□ 韓磊 陳巖 范華

遠程教育云數(shù)據(jù)中心的研究與實踐
——以山東電大數(shù)據(jù)中心為例

□ 韓磊 陳巖 范華

從遠程教育云基礎(chǔ)架構(gòu)的整體性出發(fā)，以建設(shè)IaaS為主要服務(wù)形式的山東開放大學(xué)私有云為目的，在研究虛擬化技術(shù)的同時也對虛擬機的備份和性能監(jiān)控進行了分析和應(yīng)用，解決了虛擬化系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)和存儲瓶頸。實踐表明，山東開放大學(xué)遠程教育云平臺的構(gòu)建，實現(xiàn)了遠程教育信息資源的集中部署、有效共享以及云基礎(chǔ)設(shè)施在山東電大系統(tǒng)的按需分配。

遠程教育云；IaaS；服務(wù)器虛擬化；交換機虛擬化；存儲虛擬化；虛擬化備份與監(jiān)控

一、山東電大遠程教育云構(gòu)建的背景

山東開放大學(xué)是以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐、辦學(xué)網(wǎng)絡(luò)立體覆蓋城鄉(xiāng)、學(xué)歷與非學(xué)歷教育并重、面向全體社會成員、沒有圍墻的新型大學(xué)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息化成為開放大學(xué)發(fā)展的有力支撐和重要組成部分。山東廣播電視大學(xué)在向開放大學(xué)轉(zhuǎn)變的過程中遇到了一系列問題：一是技術(shù)上難以實現(xiàn)海量資源的共享與訪問。在WEB1.0時代，山東廣播電視大學(xué)的門戶網(wǎng)站、學(xué)習(xí)平臺、管理系統(tǒng)及網(wǎng)考系統(tǒng)等由中央電大、省電大和地市分校三級平臺組成，這樣的分布式部署在當(dāng)時最大限度地緩解了網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的壓力，取得了一定的效果，但是分級部署也帶來了不可彌補的缺陷，各級電大網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源重復(fù)上傳、數(shù)據(jù)不能同步、信息不能共享而導(dǎo)致信息孤島大量存在[1]。二是由于基層信息化基礎(chǔ)薄弱，信息暢通難以保證。受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟條件和技術(shù)力量的制約，多數(shù)基層電大信息化條件仍然較差，沒有建立支持教學(xué)活動的數(shù)據(jù)中心，也缺少專業(yè)的信息化管理人員，不少教學(xué)點連必備的學(xué)習(xí)平臺和站點主頁等也無法保證“時時通”，難以實現(xiàn)“學(xué)習(xí)平臺校校通、學(xué)習(xí)空間人人通、教學(xué)信息及時通”的目標(biāo)。三是初期的虛擬化構(gòu)建缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃和實踐。為解決遠程教育信息化快速發(fā)展帶來的問題，山東廣播電視大學(xué)從2009年開始對數(shù)據(jù)中心進行虛擬化探究和實踐，但是最初的虛擬化應(yīng)用規(guī)模較小，缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計，只有一套支持4CPU群集的虛擬化系統(tǒng)和管理軟件，沒有考慮到專業(yè)監(jiān)控及備份恢復(fù)支持等方案，對虛擬化帶來的數(shù)據(jù)安全等問題也缺乏周密的部署，存在著不少隱患和不足。這些問題，制約了山東電大信息化發(fā)展和教育資源的開發(fā)利用，而云計算的研究和應(yīng)用為解決這些問題提供了技術(shù)支撐。

云計算（CloudComputing）是分布式計算（DistributedComputing）、并行計算 （Parallel Computing）、效用計算（UtilityComputing）、網(wǎng)絡(luò)存儲（NetworkStorageTechnologies）、虛擬化（Virtualization）和負(fù)載均衡（LoadBalance）等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合發(fā)展的新型技術(shù)架構(gòu)，利用這些技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)超級計算形成計算資源池，使用戶能按需、便利地獲得資源。遠程教育云[2]是云計算在遠程教育領(lǐng)域中的遷移，包括了虛擬化后的所有遠程教學(xué)軟硬件系統(tǒng)和數(shù)字化學(xué)習(xí)資源等。虛擬化后的遠程教育云平臺擁有強大的處理能力，可以有效地組織和利用數(shù)字化教學(xué)資源為遠程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)，有利于組織和搭建系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和資源平臺，為遠程教育提供云服務(wù)。云計算按照服務(wù)形式可以分為三個層次：架構(gòu)即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。這里所謂的層次，是分層體系架構(gòu)意義上的“層次”。IaaS、PaaS和SaaS分別在基礎(chǔ)設(shè)施層、軟件開發(fā)運行平臺層和應(yīng)用軟件層實現(xiàn)。其中，IaaS（架構(gòu)即服務(wù)）定義為：將硬件資源虛擬化，轉(zhuǎn)換成量化、自動化、動態(tài)化、可調(diào)度的計算能力、存儲空間和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，是目前公認(rèn)的主要云服務(wù)形式之一。

