王洪濤

摘 要：隨著云計算虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，虛擬化平臺應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域。云計算虛擬化技術(shù)（CVT）的體系架構(gòu)為智能化的實訓(xùn)室提供了新的解決方案，云計算虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)服務(wù)器集群（SC）運(yùn)算資源與存儲資源的統(tǒng)一管理和彈性自主分配，并且可以實現(xiàn)運(yùn)算資源的彈性分配，從而滿足用戶在不同實訓(xùn)環(huán)境下的使用需求。因此通過實現(xiàn)高職院校的實訓(xùn)平臺和使用云計算虛擬化技術(shù)設(shè)計，能夠行之有效的解決目前高職院校實訓(xùn)室亟待解決在建設(shè)、管理、運(yùn)行維護(hù)等方面的傳統(tǒng)模式所帶來的弊端。本文首先通過對云計算服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用功能的特點進(jìn)行闡述，同時分析云計算虛擬化技術(shù)在實訓(xùn)平臺建設(shè)管理中的作用，最后對基于云計算虛擬化訓(xùn)平臺的具體功能設(shè)計進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：云計算;資源分配;資源共享;實訓(xùn)平臺;虛擬化技術(shù)

引言

高職院校是職業(yè)技能教育領(lǐng)域的主要組成部分，在培養(yǎng)技能操作型人才方面起著很大的作用，而作為高職院校的教學(xué)實訓(xùn)的重要教學(xué)組成部分的高職實訓(xùn)室，為高職院校的學(xué)生的操作技能培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)階段在已經(jīng)是大數(shù)據(jù)和云計算的時代，如何對高職院校的實訓(xùn)室進(jìn)行新技術(shù)的改革，為高職院校培養(yǎng)適應(yīng)工作崗位需要的畢業(yè)生，從而更有效地發(fā)揮高職高職院校實訓(xùn)室的實踐教學(xué)作用，是現(xiàn)在高職院校實訓(xùn)室建設(shè)的一個不可回避的問題。在很多的實訓(xùn)室設(shè)計方案中，云計算虛擬化技術(shù)（CVT）是解決高職院校實訓(xùn)室設(shè)計與實現(xiàn)的一個有效途徑，具備擁資源集中管理、設(shè)備使用率高、性能彈性分配、節(jié)約成本等多方面的優(yōu)點[1]。

一、云計算虛擬化技術(shù)在實訓(xùn)平臺上應(yīng)用的功能特點

能夠有效和集中管理服務(wù)器集群的運(yùn)算資源與存儲資源，同時云計算虛擬化技術(shù)（CVT）可以實現(xiàn)服務(wù)器集群（Server Cluster，SC）存儲資源和計算資源的彈性分配和均衡調(diào)配控制，能夠提供虛擬化的用戶應(yīng)用終端和相互獨立資源的實訓(xùn)環(huán)境，可以大大降低高職院校實訓(xùn)平臺在運(yùn)行維護(hù)和設(shè)計建設(shè)的費(fèi)用[2]。通過云計算虛擬化技術(shù)實現(xiàn)的應(yīng)用平臺都具有非常好的可用性與擴(kuò)展性，并且能夠通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)新的云化存儲系統(tǒng)以及云化存儲環(huán)境，基于云計算虛擬化技術(shù)（CVT）使得模擬實訓(xùn)桌面的設(shè)計建設(shè)難度以及成本大大降低，在實訓(xùn)資源的信息數(shù)據(jù)的恢復(fù)和備份方面也比傳統(tǒng)技術(shù)的實訓(xùn)室有著無可比擬的優(yōu)勢，此外，基于云計算虛擬化技術(shù)（CVT）的實訓(xùn)平臺能夠為學(xué)生提供隨時隨地的實訓(xùn)環(huán)境。

（一）實現(xiàn)實訓(xùn)室資源的統(tǒng)一管理與調(diào)配

高職院校實訓(xùn)室擁有豐富的實踐教學(xué)資源，各實訓(xùn)室為了管理實踐教學(xué)資源大多只建立了獨立的實訓(xùn)室管理平臺，消耗了人員精力，同時也消耗了設(shè)備與物資，而且獨立的實訓(xùn)室管理平臺還給各實訓(xùn)室?guī)砹诵碌墓芾韱栴}，在投入一定設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用情況下，還要保證獨立實訓(xùn)室管理平臺的正常運(yùn)行，這時就要為每個實訓(xùn)平臺還要分配人力管理。如果使用云計算虛擬化技術(shù)（CVT），通過云計算虛擬化技術(shù)（CVT）在服務(wù)器集群（SC）上建立統(tǒng)一通用實訓(xùn)管理平臺，就可以為高職院校實訓(xùn)室減少大量管理與維護(hù)工作，挺高設(shè)備的使用率和運(yùn)行效率，減少運(yùn)行成本，同時可以建立以云計算虛擬化技術(shù)（CVT）為基礎(chǔ)的統(tǒng)一計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源的智能化實訓(xùn)平臺，提供高性能的實訓(xùn)運(yùn)算資源與豐富的教學(xué)資源[3]。

