研究云计算在高校计算机实验室建设中应用

论文导读：这些设备通过高速局域网连接起来，构成了系统中的物理资源层。也可以把几个高校的物理设备连接起来或者把物理资源扩展到学校外部的其他设备构成规模更大的云，从而提供处理能力更强、种类更丰富的资源。（二）虚拟资源层云计算的核心是虚拟化的资源池。虚拟化技术可以实现从物理资源向逻辑资源的转化，它屏蔽了物理资源的
【摘要】云计算通过将计算分布在大量的分布式计算机上，按照互联网运作模式将资源切换到所需要的应用上，并根据需求访问网络资源。建设基于云计算的高校计算机实验室，轻松实现不同设备间的数据共享。云计算与高校计算机实验室建设的结合，有效整合了高校教学资源，提高了资源的利用率。
【关键词】云计算;实验室建设
云计算是一个完全由第三方提供计算资源的新的计算理念，已经成为当前研究的热点。可以将其理解为：云计算通过将计算分布在大量的分布式计算机上而非本地计算机中，按照互联网运作模式将资源切换到所需要的应用上，并根据需求访问网络资源的共享利用模式。云计算具有分布式存储和计算、高可扩展性、高可用性、用户友好等特点[1]。
在云计算模式中，数据、软件不再存放在本地计算机中，而是通过网络访问云来获得所需数据或软件服务。本地计算机不再需要硬盘、内存、CPU等设备，只需要终端。

一、高校传统计算机实验教学模式的压力

目前在我国高校计算机实验室中均存在着这些理由：机房是以院系为单位建设的，造成设备、人员的冗余，机房使用率不高;由于每学期开设的课程都在调整，相应的软件在不断地升级也需要更新，由于早几年配置的机器硬件较低，导致上计算机实验课时机器运转速度极慢，严重影响上课进度，而且不断地更新软件给实验室管理老师增加了巨大的工作量;每隔几年就要换高端机型，这要花费大量的金钱。这些理由严重制约了计算机实验室的建设和发展。如何提高现有计算机实验室资源的利用率，最大限度的利用现有的计算机是很多人都研究的理由。
近几年，云计算技术的不断成熟与发展为解决计算机实验室的升级改造提供了一种新的方案。

二、基于云计算的计算机实验室平台构成

图1 云计算平台基本架构

(一)物理资源层

物理资源层主要指实实在在的物理计算机，它可以是PC机、服务器、工作站等，存储器，通信线缆以及数据存储设备等底层硬件设备，设备资源之间通过网络连接。这些物理设备共同组成了“云”[2]。
物理资源层中的资源总的规模和能力理论上不受限制，可以在网络中的任意地方。计算机实验室主要使用的是学校局域网内拥有的设备，把这些设备通过高速局域网连接起来，构成了系统中的物理资源层。也可以把几个高校的物理设备连接起来或者把物理资源扩展到学校外部的其他设备构成规模更大的云，从而提供处理能力更强、种类更丰富的资源。

(二)虚拟资源层

云计算的核心是虚拟化的资源池[3]。虚拟化技术可以实现从物理资源向逻辑资源的转化，它屏蔽了物理资源的复杂性，并对外呈现简单的逻辑形态。通过对资源进行虚拟化，可以把已整合的资源以一种与物理位置无关的方式进行调用，从而降低管理维护复杂度、提高资源利用率。

(三)云管理层

云管理层的功能是确保整个云计算中心能够安全、稳定地运转，主要包括：云资源管理、云安全管理、云数据管理和用户管理。
资源管理负责管理虚拟资源层的各种虚拟资源，包括监控资源状态、分配资源、增加、删除、修改、维护等，并对众多的资源进行负载均衡管理，包括任务调度、进程迁移等。安全管理包括访问的安全管理、数据的安全管理、网络的安全管理等。云数据管理主要对计算机和云计算平台系统中的数据进行保存与维护，云数据的安全性理由可通过对数据进行加密处理。用户管理包括用户的身份确认、访问制约权限等。

(四)云客户端

云客户端的作用是为用户与云计算应用提供统一规范的接口，云客户端最常见的就是网络浏览器，比如人们熟知的IE、Mozilla、Firefox等，也可以是一些应用程序入口。通过云客户端用户可以便捷地访问云中的资源[4]。
在构建的实验室系统中，云客户端安装在各个实验室的终端计算机中，云客户端对系统的硬件要求不高，这样可以在不投入大量资金来建设高性能的本地终端机器的情况下访问云计算平台中的海量资源，进行远远超过终端机器性能上限的高强度计算和大存储容量的工作。
比如学生在上课时需要运转Maya、3Dax等这些大型程序，学生可以通过云客户端使用安装在云中的这些应用程序，从而突破软件对机器性能的限制。

三、建设基于云计算的计算机实验室技术特点及优势

（一）以低成本投入获得高运算能力。学生只需要一台配置一般的计算机终端登录到云系统中，然后直接使用云中的高性能资源。这样学校就不需要花费巨额资金来购买大量高性能设备和频繁更新设备，从而以低投入获得高性能。
（二）提供巨大的资源存储能力。通过云计算构建的虚拟资源池理论上可以提供不受限制的存储空间，在实际应用中，数量巨大的物理资源可以容纳海量的数据，并可以按照需要增加存储空间，以满足海量信息增长对存储空间的需求。
（三）大大减少升级和维护系统的工作量。日常维护中只需对云中的资源进行升级和维护，不需要逐个更新客户终端中的软件，这样可以极大地减少实验室的工作量。
（四）可以实现大范围的资源共享。解决了资源不足、分布不均的理由。通过云计算技术，各个院系的资源可以共同构筑一个虚拟资源池。这样各个学院就可以共享这个资源池中的资源，从而解决资源分布不均的理由，同时还可以大幅度提高资源利用率。
四、结语
随着网络的发展，云计算技术的不断成熟，作为一种新型的服务模式，云计算必将为计算机应用带来新的变革。建设基于云计算的计算机实验室，轻松实现不同设备间的数据共享，为用户提供无限的存储空间和计算性能，并保证数据的安全、可靠。云计算与高校计算机实验室建设的结合，有效整合了高校教学资源，提高了资源的利用率，从而为高校实验室建设提供参考，也进一步拓展了云计算的应用领域。
参考文献
[1]李功丽，张艳.基于云计算的计算机实验室建设[J].河南机电高等专科学校学报，2011（5）：21-22.
[2]朱娟.云计算在高校计算机实验室建设中的应用模式初探[J].科教导刊，2012（10）：205-206. 全文地址：www.7ctime.com/rgznlw/lw48553.html上一论文：探索计算机软件在企业管理中的运用