• 使用硬盤保護卡以后每個學(xué)生不能按照自己的需求安裝自己的使用環(huán)境，這使學(xué)生的學(xué)習(xí)和使用受到很大的約束，不便于學(xué)生開拓性的學(xué)習(xí)。


• 現(xiàn)在有很多針對硬盤保護卡的黑客軟件，很容易讓硬盤保護卡失效，這對機房維護是個很大挑戰(zhàn)。


• PC機的維護量絕大部分來源于硬盤，因?qū)W生不正常的開關(guān)機，非常容易導(dǎo)致硬盤損壞。


• 操作系統(tǒng)的安裝、應(yīng)用軟件的升級等都隱含著相當(dāng)大的工作量。

    2 新的應(yīng)用模式帶來的好處
  
    大學(xué)公共計算機房維護的解決之道—-采用PC SAN.edu，帶來如下好處：

• 采用虛擬存儲技術(shù)，使公共計算機房的應(yīng)用和管理水平得到非常大的提高，同時提高了存儲資源和計算資源的利用率。


• 每個學(xué)生可以擁有一個或多個裝有不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的網(wǎng)絡(luò)硬盤，并且可以在該網(wǎng)絡(luò)硬盤上任意修改自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，存放自己的個性化數(shù)據(jù)，并且不會影響其他人的正常使用。每次上機的時候，只要輸入用戶名和密碼就可以訪問到自己的網(wǎng)絡(luò)硬盤，為學(xué)生提供充分的、 靈活的使用空間，從而完全擺脫硬盤保護卡的束縛，不再因單臺計算機操作系統(tǒng)的崩潰，給需要使用該機器的其他人帶來不便。


• 硬盤集中存儲，可以大大減少因為硬盤故障帶來的維護工作量。據(jù)統(tǒng)計，70%以上的維護量源于硬盤的損壞，主要原因是學(xué)生不能按要求正常開關(guān)機。采用虛擬存儲技術(shù)，所有硬盤都集中存放在存儲管理服務(wù)器中，并由其進行統(tǒng)一的存儲管理與空間分配，客戶機是否正常開關(guān)機都不會對硬盤造成物理損壞。


• 利用先進的部署技術(shù)可以在幾分鐘內(nèi)完成百余臺客戶機操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的安裝工作，并可以節(jié)約80%的存儲空間。


• 每位學(xué)生可以方便地學(xué)習(xí)并應(yīng)用多種操作系統(tǒng)，比如：WIN2K，LINUX等操作系統(tǒng)。

    四、方案介紹
  
    1、基于虛擬存儲的公共計算機房解決方案

    中科院計算所國家高性能計算機工程技術(shù)研究中心自主研發(fā)的基于虛擬存儲技術(shù)的PC SAN.edu，針對上述需求提供一個智能化的全新行業(yè)解決方案。下面分別對解決方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和特點進行介紹。
  
    2 PC SAN.edu系統(tǒng)介紹
  
    2.1 基于虛擬存儲的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
  
    在公共計算機房中的每臺計算機上安裝iATA卡，iATA卡的作用是將存儲管理服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)硬盤通過高速互連網(wǎng)映射到本地計算機上使用，網(wǎng)絡(luò)硬盤上安裝有操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。計算機中的iATA卡被系統(tǒng)識別為一塊標(biāo)準(zhǔn)的IDE硬盤。從計算機啟動和使用上來看，本地硬盤不再是安裝有iATA卡的計算機所必需的硬件設(shè)備，如有必要，原有的本地硬盤可以保留。
  
    客戶機的硬盤統(tǒng)一存放在存儲管理服務(wù)器中，這些硬盤組成一個大的存儲池，存儲空間可以按需擴展。該系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的不同需求，從存儲池劃分為大小不一的網(wǎng)絡(luò)硬盤分配給客戶機和用戶使用。 
  
