基于云计算的实验资源管理系统实现

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1、于云计算的实验资源管理系统实现摘要：随着高校办学规模的扩大，配套的实验资源日益丰富，但在正常教学计划外实验室和大型仪器设备等实验资源大多处于闲置状态。为了提高其利用率，实现真正意义上的资源共享，需要研发一套应用于高校的实验资源管理系统。系统是基于AOM、Spring、Hibernate的轻量级Web应用，通过监控物理服务器、虚拟机和Web应用的相关指标，利用云计算的弹性来自动应对变化的访问量，涵盖实验资源管理、实验资源预约、分析统计等模块。实际运行证明系统的使用大幅提高了实验资源的利用率。关键词：云计算

2、；实验资源；管理系统分类号：TP315文献标志码：B文章编号：1673-8454(2014)13-0078-04一、引言近年来，我国高等教育的规模不断扩大，社会对高素质创新型人才的要求不仅包括扎实的文化基础，更看重各方面的能力，尤其是实践能力及创新能力。实践能力和创新能力的培养不仅对现有的实践教学体系提出了新的要求，也对高校实验资源的建设和管理提出了新要求。然而由于人员、经费等各方面原导致实验室还沿用“封闭式”的传统模式，开放程度不高，实验室资源共享处于初级阶段，实验仪器设备利用率低下。［1］鉴于此，本

3、文提出使用云计算技术来实现应用于高校的实验资源管理系统，借助云计算的弹性确保任意时段系统的快速访问。它的出现可以大幅提高实验室以及大型仪器设备的利用率，使学生得到更多学习实践的机会，同时也使实验资源面向社会开放成为可能，在一定程度为学校创收，有利于实验资源的升级维护。二、云计算简介云计算(CloudComputing)是并行处理、分布式处理和网格计算的发展，是一种新兴的共享基础架构的方法。［2］云计算的本质是在计算机网络的基础上利用虚拟化技术和向服务架构(Service-OrientedArchitec

4、ture,SOA),整合分布在网络上的大量服务器集群处理能力，为用户提供安全、可靠、便捷的各种应用服务，用户可以在任何时间、任何地点，用任何可以连接到网络的终端设备来访问这些服务。［3］根据NIST的定义，云计算有IaaS、PaaS和SaaS三种服务模式。［4］在国外，全球最大云计算服务提供商Amazon的EC2弹性计算云是IaaS的应用典范；相比起来Google的GoogleAppEngine则是PaaS的代表，用户不再需要维护服务器，只需上传应用程序便可立即对外提供稳定的服务；在SaaS上，Goog

5、le同时有Gmail、Docs、Earth等核心产品。相对而言，国内云计算的服务提供商主要立足于国内市场。在IaaS上，国内主要有阿里云、盛大云等公有云平台；与Google相似，新浪也推出了PaaS上的产品SinaAppEngine；在SaaS上，以存储服务为例，华为网盘、百度云网盘等在功能上可娘美国外主流的Dropboxo近年来国内高校纷纷进行数字化校园建设，得益于云计算的快速发展，数字化校园建设可以依托它来降低建设成本，简化管理，提高服务质量。在广州大学的数字化校园二期建设中，实现了IaaS的云平台

6、搭建，并在此基础上实现了云计算的业务应用。平台架构如图1所示。[5]广州大学私有云的底层基于红帽企业虚拟化（RHEV）实现，40块刀片服务器的计算资源融合成计算池，30TB光纤、IP存储的存储资源融合成存储池，交换机、网卡、HBA卡等网络资源融合成网络池。通过云管理平台（RHEV-M）统一对用户、任务、资源进行管理。目前，私有云上的应用迗到140个，包括数字化校园的应用、各学院部门的历史遗留应用以及某些科学运算的应用。三、系统的设计与实现1.系统功能设计实验资源管理系统包括超级管理员、设备处管理员、实验

7、室主任、实验分室管理员、大型仪器设备管理员和普通用户6种角色。其中超级管理员拥有最高的权限；设备处管理员管理所有实验资源，拥有预约终审权，可以设定实验室主任；实验室主任管理本学院的实验资源，拥有预约复审权，可以设定实验分室和大型仪器设备管理员；实验分室和大型仪器设备管理员管理自己负责的分室和设备，设定其开放节次，拥有预约初审权，并登记使用情况；普通用户可以查看实验分室和大型仪器设备的开放时间并按需要进行预约，查询预约的审核进度，撤销还没有初审的预约。系统的功能结构如图2所示。实验资源管理是系统的核心模块

8、，包括实验室管理、实验分室管理和大型仪器设备管理三部分，实验分室和大型仪器设备均隶属于实验室。在实验室管理中，可以看到实验室列表，点击详细信息会弹出新窗口显示更详细的描述信息。实验室列表显示内容会依据不同角色而不同，超级管理员和设备处管理员可以看到全校所有学院的实验室，而实验室主任只能看到本学院的实验室。在列表上方可以根据所属院系、实验室编号和实验室名称进行搜索，可以进行实验室的添加、修改和删除。在实验分室管理中，可以看到实验分室列表，在详