1虚拟技术概述
虚拟技术是存在于计算机科学领域的概念,是一种通过整合或分区已有的计算机资源,对原来的资源配置进行优化,进而提供更优质访问服务的技术。在计算机科学中,虚拟化被视为一种方法,它可以对计算机资源进行逻辑分配。这只是一般意义的理解,随着数字信息技术的发展与进步,虚拟化被赋予了新的定义,涵盖范围也有所扩大。作者通过分析和总结,认为虚拟化应包括三个层面的含义:首先,资源是虚拟化活动的主体,它即可是类如CPU、内存、存储等硬件资源,亦可是类如操作系统、应用程序、文件系统等软件资源;其次,虚拟化脱离于物理限制之外,实现了计算机资源逻辑分配;再次,虚拟化分配计算机资源时,隐藏了部分不涉及用户操作的细节,为用户提供了基本相同的物理资源功能。在虚拟技术所创造的环境中,用户可实现资源在现实中的部分功能。虚拟技术在软件中植入了一个虚拟层,实现了下层资源抽象转换并为上层使用,通过时间以及空间上的分化,将计算机资源抽象成一份或多份。
2数字化校园建设中遇到的问题
一个完整、可用的计算机包含了硬件和软件两个部分,两者互不同步最终会影响计算机的应用。为保证运行系统的可靠性以及对新硬件的支持,很多用户被迫选择购入新的服务器,即使原来的应用并不需要更多、更新的内存和CPU支持。这无疑增加了用户的成本,加大了后期维护及消耗费用。这些问题都不同程度的存在于校园网络中心上,具体表现为:服务器要求电力、制冷能力高,日常消耗大;服务器维护投入增大,管理不到位;服务器的故障发生频率偏高,服务功能弱化;计算机资源分配不科学,得不到合理使用等。这些问题都是数字化校园建设中客观存在,亟待解决。然而,虚拟技术的出现和应用可以替代多个服务器,解决了用户不断购买新服务器的难题,节约了用户使用成本。因此,数字化校园建设中应用虚拟技术是必然趋势。
3数字化校园建设中虚拟技术的应用实践
虚拟技术在数字化校园建设中的应用,强化了服务器的服务功能,节约了使用成本,加速了校园信息化步伐。作者结合虚拟技术的特性和优势,提出了相应的虚拟技术应用方案,即支持便携式服务、支持网络教室服务、数据备份方案以及DSR技术应用方案,以供参考。
3.1支持便携式服务方案
在校园日常教学实践过程中,课堂是学生学习知识的主要场所,具有一定的学时限制。学生想在课后加强课程实验练习时,常常苦于实验环境缺乏的状况,最终不了了之,影响了学生的学习积极性和学习效果。为有效解决这一难题,学校在数字化校园建设中引入虚拟技术,为学生提供已部署好的实验虚拟机文件。当学生有需要时,只需将该文件拷贝到存储设备上,在自己实验的场地将拷贝实验虚拟机文件部署到计算机上,并启动虚拟机则可继续进行研究学习。在宿主机上,每一台虚拟机都是以文件或文件夹的方式存储的,方便移动和携带。除此之外,学校在开展知识讲座活动时,基本都会涉及到演示环节,但不是所有的会场都会装载演示所需的系统或软件,此时我们就可以利用虚拟技术创建一个虚拟机文件,虚化出演示所需的环境,省却了一些不必要的麻烦。
3.2支持网络教室服务方案
区别于传统网络教室多用户支持操作系统的服务方式,虚拟技术提供的是虚拟机服务方式,具有隔离性强、使用权限高、资源分配公平等优势特点。在虚拟技术所支持的网络教室服务中,每一位用户都单独拥有一台虚拟机供自己使用,这就需要校园解决多数量虚拟主机快速启动的技术难题,以保证每一位学生的交互式体验,让学生了解虚拟技术并学会使用虚拟技术。另外,为更好的发挥服务器的服务性功能,校园应不断增加计算机虚拟化系统的高可用性,使服务器出现故障时,无需重启,单独依靠虚拟机自身就完成重启和故障切换,从而减免不必要成本投入,简化维护步骤。
3.3数据备份方案
一般而言,运行在虚拟机上的软件都是较为关键的,且涉及到的信息数量庞大。为了确保系统服务通畅以及相关数据信息的完整性,我们必须要进行数据备份。常规上,数据备份主要分为两种,即本地数据备份和异地数据备份。而本地数据备份又涵括了数据全备份和增量备份两种方式。所谓的数据全备份是指在某一特定的时段,对所有关联数据进行备份;数据增量备份则是指对发生改变的数据进行备份,具有操作快、恢复耗时等特点。为了保证数据备份的有效性,我们可以在两台不同的服务器上安装相同的虚拟机运行环境和应用,两者互为备份。一旦其中一台服务出现故障时,另一台服务器则会迅速补足缺位,保证整个系统的正常运行。依据全备份和增量备份的特性和优势,我们可以规定备份时长,一个星期进行一次全备份,一天进行一次增量备份,从而保证备份数据的完整性。
3.4DSR技术应用方案
VMware虚拟机是我们常用虚拟机中的一种。它所采用的DSR技术可以实现资源的分布式调度,即将同属于一个刀片集群的资源放置到计算机软件的资源池中,并进行系统的管理。如此一来,缩减了我们的资源管理范围,简化了操作系统在虚拟机上的部署步骤。具体而言,就是我们在虚拟机上部署某项操作系统时,无需再考虑资源的分配,而只需将资源放置到对应的资源池中即可。DSR技术在数字化校园建设中的应用,极大缩减了网络的访问时间和连接实现,它通过对服务器、存储以及网络连接的虚拟化,将一台物理服务器上的虚拟机准备执行的状态准确而又快速的转移到另外一台物理服务器上,真正实现了无停机。此项技术可以对校园网络中存在的一些突发性访问应用系统进行资源调配。譬如,现代高校都逐步建立了校园网站,并实现了选课数字化。在某一时段,学生会在这一操作系统上进行集中选课,对该网页的访问量极大。以往高校为了满足学生的访问需求,大部分都购置了性能高的硬件平台,但是对其使用也就短短的几周,造成了学校一定的资本浪费。而DSR虚拟技术则很好的解决了这一难题,我们只要在访问集中的时段,在选课系统预留出满足需求的资源即可。虚拟技术在校园数字化建设中的实践应用,极大推动了我国校园信息化发展,满足了现代教育的需求。随着虚拟技术的更新和发展,其在数字化校园建设中的应用方式会越来越多。这就需要我们时刻关注虚拟技术的发展,并在不断的实践探索中寻求新的应用路径。
作者:郑淼 单位:常州工学院