（二）通過云計算虛擬化技術(shù)（CVT）降低高職院校實訓(xùn)室的維護(hù)和運(yùn)營成本

對于高級職業(yè)技能型院校的實訓(xùn)室建設(shè)來講，其最不可忽視的困難之一就是建設(shè)實訓(xùn)室的資金。實訓(xùn)室的環(huán)境改造與大量的更換實訓(xùn)室硬件設(shè)備，一定會帶來極大資金缺口，而云計算虛擬化（CVT）可以有效解決這個問題。通過云計算虛擬化技術(shù)（CVT）建立統(tǒng)一通用的實訓(xùn)管理平臺，只需將已有的教學(xué)資源和實訓(xùn)資源放在該平臺上，之后購買一些價格便宜（瘦終端）即只具備顯示和網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，就可以訪問通用實訓(xùn)平臺上教學(xué)資源和實訓(xùn)資源。對于高職院校的實訓(xùn)室來說終端設(shè)備只需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和顯示設(shè)備即可，而服務(wù)器集群的集中化管理，可以使原本分散獨立的各個實訓(xùn)管理系統(tǒng)集合為一點，服務(wù)器集群（SC）數(shù)據(jù)的完整性與運(yùn)行的可靠性都由管理人員集中化管理，降低了相應(yīng)的設(shè)備投入、系統(tǒng)管理和人員配置的成本。

（三）有效提高高職院校的實訓(xùn)資源的使用率和教學(xué)資源的共享

云計算虛擬化技術(shù)（CVT）有利于各高職院校實訓(xùn)室之間建立共同的資源共享，在服務(wù)器集群上集中（SC）教學(xué)資源，共享各實訓(xùn)室現(xiàn)有的實訓(xùn)教學(xué)資源，在極大程度上節(jié)約了人力和物力，同時更有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。教師可以通過Internet在線編輯和修改服務(wù)器集群（SC）上的實訓(xùn)資源與教學(xué)資源，將配置好的實訓(xùn)環(huán)境和教學(xué)資源存儲和發(fā)布在基于云計算虛擬化的實訓(xùn)室管理平臺上上，對于學(xué)生，也可以通過支持Internet的瘦終端在任何地方任何時間連接到實訓(xùn)臺，獲取所需要的實訓(xùn)資源和教學(xué)資源，從而實現(xiàn)教和學(xué)資源的利用率最大化[4]。

（四）通過云計算虛擬化技術(shù)（CVT）為科學(xué)研究提供高性能的實訓(xùn)環(huán)境

科學(xué)研究也是各高職院校實驗室建設(shè)的一個重要方面，隨著科研對實驗環(huán)境的要求越來越高，高職院校在實驗室建設(shè)上已經(jīng)投入了大量的資金，但還是會受到時間、資金和資源等因素的限制，而無法實現(xiàn)一些項目的研究。高職實驗室可以借助云計算虛擬化技術(shù)（CVT）提供的高效高性能的運(yùn)算資源，解決這些問題，使這些項目和科研能夠順利地完成。

二、基于云計算虛擬化訓(xùn)平臺的設(shè)計

云計算大虛擬化實訓(xùn)平臺的設(shè)計需要充分考慮資源利用率、用戶實訓(xùn)環(huán)境、實訓(xùn)內(nèi)容等方面，對虛擬化實訓(xùn)平臺系統(tǒng)架構(gòu)及實訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行分析，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）Web形式進(jìn)行實訓(xùn)，實現(xiàn)隨時隨地的實訓(xùn)資源使用

云計算虛擬化實訓(xùn)室的實訓(xùn)管理平臺和學(xué)生實訓(xùn)接口均采用B/S架構(gòu)設(shè)計，所有實訓(xùn)資源包及實訓(xùn)環(huán)境均部署在服務(wù)器集群上，不需要在學(xué)生在本地部署實訓(xùn)環(huán)境[5]。學(xué)生只需保證網(wǎng)絡(luò)和顯示環(huán)境的即可通過Web頁面訪問系統(tǒng)，啟動服務(wù)器集群上的虛擬機(jī)進(jìn)行實驗。

