云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

/高校云計(jì)算試驗(yàn)室建設(shè)方案2014年3月第一部分、關(guān)于云計(jì)算的相關(guān)學(xué)問一、云計(jì)算簡(jiǎn)介云計(jì)算（cloudcomputing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、運(yùn)用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來供應(yīng)動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且常常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比方說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和運(yùn)用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和運(yùn)用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)。它意味著計(jì)算實(shí)力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。在過去幾年里，云計(jì)算和虛擬化的概念獲得了巨大的發(fā)展動(dòng)力，并且成為信息技術(shù)中的流行詞。很多企業(yè)起先實(shí)現(xiàn)這些新技術(shù)，期望通過改進(jìn)機(jī)器的利用率來降低成本，削減管理時(shí)間和基礎(chǔ)設(shè)施成本。云計(jì)算是能夠運(yùn)用戶在Internet上運(yùn)用應(yīng)用程序的一種環(huán)境，比如存儲(chǔ)和愛護(hù)數(shù)據(jù)，同時(shí)又能夠供應(yīng)服務(wù)。繼個(gè)人計(jì)算機(jī)變革、互聯(lián)網(wǎng)變革之后，云計(jì)算被看作第三次IT浪潮，是中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。它將帶來生活、生產(chǎn)方式和商業(yè)模式的根本性變更，云計(jì)算將成為當(dāng)前全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。一方面，由于云計(jì)算正處在高速發(fā)展時(shí)期，其相關(guān)技術(shù)也處在日新月異，不斷推陳出新的過程中，因此須要技術(shù)人員不斷更新學(xué)問和技能；另一方面，云計(jì)算可以分為IaaS、PaaS、SaaS等多個(gè)層次，其相關(guān)技術(shù)涉及虛擬化、集群管理、分布式計(jì)算、WEB服務(wù)和大數(shù)據(jù)處理等多個(gè)領(lǐng)域，如何使教學(xué)和試驗(yàn)工作能涵蓋眾多層次和領(lǐng)域，成為云計(jì)算人才培育中的重要問題。二、云計(jì)算的五大優(yōu)點(diǎn)（1）以服務(wù)為基礎(chǔ)（2）可擴(kuò)展性、彈性（3）共享（4）按運(yùn)用計(jì)量（5）基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)三、云計(jì)算的架構(gòu)層云計(jì)算平臺(tái)可以依據(jù)須要?jiǎng)討B(tài)供應(yīng)、配置和重新配置服務(wù)器。云中的服務(wù)器可以是物理服務(wù)器或虛擬服務(wù)器。高級(jí)云通常包含其他計(jì)算資源，比如存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、防火墻和其他平安設(shè)備?？偠灾?，云服務(wù)供應(yīng)商供應(yīng)的服務(wù)主要可以分為以下三個(gè)類別：1.基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)2.平臺(tái)即服務(wù)3.軟件即服務(wù)（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）IaaS就是指以服務(wù)的形式交付計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)供應(yīng)了計(jì)算功能和基本存儲(chǔ)作為網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)中包含了服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、交換機(jī)、路由器以及其他系統(tǒng)并可用于處理工作負(fù)載。IaaS云可以以一種特別經(jīng)濟(jì)的方式供應(yīng)資源，比如按需從頭構(gòu)建應(yīng)用程序環(huán)境所需的服務(wù)器、連接、存儲(chǔ)和相關(guān)的工具。IaaS的優(yōu)點(diǎn)包括快速供應(yīng)、擴(kuò)展實(shí)力、只為運(yùn)用的資源付費(fèi)。對(duì)于剛剛起步或較小的企業(yè)，面臨的最大困難之一就是限制資金支出。通過將基礎(chǔ)設(shè)施移到云中，就可以實(shí)現(xiàn)可伸縮的供應(yīng)，就仿佛您擁有自己的硬件和數(shù)據(jù)中心一樣（對(duì)于傳統(tǒng)的托管服務(wù)供應(yīng)商來說是不現(xiàn)實(shí)的），但是您同時(shí)可以將前期成本降至最低。