云计算实验报告（推荐8篇）
原
科
技
大
学 实 验 报 告 2020年 10 月14
日
实验时间：16 时 00分至18 时00 分
专业
姓名
学号
班级
课程名称
实验名称 Hadoop平台安装实验 2
同组者
指导教师
成绩
一、实验目标：
在大数据时代，存在很多开源的分布式数据采集、计算、存储技术，本实验将熟悉并搭建几种常用的大数据采集、处理分析技术环境。
实验二需要在笔记本上搭建 Hadoop 集群，实验报告根据教程对笔记本上创建虚拟机搭建 Hadoop 集群的步骤进行了说明。包含所有需要安装的软件与服务的版本，安装路径，安装方法等。
二、实验原理：
1.单机模式：Hadoop 默认模式、即非分布式模式(本地模式)、无需进行其他配置即可运行非分布式，即 java 单进程，方便进行调试。
2.伪分布式模式：
Hadoop 在单节点上以伪分布式的方式运行，Hadoop 进程以分离的 java进程来运行，节点既作为 NameNode 也作为 DataNode，同时，读取的是 HDFS 中的文件。
3.分布式模式：使用多个节点构成集群环境来运行 Hadoop。
三、实验内容：
以伪分布式模式安装 Hadoop平台 四、实验设备：
个人笔记本电脑 虚拟街软件：VMware Workstation
系统 CentOS-7-x86_64-Everything-2003.iso 阿里云 contos-7 镜像站点：http://mirrors.aliyun.com/centos/7/isos/x86_64/ 五、实验步骤：：
将 hadoop-2.7.3.tar.gz，拷贝到 CentOS 中的~/software 目录下 1、将 Hadoop 压缩包，解压缩到用户主目录的 dt 目录下；
$ cd ~
$ mkdir dt
$ cd dt
$ tar-zxvf ~/software/hadoop-2.7.3.tar.gz
2、打开/etc/profile 配置文件，配置 hadoop 环境变量:
export HADOOP_HOME=/home/hduser/dt/hadoop-2.7.3
export PATH=$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin:$PATH
3、保存。然后执行/etc/profile 文件(让配置生效)：
$ source /etc/profile 配置 Hadoop: 1、配置$HADOOP_HOME/etc/hadoop/目录中如下的配置文件：
1)hadoop-env.sh 两个文件中都做：
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_162
2)core-site.xml
注：如果没有 hddata/tmp 目录，要先在磁盘上创建。
3)hdfs-site.xml
注：如果没有 hddata/name 目录和 hddata/data 目录，要先在磁盘上创建。
4)mapred-site.xml
注：默认没有这个文件，从 mapred-site.xml.template 复制一份并改名。
$ cp mapred-site.xml.template mapred-site.xml
# 配置内容如下：
5)yarn-site.xml
2、格式化 hdfs(仅需执行格式化一次)。在终端窗口，执行命令:
$ hdfs namenode-format
安装 SSH 服务，实现集群中 SSH 无密码连接(从主节点到从节点的无密码登录)：
1、在终端下，执行如下的命令：(注:CentOS 已自带 SSH 服务，略过此步)
$ sudo yum-y install ssh
sudo apt-get install ssh
$ ls-a
2、本地 SSH 登录：
$ ssh localhost
$ exit
3、查看.ssh 目录：
$ ls-a
4、进入.ssh 目录：
$ cd.ssh
5、生成公私钥：
$ ssh-keygen-t rsa
然后一路回车
6、将公钥加入到授权文件：
$ ssh-copy-id hduser@localhost
7、测试 SSH 无密码登录：
