虚拟化技术在职业学校中的应用.doc

虚拟化技术在职业学校中的应用辽宁省沈阳市信息工程学校摘 要：随着计算机技术的高速发展，数字化、信息化在职业学校中的日渐深入。原有的为每个应用设置独立服务器及为用户设立独立计算机设备的方法已然失去了设备利用率以及各方面投入的优势。凭借现代化数字技术，构建以网络为基础、充分运用其他数字技术的数字化学校环境，从办公学校资源管理到教学活动全部实现数字化，实现网上办公、网上管理、网上教学和网上服务，实现数字环境下素质教育对创新人才的培养目标，实现了学校由传统手段教育到信息技术教育的转变变得刻不容缓。关键字： 虚拟化技术、 云计算Abstract: with the rapid development of computer technology, digital, information in the ccupation school more deeply. The original for each application server and set upindependent independent computer equipment for the user has already lost the utilization rate of the equipment and the investment of advantage. With modern digital technology, with the development of the network as the foundation, make full use of digital technology, digital campus environment, from the office of school resources management to teaching activities to achieve full digital, the realization of online office,online management, online teaching and online services, realize the training goal of uality education in digital environment for innovative talents, the school by the to change the traditional means of education to nformation technology educationbecomes brook no delay.Keywords: virtualization, cloud computing目 录1、引言32、虚拟化的历史33、当下的虚拟化技术44、云计算45、虚拟化技术在职业学校中的应用方向45.1职业学校的现状45.2虚拟化技术的调配方式45.3虚拟化在桌面及实训室中的应用55.4虚拟化针对教师与办公桌面的应用65.5用户的管理与访问65.5.1 访问认证65.5.2用户管理75.6 高可用性虚拟化存储75.6.1存储的可用性保障76、总结8参考文献：81、引言虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。2、虚拟化的历史在上世纪60年代初，美国的计算机学术界就开始了虚拟技术的研发，并提出了名为大型计算机中的时间共享理论，这篇文章被认为是虚拟化技术最原始的论述。最早使用的虚拟化技术是由IBM公司研发的IBM7044计算机。IBM之后，在上世纪60年代还开发了型号为Model 67的System/360主机。Model 67主机通过虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor)虚拟所有的硬件接口。1965年IBM公司的“M44/44X”计算机项目，定义了虚拟内存管理机制，用户程序可以运行在虚拟的内存中，对于用户来说，这些虚拟内存就好像一个个“虚拟机”，为多个用户的程序提供了独立的计算环境。由于虚拟化技术，在技术层面以及商业应用的高可用性和易用性，RISC服务器与小型机成为了虚拟化技术的第二代受益者。1999年，IBM公司在AS/400上提出了上“逻辑分区(LPAR)”技术和新的高可用性集群解决方案。在POWER管理程序上运行的AS/400 LPAR令单台服务器工作起来如同12个独立的服务器。而在2002年，IBM 还更进一步，其AIX5L v5.2还首次包括了IBM实现的动态逻辑分区(DLPAR)。DLPAR允许在无需重启系统的情况下，将包括处理器、内存和其它组件在内的系统资源分配给独立的分区。这种在不中断运行的情况下进行资源分配的能力不仅令系统管理变得更加轻松，而且因为能够更好地使用资源而帮助降低总拥有成本。3、当下的虚拟化技术自2006年以来，从处理器到操作系统，从数量众多的第三方软件的井喷式的出现，我们看到一个趋于完整的服务器虚拟化形态正在逐渐形成。这也使得在过去的两年时间里，虚拟化开始成为广泛关注的热点话题。整体看来计算机的虚拟化技术在未来的工作，生产中必然会占据极其重要的地位，并且开发的前景非常乐观。4、云计算云计算的目标是将各种IT资源以服务的方式通过互联网交付给用户。计算资源、存储资源、软件开发、系统测试、系统维护和各种丰富的应用服务，都将像水和电一样方便地被使用，并可按量计费。虚拟化实现了IT资源的逻辑抽象和统一表示，在大规模数据中心管理和解决方案交付方面发挥着巨大的作用，是支撑云计算伟大构想的最重要的技术基石。