高校机房维护的新思路——云计算

摘　要：本文主要探讨了云计算在高校机房维护中的应用模式。首先介绍了当前比较热门的云计算的工作原理和优势，分析了云计算的架构，最后探讨了云计算在高校机房中的应用优势与缺点。

关键词：云计算；高校；机房
引言
　　计算机的飞速发展，为高校的机房维护带来了以下问题。第一，在高校机房的维护管理中，总存在着计算机软硬件更新的困扰。对于经费相对紧张的高校来说，花费大量的经费即时更新机房的软硬件设施，存在着不小的经济压力。第二，在高校机房的使用过程中，机房使用频率高，维护管理工作量大，对机房维护管理人员的技术要求较高。第三，只能使用既有系统，无法满足一人一机的教学需求，教学数据容易在维护过程中丢失。
　　针对上述问题，可以将新兴的“云计算”技术引入到高校机房维护管理中。引入“云计算”后，机房可以不再购买大量的本地存储设备和硬件设备，不用担心服务器升级、软件升级所带来的机房维护工作。可以实现真正意义上的一人一机。机房的教学数据可以存储在“云计算”的“存储云”中，各种应用软件运行在“云计算”的“计算云”中，用户不需要自己考虑文件的安全性，云服务商有专业的团队在维护和管理，降低了机房建设、维护、管理的成本。为了推动高校机房利用云计算技术提升服务能力、降低运行成本，有必要对云计算在高校机房维护中的应用问题进行系统、深入的研究。
1.云计算概述
　　云计算通过技术手段将网络上分布的计算、存储、服务构件、网络软件等资源集中起来，形成“云”。使用基于资源虚拟化的方式，为用户提供方便快捷的服务，它可以实现计算与存储的分布式与并行处理。用户通过“云”以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。
　　云计算所秉承的核心理念是“按需服务”，让人们像使用水、电、天然气等资源的方式一样使用云资源。这是云计算对于ICT 领域乃至人类社会发展的重要意义所在。也就是说，通过云计算，用户可以不必购买新的服务器和部署软件，不需要建立自己的数据中心、大型机房、服务器中心等，只需向云计算中心定制相应的业务和服务，由云计算中心提供需要的相关资源，如（软硬件资源、网络资源、计算资源、存储资源等。），从而可以大幅降低机房建设的成本、维护成本。同时也可以提高机房资源的利用率和数据处理能力。
　　用户加入云计算不需要安装服务器或任何客户端软件，可在任何时间、任何地点、任何设备(前提是接入互联网)上通过浏览器随时随意访问，云计算的典型服务模式有三类：“软件即服务(Software as a Service，SaaS)”，“平台即服务(Platform asa Service，PaaS)”和“基础设施即服务(Infrastructure as aService，IaaS)”。
2.云计算中高校机房的体系结构
　　使用云计算技术的高校机房以互联网上的云计算中心为核心（如图1 所示），动态获取机房所需要的软、硬件资源、存储服务等。机房在使用时，通过通信链路接入云计算中心，由用户动态申请业务和服务，机房的数据存储、机房管理和维护工作都由云计算中心来完成，用户不需要知道如何获取和维护数据，只需要关心如何使用这些数据即可。
　
　　
2.1云计算中心的服务模式
    在云计算中将云计算中心提供的服务分为三个层次，如图1右边所示，这三个层次每个层次对应着一类服务。
　　SaaS 是指用户可以通过Web 浏览器来向云服务商定制云上的软件。从高校机房的使用角度来说，机房不用像现在一样，在服务器或软件许可证授权上进行投资；从云服务提供商角度来看，与现在的软件服务模式相比，维护一个应用软件比维护一批应用软件的成本要相对低廉。SaaS 供应商按照机房所租用的软件来进行收费，因此用户可以根据需求按需订购软件应用服务，而且SaaS的供应商会负责系统的部署、升级和维护，用户只关心软件功能使用，不再关心系统部署、维护。如今SaaS已经发展的相对成熟。 就是以销售和管理SaaS而闻名，是企业应用软件领域中最为知名的供应商。