$ ssh localhost
$ exit
运行 pi 程序：
$ hadoop jar./share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.7.3.jar pi 10 20
六、实验结果：
这次实验完成了 Hadoop 的安装和环境变量的配置，使得程序可以运行，为下一次的实验奠定一定的基础，HDFS 实验会进行的比较顺利。
七：心得体会
目前,工程计算软件的更新周期基本为一年。软件的不断更新,对计算工作站的硬件的要求越来越高。这使得各高校的实验室在更新软件的同时,还需要花费大量的资金来购置新的计算能力更强的工作站以满足工程计算的需求。同时,淘汰下来的旧设备,由于配置落后,将会被闲置处理,从而造成了不必要的浪费。这种前期的巨额投入和后期的快速更新,不仅使本以捉襟见肘的资金力不从心,也与绿色、低碳的环保理念背道而驰。同时,教师、学生等科研人员大量使用U盘、移动硬盘等储存设备从计算工作站上传、下载数据,极大增加了工作站感染病毒的几率,从而对工作站的系统稳定性造成安全隐患。
云计算利用虚拟化技术,将若干个工作站和终端客户机组成一个虚拟计算实验室((Virtual Computer Lab,VCL)。通过云计算构架来建设实验室的工作站平台,只需配置为数不多几台高性能计算工作站组成计算服务器,以普通的计算机作为客户端,通过远程访问的方式调用服务器上的资源,从而实现数据上传、下载以及在云端的计算。这样能实现硬件资源的最大化利用,杜绝资源的浪费。工程计算中使用的大型软件也不必安装在本地计算机上,只需通过客户端计算机的远程访问,即可随时调用服务器上的软件。由于客户端计算机只是为远程访问提供一个平台,因此不需要有很强的计算能力。服务器进行升级的时候,淘汰下来的旧的工作站可以继续作为客户端计算机使用,而不至于闲置处理,造成资源的浪费。
1 云计算
云计算(Cloud Computing)是一种基于网络的计算方式,是网格计算(Grid Computing)、并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)、效用计算(Utility Computing)等传统计算机和网络技术发展融合的产物[1]。
1983年,SUN公司提出“网络式电脑”的概念。直至2006年3月,亚马逊公司推出了弹性计算云(Elastic Compute Cloud;EC2)服务。2006年8月9日,Google首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会(SES San Jose 2006)首次提出“云计算”(Cloud Computing)的概念。在这之后,全球各大IT巨头争相进入云计算领域,从不同领域和角度开始云计算的布局,包括:Microsoft Azure、Google App Engine、Amazon Cloud Drive和IBM公司的“蓝云”计算平台等[2]。
2 云计算的构架
由于提供云计算服务的公司较多,各个公司的解决方案都不尽相同。结合当前云计算的应用与研究,云计算的体系构架可分为:核心服务层、服务管理层、终端用户访问接口的三层构架[3]。如图1所示。
2.1 核心服务层
核心服务层可以将硬件设施、运行环境、应用程序以服务的方式提供给使用者。按照云计算提供的服务类型,云计算可以分为IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)和SaaS(软件即服务)三层服务体系[4]。
(1)基础设施即服务(IaaS):
它位于三层架构的底层。为上层的服务提供服务器、存储和网络等基本硬件资源。用户在此基础上部署操作系统、运行各种应用程序。另外,为了优化硬件资源的分配,IaaS层引入了虚拟化技术。借助于Xen、KVM、VMware、Hyper-v等虚拟化工具,可以提供可靠性高、可定制性强、规模可扩展的IaaS层服务。
(2)平台即服务(PaaS):
它为云计算的应用程序提供一个运行的平台。将应用运行所需的IT资源和基础设施作为一种服务提供给用户。在这种服务模式下,用户只需要利用该平台,就能够创建、测试、部署和管理自己的应用及服务。但是,用户不能管理和控制底层的基础设施。
