云計(jì)算環(huán)境下的校園虛擬化平臺(tái)的構(gòu)建研究

1、    云計(jì)算環(huán)境下的校園虛擬化平臺(tái)的構(gòu)建研究    王健摘要：隨著信息化進(jìn)程的不斷加快，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸的廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，云計(jì)算已經(jīng)成為一種全新的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式，受到社會(huì)各行業(yè)的高度重視。在當(dāng)前高校的信息化建設(shè)中，有相關(guān)的文件明確規(guī)定要大力推動(dòng)高校的數(shù)字化建設(shè)，建設(shè)一批集信息發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、學(xué)生管理以及校園娛樂(lè)和生活于一體的高質(zhì)量虛擬化平臺(tái)，從而推動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)的整合與共享。隨著云計(jì)算在我國(guó)教育教學(xué)領(lǐng)域逐漸的發(fā)揮優(yōu)勢(shì)和作用，借助云計(jì)算推動(dòng)技術(shù)改革、通過(guò)信息化建設(shè)促進(jìn)教育現(xiàn)代化的發(fā)展顯得日益重要。文章在這樣的情況下

2、，對(duì)云計(jì)算環(huán)境下校園虛擬化平臺(tái)的構(gòu)建進(jìn)行探討和研究，解決當(dāng)前高校信息發(fā)布和共享等問(wèn)題，為全校師生提供更加優(yōu)質(zhì)和方便的服務(wù)。關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高校信息化；虛擬化平臺(tái)；構(gòu)建研究：tp311 ：a ：1009-3044（2016）33-0049-02伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化已經(jīng)逐漸滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面，給人們的生產(chǎn)、生活以及學(xué)習(xí)方式帶來(lái)了非常大的變化。信息化建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)各領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。校園信息化作為信息化建設(shè)的先行者，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和完善，在技術(shù)和規(guī)模方面都具有一定的成效，為高校的教學(xué)管理工作帶來(lái)比價(jià)深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)前，信息化建設(shè)的不斷發(fā)展使得校園業(yè)務(wù)應(yīng)用在日益豐富，在信息化建

3、設(shè)的早期部署中，要為每一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用配備相應(yīng)的硬件設(shè)備，這樣導(dǎo)致硬件數(shù)量迅速增加，投入成本在不斷加大，但是其利用效率卻在逐漸下降，造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)也使得維護(hù)和管理難度上升1。在這樣的情況下，如何在云計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建校園虛擬化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用和有效管理，是目前高校信息化建設(shè)所急需解決的問(wèn)題。1 云計(jì)算的基本概述1.1 云計(jì)算的定義云計(jì)算實(shí)際上所指的并不是一種單純的技術(shù)，而是通過(guò)綜合運(yùn)用現(xiàn)代化通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他相關(guān)的技術(shù)將龐大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行虛擬化處理組成一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)信息資源庫(kù)，是一種綜合性的思想方法2。其主要的目的是為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶所需要的信息進(jìn)行合理

4、的分配和優(yōu)化管理。1.2 云計(jì)算體系云計(jì)算的體系架構(gòu)主要有三個(gè)層次構(gòu)成，分別是服務(wù)層、物理層、虛擬層。其中，服務(wù)層主要是對(duì)虛擬層中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行集中的管理，同時(shí)為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。物理層是該體系中的基礎(chǔ)和最為關(guān)鍵的部分，可以決定云計(jì)算體系是否能夠正常的發(fā)揮作用，它的主要作用是為整個(gè)系統(tǒng)提供運(yùn)算的能力和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的媒介。虛擬層的主要功能是把物理層中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行虛擬化處理，同時(shí)將物理層中的運(yùn)算能力以及存儲(chǔ)進(jìn)行合理的區(qū)分，以便于系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的資源進(jìn)行合理分配，對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終目的是為了促進(jìn)云服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。在云計(jì)算運(yùn)行模式中，用戶對(duì)數(shù)據(jù)信息的使用和管理是相互獨(dú)立的

5、，是由云計(jì)算系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中化管理，用戶可以借助互聯(lián)網(wǎng)以及終端根據(jù)自身的實(shí)際需求，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行應(yīng)用。通過(guò)云計(jì)算的服務(wù)模式，我們可以得出云計(jì)算在實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上所進(jìn)行的超級(jí)運(yùn)算模式，其主要服務(wù)模式包括云儲(chǔ)存、線上軟件的租賃、主機(jī)的租用和相關(guān)應(yīng)用平臺(tái)的服務(wù)。2 利用云計(jì)算構(gòu)建校園虛擬化平臺(tái)的意義在目前的校園信息化建設(shè)中，虛擬化平臺(tái)是其中最為核心和關(guān)鍵的部分，對(duì)于學(xué)校日常的運(yùn)營(yíng)管理起到十分重要的作用。隨著校園信息化建設(shè)的進(jìn)一步深化，學(xué)校正常的教學(xué)工作、生活學(xué)習(xí)、娛樂(lè)休閑以及運(yùn)營(yíng)管理等方面都需要信息化平臺(tái)提供一定的技術(shù)支撐3。在信息化建設(shè)的初期階段，學(xué)校的各個(gè)部門(mén)根據(jù)自身發(fā)展的需要構(gòu)建

