浅谈云计算在管理高校公共计算资源中的应用前景
【Abstract】In this paper， through the analysis of the status of university public computing resources and existing problems， put forward the integration management of cloud computing into the public computing resources， characteristics of the cloud computing to achieve the public computer lab daily management work to simplify， reduce the construction investment， improve the quality of higher education service.
【Key words】Cloud computing；Public computing resources；In colleges and universities
随着现代计算机科学的不断发展和日新月异的技术创新，我们已经可以深刻地体会到计算机在提升业务处理效率、信息交流和共享资讯等方面提供的极大便利，计算机应用能力也成为衡量新型人才的标准之一。随着用人单位对人才的计算机应用能力要求的逐步提高，各高校在设计培养计划时都开始注重计算机的使用教学，在各类专业课程中都贯穿着计算机的使用教学。所以，公共计算资源建设资金在现代高校的教学设施投入中逐渐占据越来越大的比例，越来越多的各类型计算机机房、实验室等开始投入使用。
但是，计算机技术发展十分迅速，为了跟上教学任务要求，公共机房内各类型软硬件设备的更新换代十分频繁。同时，各个高校扩招使得学生数量逐年提高，教学任务愈发繁重，导致公共机房的负荷超出预期。虽然各类机房管理软件等广泛应用于日常管理中，但是软硬件设施重复建设、管理工作复杂等问题依然频繁出现。
本文通过深入分析高校公共计算资源的现状和存在的问题，提出把云计算运用到高校公共计算资源的整合管理中，通过云计算的特性以实现把公共机房日常管理工作化繁为简，减少建设资金投入，提高教学服务工作质量。
1 现代高校公共计算资源的现状分析
当前，高校在公共计算机机房管理方面都存在着以下几个共同的问题。
1）公共机房规模越来越大，软硬件资源配置参差不齐。随着在各类专业课程中计算机教学的比例逐步提高，为了应对这一要求，各高校每年或定期都会购买一批新的软硬件资源，公共机房规模也在随着一次次更新而变得越来越大。但是，逐步的更新方式导致软硬件资源的配置参差不齐，甚至同一机房或实验室内会出现四五批不同时间段更新的软硬件资源，使得管理人员难以实现有效的统一管理。
2）公共机房建设资金紧张。高校每年投入到教学设施建设的经费是有限的，而公共机房的建设资金只能占其中的一部分，建设资金紧张则导致某些软硬件资源不能及时更新的情况。以一个配备100套计算机的公共机房为例，不计算购买交换机等网络基础设备的情况下，购买100套计算机就需要大概45万的资金投入。新建设的公共机房一般能在良好的使用状态工作三至四年，随着使用时间延长，硬件的故障率也逐步增加，硬件的维修和更换费用也逐步增加，而建设新的公共机房则投入更大。同时，根据教学任务的需要，还要购买一些软件的授权，因为设备基数大，这类型的资金投入也十分巨大。
3）公共机房管理人员日常维护困难、管理工作繁重。由于教学任务需要，公共机房的工作强度日益增强，对计算机硬件的使用寿命是很大的考验，公共机房管理人员需要经常维修以及更换硬件。同时，根据课程的设计，管理人员还需要经常安装和更新教学软件。这些软件不仅种类繁多，而且更新频繁，导致管理人员日常维护困难、管理工作繁重。
4）公共机房设备安全防护困难。高校公共机房设备数量众多而且用户基本上都是学生，学生用户的计算机安全防护意识参差不齐，导致公共机房成为安全风险隐患集中的地方，软硬件资源十分容易受到攻击破坏，甚至直接影响到整个学校现有的网络环境安全。
2 云计算的概念及特点
2.1 云计算的概念