    整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：

圖 1 基于虛擬存儲的公共計算機房解決方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

    客戶機安裝iATA卡，連接到百兆交換機（有千兆上行口）
   
    百兆交換機的千兆上行口連接全千兆交換機（如果每個百兆交換機有兩個千兆口，可通過使用百兆交換機的千兆口來集聯(lián)解決，可節(jié)省一個全千兆交換機）
   
    存儲管理服務(wù)器連接到千兆交換機
  
    2.2 PC SAN.edu方案邏輯圖

   圖 2 基于虛擬存儲的PC SAN.edu方案邏輯圖

• 快速部署與切換

    可以根據(jù)老師授課的軟件內(nèi)容不同，為每一門課程分配一塊網(wǎng)絡(luò)硬盤。（如為課程A分配一塊網(wǎng)絡(luò)硬盤A）。當(dāng)需要上A課程的時候，將事先定制好的A課件網(wǎng)絡(luò)硬盤通過快照技術(shù)，復(fù)制并映射到本地學(xué)生機上使用。在下次上A課程的時候，前次所作的修改依然還有效。如果不需要保存學(xué)生的個性化信息，當(dāng)該課程結(jié)束時，只需要將分配的網(wǎng)絡(luò)硬盤A刪除即可，此操作可由老師靈活掌握。當(dāng)下一節(jié)課上B課程時，老師通過快照技術(shù)，給每個學(xué)生機復(fù)制網(wǎng)絡(luò)硬盤B，并映射到每臺學(xué)生機上，從而實現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境的快速切換。

• 集中存儲

    通過按需分配功能，對網(wǎng)絡(luò)硬盤進行分配，從而提高存儲空間利用率，并且可以大大減少因為硬盤故障而帶來的維護工作。據(jù)統(tǒng)計，70%以上的維護量來源于硬盤，主要原因是學(xué)生不能按正常情況開關(guān)機。采用虛擬存儲技術(shù)，所有硬盤都集中存儲在存儲管理服務(wù)器中，并由其統(tǒng)一管理與分配使用。從而避免了因誤開關(guān)機操作，造成的硬盤損壞。

• 基于用戶

    如圖 2所示，系統(tǒng)可以把對模板C復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)硬盤分配給任一用戶，用戶就可以在任何一臺機器上輸入自己的用戶名和密碼訪問到“自己的硬盤”，就好似硬盤隨身帶一樣。并且，同一用戶可以擁有多塊網(wǎng)絡(luò)硬盤，并可根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境進行切換。
  
    3 不同應(yīng)用環(huán)境的具體剖析
  
    3.1 公共課程的處理
  
    可以在存儲管理服務(wù)器上由管理員根據(jù)不同的需求將操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件定制在一塊特殊的網(wǎng)絡(luò)硬盤上，我們稱它為“網(wǎng)絡(luò)硬盤模板”，簡稱“模板”，例如Win98+VFP+VC+Frontpage等。當(dāng)學(xué)生來上公共課時，管理員通過基于Web的PC SAN.edu管理界面，從該模板上復(fù)制出多塊網(wǎng)絡(luò)硬盤，并采用批量分配的方式分配給學(xué)生機后，只需啟動機器，學(xué)生就可以正常使用。制作一塊模板的時間和在本地硬盤上安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的時間相差無幾，但對模板的復(fù)制僅需要幾秒鐘即可完成。這種方式大大簡化了軟件的安裝和部署的工作。并且，即使某個計算機的網(wǎng)絡(luò)硬盤因為學(xué)生誤操作而損壞，管理員只需要通過PC SAN.edu管理界面利用快照技術(shù)復(fù)制一塊網(wǎng)絡(luò)硬盤，重新分配給該學(xué)生，重啟該機器即可恢復(fù)正常使用。
  
    以相同的方式，管理員可以定制不同公共課的網(wǎng)絡(luò)硬盤模板，如Win2003 + .NET等，安裝完以后保存在存儲管理服務(wù)器上，當(dāng)需要時，通過模板復(fù)制，復(fù)制出多塊網(wǎng)絡(luò)硬盤，批量分配給客戶機使用即可。
  
    3.2 對于需要保留個性化數(shù)據(jù)的用戶
  
    例如用戶A，系統(tǒng)管理員可以給他分配一塊網(wǎng)絡(luò)硬盤，該用戶可以在該網(wǎng)絡(luò)硬盤上進行分區(qū)、安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等操作。使用時，該用戶從安裝有iATA卡的任意一臺機器上登錄后，通過自己的賬號和密碼，即可訪問到自己的網(wǎng)絡(luò)硬盤，并映射到本地使用。關(guān)機后的所有個人的數(shù)據(jù)都通過iATA卡保存到存儲管理服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)硬盤中,再開機時這些數(shù)據(jù)仍然可以使用。
  
    當(dāng)該用戶不再需要保存網(wǎng)絡(luò)硬盤時，管理員可以刪除其網(wǎng)絡(luò)硬盤，回收存儲空間以便分配給其它用戶使用。

多易