2008年初，Google率先與清華大學(xué)合作開展了云計算教育研究。2011年11月16日，中央廣播電視大學(xué)“國家開放大學(xué)遠程教育云服務(wù)平臺架構(gòu)”研究課題專家研討會在京召開?！皣医逃Y源公共服務(wù)平臺”（簡稱“國家教育云”）在2013年1月25日正式上線開通，網(wǎng)站資源涵蓋了從小學(xué)到高中各門學(xué)科的教學(xué)資源。2013年8月23日國家開放大學(xué)信息化推進會議確定國家開放大學(xué)信息化要以公有云為主要方式進行建設(shè)。

山東開放大學(xué)通過教育云解決開放大學(xué)省級分部的發(fā)展瓶頸，建設(shè)以IaaS為主的私有云，將開放大學(xué)總部的公有云與分部的私有云結(jié)合起來，公有云提供整個開放大學(xué)的資源共享和教學(xué)服務(wù)，分部的私有云發(fā)展和支持分部系統(tǒng)內(nèi)有特色的教育信息化應(yīng)用。山東電大數(shù)據(jù)中心作為山東開放大學(xué)教育云的核心實驗室，在向開放大學(xué)遠程教育云轉(zhuǎn)變的過程中，對所有硬件通過虛擬化后形成邏輯上的資源池，為山東開放大學(xué)各地市學(xué)院和縣市學(xué)習(xí)中心提供基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，包括處理、存儲、網(wǎng)絡(luò)和其他基本的計算資源，用戶能夠部署和運行包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在內(nèi)的任意軟件。整個山東開放大學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人員和教學(xué)教務(wù)管理人員不需要管理或控制任何云計算基礎(chǔ)設(shè)施（由山東分部中心管理人員處理），就能實現(xiàn)控制操作系統(tǒng)的選擇、儲存空間和應(yīng)用的部署，也有獲得有限制的網(wǎng)絡(luò)組件（如防火墻、負(fù)載均衡器等）控制，實現(xiàn)開放大學(xué)各級用戶應(yīng)用平臺的集中部署、各級學(xué)習(xí)資源在虛擬化數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一存儲和各級用戶的IaaS服務(wù)。

二、教育云架構(gòu)技術(shù)對比與選型

山東電大數(shù)據(jù)中心在開放大學(xué)遠程教育云構(gòu)建過程中，根據(jù)實際需求，借鑒其他開放大學(xué)的經(jīng)驗，著重在服務(wù)器虛擬化技術(shù)、VMware虛擬機備份及監(jiān)控技術(shù)、交換設(shè)備可靠性技術(shù)和存儲設(shè)備應(yīng)用方面進行了充分比較，以選取最適合的技術(shù)方案。

1.服務(wù)器虛擬化技術(shù)選型

主流虛擬化操作系統(tǒng)功能對比表

當(dāng)前主流的虛擬化技術(shù)都支持三個基本功能：實時遷移、高可用性和負(fù)載平衡。實時遷移是指能把群集內(nèi)正在運行的虛擬機從一臺主機移動到另一臺主機而無需重新啟動；高可用性體現(xiàn)在一臺物理主機宕機時，會自動重新在群集內(nèi)其他主機上啟動該主機上運行的虛擬機；自動負(fù)載均衡是指服務(wù)器中的虛擬機會根據(jù)負(fù)載情況自動與群集內(nèi)其他服務(wù)器進行資源重分配[3]。目前，主流的虛擬化產(chǎn)品包括VMware的vSphere、Citrix的XenServer以及微軟Windows Server2008的Hyper-V，其中VMwarevSphere是目前x86平臺上市場占有率最高的虛擬化產(chǎn)品。

