随着信息技术的飞速发展，软件的不断升级，老旧校园机房的升级改造是各个学校都要面临的问题。如何既保证教学的需求，又能节省成本，充分利用资源，延长设备使用寿命，是人们关注的重点。在解决机房升级问题的过程中，人们逐渐认识到单纯依靠单机硬件升级，更换机房的设备只能解决一时所需，在一个不长的周期之后，又要重复进行硬件升级，导致成本巨大且维护管理麻烦。比如，按照教育部的相关评估要求，高职院校每百名学生最少拥有的计算机数为8台，6000多人的院校的机房计算机数至少为500台，按照机器的平均使用寿命，每5~6年就要进行升级，平均每年将近升级换代100台计算机。待更新升级的计算机整体功能良好，只是随着升级软件对硬件需求的不断提高而显得“力不从心”。如何充分利用这些设备，延长其使用寿命？
云计算与虚拟化技术的不断成熟，为机房的升级改造提供一种全新的解决方案，使我们能从系统的观念出发，架设全新的应用模式。以建设校园云计算中心为重点，提供高性能的计算能力和完善的应用服务，通过合理分配资源，运用虚拟化技术实现桌面的虚拟化，最大限度地提高旧设备的使用效率，满足业务需求。
云计算与虚拟化的优势
云计算(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。通过服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等虚拟计算资源的自我维护和管理，降低整个系统的单位处理能力成本。
云计算的基本原理是，构建大规模的分布式计算系统资源库，将系统的计算分布在系统资源池，统筹考虑整体系统的利用情况。其本质是数据共享计算模式与服务共享计算模式的结合体，是下一代计算模式的发展方向。
云计算虽然模式复杂，但是从平台技术特性来看，有几个显著的特点：
1. 云计算平台具有超大规模
在实际使用“云”的企业中，其服务器均达到相当的规模，为这些企业提供巨大计算能力。
2. 云计算平台均采用虚拟化技术
云计算不会指定用户在特定的设备上获取服务，用户应用服务可能运行在任意节点。请求的资源根据云计算平台自由分配，不是固定的有形实体。
3. 云计算平台均具有高可靠性
云计算平台存在大量同构可互换的计算节点，数据也能做到多副本容错，软件系统能够容忍节点的错误，不会影响业务的运行和需求，比使用本地计算机更可靠。
4. 云计算平台的通用性
云计算不针对特定的应用，可以根据不同用户的需求，提供不同应用的统一解决方式。
5. 云计算平台的廉价性
一方面，云计算的往往采用相对廉价设备(如X86计算机)构建云计算系统的节点来构成云；另一方面，云计算将大量设备集中在一起统一提供管理和服务，大大降低服务的管理成本；根据用户按需分配能力的服务方式，能使云系统达到最大使用效率，也在一定程度上降低云计算平台的成本。
6. 高可扩展性
云计算平台构建在同构可互换的节点上，其规模可以动态伸缩，可以按用户规模和应用服务需求对系统进行扩容。
虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用或用户隐藏计算资源的底层属性。它既包括使单个的资源(比如一个服务器、一个操作系统、一个应用程序、一个存储设备)划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源(比如存储设备或服务器)整合成一个虚拟资源。虚拟化技术是指实现虚拟化的具体技术性手段和方法的集合性概念。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。
升级重点围绕三部分
校园机房升级方案的实施重点在于云计算中心的建设和基于云计算的虚拟桌面的应用服务建设。为考虑其他系统的应用服务的稳定性，在云计算中心的建设过程中，使用循序渐进的方式扩充资源，增加服务。
系统整体架构
系统分为三大部分(如图1)：云计算中心、桌面虚拟化系统和客户端。由于旧机房计算机都具有一定的计算能力，简单的应用可由客户端完成，复杂的大计算通过虚拟桌面由云计算中心完成，以充分利用资源。
图1 系统整体架构
云计算中心的建设
1. 云计算架构
云计算基础设施平台一般分为物理资源、资源虚拟化、管理、服务提供，如图2所示。
图2 云计算架构
物理设施被虚拟化，提供一个灵活的资源池提高资源利用率。管理层负责物理资源和虚拟资源池的管理、部署、监控、报警等。服务提供层组合管理层的功能提供某种形式的服务。
2. 云计算平台的选择
云计算平台可以划分为三类：以数据存储为主的存储型云平台，以数据处理为主的计算型云平台以及计算和数据存储处理兼顾的综合云计算平台。
云计算平台可根据学校的需求、定位和技术力量选择开源云计算平台或商业化云计算平台。开源的云计算平台主要有：AbiCloud (Abiquo公司)、Hadoop(Apache基金会)、Eucalyptus 项目(加利福尼亚大学)、MongoDB(10gen)、Enomalism弹性计算平台、Nimbus(网格中间件Globus)等。商业化云计算平台主要有：微软、Google、IBM、Oracle、Amazon、Saleforce、EMC等公司的产品。
云桌面虚拟化系统
云桌面虚拟化系统是让云计算资源池同时支持运行多个虚拟机的相互隔离的工作负载 ( 包括操作系统、应用组和配置)，让授权的用户连接至虚拟桌面，运行相应的应用软件。
云桌面虚拟化的解决方案，有多个成熟的产品可选：VMware， Citri，Hyper，Virtuozzo，Parallels，Sun VirtualBox等，可根据成本要求、性能需求、存储需求、容错等级、支持的服务器数量等进行选择。
客户端设置
对于客户端的虚拟环境，一个机房的所有计算机环境都是相同的，所以只需在云桌面虚拟化系统中进行一次性、集中式的应用安装；然后，客户端启动相应的软件连接到云桌面虚拟化系统，在隔离环境下以流技术将应用按需交付到用户桌面，不必担心会出现应用和系统冲突。
需考虑成本与管理的问题
基于云计算与虚拟化技术的校园机房升级方案实施过程中，还需根据机房计算机的规模扩充云计算能力和资源，并要考虑云计算平台所允许的服务器数，以及整个云计算中心的发展规划与成本选择云计算平台。
对于虚拟化环境下应用软件的安装使用，还需解决兼容性问题；对于机房日常的软件维护、管理存在的问题(如不允许学生修改系统设置等)，还需探讨解决方法。
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本文标题：机房升级聚焦云计算
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