VCL在一個(gè)位置同時(shí)交付不同的基礎(chǔ)設(shè)施。它在高校內(nèi)供應(yīng)了一個(gè)平臺(tái)（在其內(nèi)部沒有物理基礎(chǔ)設(shè)施）虛擬化環(huán)境。通過運(yùn)用該環(huán)境，學(xué)生不須要為其項(xiàng)目建立任何特定的物理基礎(chǔ)設(shè)施。VCL為基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)了以下服務(wù)：計(jì)算物理計(jì)算機(jī)虛擬計(jì)算機(jī)OS級(jí)虛擬化網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)在將所懇求的映像映射到硬件之前，VCL管理者為可用的硬件資源供應(yīng)適當(dāng)?shù)奶摂M化（聚合，解除聚合）。VCL服務(wù)主要關(guān)注平臺(tái)級(jí)別的資源限制。（2）平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）平臺(tái)即服務(wù)是一個(gè)虛擬化的平臺(tái)，它包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器（經(jīng)過物理服務(wù)器集合虛擬化）、操作系統(tǒng)和特定應(yīng)用程序（例如面對(duì)Web應(yīng)用程序的Apache和MySQL）。在某些狀況下，可以供應(yīng)一個(gè)包含全部必需的特定于用戶的應(yīng)用程序的VM映像。平臺(tái)即服務(wù)包含一個(gè)軟件層并將其作為服務(wù)供應(yīng)，這個(gè)服務(wù)可用于構(gòu)建更高級(jí)的服務(wù)。從服務(wù)的創(chuàng)建者或消費(fèi)者的角度來看，PaaS至少存在兩種視角：創(chuàng)建PaaS（這里指VCL）的人可能會(huì)通過集成OS、中間件、應(yīng)用程序軟件甚至一個(gè)開發(fā)環(huán)境來生成一個(gè)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)稍后會(huì)以服務(wù)的形式供應(yīng)應(yīng)用戶。運(yùn)用PaaS的人（高校中的用戶）會(huì)看到一個(gè)封裝好的服務(wù)，這個(gè)服務(wù)通過一個(gè)界面呈現(xiàn)給他們。用戶只能通過界面和這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行交互，該平臺(tái)執(zhí)行必需的任務(wù)來進(jìn)行管理和擴(kuò)展，從而供應(yīng)應(yīng)定級(jí)別的服務(wù)。虛擬設(shè)備可以歸類為PaaS實(shí)例。通過運(yùn)用VCL，學(xué)生們不須要在其機(jī)器上安裝任何特定的服務(wù)、解決方案堆?；驍?shù)據(jù)庫。VCL為他們供應(yīng)了映像，他們只須要選擇這些映像并在云中供應(yīng)的機(jī)器上運(yùn)用它們。服務(wù)解決方案堆棧AspJavaPHP.NET存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫文件存儲(chǔ)（3）軟件即服務(wù)（SaaS）SaaS是指以服務(wù)的形式通過Internet訪問軟件的實(shí)力。軟件即服務(wù)以服務(wù)形式按需供應(yīng)完整的應(yīng)用程序。軟件的一個(gè)實(shí)例在云中運(yùn)行并為多個(gè)終端用戶或客戶組織供應(yīng)服務(wù)。遠(yuǎn)程應(yīng)用程序服務(wù)的一個(gè)最佳例子就是GoogleApps，它通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)Web閱讀器供應(yīng)了多個(gè)企業(yè)應(yīng)用程序。VCL允許運(yùn)用任何軟件即服務(wù)解決方案、虛擬化解決方案和終端服務(wù)解決方案。VMWare、XEN、MSVirtualServer、Virtuoso和Citrix都是典型的例子。VCL還允許任何訪問/服務(wù)交付選項(xiàng)，這些選項(xiàng)適合從RDP或VNC桌面訪問到X-Windows再到Web服務(wù)或類似服務(wù)等各種內(nèi)容。四、云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施模型在從標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)應(yīng)用程序部署模型遷移到基于云計(jì)算的模型時(shí)，云計(jì)算架構(gòu)師須要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施模型做出幾點(diǎn)考慮。對(duì)于高校中的云計(jì)算，可以考慮三種基本的服務(wù)模型，比如公共（Public）、私有（Private）和混合（Hybrid）云。1、公共云公共計(jì)算云面對(duì)任何希望登錄到其中并運(yùn)用它們的用戶。公共云由供應(yīng)商運(yùn)行，來自不同用戶的應(yīng)用程序可能會(huì)混合存放到云中的服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中。