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云储存与云计算支持的教学资源共享架构

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:基于云储存或云计算的共享教学资源体系架构,是满足专业群教学活动的需要、避免软件重复开发、整合有效资源和提高软件开发速度的有效方法。即使在云存储中的某一个节点发生错误,整个教学资源的完整性也不会受到影响。

云储存与云计算支持的教学资源共享架构

在利用云储存或云计算平台之前,学习资源种类复杂、系统平台开发以及专业的独立性,导致各专业教学资源的开发完全出于满足本专业的需要,从而使教学资源处于一种零散的状态,各教学资源系统之间缺乏关联,容易形成信息孤岛。此外,各教学资源系统功能较为固定、可扩展性差,往往不能满足专业不断发展的要求,造成内容模块重复开发,导致教学资源整合系统面临教育资源浪费和开发周期过长等问题,对实现资源优化配置产生了障碍

基于云储存或云计算的共享教学资源体系架构,是满足专业群教学活动的需要、避免软件重复开发、整合有效资源和提高软件开发速度的有效方法。云计算主要是指对数据进行分布式的处理以及进行网格式的计算发展,透过数据网络将比较庞大的数据计算处理程序自动化地分拆成无数个比较小的处理子程序,然后交给庞大计算系统中的多部子服务器,经过一系列的计算和分析,再将处理后的结果回传给计算用户。互联网的发展为教学资源实现云存储的现代架构模式提供了技术支撑,并对数据存储层、数据管理层、数据服务层以及数据应用层起到了促进的作用,从而逐渐形成了统一管理和统一服务的教学资源整体式云存储系统。这样就可以对教育资源进行合理的利用,同时为专业群内部自建云存储系统提供了强有力的依靠。

杨浦职业技术学校对云存储也有一个认识过程,特别是对所存资源的安全性在较长时期内都有质疑的声音。其实,从技术角度看,这种担心与质疑是多余的,因为云存储拥有安全的副本备份机制。每一块教学资源数据都有很多备份存储在各个节点中,数据的加密安全技术可以有效地保证存储在云存储中的教学资源数据不会受到未授权的用户访问,通过重重数据的备份以及容灾技术可以保证云存储的数据不会发生丢失现象,从而保证云存储的自身存储安全以及稳定。即使在云存储中的某一个节点发生错误,整个教学资源的完整性也不会受到影响。可见,云存储具有非常高的安全可靠性。为此,学校通过构建虚拟化应用管理架构,将服务器、存储设备均置于学校数据中心机房内,并充分利用现有资源,使用虚拟化技术将计算、存储和网络资源集中,形成统一的资源池,向全校师生用户发布虚拟桌面,进行统一管理和动态弹性分配。

硬件资源层是云平台的硬件基础,包括服务器、存储设备以及交换机等。云平台管理引擎将物理硬件资源虚拟化成一个高可用数据中心。云存储管理引擎、云桌面管理引擎、云应用管理引擎则构建相应的存储云、桌面云和应用云。逻辑资源层是由管理引擎从数据中心中创建的逻辑资源,是组织成池的方式。访问入口层是存储云、桌面云、应用云入口访问对应的逻辑资源,统一入口可访问所有逻辑资源。访问设备层包括台式机、便携式电脑、客户端、平板电脑、智能手机等,可以安装Windows、Linux、Android、Mac OS、iOS等操作系统。

(一)虚拟化桌面

桌面是指用户的整个计算环境,包括操作系统、驱动程序、应用程序、软件补丁、配置数据、用户喜好和代码文档等。用户在台式机、便携式电脑等个人计算机上搭建自己的操作环境,也就是传统本地桌面。但是,这种IT架构带来了很多挑战,如访问和管理等。

云桌面管理引擎通过虚拟化技术,允许将多个物理服务器虚拟化成一个高可用的数据中心,进而在数据中心中创建各种类型的虚拟机。某些虚拟机可以作为虚拟服务器,以利于将财务系统、学校各应用系统、数据库等原生系统转移到虚拟化环境,从而大大提高服务器利用率;某些虚拟机可作为虚拟桌面,用户可以随时随地连接到自己的虚拟桌面,使用其中布设好的计算环境。

虚拟化桌面平台当前提供的主要功能包括数据中心管理、集群管理、网络管理、宿主机管理、存储管理、虚拟机管理、模板管理、映像管理、虚拟机池管理。

管理员登录云桌面管理引擎,创建独立桌面或共享桌面,并分配给各个用户。最终,用户可以使用台式机、便携式电脑、瘦客户端、平板电脑甚至智能手机等登录云桌面管理引擎,查看分配给自己的云桌面,并通过网络连接协议远程访问和使用云桌面。

(二)虚拟化应用

在使用个人计算机进行工作时,需要运行应用程序对数据进行访问和处理。目前,应用程序必须安装在本地,这种传统的应用交付方式会增加程序管理上的麻烦、存储空间上的浪费以及病毒感染的风险。另外,对于某些有版权使用限制或者有特殊硬件要求的软件来说,在本地安装运行无疑是行不通的。

通过虚拟化应用技术,用户无需在客户端本地安装应用程序,传统的应用程序平台兼容问题、程序管理问题、版本维护问题、病毒感染问题等均迎刃而解。此外,用户运行云应用,可以选择自动挂载本地客户端的驱动器或者自己在存储云中的数据,从而很方便地对数据进行处理。目前,云应用实现架构涉及集群、服务器、应用程序、管理应用、用户等。

