王乃和

摘 要：云計算將帶來生活、生產(chǎn)方式和商業(yè)模式的根本性改變，云計算已成為當前全社會關(guān)注的熱點。云計算技術(shù)從出現(xiàn)到如今，技術(shù)層出不窮，大部分理工科類高校都建有自己的云計算實驗室平臺，以開展云計算相關(guān)的教學和科研工作。本文從南京特殊教育職業(yè)技術(shù)學院實際出發(fā)，分析云計算實驗室對教學科研工作帶來的益處，討論建設(shè)云計算實驗室的必要性并提出自己對云計算實驗室部署的一些想法。

關(guān)鍵詞：云計算；實驗室；虛擬化

1 云計算的特點

云計算解決方案涵蓋了網(wǎng)絡(luò)、云軟件、計算、存儲四大類產(chǎn)品。在以太網(wǎng)和云計算相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上，幫助用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源的高效利用、虛擬化環(huán)境下的云網(wǎng)融合、自助式云服務(wù)和基于混合云理念的資源動態(tài)擴展等功能，此外，云計算解決方案還為不同用戶提供了豐富的應(yīng)用選擇。云計算的優(yōu)點集中體現(xiàn)在以服務(wù)為基礎(chǔ)，可擴展性、彈性、共享、按使用計量幾個方面。

2 我校目前IT現(xiàn)狀及云計算實驗室建設(shè)的必要性

我?，F(xiàn)在的日常工作開展都離不開信息技術(shù)，學校各部門需要配置大量服務(wù)器為各自的教學科研工作服務(wù)。目前我校仍部分采用傳統(tǒng)的方案，不同部門建立獨立物理網(wǎng)絡(luò)、獨立的服務(wù)器資源。另外通過網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲虛擬化整合信息技術(shù)硬件資源、提供了多樣化的教學方式。

云計算的本質(zhì)是改變IT模式，能夠讓全局的IT資源更靈活、更高效、更經(jīng)濟的進行統(tǒng)一調(diào)配。目前，部分信息化建設(shè)開展較早的高校已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)大集中，正處于虛擬化的階段，通過服務(wù)器虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等技術(shù)手段，整合了資源，提供了多樣化的教學方式，真正使信息化建設(shè)給學校的教學和科研帶來了幫助。隨著越來越多的高校數(shù)據(jù)中心進入虛擬化階段，云計算也離我們學校也越來越近，構(gòu)建云計算實驗室成為占領(lǐng)云計算制高點的重要環(huán)節(jié)之一。

3 云計算在教育平臺技術(shù)應(yīng)用

目前，云計算的建設(shè)、管理與開發(fā)技術(shù)，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界的研究熱點，而培養(yǎng)高素質(zhì)的云計算專業(yè)人才，也成為教育相關(guān)機構(gòu)的重要任務(wù)，由于云計算正處在高速發(fā)展時期，其技術(shù)也處在日新月異，因此需要相關(guān)技術(shù)人員不斷更新自己的知識。云計算可以分為PaaS、SaaS、IaaS等多個層次，其相關(guān)技術(shù)涉及集群管理、分布式計算、虛擬化和大數(shù)據(jù)處理等多個領(lǐng)域，如何使教學與實驗工作能涵蓋眾多層次與領(lǐng)域，成為云計算人才培養(yǎng)中的重要問題。為滿足云計算人才培養(yǎng)過程中的實驗與實踐需求，研發(fā)云計算實驗平臺，需要構(gòu)建開放式實驗環(huán)境。

4 云計算實驗平臺的特點

4.1 提供多層次、多種類的云計算實驗支持

首先，平臺能夠?qū)υ朴嬎愕娜齻€主要層次：PaaS、SaaS、IaaS進行演示和實驗，加深使用者對云計算層次模型的理解。其次，平臺能夠?qū)μ摂M化、集群管理、大數(shù)據(jù)處理和基于云的WEB開發(fā)等多種技術(shù)內(nèi)容，提供全面的實驗環(huán)境和支撐。最后，云計算實驗平臺可以提供通用和可擴展的教學與實驗資源。一方面滿足不同類型、難度的實驗資源需求，另一方面，可以通過擴容滿足不同規(guī)模的實驗需求。

4.2 提供開放性的資源與實驗環(huán)境

云計算實驗平臺提供兩種實驗環(huán)境，首先是可以將終端部署在機房環(huán)境，實現(xiàn)集中管理的實驗環(huán)境；其次，可以利用校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)接口，實現(xiàn)開放式、在線化的虛擬實驗室，使用者可以進行遠程操作和實驗，提高了實驗平臺的利用率，也提高了平臺的易用性。

4.3 提供高性能、易用、可擴展的云計算教育平臺

云計算本身具備高性能、高可用性和易用等特點，基于云計算技術(shù)構(gòu)建集中管理集群平臺，可以實現(xiàn)有效地教學管理、資源配置和實驗部署等，還可以實現(xiàn)硬件資源的平滑擴展和軟件資源的升級與更新，以及在虛擬化資源之上提供新型的定制實驗內(nèi)容。

5 實驗室的環(huán)境部署

計算實驗平臺采用資源集中部署、平臺集中管理，機房實驗和開放實驗相結(jié)合的部署方式，云計算實驗環(huán)境以云計算實驗平臺為核心，用云模式集中部署，提供虛擬化資源池，以及多種層次的實驗資源支撐。集中化的管理平臺可以對實驗資源、平臺以及教學與實驗環(huán)境進行統(tǒng)一管理，保證平臺管理的可靠性和安全性。實驗平臺通過交換機連接到機房實驗環(huán)境，或者通過路由器連接到校園網(wǎng)或廣域網(wǎng)環(huán)境，實現(xiàn)開放的實驗環(huán)境。

實驗平臺建立在虛擬化的資源池基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)多種虛擬化、并行計算，多種類型的存儲支撐和多種形式的網(wǎng)絡(luò)拓撲連接和模擬。利用統(tǒng)一管理的資源池，可以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、云存儲、虛擬化、云管理、云開發(fā)和在線學習等多種功能，從而實現(xiàn)從IaaS到SaaS的多層次、多種類實驗支持。

我們也可以參與云計算高校聯(lián)合實驗室合作計劃，這樣通過合作實驗室，可以為學生提供真實教學、實訓環(huán)境，解決學生從理論到實踐的過程，提升學生的動手能力和項目操作能力，提高學生的綜合水平和就業(yè)能力；可以提高學校中青年教師的學術(shù)研究和工程化實踐的項目實施經(jīng)驗的積累。

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