公共云的優(yōu)點(diǎn)之一就是它們擁有比公司的私有云更大的規(guī)模，并且可以供應(yīng)按需擴(kuò)展或縮減的實(shí)力，將基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)從企業(yè)轉(zhuǎn)移給云供應(yīng)商。IBM為其客戶運(yùn)作一個(gè)云數(shù)據(jù)中心。多名客戶共享相同的基礎(chǔ)設(shè)施，但是每名用戶的云都得到了愛護(hù)并彼此分別，就好象他們位于自己的防火墻之內(nèi)。2、私有云設(shè)計(jì)私有云的目的是使組織能夠獲得比運(yùn)用由供應(yīng)商托管的服務(wù)更多的數(shù)據(jù)限制。私有云是為某個(gè)組織特地構(gòu)建的，只能由該組織運(yùn)用，供應(yīng)了對(duì)數(shù)據(jù)、平安性和服務(wù)質(zhì)量的最大程度的限制。私有云通常位于組織（企業(yè)或高校）的防火墻之后，只有該組織內(nèi)部的人員有權(quán)訪問云及其資源。3、混合云混合云同時(shí)結(jié)合了公共云和私有云模型。這個(gè)模型引入了推斷如何在公共云和私有云之間安排應(yīng)用程序的困難性。在數(shù)據(jù)量較小或者應(yīng)用程序無狀態(tài)時(shí)運(yùn)用混合云，和在數(shù)據(jù)量較大時(shí)運(yùn)用公共云來進(jìn)行少量處理相比，前者效果更好。VCL可以處理混合云模型。它可以為一個(gè)高校內(nèi)的學(xué)生和老師供應(yīng)服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施來作為他們的私有云。它還可以運(yùn)用公共云在高校之間擴(kuò)展這些服務(wù)。這須要更加平安的網(wǎng)絡(luò)。五、高校數(shù)據(jù)中心的發(fā)展高校數(shù)據(jù)中心的發(fā)展共有三個(gè)階段：面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)大集中、面對(duì)資源的虛擬化和面對(duì)服務(wù)的云計(jì)算。（1）傳統(tǒng)不同學(xué)校不同院系往往建立獨(dú)立物理網(wǎng)絡(luò)、獨(dú)立的服務(wù)器資源。（2）新一代通過網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)虛擬化整合IT硬件資源、供應(yīng)了多樣化的教學(xué)方式，真正使信息化建設(shè)給企業(yè)的發(fā)展、學(xué)校的教學(xué)和科研帶來幫助。隨著虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的普及，虛擬機(jī)和虛擬機(jī)遷移等新特性的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全滿意虛擬化的要求。云計(jì)算的本質(zhì)是變更IT模式，能夠讓全局的IT資源更敏捷、更高效、更經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。其中，大集中是前提，虛擬化是方法，而云計(jì)算則是將來數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)。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，供應(yīng)了多樣化的教學(xué)方式，真正使信息化建設(shè)給學(xué)校的教學(xué)和科研帶來了幫助。隨著越來越多的高校數(shù)據(jù)中心進(jìn)入虛擬化階段，云計(jì)算也離我們?cè)絹碓浇瑯?gòu)建云計(jì)算中心成為占據(jù)云計(jì)算制高點(diǎn)的重要環(huán)節(jié)。六、云計(jì)算五大領(lǐng)先技術(shù)（1）軟件集群（2）負(fù)載均衡（3）計(jì)算實(shí)力分布（4）數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)（5）專業(yè)FTP文件管理隨著云技術(shù)的發(fā)展，以上5大領(lǐng)先技術(shù)，促使教化即將全面進(jìn)入云時(shí)代。七、云計(jì)算的意義依據(jù)聯(lián)合國的預(yù)料，到2012年全世界的城市人口將超過總?cè)丝诘?5%。但是在城市化進(jìn)程飛速發(fā)展的今日，人們的城市生活也越來越面臨一系列挑戰(zhàn)：空間沖突、文化摩擦、資源短缺和環(huán)境污染等。建設(shè)“和諧城市”能夠保持城市的活力、提高城市生活的質(zhì)量，讓市民享受城市發(fā)展所帶來的豐碩成果。構(gòu)建“和諧城市”須要感知紛亂龐雜的城市信息并具備海量數(shù)據(jù)的分析存儲(chǔ)實(shí)力。基于新興的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的“云”平臺(tái)，能夠使建設(shè)“和諧城市”的志向變成現(xiàn)實(shí)。作為城市最重要的IT基礎(chǔ)設(shè)施，城市云是構(gòu)建數(shù)字宜居城市、提升城市公共服務(wù)水平和促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障。城市云是指通過建立和整合一個(gè)城市內(nèi)的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、平安、應(yīng)用等IT資源，為肯定范圍內(nèi)的政府、市民、行業(yè)企事業(yè)單位供應(yīng)統(tǒng)一云計(jì)算服務(wù)的城市大型IT基礎(chǔ)設(shè)施。