1.此種實驗?zāi)Ｊ娇梢愿淖儸F(xiàn)在學(xué)生實驗受實驗機(jī)房、實驗時間限制的現(xiàn)狀，學(xué)生實驗具有更高的靈活性，自主性;

2.實驗資源能夠在各個時間點使用，不受實驗課程時間的限制，資源得到高效利用;

3.實驗資源部署于云端，便于教師進(jìn)行統(tǒng)一的管理和維護(hù);

4.所有的實驗環(huán)境均部署于云端，學(xué)生實驗PC無需安裝實驗環(huán)境，對其配置要求降低。

（二）有效的負(fù)載均衡控制，實現(xiàn)實訓(xùn)運(yùn)算資源的彈性分配

云計算虛擬化實訓(xùn)室軟硬件環(huán)境部署采用服務(wù)器集群模式進(jìn)行，即每個實訓(xùn)虛擬機(jī)資源的操作文件存儲于存儲服務(wù)單元設(shè)備內(nèi)，虛擬機(jī)資源啟動運(yùn)行時，系統(tǒng)自動輪詢所有計算服務(wù)單元設(shè)備，選取最優(yōu)性能節(jié)點，為其分配相應(yīng)的計算資源。

1.系統(tǒng)根據(jù)每臺虛擬機(jī)資源的需求為其分配CPU、內(nèi)存等資源;

2.系統(tǒng)內(nèi)置輪詢算法，對所有計算服務(wù)單元設(shè)備的CPU、內(nèi)存、掛載虛機(jī)資源數(shù)等進(jìn)行動態(tài)分析，選取最優(yōu)性能節(jié)點進(jìn)行分配;

3.用戶斷開的虛擬機(jī)資源，系統(tǒng)自動將其占用的計算節(jié)點資源釋放，供其他用戶使用，計算節(jié)點得到最大化利用。

（三）云存儲技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生實訓(xùn)環(huán)境的獨立性和延續(xù)性

云計算虛擬化實訓(xùn)室采用云存儲模式對實訓(xùn)學(xué)生的操作進(jìn)行存儲，保證每位學(xué)生具有獨立的實訓(xùn)環(huán)境，并實現(xiàn)學(xué)生實訓(xùn)操作的獨立記錄保存，以保障實訓(xùn)的分段練習(xí)的連續(xù)性。

1.用戶啟動虛擬機(jī)資源，系統(tǒng)自動為其在對應(yīng)母本資源基礎(chǔ)上建立增量鏡像資源進(jìn)行啟動;

2.每個母本資源下針對于不同用戶都有其獨立增量鏡像，每位用戶的實驗環(huán)境獨立，實驗操作實時保持，支持實驗的跨課時銜接;

3.增量鏡像保存每個用戶區(qū)別與母本資源的操作，能夠極大地節(jié)省存儲空間。

4.運(yùn)算資源和存儲資源的開放性及復(fù)用性，可支持科研等其他用途。

5.云計算虛擬化實訓(xùn)平臺具有良好的開放性，支持教師對實訓(xùn)內(nèi)容、計算資源、存儲資源進(jìn)行自主添加。云計算虛擬化實訓(xùn)平臺的設(shè)計采用云計算虛擬化技術(shù)做底層架構(gòu)，所有的資源可以進(jìn)行彈性按需分配?；谙到y(tǒng)的開放性及復(fù)用性，用戶可以利用系統(tǒng)的軟硬件資源進(jìn)行相關(guān)科研項目開展以及其他課程的實驗環(huán)境支持。同時，系統(tǒng)提供的豐富的實訓(xùn)資源，也可以科研提供高性能的運(yùn)算資源。

結(jié)語

高職院校如果將云計算虛擬化技術(shù)（CVT）引入到實訓(xùn)平臺之后，將會為高職院校教師和學(xué)生提供一個任何地點、資源豐富、性能彈性的實訓(xùn)平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)實訓(xùn)室相對復(fù)雜的實訓(xùn)環(huán)境與很多無法實現(xiàn)的功能，這在很大程度上降低了高職院校實訓(xùn)平臺建設(shè)以及運(yùn)維管理成本，提高了管理和運(yùn)維效率。雖然現(xiàn)在這個階段云計算虛擬化技術(shù)（CVT）尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但是憑借其超強(qiáng)的資源整合能力，在將來高職院校的實訓(xùn)平臺建設(shè)中必將會發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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