云应用管理引擎能够将部署在应用服务器上的应用程序,在服务器范围或集群范围内发布为云应用,并将这些云应用交付给最终用户。云应用管理引擎支持发布物理服务器或者虚拟服务器上的应用程序,还支持发布Windows操作系统或者Linux操作系统中的应用程序。

用户登录云应用管理引擎的用户入口,即可查询授权给自己的所有云应用。授权用户可以直接运行这些云应用,如同运行本地应用程序一样。

(三)虚拟化存储

当前云存储技术快速发展,人们获得大量存储空间的免费网盘已经是很普遍的现象。但在日常工作中使用公有云盘,敏感数据存储在第三方服务器上,处于企业控制之外、IT管理制度之外甚至是国家之外。这些都是潜在的数据泄露和信息安全风险,很可能会带来巨大的危害。

虚拟化存储管理引擎可以帮助企业搭建自己的“私有云”,为每个用户分配一个云存储空间。用户可以通过浏览器访问云存储空间的文件,可以实现客户端与云存储空间的数据同步,也可以将云存储空间挂载为客户端的一个磁盘,直接编辑其中的文件。这就不必像其他网盘一样,必须先将文件从云存储下载到客户端进行编辑,然后再上传到云存储中。

此外,云存储管理引擎可以让用户安全地在互联网上分享自己的文件,也可以建立一个共享的文件夹,方便所有被授权的人向其中上传文件,或者协同编辑某个文档,以便进行快捷访问、快速分享、协同工作等。

使用台式机、便携式电脑、瘦客户端、平板电脑、智能手机等,都可以通过浏览器访问用户的云存储空间,执行上传、下载、查看、分享等操作。

1.通过同步客户端接入(www.xing528.com)

虚拟化云存储同步客户端是一个安装在电脑上的桌面程序,配合云存储管理引擎使用,当前支持Windows、Mac OS X以及各种Linux发行版。这个客户端可以实现以下功能:①在电脑上指定一个或多个目录,将其中的数据同步到云存储服务器;②总是确保同步最新的文件,不论它位于电脑上还是云存储服务器。

通过同步客户端,对主机上任何已同步文件的改变将被自动应用到云存储服务器的文件上。

同步过程保持两个不同仓库中的文件相同。在同步时,如果文件被添加到一个仓库,它将被拷贝到另一个同步仓库;如果一个文件在一个仓库中被改变,这个改变被扩散到任何同步的其他仓库;如果一个文件在一个仓库中被删除,它将在另一个仓库中也被删除。这是同步和文件备份的主要不同之处,备份系统并不删除文件和文件夹,除非显式删除。

在同步过程中,客户端周期地检查两个仓库的改变,这个过程被称作同步运行。在两次同步运行之间,本地仓库被文件系统监视进程进行监视,如果有文件被编辑、添加或删除,就立即开始一轮同步运行。

2.通过移动客户端接入

云存储安卓客户端是一个安装在安卓设备上的应用程序,配合云存储管理引擎使用。这个客户端可以实现以下功能:①在安卓设备上浏览云存储服务器中特定账号下的内容(文件和文件夹)。②将安卓设备中的文件上传到云存储服务器的特定账号下。

3.将云存储挂载为本地磁盘

无论在客户端还是在云桌面,无论使用台式机、便携式电脑、平板电脑还是智能手机,都可以将云存储挂载为本地磁盘。

4.客户端接入

管理员可以从任何管理控制台登录到虚拟机服务器执行管理任务,例如创建桌面或桌面池、制作模板等。用户可以使用台式机或便携式电脑来访问云桌面,也可以部署瘦客户端来访问云桌面。

用户可以通过台式机、便携式电脑、瘦客户端、平板电脑和智能手机等接入云平台。台式机、便携式电脑和瘦客户端通过交换机与虚拟机服务器部署在同一个局域网,平板电脑和智能手机等移动设备则通过无线路由器接入。

(四)虚拟化服务器

云主机即虚拟化服务器,可以便捷地进行虚拟服务器资源申请、管理、监控、快速部署应用,并根据需求动态弹性扩展资源,为学校各应用系统提供高可靠的虚拟服务器。

云桌面管理引擎通过虚拟化技术允许将多个物理服务器虚拟化成一个高可用的数据中心,进而在数据中心中创建各种类型的虚拟机。某些虚拟机可以作为虚拟服务器,以利于将各应用系统、数据库等原生系统转移到虚拟化环境,从而大大提高服务器利用率。

(1)服务器整合。通过将多个工作负荷合并到单个硬件平台上,从而降低设备损耗、服务器运行和冷却的电力消耗,并减少服务器所需空间。

(2)正常运行时间最大化。通过划分工作负荷,可以防止一个应用程序影响另一个的性能或导致系统崩溃。甚至不稳定的老旧应用程序也可以在安全的、独立环境中运行。

(3)有效的服务器维护。在尽量不影响运行的前提下,灵活地在物理服务器之间转移工作负荷,无需中断服务即可完成计划的服务器维护工作。

(4)简化设置。可以加速工作负荷资源的添加,并从硬件获取进程中分离出来。在高级虚拟化环境中,自身即可提供工作负荷要求,从而导致了动态资源分配。

根据杨浦职业技术学校数字化校园建设的实践,笔者认为,基于云储存或云计算的专业群共享教学资源体系建设,一是要解决好专业群共享资源平台架构,二是要利用专业群共享资源平台整合教学资源,三是要形成群内教学资源共建共享的运行机制。

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