(一)構(gòu)建數(shù)字宜居城市城市的組織形式首先是為人類居住服務(wù)的，因此“和諧城市”首先須要讓城市居民和來訪者享受到城市的便利性和宜居性。平安城市平安城市通常建設(shè)三個(gè)平臺(tái)：公共平安服務(wù)平臺(tái)、城市安防體系平臺(tái)和應(yīng)急指揮平臺(tái)。城市云是最好的平安城市公共服務(wù)支撐平臺(tái)，可以利用其強(qiáng)大的計(jì)算實(shí)力、存儲(chǔ)實(shí)力為包括城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字化城市管理系統(tǒng)、道路交通和危急源檢測(cè)等多個(gè)系統(tǒng)供應(yīng)技術(shù)保障。智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)(ITS)是基于現(xiàn)代信息技術(shù)面對(duì)交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)系統(tǒng)，它基于對(duì)大量實(shí)時(shí)交通信息的采集分析、集成處理和綜合應(yīng)用，為交通參和者供應(yīng)多樣化的管理和服務(wù)，促進(jìn)交通設(shè)施的有效利用和交通運(yùn)行的組織優(yōu)化，保障交通運(yùn)輸平安，提高路網(wǎng)通行實(shí)力和交通運(yùn)行效率。食品平安由于監(jiān)管體制沒有完全建立和監(jiān)管手段有限，我國食品平安面臨著嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生問題?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的食品平安溯源系統(tǒng)能對(duì)產(chǎn)品原料的來源和加工歷程進(jìn)行查詢，能跟蹤飼料或食品生產(chǎn)、加工和分銷在特定階段的流淌狀況實(shí)時(shí)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原料端、生產(chǎn)端、運(yùn)輸端、流淌端等環(huán)節(jié)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)管和無縫連接，最大程度的在技術(shù)上保證產(chǎn)品質(zhì)量和食品平安。感知環(huán)?！案兄h(huán)?！笔墙Y(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)水體水源、大氣、噪聲、放射源、廢棄物等進(jìn)行感知、處置和管理，建設(shè)成為一個(gè)集智能感知實(shí)力、智能處理實(shí)力和綜合管理實(shí)力于一體的新一代網(wǎng)絡(luò)化智能環(huán)保系統(tǒng)，旨在推動(dòng)污染減排、加強(qiáng)環(huán)境愛護(hù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境和人、經(jīng)濟(jì)乃至整個(gè)社會(huì)的和諧發(fā)展。(二)城市公共服務(wù)體系城市規(guī)模的快速擴(kuò)大和城市人口的快速聚集對(duì)很多城市在城市管理、科學(xué)規(guī)劃和公共服務(wù)上提出了更高的要求。建設(shè)城市云可以極大地提高城市的運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約社會(huì)資源，提高政府的決策水平，有助于提升整個(gè)城市公共服務(wù)水平，創(chuàng)建一個(gè)人際關(guān)系更加和諧的城市環(huán)境。一站式政務(wù)信息服務(wù)建設(shè)面對(duì)社會(huì)的政務(wù)信息服務(wù)系統(tǒng)，擔(dān)當(dāng)政策法規(guī)和服務(wù)信息網(wǎng)上公告、辦事查詢、表格下載、遞交有關(guān)許可審批申請(qǐng)、網(wǎng)上投訴受理等功能，為市民供應(yīng)“一站式”在線政務(wù)服務(wù)，是城市管理者轉(zhuǎn)型為服務(wù)型政府的主要途徑。醫(yī)療信息服務(wù)電子健康檔案中的個(gè)人健康信息包括基本信息、主要疾病和健康問題摘要、主要衛(wèi)生服務(wù)記錄等內(nèi)容。統(tǒng)一電子健康檔案的建立，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)間的信息互聯(lián)互通，健康信息共享，切實(shí)解決群眾看病就醫(yī)問題。(三)加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)制造業(yè)信息化是制造業(yè)邁向現(xiàn)代化、增加競(jìng)爭(zhēng)力的必定過程，其主要的手段就是廣泛采納基于高性能計(jì)算的CAD/CAE/CAM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化仿真”，以促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)改造，提高制造業(yè)產(chǎn)品研制實(shí)力。以高速鐵路、航空航天和船舶制造業(yè)為代表的高端制造業(yè)是城市云主要的服務(wù)對(duì)象之一，城市云計(jì)算中心的強(qiáng)大計(jì)算實(shí)力是發(fā)展區(qū)域高端制造業(yè)，帶動(dòng)區(qū)域傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造的重要手段。