5、虚拟化技术在职业学校中的应用方向5.1职业学校的现状职业学校信息化经过多年的飞速发展，各地校园网建设日趋完善，许多学校已经建成了数字化图书馆、OA办公系统、校长办公系统、学籍管理，档案管理等校园信息化平台。但是唯一没有太大变化的是：校园网的基础架构的应用仍是以各种型号的PC为主, 学校或学院的网络/信息中心仍与10年前一样需要维护各种硬件与软件资产管理,还需要保证这些PC的系统应用的可靠性与安全性；由于学校人员的流动性较大, 院校需要花费大量的人力和时间来进行这些管理。5.2虚拟化技术的调配方式虚拟化技术是一种调配计算资源的方法,它将不同层面硬件、软件、数据、网络、存储隔离开来。以往计算机的典型应用方式是：操作系统被直接安装在计算机的硬件上，应用程序被直接安装在操作系统上，通过一个直接接在本地机器上的显示器显示程序的界面。在这种情况下，对其中一层的改动往往会影响到其他层，这使得任何改动难以实施。 虚拟化技术利用软件把不同层面的应用分开，使改动更容易被实施，其带来的结果是简化了管理，更有效地利用IT资源，以及随时随地提供合适的计算资源的灵活性。虚拟化技术利用软件创建一个虚拟机来模拟底层硬件的服务和功能。这使得它能在一台机器上运行多个操作系统。当这项技术应用在服务器上时被称为服务器虚拟技术；而桌面虚拟化指在以物理服务器和虚拟机技术的基础上将用户桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。根据2013年6月发布的报告, 目前已经有45%左右的X86的服务器采用了虚拟化技术, 在虚拟化技术的魔力象限,保持了高端领域的领导者的地位。对于还没有部署任何虚拟化的学校, 可以先从服务器虚拟化开始，评估淘汰性能低下, 高能耗且服务3年以上的旧式服务器, 同时按照一定的服务器:虚拟机(典型比例是1:10)的比例部署一定数目的主流 Xeon核心的多路服务器。在实际部署中可以使用虚拟化的相关工具或第三方测试软件对旧有的服务器性能和新部署的服务器性能进行评估, 在保证原有应用的性能上，提高服务器虚拟化的应用部署密度。5.3虚拟化在桌面及实训室中的应用在大多数的职业学校教学课程中需要使用PC环境进行实践、演练；这些实践、演练往往会对PC系统造成破坏，在没有虚拟化实训室的环境下，院校实训室老师工作量巨大，工作效率低下。因此可以通过部署相应的虚拟化软件来构建高效的虚拟实训室环境。在数据中心建立实训室所需的虚拟机，实训室用户通过桌面上的瘦客户机等设备访问托管在数据中心的虚拟机。在基于虚拟化软件构建的虚拟实训室方案中，实训室老师可以在2-3分钟之内完成一台虚拟实训PC的部署，更可以在十几到几十分钟内完成整个虚拟实训室中拥有类似职能实训PC的部署，可快速完成不同实训课程的环境部署。5.4虚拟化针对教师与办公桌面的应用教师办公与行政办公人员的相关办公数据需要保证安全及隐私，因为这些数据的丢失或泄露总是让人“不愉快”的。目前，职业学校内的办公类PC桌面大多部署了各类杀毒和安全软件，但是各种不规范的上网行为，U盘设备的混乱使用，导致大量PC桌面处于各种风险之下。此外，绝大多数PC桌面并没有任何本地的数据备份机制，一旦遇到硬盘介质的物理损坏，数据将丢失。如果采用桌面虚拟化，所有与办公相关的文档操作都在受控、统一安全规范(如:统一下发的各类升级补丁，禁止虚拟桌面的上网，禁止虚拟桌面与本地桌面除PCoveIP显示协议外的任何数据交互)的虚拟桌面下进行，保证数据的安全与可靠。桌面虚拟化后，可根据办公人员的岗位数据的重要程度，依次设计虚拟桌面及数据的备份计划与备份频率，保证用户数据的安全。5.5用户的管理与访问5.5.1 访问认证 为了方便对用户进行统一管理，本方案通过部署微软Windows AD实现对用户的统一管理。通过部署Windows AD，可实现用户单点登录认证功能该功能基于Windows AD进行用户认证，支持如下两种用户登录及数据访问认证方式：（1）用户名/密码认证方式用户名/密码认证方式中，只需用户输入用户名和密码即可完成登录和数据访问认证。借助AD组策略，可以设置用户密码我复杂度及更改时间，以进一步提高用户名和密码我安全。（2）智能卡认证方式本方案支持用户通过智能卡进行用户登录认证，只需为用户配置PC/SC标准的智能卡（Ukey），用户即可通过该智能卡登录开发测试环境访问虚拟桌面和共享数据等。5.5.2用户管理管理员可以根据需求在Windows AD控制器管理控制台上进行增/删即可。5.6 高可用性虚拟化存储桌面云与开发测试云平台需要有存储来提供存储资源，不同类型用户所需求的计算资源有一定的差异，以常见的桌面用户的存储资源需求为基础，针对职业学校培训实验平台应用场景的规模对存储的容量、性能进行规划设计。5.6.1存储的可用性保障（1）存储硬件存储应配置双电源、双控制头，即使其中的一个电源、一个控制头损坏也不会影响使用（2）服务器与存储间的连接通道应采用双HBA卡，并通过与两台独立的交换机连接形成冗余链路，这两条链路具有如下特性：正常工作：两条链路共同承担负载，实现负载平衡，加大链路带宽。某条链路出现故障：另一条链路单独承担负载，此时仅仅是速度受到一定影响，并不会导致不可用。6、总结近年来，随着计算机的飞速发展，多核心、超线程的广泛应用，虚拟化的概念已经逐渐走入了各行各业的日常工作及生活中，本文从一个侧面阐述了对虚拟化在职业学校中的设计理念和一些个人想法。综上所述，虚拟化技术与云计算因其降低成本，功耗，提高利用率，服务质量，减少维护时间，方便管理，增加保密性及安全机制等。种种优势与便利都将为成为虚拟化技术在职业学校未来发展的趋势。参考文献：1.吴朱华.虚拟器件 虚拟化技术的新利刃.程序员2010年4月刊2.百度百科.虚拟化技术.http:/baike.baidu