　　PaaS 是指云计算服务商将软件研发平台提供给用户。这样做可以促进SaaS的发展，最重要的是可以加快SaaS中应用软件的开发速度。从高校机房的使用角度来说，这意味着他们不用自行建立开发平台，就可以消除在不同平台兼容性方面遇到的困扰；从云服务提供商的角度来说，则可以实现产品多元化和产品定制化。 公司的平台是PaaS服务的样例。该平台作为服务在Internet 上运行，是完全即时请求的，收费是用户登录的次数为基础的。许多的软件提供商成为其平台的客户，从而开发出基于他们平台的多种SaaS 应用，使其成为多元化软件服务供货商（Multi Application Vendor），扩展了其业务范围。
　　IaaS 是指用户可以向云计算服务商租用虚拟的硬件资源，如虚拟的主机、存储、网络、安全等资源，用户不用专门购买服务器、网络设备和存储设备，就可以搭建自己的应用系统。IaaS 服务于底层，向用户提供快速部署、按需分配、按需付费的高性能计算机系统，并且提供开放的云基础设施服务接口，用户可以根据实际需求灵活定制租用相应的基础设施资源。IBM 凭借其在IT 基础设施领域的强势，建立了云计算中心，为用户提供基础设施的租用服务。
2.2 云计算的高校机房维护中的应用模式
　　在云计算服务模式下，高校在搭建机房时，不用再纠结于软硬件的更新速度过快的问题上，也不用担心机房建立之后是否能胜任教学科研的使用。因为机房用户只要能够与Internet链接登录云计算用服务中心就可以了，用户所需要的软硬件资源均以云服务的形式提供。机房用户登录云计算中心以后，云计算中心根据用户的登录ID将各用户所需资源按需配置给用户，实现真正意义上的一人一机。并将用户的相关操作提交给云计算中心进行处理。用户所进行的一切操作实际上是在云中实现，应用软件及数据的管理维护将由云计算中心专业人员去实现。因此，机房维护的工作量将大大降低，维护成本也将大幅下降。由于，应用软件的许可证授权由如今的合同期形式改为按需付费，也将大幅降低机房建设的成本。并且，在系统运行过程中，如果客户端机器出现故障，也不会影响用户的工作进程，他所需要的仅仅是更换一台客户端机子而已。对于一些对计算机系统要求很高的研发任务，也不用再去专门购置昂贵的设备，只需根据需求向 云计算中心租用即可。
2.3云计算在高校机房维护中的应用缺点
    （1）在云计算模式下，高校需要持久的高速的Internet连接，处于低速连接时，运行效果可能会十分的有限；（2）云计算中心需要根据每个用户的需求，对用户端的应用环境和运行平台进行设置，并将相关数据传送到用户端，这样的过程可能是缓慢的；（3）用户端的相关计算需要交回云计算中心进行计算，这需要云计算中心具有强大的计算“云”，因此，这一功能可能是有限的；（4）高校机房的所有数据存入云计算中心的存储“云”，数据的安全性和完整性将由云计算中心维护管理人员负责，也许会不安全甚至是完全消失，这将对高校的正常运作产生致命的打击，并且对去计算中心的维护管理人员技术能力水平要求较高；（5）现有的基础设施不能满足云计算的要求，要对基础设施进行改造，将会是一笔很大甚至是巨额的投入。
3.结束语
　　云计算在高校机房维护中的应用可以促进高校信息化的进程，大幅降低机房的经费投入，机房只需为实际使用的服务付费，只需购买少量的本地基础硬件设备，不用担心服务器升级、软件升级及其它机房管理和维护的问题，机房维护管理人员只需对机房做最简单的维护管理，从而大大提高了机房维护的效率和使用率。因此，云计算在高校机房中的应用能为高等教育提供更好的科研实训能力，保证了高校科研教学的质量，强化了学生的实践动手能力，为培养高素质的应用型人才提供了保障，能更有效的服务地方经济的发展。但是，以此模式运行的高校机房，与Internet通信链路的建设将成为整个系统正常运行的瓶颈。如何解决这个问题，是当前云服务商及广大研发团队最为关注的。因而，本文只提出了云计算在高校机房维护中的应用模式和基本框架，至于完整实施还有待时日。
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