服務器。同時部分應用在其他服務器運行過程中無法進行兼容。比如，一些軟件的研發時間較早，之后較早的系統才能夠與之相匹配，而此種操作系統并不能夠支持新服務硬件。因此，虛擬化處理新服務器，能夠保證虛擬系統充分支持早期軟件。

最后，若是高職院校開展遠程教學活動，需要服務器為其提供支撐，如果網絡發生故障、系統升級或是系統維護等，則需要對服務器關機，而此種操作會中斷學習服務，嚴重影響遠程教學效果與質量。但是虛擬機并不會受到這些物理硬件的影響，若是服務器出現問題，則能夠通過虛擬環境開展虛擬機遷移操作，同時可以開展備份操作，該項工作在短時間內就能夠完成。另外，虛擬服務器能夠科學分配資源，并提高資源靈活性，有效提高服務器工作效率，減少維護費用。

2.2.2? 服務器虛擬化實現策略

對服務器進行虛擬化處理之后，Linux、Windows以及其他操作系統均能夠在一套計算機中運行，工作人員根據實際需求，便捷地切換操作系統，能夠虛擬化處理計算機的硬件，另外，還可以虛擬化處理操作系統。高職學校能夠按照具體教學需要合理選擇運行方式。主要通過Citrix、Microsoft、WMware等軟件實現虛擬化處理。在此主要介紹Citrix及系列產品。在Citrix系列產品中，XenServer是服務器主要虛擬化軟件，可以構建虛擬架構，使數據中心由復雜狀態、靜態進行簡單狀態以及動態形式轉變，能夠促進管理效率。通過虛擬服務器能夠開展與物理服務器相同的操作，比如進行應用軟件安裝等。要想保證虛擬機可靠、穩定運轉，需要配置監控軟件，進而充分監控虛擬服務器的性能，并針對性能不足之處進行調整。

2.3? 資源儲存與信息儲存虛擬化

2.3.1? 虛擬化儲存必要性

對于高職院校，其網絡平臺中會儲存VOD課件系統、BBS討論、在線解答、直播、多媒體課件等系統，同時隨著高職院校不斷擴招，其網絡平臺用戶也隨之增加，因此，應用軟件也會隨之增加。在儲存器訪問量超出限定標準時，會對儲存設備應用性能產生一定影響[3]。

另外，傳統網絡平臺中無法對數據信息自動進行整理，需要借助工作人員進行調整，在轉移大量數據過程中，需要進行停機操作。對于儲存設備進行虛擬化處理之后，能夠對新磁盤進行舊磁盤虛擬化處理，不需要停機也能夠開展數據轉移工作。同時，傳統平臺中，只可以備份選定文件與數據，在虛擬化處理儲存設備后，能夠借助快照模式對數據庫進行完成備份。

2.3.2? 儲存設備虛擬化之后的結構層次

完成儲存器虛擬化處理之后，校內師生可以借助軟件獲得相應服務。通常虛擬儲存結構涵蓋4層結構：

（1）數據儲存層。是私有云平臺資源儲存場所。

（2）基礎管理層。能夠保證不同儲存器協同運轉，第二層屬于云儲存核心內容，能夠保證數據安全、快速地向應用接口層傳輸。

（3）應用接口層。該層在教師開展遠程教學活動時應用較多。

（4）用戶訪問層。教師與學生能夠借助不同的上網終端設備登錄到系統中，同時獲得在線考試、提交作業、答疑以及提交作業等服務。

儲存設備虛擬化之后的結構層次如圖2所示。

2.4? 私有云的網絡拓撲設計

高職院校私有云平臺建設，主要是保障校園各項業務系統的良好運行，例如教學系統、行政系統以及后勤系統等，網絡拓撲構建設計過程中共分為三層，分別是接入層、匯聚層以及核心層，基于雙機設備下可保障匯聚層以及核心層的安全可靠運行，因為安保攝像頭會存在較大的流媒體數據流量，為避免對主干網絡通信負載及效率產生不良影響，單獨隔離監控網[4]。所有接入用戶均需要通過獨立賬號才能上網，能夠追溯其上網行為記錄，進一步強化網絡安全行為管理。除此之外，對于重點區域還會進行重點防護，為確保核心業務安全性，將防火墻設置在服務器集群網絡出口處。