基于開放大學(xué)教學(xué)業(yè)務(wù)的多樣性，虛擬機模板部署要有靈活的資源分配功能，而網(wǎng)絡(luò)考試等教學(xué)活動又對服務(wù)器的高可用性和安全性有極大要求。通過下表對虛擬化操作系統(tǒng)功能的對比可知，VMware vSphere適合作為教育云架構(gòu)中的虛擬化平臺。

2.VMware虛擬機備份及監(jiān)控技術(shù)選型（1）虛擬備份技術(shù)選型

備份虛擬機有多種方法，第一是利用傳統(tǒng)的備份方式，在每一個GuestOS里安裝備份代理，虛擬層所處的位置在物理硬件和客戶端操作系統(tǒng)之間，執(zhí)行效率低下。第二種方式是采用VCB，單獨安裝一臺服務(wù)器做Proxyserver，負(fù)責(zé)將所有存儲設(shè)備上的VM掛載過來，避免了采用傳統(tǒng)備份在每一個虛擬機上安裝代理的情況，但是后端備份仍然依靠備份軟件來完成，備份過程過于繁瑣。第三種是目前最新的備份方式，采用vStorageAPIforDataProtection(VADP)，讓第三方備份軟件廠商開發(fā)VirtualAppliances在線備份所有的VM。VADP是VCB的繼任者，克服了VCB過程繁瑣的缺點，不再需要把數(shù)據(jù)復(fù)制到代理服務(wù)器，而是直接調(diào)用VMware生成的快照將其備份到磁盤或磁帶。

VADP方式的備份工具常用的有VMware開發(fā)的VDR(DataRecovery)，適合規(guī)模較小的學(xué)習(xí)資源中心備份VM。此外，還有功能強大的第三方備份工具，包括PHDVirtualTechnologies公司的esX?press、VeeamSoftware公司的BackupandRepli?cation，以及Vizioncore公司的vRangerPro，都是為處理VMware備份而全新設(shè)計出來的。這三種工具中vRanger用戶最多、速度最快、安全性好，使用用戶熟悉的傳統(tǒng)WINDOWS界面；esXpress穩(wěn)定性突出，且在esXpress管理系統(tǒng)不存在的情況下，可以直接運行備份文件恢復(fù)，但是它沒有采用像VSS等保障數(shù)據(jù)一致性的措施；Veeam恢復(fù)備份的速度最快，但是備份速度較慢。

經(jīng)過上述比較，由于遠程教育云要備份海量的數(shù)字化教學(xué)資源，而VAPD中Quest的vRanger備份速度快且安全，適合遠程教育云的虛擬機備份。

（2）虛擬機監(jiān)控技術(shù)選型

從虛擬機的操作系統(tǒng)屬性出發(fā)，對其性能和其他數(shù)據(jù)進行監(jiān)控是非常重要的。由于虛擬機不像物理機那樣有可見的硬件設(shè)備，作為管理人員想通過傳統(tǒng)的GuestOS中的性能工具了解虛擬化層發(fā)生的變化是比較困難的，每一個虛擬機都消耗主機資源，vSphere擁有的虛擬機越多，主機上的資源被耗費的就越多，如果不控制虛擬機的數(shù)量，就會導(dǎo)致主機資源不足并影響所有虛擬機的性能。但是，想獲得關(guān)于虛擬機的性能數(shù)據(jù)，就需要一些不在虛擬機內(nèi)部運行的軟件做參考，可采用VMwarevCenter或第三方工具，vCenter是為通用的性能監(jiān)控及告警而設(shè)計的，而第三方工具可以彌補vCenter的不足，為管理員提供非常具體的容量分析或故障診斷功能。如Quest旗下VizioncorevFoglight、VeeamMonitor、VKernel vOperations，以及VMtrubo公司的虛擬化管理套件（VMS），都是運行于虛擬機之外的可用于衡量虛擬機和ESX主機性能的工具，都可以提供ESX宿主機情況的整體視圖。