(3)软件即服务(SaaS):
是基于云计算基础平台所开发的应用程序。应用开发商将软件部署在自己的服务器上,用户可以根据自己的需求,通过Web浏览器或者APP客户端,从服务提供商获取所需的软件服务。在这种服务模式下,用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台,只能对所调用的应用程序做有限的设置。用户不用在自己的主机中安装各种软件,而是通过 Internet 来使用软件。
2.2 服务管理层
服务管理层对核心服务层的可用性、可靠性和安全性提供保障。服务管理层服务管理包括用户管理、应用管理、资源管理、安全管理、服务质量管理等。
用户管理负责对当前登陆的用户进行管理,包括监控当前登陆的用户状态以及各用户之间的负载分配、任务调度、进程迁移;应用管理负责对当前平台的应用程序的更新、维护,包括应用程序质量的好坏、应用程序的稳定性等等;资源管理负责对虚拟资源层的各种虚拟资源的管理,包括监控资源状态、分配、更新、添加、维护与删除资源等;安全管理包括:访问安全管理、网络安全管理、数据安全管理以及用户身份验证和用户的访问控制权等。
2.3 终端用户访问接口
用户访问接口能实现从终端到云端的访问。用户使用PC机、笔记本、平板电脑、手持设备等,通过网络的接入,可以随时随地访问云,使用云中的程序和数据。通过Web服务,可以将云端的操作界面以GUI的形式映射到本地的客户端的显示器上,使得用户在客户机上就能轻松调用云端的数据和资源。
3 虚拟化技术
虚拟化技术是云计算的一个核心技术,也是云计算区别于一般并行计算的一个根本性的特点。通过虚拟化技术可将单个物理资源划分成多个虚拟资源[5]。操作系统运行于虚拟机上,虚拟服务器跟物理服务器一样,可以安装任何的应用。目前,服务器虚拟化软件有VMWare、Xen、KVM以及微软的Hyper-V等,其中Hyper-V2.0集成于Windows 2008 Server及其之后服务器操作系统上,具有较强的通用性。
通过虚拟机的封装,用户各自拥有独立的运行环境,有效实现多用户共享服务器中心资源。用户可以利用虚拟化技术,配置私有的虚拟机,指定所需的CPU数目、内存容量、磁盘空间等,实现物理资源的按需分配。通过虚拟化技术,可以提高服务器的资源利用率,减少浪费,而且有助于服务器的负载均衡和节能[6]。
4 基于云计算的虚拟计算实验室
组建一个基于云计算的虚拟实验室的试验平台。试验平台以一台高性能的工作站作为物理服务器平台;在物理服务器上建立多个虚拟机,组成一个虚拟化资源池;虚拟机的操作界面以GUI的形式发送到客户机上,用户在本地即可对云端的虚拟机进行操作,如图2所示。物理服务器与客户机通过交换机接入同一个局域网内,形成一个私有云,图3为VCL平台的拓扑图。
4.1 物理构架
试验平台的硬件配置包括:一颗至强四核CPU、两台16GB RAM组成的双通道内存、一块256GB 固态硬盘以及由4块2TB硬盘组成的RAID5储存阵列。并安装Windows Server 2008R2作为服务器操作系统。
从操作系统中打开工作站中的本地用户和组,建立远程登录用户信息,并将该用户添加至管理员组中。配置终端服务器,使之支持多用户同时远程登陆[7]。
4.2 虚拟资源池
通过Hyper-V 2.0创建一个系统为Windows7 X64的虚拟机平台。并在此平台上安装一些常用的工程软件,比如:MATLAB、ANSYS、ABAQUS、LabVIEW、CATIA等。通过sysprep操作,将创建好的虚拟机平台封装为VHD母盘文件。此后,可以通过复制母盘或者差分磁盘的方式,创建新的虚拟机平台[8]。多台虚拟机同时工作在物理服务器上,形成一个虚拟的资源池。
4.3 平台的管理与访问
利用Hyper-V2.0管理器,可以实时监控各虚拟机的运行状态,并可实现对各虚拟机CPU数目和内存容量的动态分配。
客户机对云端的访问,实行预约访问机制。需要使用云端工作站的用户,可以提前通过Web浏览器的方式,向管理员提出预约申请,申请时需提交计算所需的CPU数目、内存容量以及客户机的MAC地址。管理员根据用户提出的需求,激活一台虚拟机,并开放接口。用户通过远程桌面连接后,验证MAC地址,验证通过用户方可调用虚拟资源用以计算;验证不通过,系统直接回收虚拟机资源。用户访问结束,系统回收虚拟机资源。其访问流程图如图4所示。