3? 江西工業職業技術學院校園私有云平臺建設目標

經過研究總結，江西工業職業技術學院私有云平臺，在結構方面，主要包括SaaS、PaaS和IaaS三個部分，具體如圖3所示。在SaaS層面，門戶具有統一性特點，主要包括精品課程、學習平臺、在線練習與考試、交流平臺、開放課程資源、在線資源庫、高性能計算以及其他系統。在PaaS層面，主要包括平臺服務、認證、授權、數據管理、系統監控和開發平臺。在IaaS層面，主要包括基礎平臺和基礎設施兩部分內容。

江西工業職業技術學院VMware vSphere的私有云平臺建設下主要實現了以下目標：

第一，提升硬件資源系統利用率。江西工業職業技術學院以往存在的機房分布式部署方式，通常會出現計算和存儲資源無法共用以及負載不均衡的問題。通過建設VMware vSphere的私有云平臺，可以在資源池中集中存儲資源及計算資源，按照實際業務需求對其進行統籌分配。私有云計算硬件設施資源池是在虛擬化架構以及模塊化硬件設備下形成的，能根據實際需求為上層應用提供相應資源，實現資源的共享，進而提升硬件資源系統的利用率。

第二，能夠實現資源的按需動態分配。資源池是硬件資源云化后形成的，在靈活調度及貢獻底層硬件資源的情況下，可有效提升資源利用率，減少系統建設成本，并且還能減少系統建設時間。形成底層資源池后，平臺會依據自身DRS分布式資源調度程序中的功能，動態監控資源池的資源應用負載情況，同時均勻分配規則條件被觸發，從而會重新分配資源池中的資源，實現資源的按需分配，以滿足突發性大規模的資源需求業務，緩解系統存儲及處理壓力[5]。

第三，模塊化搭建部署。基于VMware vSphere私有云技術下，形成了系統資源池，如圖4所示，可按照實際需求在資源池中添加資源，也可以減少其中的資源，資源的計算及存儲方面均采用編著的處理單元，硬件有擴容需求時，添加模塊化單元即可，這種方式下，可使系統建設成本大幅度降低，并且，能快速增加資源池中的資源，實現模塊化搭建部署。

第四，業務遷移快速便捷。私有云平臺建設下，可以將原有系統快速安全的遷移至私有云計算環境中，并不是重新配置、部署新的業務平臺，而是向虛擬環境中遷移原有的系統、程序、數據等。為進一步簡化操作，需要用到相應的遷移工具，實際業務遷移環節應做到簡單快捷，才能降低風險、提升效率。

4? 結? 論

綜上所述，當前云計算技術在各個領域中均有著廣泛應用，在成本、可擴展性以及可用性等方面具有良好優勢，現階段，常用類型主要涵蓋三種，即私有云、公有云以及混合云形式。江西工業職業技術學院，在虛擬化實訓平臺建設時，相關系統選擇VMware公司發布的vSphere6.7，具有大規模簡單高效管理功能，安全性良好，并可以實現無縫混合云體驗，在一定程度上提高了私有云平臺的性能和功能，從而強化其服務效果和質量。

參考文獻：

[1] 劉勝娃，陳思錦，李衛，等.面向企業私有云計算平臺的安全構架研究 [J].現代電子技術，2014，37（4）：34-36.

[2] 陳小明.高職院校校園私有云平臺建設初探 [J].網絡安全技術與應用，2014（1）：116+118.

[3] 張振興，左文濤.基于ownCloud企業私有云存儲的實現 [J].現代信息科技，2019，3（21）：111-112+114.

[4] 張少鋒.“互聯網+”背景下高職院校教學網絡平臺建設研究 [J].科技風，2019（26）：102.

[5] 呂燕兵.私有云技術在高職院校智慧校園建設中的應用研究 [J].佳木斯職業學院學報，2019（11）：227+229.

作者簡介：王海艷（1982—），女，漢族，江西萬載人，講師，碩士，研究方向：數據挖掘。