简单地说云计算就是并行计算、分布式计算和网格计算这三种计算方式的融合发展。换句话说，云计算就是传统计算机技术和网络技术发展融合之后所得到的产物，它通过以提供服务的方式向用户提供所需要的相关功能，用户可以在对IT技术、网络相关知识等不了解以及完全不熟悉设备操作的情况下，能够通过网络获得所需要的各种IT服务来实现自己的需求。其中包含硬件、开发平台以及I/O服务等大量能够根据不同的负载动态地重新配置，从而达到更高的资源利用率的可用虚拟资源。
从另一个角度理解，云计算是虚拟化、效用计算、软件即服务等概念混合演进并跃升的结果。实质上，云计算技术就是软件即服务、网格计算、虚拟化三个概念的结合体。云计算的核心思想就是通过网络将一个巨大的、完整的计算机处理程序拆分成为很多个子程序，然后把子程序交由多部服务器所组合而成的云计算系统，经过云计算系统的计算分析后，最终将处理结果传输给用户，其中的处理过程完全对用户透明。
2.2 云计算的特点
2.2.1 规模大
云就是一个大规模的服务器群，包括了许多计算服务器、存储服务器、软件服务器等，服务器群中的计算机可以通过相应技术保证网络数据库信息的及时更新，使用户能够得到更快更准确的服务[1]。服务器群庞大的基数使得云能够为用户提供海量的存储能力和普通个人计算机无法实现的高校计算能力。 2.2.2 虚拟化
云计算利用虚拟化技术实现物理资源动态管理与部署，为多用户提供隔离的计算环境[2]。用户所使用的操作平台、存储功能和计算功能等都是由云服务器群利用虚拟化技术实现的，用户的操作和指令经过云计算系统的计算分析后，最终将处理结果传输给用户，其中的处理过程完全对用户透明，用户的使用体验和使用普通本地计算机一样。
2.2.3 扩展性好
云计算通过管理技术把整个服务器群的软硬件资源整合为一个庞大的资源池，根据用户的实际需求情况来按需分配资源。云计算系统可以实时将新的软硬件资源整合到资源池中，即使用户规模增长，也可以保证服务质量。
2.2.4 安全性高
云计算系统的计算和存储方式均采用分布式，当某节点的运行发生故障时，会自动跳转至其他节点，当某个存储单元无法正常运行时，可以自动跳转至其它单元进行备份，因此具有很好的可靠性[3]。同时，云计算系统具有严格的权限管理策略和数据管理、备份功能，能很好地保护用户的数据安全。
2.2.5 成本低
云计算系统通过一次性投入建设服务器群，使用一定数量的服务器来实现更加高效的软硬件资源利用，提高了资源利用效率，减少了重复建设和维护费用投入，实现了降低成本的目的。
3 云计算应用在管理高校公共计算资源的影响
3.1 节约资金投入，减轻维护管理工作难度
高校公共机房建立需要很大的资金投入，而且设备升级淘汰速度很快，经常需要进行二次投资，后期的维护工作也需要不少的费用。而建立云计算系统则基本上不需要再进行二次投资，维护工作的投入和传统公共机房相比也大大减少。管理人员不再需要同时管理四五百台计算机，而只需要管理少数的服务器即可，这样很大程度上减少了管理和维护投入，而且集中管理和以前相比更加方便有效。
3.2 保证数据信息安全
云计算把所有数据信息使用分布式存储方式保存在服务器群中，本地客户端不保存任何数据信息，即使本地客户端受到病毒感染或恶意攻击也不会造成数据的丢失或损坏。云服务器群配备有强大的病毒防控能力和备份恢复能力，保证存储在云中的数据安全稳定。
3.3 促进教学资源共享
老师们把各门专业课的课件、教学实验、教案、论文资料等上传到云计算系统中，通过云计算系统构建成一个内容丰富的教学资源库，其他老师和学生可以通过云随时随地地浏览、下载这些教学资源，实现了高校内教学资源的共享。也可以通过和其他高校合作的方式，把多个高校的云互相共享，以实现更大广度和深度的教学资源整合和共享，促进高校教育改革和进步。
4 结束语
在现代网络技术飞速发展的阶段，云计算以其独有的特性，十分适合应用于高校的网络环境，引入云计算服务模式将成为高校公共计算资源建设的发展方向之一。随着云计算服务模式不断成熟和规范化，云计算将利用更加高效的管理和维护方式来提高整体的服务水平。云计算在以后的计算机与网络技术中将占据越来越重要的位置，毫无疑问地说，云计算在管理高校公共计算资源中的应用前景无比广阔。
