云计算让教学随需应变

作为校级实验教学平台的西南财经大学经济管理实验教学中心（以下简称实验教学中心）成立于2006年，面向全校32个专业、近2.4万名学生开放，同时负责全校经管类专业的实验教学运行和管理，现拥有90多个实验教学软件、1000多台电脑和20多个专业实验室。实验教学中心下设的实验技术部负责所有实验设备的管理和运维工作，现有技术管理人员4名。

以前，一些从国外来访的科研人员或老师经常有在假期开设短期课程或进行研究的需求。由于没带笔记本电脑，或未安装相应的实验教学软件，外访老师连备课都要借用别人的电脑，教学需求很难得到充分满足。现在，由于有了虚拟终端，只要为老师分配一个装有所需软件的虚拟机，老师在校园内任何有网络的地方都可以通过虚拟终端访问实验教学中心的后台资源。很多外访老师和科研人员都反映，实验教学中心的虚拟化教学和管理方式已经与国外很多大学一样先进。

实验教学中心成立以来，教学软件从十几种快速增加到现在的90多种，如果沿用传统的软件和服务器管理模式，将很难满足教学的需求。“软件教学有这样的特点，根据课程安排，有的软件（比如GIS地理信息分析软件）一个星期只使用一次，一个学期下来最多也只有30多个课时。如果按照传统的服务器资源配置方式，就要为这一个软件单独配置一台服务器，除了教学时间以外，其他时间即使教学软件不占用服务器资源，这台服务器也不能为其他软件所用。这就造成了极大的服务器资源浪费。”实验教学中心主任曹旭斌说，“在使用会计软件模拟教学时，可能有500名学生同时在线，这时对服务器资源的需求量非常大，如何快速提供服务器资源，以应对业务高峰，又如何在教学结束时立即释放被占用的资源，对我们的管理人员来说是一项严峻的挑战。”

虚拟化技术可以轻松解决上述难题。在经过仔细的测试之后，实验教学中心采用了VMware vSphere 和VMware View.从2008年开始，上述产品正式上线运行。实验教学中心从VMware VI 3.5起步，如今已升级到最新的VMware vSphere 5.0，VMware View也已经升级到最新版本。曹旭斌表示：“我们是国内最早使用VMware View的用户，可以说见证了VMware View在中国的发展和应用。”

采用虚拟化技术以后，实验教学中心获得了以下多项收益：第一，能源节约的效果非常明显，经简单测算，实验教学中心仅数据中心机房平均一年就可节省5万多度电；第二，显著提高管理人员的工作效率和设备的管理效率，采用虚拟化技术后，设备和系统维护工作量减少90%；第三，降低成本，包括管理人员的成本以及设备采购的成本。“采用虚拟化技术对服务器等设备进行整合以后，原来需要两个人管理的服务器，现在只要一个人就能进行妥善管理。如果以平均每年每人成本10万元计算，实施虚拟化四年以来，相当于减少了40万元的开支。”曹旭斌介绍说，“从设备成本的角度看，虽然虚拟化软件本身并不便宜，但是由于采用了虚拟化技术，可以在应用增加时虚拟出多个虚拟机，从而减少了对物理服务器的依赖和需求。这不仅节省了数据中心的设备占地空间，而且减少了设备采购的成本。此外，由于物理服务器减少了，系统故障点也随之减少，管理不同品牌服务器的难度也降低了。管理人员得以从设备管理和维护的沉重负担中解放出来。”

实验教学中心现有90多种软件，由于架构不同、面向的应用不同，所以在运行时有可能存在冲突。为了避免软件之间的冲突，实验教学中心与VMware的技术团队一起，用了一周的时间，将可以运行在虚拟化平台上的所有软件进行了重新归类，分成五个不同的版本（应用模板），把属性相同、不会有冲突的软件归为一类。有个别软件因为架构陈旧，不适合被虚拟化，实验教学中心就将这些软件单独进行处理，为其单独配置服务器资源。“虚拟化技术可以解决80%～90%的应用问题。采用虚拟化平台以后，软件的运行管理效率提高了200%，甚至300%.针对教学中可能出现的各种问题，我们都制定了应急预案。虚拟化带来的不仅是管理效率的提高、能效的提升，而且大大增强了我们解决系统故障的信心。虚拟化可以让教学随需应变。”曹旭斌表示。

