北京科技大学云计算平台开始应用教学服务



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北京科技大学云平台是我校在云计算科研成果之上,基于我校对高性能计算和网格计算的深厚造诣,独立自主研发出适合我校实际情况的云计算平台,主要应用于我校教学服务体系。其整体框架如图1所示:
北京科技大学云平台整体框架
该平台具有如下特点:支持SaaS应用、支持IaaS应用、高度灵活可信的资源分配引擎、完善的运维监控平台、完善的统计分析和报表平台、良好的可扩展性、开放的架构和接口。
    北京科技大学云平台功能简介
  1 基础设施平台(IaaS
基础设施平台主要作用是整合异构的物理机和虚拟机计算环境,创建一个共享的基础设施和计算架构,可以为上层平台提供计算、数据存储和网络通讯等资源。其中,物理机计算环境由各种真实的物理硬件组成,包括服务器、存储器和网络设备。虚拟机计算环境构建在物理硬件子层之上,利用虚拟化技术对底层硬件设备进行管理,为上层平台提供资源服务。
  2 资源调度分配平台(PaaS
资源调度分配平台的作用主要是实现资源的调度与分配工作,完成用户请求与资源使用之间的关系。它构建于基础设施平台之上,可以提供按需分配、预约、基于负载、基于关联等多种调度分配策略,定义资源使用规划,同时也为上层平台提供开发环境与公用API
  3 云平台门户(SaaS
云平台门户为使用者提供使用云服务的界面。本平台以应用软件为中心,通过web远程管理应用软件及工作数据,内置多种应用软件接口,实现为用户提供的SaaS服务。门户基于角色的权限管理和页面访问控制,可自定义应用程序参数表单,在浏览器上能直接与图形应用程序交互。平台如图2所示。
 
北京科技大学云平台门户
  4 运维监控平台
提供基于B/S方式的监控平台,可以对资源、应用、网络及配置等提供运行与监控功能。运维监控平台具有集中的IT基础设施管理、全面的应用与管理解决方案及面向终端用户等特点,是云计算平台能够正常运行的保障。
  5 报表统计分析平台
  通过在各种主机资源上部署代理程序,如资源代理、任务代理、文件代理等,实现代理程序与报表统计服务器之间的交互;报表统计服务器通过ETL组件完成与关系数据库的交互,最后完成报表的输出。
  6 开放接口
北京科技大学云平台提供了多种接口形式,如:WebService接口、Java接口、C接口、Shell接口等。多种接口形式可以方便地完成云平台的扩展及其他应用系统向云平台的集成工作,减少工作量。
1、基于校园云平台构建教学服务体系
       1 科研计算云
       云计算的本质就是科学计算,科研计算云是构建云计算教学服务体系中的重要组成。它主要就是利用云计算的科学计算功能,对高校教学科研提供服务。科学计算通常需要投入巨额的经费来购置硬件资源,但这个建设过程存在诸多问题:一方面,随着信息技术的发展,硬件设备更新换代周期越来越短,投入的硬件设备往往使用不了多长时间就面临着更新换代;另一方面,高校中的硬件资源重复建设现象严重,并且由于经费投入不能从学校层面整体规划,这样因此会导致资源建设的利用率低与共享率低。云计算平台通过将硬件资源整合成为基础设施对外提供服务,减少了硬件的投入;同时,采用SaaS的模式将科研计算相关软件部署在云平台,可以高效的利用资源,高质的完成科研计算任务。目前,我校的云平台所支持的科研计算软件有AnsysMatLabFluentAdams等,能够基本满足科研计算需求。图1所示为使用MatLab进行科研计算的界面。

  
科研计算

 北京科技大学云桌面
 
       2 虚拟教学云
       虚拟教学云是采用云平台所提供的虚拟机服务,将教学内容与教学资源部署到云服务端,按照实际教学需求,动态地将教学资源分配给学习人员。虚拟教学云可以利用云计算将教学资源整合并且再分配,能够按照不同人员分配不同的学习策略,做到定制学习的目的;同时教学资源部署在云服务端,能够对教学资源进行有效的整合。北京科技大云平台对师生提供了云桌面环境,以此进行虚拟教学云的建设。云桌面如图2所示。目前,我校的虚拟教学云建设仍处在初期摸索阶段,平台可支持MatLabNS2等教学环境。笔者认为,虚拟教学云最具有建设意义,它为解决现阶段我国教育资源分布不均及诸多方面的问题提供了解决依据。
       3 教学辅助云
       教学辅助云主要是将教学辅助相关资源与软件进行整理,并将其放在云服务端,为广大师生提供教学辅助相关服务。目前,我校云平台提供的教学辅助服务按照功能分类主要有:办公类软件,如OfficePDF及常用格式转换等;工具类软件,如rarzip等;影音类软件,如音视频批量处理、音视频格式转换等;图形图像类软件,如PhotoShopIllustrator等;开发类软件,如JavaC#C++等。云平台所支持的常用软件,可以使绝大部分教学辅助类相关工作在云端完成,为广大师生提供了高质量的云服务。