5 系统评价
(1)以较低的投入获得高运算能力。
实验室只需要将少量的高性能工作站组成一个服务器集群。普通的计算机通过远程访问的方式登录到云系统中,然后直接使用云中的高性能资源。这样学校就不需要花费巨额资金来购买大量高性能设备,从而以较低投入获得高性能。
(2)拥有较高的资源存储能力。
在实际应用中,高容量的物理服务器可以容纳海量的数据,并可以根据需要适时增加存储空间,以满足海量信息增长对存储空间的需求。
(3)提高系统的稳定性。
所有的服务都运行于云端。客户机突然断电或者死机,不会对云端的系统和数据产生影响。而且数据的上传和下载完全基于Web传输,杜绝了U盘、移动硬盘的使用,从而减少了病毒对服务器的入侵,保证用户数据安全和系统的稳定性。
(4)可以实现大范围的资源共享,解决资源不足、分布不均的问题。
通过云计算技术,各个院系之间可以共同构建一个虚拟资源池,从而实现资源的共享,同时大幅度提高资源的利用率。
6 结束语
云计算的出现,给高校计算工作站的建设带来了机遇。它不仅大大地提高了工作站的利用率、减少的日常维护的工作量,而且帮助高校摆脱资金不足的困境。可见其在高校实验室中的应用前景十分广阔。
本文利用云计算技术高性能、低成本的优势,设计了一个基于云计算的虚拟计算实验室的试验平台。试验平台的成功搭建,证明通过云计算技术,建设基于云计算的虚拟计算实验室,能将有限的物理资源整合成一个云计算的资源池,这样不仅可以改善资源分布不均的现状,还能够大幅提高资源的利用率,节约工作站的管理和建设成本,降低设备管理和维护的工作量,提高计算机实验室的服务能力和支撑水平。
摘要：云计算是计算机网络发展的一个趋势,是一种基于网络的计算方式。针对高校计算工作站在更新配置时资金投入过大、资源利率不高的问题,研究了当前云计算的相关技术,提出基于云计算的虚拟计算实验室(Virtual Computing Laboratory,VCL)的解决方案。该方案通过在高性能的计算工作站上建立虚拟化资源池的方式,利用Web进行资源预约以及对平台的访问和资源的调用,从而实现服务器虚拟化管理和应用,提高资源利用率,节约工作站的管理和建设成本,降低设备管理和维护的工作量,提高计算机实验室的服务能力和支撑水平。
关键词：云计算,VCL,虚拟资源池,工作站
参考文献
[1]龚强.网格计算商业演化的云计算与应用展望[J].信息技术,2011(10):21-26.
[2]Singh G,Garg G,Jain P,et al.The Structure of Cloud Engineering[J].International Journal of Computer Applications,2011,33(8):33-39.
[3]Singh MA,Shrivastava M.Overview of Security issues in CloudComputing[J].International Journal of Advanced Computer Re-search,2012,2(1):41-45.
[4]Zhang Q,Cheng L,Boutaba R.Cloud computing:state-of-the-art andresearch challenges[J].Journal of Internet Services and Applica-tions,2010,1(1):7-18.
[5]Stanoevska-Slabeva K,Wozniak T.Cloud Basics-An Introductionto Cloud Computing[J].Grid and Cloud Computing.2010:47-61.
[6]罗军舟,金嘉晖,宋爱波,等.云计算:体系架构与关键技术[J].通信学报,2011,32(7):3-21.
[7]Rebelxuan.windows server2008设置多用户同时远程登录[EB/OL].http://nizhuan.blog.51cto.com/1041326/732158.