考慮到山東開放大學(xué)在原有的小部分業(yè)務(wù)中使用了MicrosoftHyper-V虛擬化平臺，目前大量的業(yè)務(wù)需要進行VMware虛擬化，而 Quest的vFoglight（之前稱為VizioncorevFoglight）是一種跨平臺性能監(jiān)控工具，可以同時監(jiān)控VMwarevSphere和Micro?softHyper-V，所以教育云平臺選擇它作為虛擬機管理監(jiān)控平臺。

3.交換設(shè)備可靠性技術(shù)選型

傳統(tǒng)的交換設(shè)備采用VRRP協(xié)議的雙機冗余熱備來保證其可靠性。為了承載虛擬化后資源和分配的遷移、高可用性等數(shù)據(jù)開銷，虛擬化群集需要建立在高性能的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，但傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由于多層結(jié)構(gòu)、安全區(qū)域、安全等級、二層環(huán)路、冗余設(shè)計等諸多因素，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的運維管理難度較高，無負(fù)載均衡等缺陷。H3C的IRF（IntelligentResilientFramework，智能彈性架構(gòu)）能將多臺物理設(shè)備虛擬化成一臺“虛擬設(shè)備”，簡化了管理節(jié)點。更重要的是，可以將兩條線路同時啟用，實現(xiàn)跨設(shè)備的鏈路聚合交換，實現(xiàn)多臺設(shè)備協(xié)同工作、負(fù)載均衡、統(tǒng)一管理和不間斷維護，提升可靠性。

山東開放大學(xué)在架構(gòu)教育云平臺之前，利用H3C7506R全100M交換機（已經(jīng)利用VRRP協(xié)議實現(xiàn)雙機熱備）對VMware虛擬化平臺進行測試，結(jié)果表明，虛擬化平臺在基于100M的雙機熱備交換設(shè)備中，當(dāng)數(shù)據(jù)交換頻繁時經(jīng)常性中斷通信，且出現(xiàn)在物理機重啟后網(wǎng)卡不能正常工作的現(xiàn)象，而在采用全1000M的IRF技術(shù)后平臺的各項應(yīng)用流暢，未出現(xiàn)假死機現(xiàn)象。

4.存儲設(shè)備應(yīng)用選型

服務(wù)器虛擬化后計算機資源中的硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序變成靈活的邏輯資源。山東開放大學(xué)在未來的發(fā)展中承擔(dān)著國家數(shù)字化資源中心山東中心的任務(wù)，其區(qū)域中心的職責(zé)意味著在將來的發(fā)展中可能用到越來越多的存儲，但數(shù)據(jù)存放卻都束縛在相互割裂的物理硬件空間中。而EMCVPLEX具有可跨異構(gòu)陣列提供簡化管理和無中斷數(shù)據(jù)移動功能。為此，采用存儲虛擬化能夠使數(shù)據(jù)中心完全自動地執(zhí)行數(shù)據(jù)的放置以適應(yīng)任何業(yè)務(wù)配置或使用，在存儲陣列之間實現(xiàn)無縫、不限存儲類型、吻合而且透明的數(shù)據(jù)訪問[4]。

三、遠程教育云的構(gòu)建

1.IP網(wǎng)絡(luò)虛擬化的構(gòu)建

IP網(wǎng)絡(luò)虛擬化包括服務(wù)器虛擬化和網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備虛擬化。