(四)促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)是提高城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效率，找尋區(qū)域新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。數(shù)字新媒體廣電數(shù)字新媒體業(yè)務(wù)以新一代數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)，具有兼容、開放、共享、多樣、對(duì)等、通用的突出特點(diǎn)，給廣播電視的傳播技術(shù)、傳播方式、傳播水平帶來巨大而深刻的變革。在三網(wǎng)融合的技術(shù)發(fā)展背景下，互動(dòng)電視、視頻嬉戲、視頻搜尋等廣電數(shù)字新媒體業(yè)務(wù)必將呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基于高性能計(jì)算的渲染技術(shù)是文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)是很多城市著力發(fā)展的新興數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)，是基于高性能計(jì)算的“高可視”產(chǎn)品。云計(jì)算中心的建立將為區(qū)域文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展供應(yīng)有力保障。軟件服務(wù)業(yè)云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展使得越來越多的軟件開發(fā)商推出運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)之上的應(yīng)用軟件，例如SalesforceCRM等。城市云計(jì)算中心擁有浩大的計(jì)算資源，可以充分滿意各大SaaS軟件供應(yīng)商的需求，軟硬結(jié)合，使得用戶以更低的成本、更快的得到軟件，而且無需維護(hù)。八、云計(jì)算在教化平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)結(jié)合目前云計(jì)算在教化中的應(yīng)用，繪制如下云計(jì)算中心教化平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)、IDC整體視圖、云中心運(yùn)行方案架構(gòu)。（1）云計(jì)算中心教化平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)（2）IDC整體視圖（3）云中心運(yùn)行方案架構(gòu)

其次部分、云計(jì)算試驗(yàn)室一、試驗(yàn)室背景目前，云計(jì)算的建設(shè)、管理和開發(fā)技術(shù)，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的探討熱點(diǎn)，而培育高素養(yǎng)的云計(jì)算專業(yè)人才，也成為教化和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的重要任務(wù)。然而，一方面，由于云計(jì)算正處在高速發(fā)展時(shí)期，其相關(guān)技術(shù)也處在日新月異，不斷推陳出新的過程中，因此須要技術(shù)人員不斷更新學(xué)問和技能；另一方面，云計(jì)算可以分為IaaS、PaaS、SaaS等多個(gè)層次，其相關(guān)技術(shù)涉及虛擬化、集群管理、分布式計(jì)算、WEB服務(wù)和大數(shù)據(jù)處理等多個(gè)領(lǐng)域，如何使教學(xué)和試驗(yàn)工作能涵蓋眾多層次和領(lǐng)域，成為云計(jì)算人才培育中的重要問題。為滿意云計(jì)算人才培育過程中的試驗(yàn)和實(shí)踐需求，研發(fā)云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建開放式試驗(yàn)環(huán)境。二、試驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)（一）供應(yīng)多層次、多種類的云計(jì)算試驗(yàn)支持。首先，平臺(tái)能夠?qū)υ朴?jì)算的三個(gè)主要層次：IaaS、PaaS和SaaS進(jìn)行演示和試驗(yàn)，加深運(yùn)用者對(duì)云計(jì)算層次模型的理解。其次，平臺(tái)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，供應(yīng)全面的試驗(yàn)環(huán)境和支撐。最終，云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)可以供應(yīng)通用和可擴(kuò)展的教學(xué)和試驗(yàn)資源。一方面滿意不同類型、難度的試驗(yàn)資源需求，另一方面，可以通過擴(kuò)容滿意不同規(guī)模的試驗(yàn)需求。（二）供應(yīng)開放性的資源和試驗(yàn)環(huán)境。