“采用虚拟化以后，老师和学生进行数据建模或软件测试都可以在虚拟机上完成，非常方便。以前用笔记本电脑要计算一天的项目，现在只要十几分钟就能完成。”曹旭斌补充说。

在采用虚拟化技术以前，实验教学中心技术部只有三名技术管理人员，其中一个人负责管理1000多台PC，另一个人负责管理所有服务器和网络设备以及软件，还有一个人负责技术管理。修复出故障的服务器，对软件进行更新或加密，进行设备的日常维护……管理人员每天处理这些琐碎的事情已经忙得团团转了，根本没有多余的精力去钻研业务，提高自身的管理水平。

物理服务器一旦宕机，将对教学产生非常大的影响。“VMware服务器虚拟化解决方案为我们提供了一种保证服务器稳定运行的安全保障机制。”曹旭斌表示，“我们采取的是逐步迁移的虚拟化应用思路，即先把能迁移到虚拟化平台上的应用逐一迁移到虚拟化平台上。虚拟化平台上有完备的备份机制，即使应用出现问题，也可以在几分钟内恢复，不会影响正常的教学。”

作为一名管理者，曹旭斌最希望看到的是，技术人员能够借助先进的技术手段改变传统的工作模式，减轻日常维护工作的负担，并且站在一个更高的管理层次上去审视和处理业务中遇到的种种问题。

现在，实验教学中心的管理和维护工作呈现出一派新的景象。新增一人专门负责技术部门的工作安排，其主要职责是满足和保障教学的所有需求。负责PC维护的一人，在采用VMware View之后，每天只用不到两小时就能完成PC巡检，PC的故障降低到了千分之三。即使出现PC故障，通过VMware View和网络同传等技术，故障也能迅速转移，不会影响课堂教学。“以前，PC管理员每天都重复相同的工作。他感到工作十分枯燥，还有一种挫败感。采用了虚拟化技术以后，PC管理员的工作轻松多了，还有时间去进修研究生。”曹旭斌介绍说。

采用VMware vSphere之后，服务器的管理也发生了很大变化。管理员只要坐在办公室里就可以远程对服务器进行监控和故障处理。管理员每天花在服务器维护上的时间还不足一小时。“以前，管理员不仅要全天泡在机房里，而且修复一个服务器故障平均要花费2～3小时，这对教学影响非常大。”曹旭斌介绍说，“现在，绝大部分教学软件都进行了虚拟化，即使出现问题，也可以立即恢复，恢复时间可以控制在10分钟之内，这对教学的影响非常小，老师们也可以接受。”

采用虚拟化技术以后，管理人员的工作强度降低了，可以有更多时间去进修，或参加VMware的技术培训。曹旭斌介绍说：“以前，我们的管理人员是应上级的要求被动地去学习虚拟化知识。现在，他们亲身体会到虚拟化带来的种种益处，都主动要求进一步学习虚拟化知识，并参加VMware的技术认证考试。现在4名技术管理人员都可以独立管理服务器。”

“虚拟化技术不仅提高了管理人员的工作效率，全面满足了教学的需求，而且为未来我们实施云计算打下了良好的基础。”西南财经大学经济管理实验教学中心主任曹旭斌表示，“我们主张充分利用现有服务器资源，将物理服务器的数量控制在一定范围内，这样既可以节省数据中心的设备占地空间，又绿色环保，还能节省维护成本，更重要的是节约了大量技术管理成本。”曹旭斌补充说。

在谈到为什么会同时选择VMware的服务器虚拟化和桌面虚拟化产品时，曹旭斌表示：第一，选择同一个厂商的解决方案，可以保证产品间的兼容性和统一性；第二，如果单纯从技术层面考虑，人们可能会选择每个细分市场上最优秀的产品，但是考虑到企业级应用需要在性能、可靠性与稳定性等方面达到平衡，我们还是倾向于选择同一个厂商的成熟的解决方案；第三，只选择一个产品供应商，可以保证产品的连续性，售后服务也会更周到，避免不同厂商之间相互扯皮；第四，同一个厂商的产品，管理起来也更加方便。“在采购之前，我们曾经对多个虚拟化软件厂商的产品进行了两次现场测试，最终才决定选择VMware的产品。”曹旭斌表示。

“我们将在虚拟化平台之上构建用于高性能计算的云计算系统，并且会沿着VMware的技术思路继续探索。”曹旭斌介绍说。在习惯使用虚拟终端之后，老师们希望能在此基础上进行高性能计算方面的实践，这就涉及到云计算架构如何部署的问题。下一步，西南财经大学经济管理实验教学中心将在VMware的虚拟化平台上搭建满足教学需求的高性能云环境，为老师的教学和研究提供灵活的资源，提高其工作效率。

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