（1）服務(wù)器虛擬化設(shè)計

（2）網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備虛擬化設(shè)計

對于普通的數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)可靠性一般用兩臺交換機雙機熱備的形式來保證，但進行雙機熱備的兩臺交換機之間卻不能進行有效的負(fù)載均衡，傳統(tǒng)的交換設(shè)備VRRP不能有效地為云架構(gòu)服務(wù)。為此，在山東開放教育云的網(wǎng)絡(luò)層建設(shè)中構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)虛擬化層。一是網(wǎng)絡(luò)核心層由兩臺64口全千兆S7506E-V交換機組建，兩臺交換機通過萬兆接口相連，利用IRF2技術(shù)實現(xiàn)將兩臺設(shè)備虛擬成一臺設(shè)備，負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，在為網(wǎng)絡(luò)提供高可靠性服務(wù)的同時，保證核心層數(shù)據(jù)負(fù)載均衡；二是服務(wù)器接入層由2臺48口全千兆S5500-HI高性能交換機組建，兩臺交換機通過萬兆接口相連，利用IRF2技術(shù)實現(xiàn)兩臺設(shè)備的虛擬化，實現(xiàn)跨設(shè)備的鏈路聚合；三是虛擬化后的核心層與接入層交換機兩兩間通過六類雙絞線交叉相連，確保服務(wù)器接入后網(wǎng)絡(luò)的高可靠性；四是每臺物理機的四個網(wǎng)口中兩個一組進行綁定，第一組設(shè)定為VMware虛擬交換機的Console+Vkernal功能，分別與H3C5500_A和H3C5500_B的“管理VLan區(qū)”相連，另外兩個設(shè)定為虛擬交換機的應(yīng)用數(shù)據(jù)通道，分別與H3C5500_A和H3C5500_B的“應(yīng)用VLan區(qū)”相連。這樣的設(shè)計不僅最大化地保證了虛擬機在網(wǎng)絡(luò)層的高可靠性和可用性，而且虛擬化后接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負(fù)載均衡，保證了服務(wù)器群集管理通道和應(yīng)用通道數(shù)據(jù)的高效率傳輸（如圖1所示）。

圖1 IP網(wǎng)絡(luò)虛擬化

2.存儲網(wǎng)絡(luò)虛擬化構(gòu)建

山東開放大學(xué)遠程教育云的存儲系統(tǒng)通過配置一臺VPLEX控制主機，與容量為41T的VNX5500_1和容量為21T的VNX5500_2陣列之間形成存儲虛擬化，具體部署如下：每個存儲柜包括SPA0和SPA1兩個控制器，共四個通道，每個控制器的上下兩個通道都與相互冗余的兩個HP光纖交換機交叉相連，保證近存儲端存儲鏈路的高可靠性；采用群集配置的ESX服務(wù)器，每臺服務(wù)器包含兩個HBA卡，分別接入兩個相互冗余的HP光纖交換機上，保證虛擬化群集存儲鏈路的可靠性；最后，在光交換上將共享通道的存儲和服務(wù)器劃分在同一個LUN中實現(xiàn)存儲與虛擬群集的對應(yīng)（如圖2所示）。

通過VPLEXLocal存儲虛擬化，實現(xiàn)了應(yīng)用程序在不中斷的情況下，使數(shù)據(jù)從VNX5500_1到VNX 5500_2進行遷移。同時，在啟用“虛擬資源調(diào)配”后實現(xiàn)了存儲空間的自動“按需分配”，大大提高了數(shù)據(jù)中心的存儲空間利用率，滿足了應(yīng)用軟件與資源在教育云中的靈活部署。

圖2 存儲網(wǎng)絡(luò)虛擬化

3.備份和監(jiān)控子系統(tǒng)的構(gòu)建

（1）備份系統(tǒng)

參照彭紀(jì)生等（2008）［23］的政策測量手冊以及羋凌云和楊潔（2017）［24］、蔣園園和楊秀云（2018）［25］等對這一手冊的情景化操作與應(yīng)用，構(gòu)建“政策力度-政策目標(biāo)-政策措施”效力評估模型，并對三者分別進行賦值。其中，對政策力度的各個標(biāo)準(zhǔn)賦值1-5分；考慮到政策樣本主要是針對機動車這單一污染源，目標(biāo)客體相對集中，為使評估結(jié)果具有顯著差異性，對政策目標(biāo)的賦值層次確定為5、3、1；結(jié)合趙新峰和袁宗威（2016）［26］的政策工具理論，對政策措施分別賦值5、3、1分。具體測量標(biāo)準(zhǔn)及賦值如表2。

開放大學(xué)需要存儲海量的遠程教育資源和教學(xué)管理數(shù)據(jù)，雖然通過EMC存儲虛擬化進行集中存儲管理，但還需要部署統(tǒng)一的自動化軟件備份，才能保證整個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。本文對備份子系統(tǒng)做了如下設(shè)計：在每個虛擬化集群中增加一個虛擬機用作備份服務(wù)器，安裝Vizioncore的vRanger虛擬化備份工具，將數(shù)據(jù)備份到本地曙光存儲中。Vizioncore的vRangerPro是一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)備份和復(fù)原解決方案，提供了一種全新的功能，即P2V災(zāi)難恢復(fù)，用于獲取所有物理Windows服務(wù)器的映象級備份。