云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)供應(yīng)兩種試驗(yàn)環(huán)境，首先是可以將終端部署在機(jī)房環(huán)境，實(shí)現(xiàn)集中管理的試驗(yàn)環(huán)境；其次，可以利用校內(nèi)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)開放式、在線化的虛擬試驗(yàn)室，運(yùn)用者可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)平臺(tái)的利用率，也提高了平臺(tái)的易用性。（三）供應(yīng)高性能、易用、可擴(kuò)展的云計(jì)算教化平臺(tái)。云計(jì)算本身具備高性能、高可用性和易用等特點(diǎn)，基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建集中管理集群平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)有效地教學(xué)管理、資源配置和試驗(yàn)部署等，還可以實(shí)現(xiàn)硬件資源的平滑擴(kuò)展和軟件資源的升級(jí)和更新，以及在虛擬化資源之上供應(yīng)新型的定制試驗(yàn)內(nèi)容。三、試驗(yàn)室的環(huán)境部署計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)采納資源集中部署、平臺(tái)集中管理，機(jī)房試驗(yàn)和開放試驗(yàn)相結(jié)合的部署方式，參見圖1：圖1云計(jì)算試驗(yàn)環(huán)境部署云計(jì)算試驗(yàn)環(huán)境以云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)為核心，用云模式集中部署，供應(yīng)虛擬化資源池，以及多種層次的試驗(yàn)資源支撐。集中化的管理平臺(tái)可以對(duì)試驗(yàn)資源、平臺(tái)以及教學(xué)和試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一管理，保證平臺(tái)管理的牢靠性和平安性。試驗(yàn)平臺(tái)通過交換機(jī)連接到機(jī)房試驗(yàn)環(huán)境，或者通過路由器連接到校內(nèi)網(wǎng)或廣域網(wǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)開放的試驗(yàn)環(huán)境。云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)的架構(gòu)如圖2所示：圖2：云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái)建立在虛擬化的資源池基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)多種虛擬化、并行計(jì)算，多種類型的存儲(chǔ)支撐和多種形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接和模擬。利用統(tǒng)一管理的資源池，可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)、云存儲(chǔ)、虛擬化、云管理、云開發(fā)和在線學(xué)習(xí)等多種功能，從而實(shí)現(xiàn)從IaaS到SaaS的多層次、多種類試驗(yàn)支持。此外，平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化、多維度的管理功能。四、試驗(yàn)資源試驗(yàn)列表1：虛擬化和IaaS層試驗(yàn)1，虛擬桌面的配置和運(yùn)用在云環(huán)境下建立虛擬桌面鏡像，對(duì)鏡像進(jìn)行配置和運(yùn)用。測(cè)試虛擬桌面的性能特點(diǎn)。2，虛擬服務(wù)器的配置和運(yùn)用基于虛擬化實(shí)現(xiàn)WEB、數(shù)據(jù)庫等服務(wù)的建立；虛擬化服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)配置和監(jiān)控；3，IaaS層集群管理方法和配置虛擬化資源管理和監(jiān)控；IaaS層虛擬化實(shí)例部署、管理和調(diào)度；IaaS層高可用性管理；IaaS層虛擬化鏡像管理和制作；IaaS層平安和權(quán)限管理；4，IaaS層功能開發(fā)IaaS層虛擬化高可用性和負(fù)載均衡開發(fā)；IaaS層實(shí)例網(wǎng)絡(luò)配置應(yīng)用開發(fā)；IaaS層虛擬機(jī)調(diào)度操作應(yīng)用開發(fā)；5，IaaS層存儲(chǔ)管理和開發(fā)IaaS存儲(chǔ)資源配置和監(jiān)控；IaaS層存儲(chǔ)容錯(cuò)和擴(kuò)展試驗(yàn)；基于IaaS層存儲(chǔ)接口，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)應(yīng)用實(shí)例；（塊存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)和卷存儲(chǔ)）試驗(yàn)列表2：PaaS層和SaaS層試驗(yàn)1，PaaS平臺(tái)的搭建和部署基于IaaS平臺(tái)構(gòu)建PaaS服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的資源調(diào)度和牢靠的支撐平臺(tái)；2，PaaS層的WEB服務(wù)機(jī)制試驗(yàn)PaaS平臺(tái)異步消息機(jī)制開發(fā)和應(yīng)用；