隨著信息技術的飛速發展，軟件的不斷升級，老舊校園機房的升級改造是各個學校都要面臨的問題。如何既保證教學的需求，又能節省成本，充分利用資源，延長設備使用壽命，是人們關注的重點。在解決機房升級問題的過程中，人們逐漸認識到單純依靠單機硬件升級，更換機房的設備只能解決一時所需，在一個不長的周期之后，又要重復進行硬件升級，導致成本巨大且維護管理麻煩。比如，按照教育部的相關評估要求，高職院校每百名學生最少擁有的計算機數為8臺，6000多人的院校的機房計算機數至少為500臺，按照機器的平均使用壽命，每5~6年就要進行升級，平均每年將近升級換代100臺計算機。待更新升級的計算機整體功能良好，只是隨著升級軟件對硬件需求的不斷提高而顯得“力不從心”。如何充分利用這些設備，延長其使用壽命？
云計算與虛擬化技術的不斷成熟，為機房的升級改造提供一種全新的解決方案，使我們能從系統的觀念出發，架設全新的應用模式。以建設校園云計算中心為重點，提供高性能的計算能力和完善的應用服務，通過合理分配資源，運用虛擬化技術實現桌面的虛擬化，最大限度地提高舊設備的使用效率，滿足業務需求。
云計算與虛擬化的優勢
云計算(Cloud Computing)是一種新興的商業計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務。通過服務器集群，包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等虛擬計算資源的自我維護和管理，降低整個系統的單位處理能力成本。
云計算的基本原理是，構建大規模的分布式計算系統資源庫，將系統的計算分布在系統資源池，統籌考慮整體系統的利用情況。其本質是數據共享計算模式與服務共享計算模式的結合體，是下一代計算模式的發展方向。
云計算雖然模式復雜，但是從平臺技術特性來看，有幾個顯著的特點：
1. 云計算平臺具有超大規模
在實際使用“云”的企業中，其服務器均達到相當的規模，為這些企業提供巨大計算能力。
2. 云計算平臺均采用虛擬化技術
云計算不會指定用戶在特定的設備上獲取服務，用戶應用服務可能運行在任意節點。請求的資源根據云計算平臺自由分配，不是固定的有形實體。
3. 云計算平臺均具有高可靠性
云計算平臺存在大量同構可互換的計算節點，數據也能做到多副本容錯，軟件系統能夠容忍節點的錯誤，不會影響業務的運行和需求，比使用本地計算機更可靠。
4. 云計算平臺的通用性
云計算不針對特定的應用，可以根據不同用戶的需求，提供不同應用的統一解決方式。
5. 云計算平臺的廉價性
一方面，云計算的往往采用相對廉價設備(如X86計算機)構建云計算系統的節點來構成云；另一方面，云計算將大量設備集中在一起統一提供管理和服務，大大降低服務的管理成本；根據用戶按需分配能力的服務方式，能使云系統達到最大使用效率，也在一定程度上降低云計算平臺的成本。
6. 高可擴展性
云計算平臺構建在同構可互換的節點上，其規�？梢詣討B伸縮，可以按用戶規模和應用服務需求對系統進行擴容。
虛擬化指對計算資源進行抽象的一個廣義概念。虛擬化對上層應用或用戶隱藏計算資源的底層屬性。它既包括使單個的資源(比如一個服務器、一個操作系統、一個應用程序、一個存儲設備)劃分成多個虛擬資源，也包括將多個資源(比如存儲設備或服務器)整合成一個虛擬資源。虛擬化技術是指實現虛擬化的具體技術性手段和方法的集合性概念。虛擬化技術根據對象可以分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網絡虛擬化等。
升級重點圍繞三部分
校園機房升級方案的實施重點在于云計算中心的建設和基于云計算的虛擬桌面的應用服務建設。為考慮其他系統的應用服務的穩定性，在云計算中心的建設過程中，使用循序漸進的方式擴充資源，增加服務。
系統整體架構
系統分為三大部分(如圖1)：云計算中心、桌面虛擬化系統和客戶端。由于舊機房計算機都具有一定的計算能力，簡單的應用可由客戶端完成，復雜的大計算通過虛擬桌面由云計算中心完成，以充分利用資源。
圖1 系統整體架構
云計算中心的建設
1. 云計算架構
云計算基礎設施平臺一般分為物理資源、資源虛擬化、管理、服務提供，如圖2所示。
圖2 云計算架構
物理設施被虛擬化，提供一個靈活的資源池提高資源利用率。管理層負責物理資源和虛擬資源池的管理、部署、監控、報警等。服務提供層組合管理層的功能提供某種形式的服務。
2. 云計算平臺的選擇
云計算平臺可以劃分為三類：以數據存儲為主的存儲型云平臺，以數據處理為主的計算型云平臺以及計算和數據存儲處理兼顧的綜合云計算平臺。
云計算平臺可根據學校的需求、定位和技術力量選擇開源云計算平臺或商業化云計算平臺。開源的云計算平臺主要有：AbiCloud (Abiquo公司)、Hadoop(Apache基金會)、Eucalyptus 項目(加利福尼亞大學)、MongoDB(10gen)、Enomalism彈性計算平臺、Nimbus(網格中間件Globus)等。商業化云計算平臺主要有：微軟、Google、IBM、Oracle、Amazon、Saleforce、EMC等公司的產品。
云桌面虛擬化系統
云桌面虛擬化系統是讓云計算資源池同時支持運行多個虛擬機的相互隔離的工作負載 ( 包括操作系統、應用組和配置)，讓授權的用戶連接至虛擬桌面，運行相應的應用軟件。
云桌面虛擬化的解決方案，有多個成熟的產品可選：VMware， Citri，Hyper，Virtuozzo，Parallels，Sun VirtualBox等，可根據成本要求、性能需求、存儲需求、容錯等級、支持的服務器數量等進行選擇。
客戶端設置
對于客戶端的虛擬環境，一個機房的所有計算機環境都是相同的，所以只需在云桌面虛擬化系統中進行一次性、集中式的應用安裝；然后，客戶端啟動相應的軟件連接到云桌面虛擬化系統，在隔離環境下以流技術將應用按需交付到用戶桌面，不必擔心會出現應用和系統沖突。
需考慮成本與管理的問題
基于云計算與虛擬化技術的校園機房升級方案實施過程中，還需根據機房計算機的規模擴充云計算能力和資源，并要考慮云計算平臺所允許的服務器數，以及整個云計算中心的發展規劃與成本選擇云計算平臺。
對于虛擬化環境下應用軟件的安裝使用，還需解決兼容性問題；對于機房日常的軟件維護、管理存在的問題(如不允許學生修改系統設置等)，還需探討解決方法。
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本文標題：機房升級聚焦云計算
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