山東開放大學(xué)教育云虛擬化備份子環(huán)境實現(xiàn)了如下功能：構(gòu)建了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，規(guī)劃統(tǒng)一的備份策略，自動將整個平臺中的所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行集中備份，無需中斷物理服務(wù)器，方便安全。

（2）虛擬化管理監(jiān)控系統(tǒng)

對于將來逐步完善的教育云，管理員必須關(guān)注整個云架構(gòu)資源的穩(wěn)定性和健康狀況，可通過在物理機上安裝VizioncorevFoglight軟件來監(jiān)控服務(wù)器虛擬機，與VMware虛擬化環(huán)境無縫集成，無需在虛擬機中安裝代理即可對整個環(huán)境進行全面的監(jiān)控、規(guī)劃、預(yù)警、事件分析和報表。采用監(jiān)控工具Vfoglight后不僅可以全方位、準(zhǔn)確地監(jiān)控每個虛擬機中進程的運行狀況，同時針對關(guān)鍵應(yīng)用進程，通過后臺龐大的專家?guī)煸\斷，給出最合理的優(yōu)化建議，使管理人員能夠合理分配資源。遠程教育云基礎(chǔ)架構(gòu)平臺拓?fù)鋱D如圖3所示。

圖3 遠程教育云基礎(chǔ)架構(gòu)

四、各分部遠程教育云IaaS的應(yīng)用

1.實驗云平臺

開放教育計算機學(xué)科的學(xué)生實驗或?qū)嵺`環(huán)境由于部署的復(fù)雜性和對軟硬件的高要求導(dǎo)致一直沒有好的解決辦法，通過云平臺可快速部署、刪除基于操作系統(tǒng)實驗的遠程實驗平臺。山東廣播電視大學(xué)開放教育《動態(tài)網(wǎng)頁制作》和《網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》等課程的實驗就通過在虛擬機中部署需要使用的網(wǎng)絡(luò)GuestOS，供學(xué)生實驗使用。學(xué)生可以方便地通過普通PC遠程登錄，也可以在云教室通過瘦客戶機訪問真實的實驗環(huán)境，促使學(xué)生快速掌握所學(xué)的理論知識。不但提高了學(xué)生的動手能力，還增加了學(xué)習(xí)興趣。在實驗完成后系統(tǒng)管理員會把實驗用虛擬機刪除，在下一次實驗開始前利用所需實驗?zāi)０婵焖偕尚碌膶嶒灜h(huán)境。

2.Moodle云分發(fā)信息系統(tǒng)

Moodle是基于建構(gòu)主義教育理論開發(fā)的課程管理系統(tǒng)，是一個免費的開放源代碼軟件，可以用于學(xué)校教育的各個方面，如課堂教學(xué)、課外活動、班團組織、研究型學(xué)習(xí)等。由于該系統(tǒng)擁有免費獲取、跨平臺以及可自由組合的動態(tài)模塊化設(shè)計等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。但是，在使用過程中也遇到不少問題，如配置復(fù)雜、難以個性化、難以大量快速部署等[5]。

山東開放大學(xué)教育云在VMwarevSphere中按照使用類別建立了多類個性化的Moodle虛擬模板，較好地解決了Moodle等大型教學(xué)系統(tǒng)的快速部署。當(dāng)進行相關(guān)教學(xué)活動時，用戶通過云應(yīng)用管理系統(tǒng)提出申請，管理員通過申請描述在提前配置好的相近的虛擬機模板類中選擇適當(dāng)?shù)哪０鍖ο?，通過VM?warevCenter，只要幾十秒就可按需克隆一個虛擬機并啟動運行和完成部署。山東廣播電視大學(xué)開放教育的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動很大程度上得益于云分發(fā)系統(tǒng)，《網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計》、《Photoshop制作技術(shù)》等課程互動都是通過克隆安裝Moodle平臺的虛擬機完成快速的個性化配置。