PaaS平臺(tái)負(fù)載均衡機(jī)制應(yīng)用試驗(yàn)；PaaS平臺(tái)緩存機(jī)制應(yīng)用試驗(yàn)；PaaS平臺(tái)容錯(cuò)和監(jiān)控試驗(yàn)；3，基于PaaS平臺(tái)的WEB服務(wù)開發(fā)基于PaaS的WEB服務(wù)開發(fā)和部署；基于云端API的WEB服務(wù)實(shí)現(xiàn)；試驗(yàn)列表3：大數(shù)據(jù)和分布式處理1，Hadoop系統(tǒng)構(gòu)建和配置Hadoop系統(tǒng)的分布式搭建、配置；Hadoop系統(tǒng)的監(jiān)控和擴(kuò)展；2，HDFS存儲(chǔ)系統(tǒng)試驗(yàn)HDFS讀寫接口運(yùn)用和開發(fā)；HDFS容錯(cuò)和高可用性試驗(yàn)；HDFS伸縮性和均衡管理；3，MAP/REDUCE分布式處理機(jī)制試驗(yàn)基于JAVA的MAP/REDUCE編程；基于流的MAP/REDUCE編程；MAP/REDUCE的監(jiān)控、優(yōu)化和容錯(cuò)；基于MAP/REDUCE實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)挖掘；4，HIVE大數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)HIVE系統(tǒng)的構(gòu)建和配置；HIVE系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立和基本操作；HIVE系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)試驗(yàn)；5，HBASE大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢?cè)囼?yàn)HBASE系統(tǒng)搭建和配置；ZOOKEEPER系統(tǒng)的構(gòu)建和配置；基于HBASE的基本操作；基于HBASE的應(yīng)用開發(fā)試驗(yàn)；6，分布式NoSQL數(shù)據(jù)庫操作和開發(fā)MongoDB系統(tǒng)的構(gòu)建、配置和應(yīng)用Cassandra系統(tǒng)的構(gòu)建、配置和應(yīng)用基于NoSQL系統(tǒng)的Map/Recue實(shí)現(xiàn)（可擴(kuò)展其他分布式NOSQL系統(tǒng)）7，基于Hadoop和Nutch的搜尋引擎和運(yùn)用Nutch系統(tǒng)的構(gòu)建和配置中文搜尋和分詞的應(yīng)用試驗(yàn)Nutch系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)抓取和搜尋試驗(yàn)五、產(chǎn)品清單1、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)內(nèi)容序號(hào)名稱數(shù)量備注1云平臺(tái)快速部署可行性評(píng)估1套2服務(wù)器群主機(jī)物理整合1套3云平臺(tái)整體安裝1套4云計(jì)算操作系統(tǒng)安裝調(diào)試1套5服務(wù)器資源池的搭建1套6網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝和調(diào)試1套7入侵檢測(cè)1套8防火墻設(shè)置1套9存儲(chǔ)的設(shè)置備份/復(fù)原方案1套10應(yīng)用遷移1套11云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)驗(yàn)收1套2、實(shí)訓(xùn)案例（部分）序號(hào)案例名稱數(shù)量備注1校內(nèi)云計(jì)算試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)案例1套2云計(jì)算快速部署案例1套3PaaS層和SaaS層試驗(yàn)案例1套4大數(shù)據(jù)和分布式處理案例1套5網(wǎng)絡(luò)搜尋企業(yè)案例1套6…………….……….7……….3、硬件清單配置為舉薦硬件配置，實(shí)際建設(shè)時(shí)可依據(jù)實(shí)際狀況，選購 此清單設(shè)備或相像配置的同類設(shè)備。設(shè)備名稱配置、功能數(shù)量高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn)支持虛擬化的高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn)5高性能存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)支持虛擬化的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)算節(jié)點(diǎn)，支持10TB以上存儲(chǔ)2高性能光纖交換機(jī)2其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備千兆交換機(jī)、路由器、防火墻和負(fù)載均衡涉筆、機(jī)架和網(wǎng)絡(luò)配件，工程輔料1其他協(xié)助設(shè)備終端、顯示器等1總計(jì)4、軟件清單序號(hào)軟件名稱數(shù)量備注1操作系統(tǒng)軟件1套2服務(wù)器操作軟件1套3常用網(wǎng)管軟件1套4網(wǎng)站管理軟件1套5防火墻軟件1套6數(shù)據(jù)庫軟件1套第三部分、云計(jì)算高校聯(lián)合