6、了相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，具體的如教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)生信息管理系統(tǒng)、教師管理系統(tǒng)等。但是隨著信息化的不斷發(fā)展，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)信息也隨之?dāng)U大，這對(duì)服務(wù)器的存儲(chǔ)能力提出了更高的要求。在這種情況下，急需構(gòu)建高質(zhì)量的信息化平臺(tái)，來(lái)達(dá)到對(duì)校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用，同時(shí)對(duì)于各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)。因此，利用云計(jì)算和虛擬化技術(shù)構(gòu)建校園虛擬化平臺(tái)，提升校園信息資源的利用效率，降低各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的維護(hù)和管理難度，保證信息數(shù)據(jù)的安全可靠性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。通過(guò)云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)校園基礎(chǔ)信息資源的有效整合，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)化的虛擬資源庫(kù)，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的請(qǐng)求分配一定的資源服務(wù)，改變校園

7、信息化模式。3 云計(jì)算環(huán)境下校園虛擬化平臺(tái)的構(gòu)建在當(dāng)前，構(gòu)建虛擬化平臺(tái)所需用到的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化技術(shù)，它也是云計(jì)算應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是通過(guò)對(duì)類似資源進(jìn)行抽象、隱藏屬性和操作差異，提供一個(gè)通用的、標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口，使得用戶能夠通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)it基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和使用。構(gòu)建虛擬化平臺(tái)的主要目的是促進(jìn)it基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的精簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)管理，提高對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用率4。具體的從以下幾個(gè)方面做到虛擬化平臺(tái)的構(gòu)建。3.1 系統(tǒng)的虛擬化系統(tǒng)虛擬化的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器由硬件到邏輯的抽象，同時(shí)通過(guò)邏輯服務(wù)器的形式為用戶提供服務(wù)。通過(guò)虛擬化，用戶面對(duì)的將不再是物理服務(wù)器，而是安裝在服務(wù)器操作系統(tǒng)之上的虛擬

8、機(jī)系統(tǒng)實(shí)體。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器硬件資源進(jìn)行隔離，進(jìn)而形成許多相互獨(dú)立的虛擬機(jī)系統(tǒng)；而且也可以使得眾多的服務(wù)器共同構(gòu)成一個(gè)大型的虛擬機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，可以通過(guò)虛擬化技術(shù)將cpu、內(nèi)存、硬盤(pán)等硬件資源進(jìn)行有效整合形成一個(gè)統(tǒng)一的虛擬資源庫(kù)，利用構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)接口為學(xué)校正常運(yùn)行中各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求分配一定的資源。這樣不僅使得硬件資源的利用效率得到提高，降低了管理維護(hù)的難度，而且增加了系統(tǒng)的靈活性5。通過(guò)系統(tǒng)虛擬化使得相關(guān)的硬件設(shè)施構(gòu)成邏輯獨(dú)立的虛擬服務(wù)器，其一可以大幅度的降低硬件資源的規(guī)模，減少空間的占用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源的有效利用。其二，可以保證資源庫(kù)中虛擬機(jī)的在線遷移和負(fù)載均衡，滿足全天候運(yùn)行的需

9、要，保證數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性。 同時(shí)，系統(tǒng)的虛擬化還可以起到以下的作用：可以滿足同一物理服務(wù)器上多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化，提升資源的利用率；通過(guò)對(duì)系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一的管理和規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用的有效維護(hù)，簡(jiǎn)化管理；通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)異地服務(wù)器硬件和系統(tǒng)的整合，確保數(shù)據(jù)共享和安全；可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性操作。3.2 存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化指的是通過(guò)虛擬化技術(shù)將許多不同的分散存儲(chǔ)設(shè)備資源進(jìn)行整合形成存儲(chǔ)資源池，而且為用戶提供接口一致的大容量和高速傳輸?shù)拇鎯?chǔ)服務(wù)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的共享。通過(guò)存儲(chǔ)虛擬化可以將存儲(chǔ)設(shè)備與物理服務(wù)器進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立管理，這樣做有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中備份、回復(fù)等6。相較于傳