3.快速存取海量教育資源

通過遠程教育云的虛擬存儲空間解決了海量教育資源的快速存取。山東開放大學(xué)是首批加入國家數(shù)字化學(xué)習(xí)資源中心的18家省市電大之一。目前，山東中心已有1,412門優(yōu)質(zhì)數(shù)字課程資源，包括電大在線、社區(qū)在線等學(xué)習(xí)平臺和相應(yīng)的教學(xué)資源，總資源容量已經(jīng)達到2.5TB。此外，山東中心規(guī)劃每年新增包括總中心共享的資源80門及自建資源30門，總?cè)萘窟_1T。在云平臺的強力支持下，部署的存儲虛擬化LUN空間或NAS空間完全滿足了這些資源和數(shù)據(jù)的需求，如山東日照廣播電視大學(xué)的社區(qū)教育和兗州學(xué)院的“一村一名大學(xué)生”等教學(xué)服務(wù)，就是在遠程教育云的基礎(chǔ)上開展的。

4.VMwareView云教室

山東開放大學(xué)的學(xué)生機房采用瘦客戶端+VM?wareView的方式建立云教室。View是基于VM?warevSphere構(gòu)建的，作為云計算服務(wù)的一部分。作為單一集成平臺交付桌面，其特點是：具有可動態(tài)分配資源，為終端用戶提供快速響應(yīng)和高度可用的環(huán)境；可按需擴展和縮減桌面服務(wù)，以快速滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求并主動防范計劃內(nèi)和計劃外停機?；赩Mware的云教室節(jié)約了機房設(shè)備的投入，節(jié)省了安裝空間，降低了硬件能耗，為教學(xué)活動提供了簡單快捷的系統(tǒng)及應(yīng)用部署。源中心服務(wù)器的CPU利用率顯著增加；B/S架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)整合效果良好，其中整合度（指群集承擔(dān)的應(yīng)用與實際數(shù)量物理機承擔(dān)的應(yīng)用之比）達到9:1。二、部署應(yīng)用簡單快捷，只要有了新的需求，就可以很快在虛擬機上進行安裝和實施，縮短了服務(wù)器重建的時間，提高了管理和工作效率。山東廣播電視大學(xué)利用兩個工作日便部署完成基于4個虛擬機包含17個地市子站組成的網(wǎng)站群。同時，還可以根據(jù)具體應(yīng)用預(yù)先建立一些應(yīng)用模板類，在需要時進行簡單的克隆就可完成工作。三、保證了業(yè)務(wù)的高可用性。由于虛擬構(gòu)架可使虛擬機具有動態(tài)可遷移性，當(dāng)群集中的物理機偶然出現(xiàn)問題時也不必?fù)?dān)心應(yīng)用系統(tǒng)不能正常運行，虛擬機制會把應(yīng)用瞬間切換到其他正常主機上，以此來保證業(yè)務(wù)的連續(xù)運行。

[1]方慕真，孫雨，薛海峰，吳淑蘋，袁亞興.國家開放大學(xué)遠程教育云的探索研究[J].中國教育信息化，2011，（21）：6-9.

[2]袁亞興，孫雨，吳淑蘋.國家開放大學(xué)遠程教育云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究[J].中國教育信息化，2011，（21）：10-13.

[3]任星，李青榮.基于VMwarevSphere虛擬化資源管理平臺研究[J].計算機應(yīng)用與軟件，2012，（5）：220-221.

[4]孟凡立，徐明，張慰.基于云計算的高校數(shù)據(jù)中心設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012，（3）：100-102.

[5]鄒建梅，原變青.利用云計算技術(shù)構(gòu)筑大規(guī)模Moodle應(yīng)用系統(tǒng)的研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2011，（29）：56-59.

陳巖，中級教師，本科，兗州市第一中學(xué)（272101）。

五、結(jié)束語

遠程教育云的應(yīng)用在實現(xiàn)了既定目標(biāo)的同時也為山東開放大學(xué)的進一步建設(shè)和發(fā)展提供了可擴展的平臺。利用VMware服務(wù)器虛擬化技術(shù)，山東開放大學(xué)共部署了47個虛擬機。通過服務(wù)器虛擬化技術(shù)的部署和實施，山東開放大學(xué)實現(xiàn)了以下目標(biāo)：一、服務(wù)器利用率得到極大提高，硬件投入成本不斷降低，通過服務(wù)器虛擬化實施，電大在線平臺、國家數(shù)字化資

責(zé)任編輯 日 新

G40-057

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1009—458x（2014）03—0082—06

2013－08－26

韓磊，工程師，碩士研究生；范華，工程師，碩士研究生。山東廣播電視大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心（250014）。