10、統(tǒng)的存儲(chǔ)方式，虛擬化存儲(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的和異構(gòu)數(shù)據(jù)的同樣存儲(chǔ)，同時(shí)可以通過(guò)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步和備份，保證數(shù)據(jù)的一致性，而且可以有效解決由于文件損壞和病毒入侵所導(dǎo)致的安全問(wèn)題，確保校園各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。通過(guò)虛擬化對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，不僅能夠滿足存儲(chǔ)空間和容量的伸縮，達(dá)到對(duì)用戶存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)管理和擴(kuò)展，而且能夠降低由不同存儲(chǔ)設(shè)備所帶來(lái)的兼容問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源利用率的提高。同時(shí)能夠保證各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性和存儲(chǔ)的可靠性，盡可能降低由于存儲(chǔ)問(wèn)題對(duì)相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)生影響。存儲(chǔ)虛擬化的作用主要有：可以制定標(biāo)準(zhǔn)化的存儲(chǔ)系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)資源的可靠性和一致，對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；可以提高對(duì)不同存儲(chǔ)設(shè)

11、備之間的兼容性，降低各個(gè)部門(mén)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的隔離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享；大幅度的提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性；有利于集中管理而且可以減少存儲(chǔ)硬件。3.3 網(wǎng)絡(luò)虛擬化整個(gè)虛擬化平臺(tái)在經(jīng)過(guò)服務(wù)器虛擬化以及存儲(chǔ)虛擬化之后在穩(wěn)定性方面有了大幅提升，但是依舊需要借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)布，與外部進(jìn)行聯(lián)系。但是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在著多種的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，這就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化處理。網(wǎng)絡(luò)虛擬化的實(shí)質(zhì)是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間添加一定的存儲(chǔ)，利用虛擬交換技術(shù)物理網(wǎng)絡(luò)分離成多個(gè)相互獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)資源整合為具有較高運(yùn)行速度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供多樣化服務(wù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬化能夠?qū)崿F(xiàn)并行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和安全策略統(tǒng)一管理，確保網(wǎng)絡(luò)資源的高效靈活

12、，從而達(dá)到優(yōu)化目的。作為虛擬化平臺(tái)的重要組成部分，在高校信息化建設(shè)中起著重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)前高校的許多網(wǎng)絡(luò)都處于未應(yīng)用狀態(tài)，通過(guò)虛擬化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的有效利用；可以強(qiáng)化安全控制，在部分設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能夠保證正常服務(wù)；可以提高網(wǎng)絡(luò)寬帶，降低成本。3.4 桌面虛擬化桌面虛擬化主要包括軟件的虛擬化以及桌面環(huán)境的虛擬化，通過(guò)桌面虛擬化可以實(shí)現(xiàn)軟件、操作系統(tǒng)以及相關(guān)硬件的分離。軟件服務(wù)虛擬化指的是將有關(guān)的軟件和運(yùn)行環(huán)境在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行打包，通過(guò)瀏覽器交互的方式為用戶提供服務(wù)。而桌面虛擬化則是通過(guò)對(duì)用戶的桌面系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行虛擬化，是將桌面環(huán)境集中到后臺(tái)服務(wù)器中進(jìn)行集中托管

13、，通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)算和存儲(chǔ)。通過(guò)對(duì)軟件和用戶桌面系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行虛擬化操作，可以有效解決不同應(yīng)用軟件之間的兼容，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。利用后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一的管理，可以解決軟件的兼容，強(qiáng)化軟件的穩(wěn)定性，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)終端用戶的統(tǒng)一認(rèn)證、管理和相應(yīng)的資源配置，保證應(yīng)用的安全和靈活性。在信息化建設(shè)中，桌面虛擬化具有以下作用：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)，降低一定的硬件投入，有利于管理，同時(shí)具有良好的體驗(yàn)效果。4 結(jié)語(yǔ)伴隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，高校的信息化建設(shè)逐漸復(fù)雜，而且對(duì)于數(shù)據(jù)的應(yīng)用量也更加的龐大，在這種情況下，如何有效利用當(dāng)前的基礎(chǔ)資源促進(jìn)高校的信息化建設(shè)進(jìn)步。當(dāng)前，利用云計(jì)算技術(shù)以及虛擬化技術(shù)構(gòu)建校園虛擬平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用和有效管理，促進(jìn)高校信息化的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1 李英壯，廖培騰，孫夢(mèng)，李先毅. 基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心虛擬機(jī)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)j. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（5）：1-3.2 王笑宇，程良倫. 云計(jì)算下的多源信息資源云體系及云服務(wù)模型研究j. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2014（3）：784-788.3 董啟標(biāo)，汪穎，楊葉. 基于移動(dòng)云計(jì)算的校園