由于云计算能够提供大规模和差异化的服务,因此越来越多的企业希望通过云计算培养快速创新和决策的能力,以便可以在当今高度竞争的环境中快速地做出响应,同时通过云计算降低投资和运营成本。
2010年4月19日,AMD公司与盛大网络宣布成立云计算联合实验室.同时AMD皓龙6000系列服务器平台正式登陆中国。
盛大网络作为中国领先的互动娱乐传媒公司,致力于通过互联网为用户提供多元化的娱乐服务。盛大在线正在建立一个基于互联网的开放云服务平台,为第三方内容制造商提供开发、部署、运营等一整套的云服务,让合作伙伴更加关注最重要的产品创新。
盛大在线首席安全官季昕华表示: “AMD皓龙6000系列平台在计算效力和能效方面的优秀特性,非常适合云计算的应用和部署,成为盛大与AMD建立云计算联合实验室的技术平台的首选。通过双方建立云计算联合实验室这个契机,我们希望借助AMD先进的服务器硬件平台,满足盛大在云计算战略应用方面的需求。”
全新的AMD皓龙6000 系列平台配备12核和8核x86处理器,其性能高达AMD上一代6核处理器的两倍,其中整体性能提高了88%,浮点性能提高达119%; 面向主流的2路和高附加值4路服务器市场,可满足当今服务器客户的明确需求——工作负载特定的性能、电源效率和整体价值,同时又能使客户花更少的钱获得更多的核心和内存。
“正如AMD之前所做的,我们基于当前的客户需求再一次重新定义了服务器市场。AMD皓龙6000系列平台开启了服务器价值的新纪元,对当前的服务器经济性产生了巨大影响,并且能够满足客户对实际的数据中心工作负载所需的每瓦性能、价值和一致性。”AMD全球副总裁兼服务器及嵌入式业务总经理Patrick Patla表示,AMD皓龙6000平台最好的应用就是在虚拟化、数据库、高性能计算等方面。“AMD皓龙6000平台在内存方面有很大的性能提升,这就意味着,对于那些对密度和运算建模要求非常高的高性能计算用户而言,内存性能的提升能够使他们的建模能力大大增强,这样对他们的业务肯定会有更多的好处。以G34为例,48核最多可支持0.5TB的内存容量。”
一、背景
进入20XX年以来，云计算(Cloud Computing)已不仅是国际IT业界热炒的概念，开始在中国落地生根。不仅国际公司在中国开始推动云计算模式，我国企业也开始利用此次机遇进行转型。然而云计算概念繁多，形式多变，标准不清。为了进一步摸清产业格局，在制定相应的产业政策、规范市场秩序、引导产业发展方面做到战略明细，手段得力。20XX年1月26日，由软件服务业司赵小凡司长带队，软件服务业司领导和相关支撑机构研究人员一行，对北京市的云计算相关企业进行了深入的调研。调研的企业包括：中搜、联想、百度和世纪互联。这些企业非常典型的代表了云计算相关的基础设施、平台终端、应用软件服务类的完整产业链环节。
二、企业调研情况
调研企业一、北京中搜网络技术有限公司
北京中搜网络技术有限公司是一家致力于推动互联网个性化应用的技术和服务提供商。中搜的定位是商务云。依托个性化微件技术和第三代搜索引擎技术，中搜为广大用户提供一站式个性化上网服务，同时为中小企业提供个性化网络营销服务，建立最大的行业网站集群。中搜拥有三大核心产品：B2B行业网站、B2C网上零售以及立体资讯 。
在中搜云服务平台上，4000位合作伙伴已建有近4000家行业网站，涉及机械化工、建材、电子、电气、食品、五金、化工、安防、汽车等十余个行业。通过运营平台——中搜行业中国，4000家网行业网站通过资源整合形成跨行业、跨地域、跨平台的异业同盟，成功打造番薯网(中文图书资源库)、大久宝(集资讯、产品展示、交易和售后服务为一体的3C产品电子商务平台)、leadertop(顶尖商务人士的形象管理与商务社交平台)、全联网(高端商务人士互动社区平台)、中国经营网(一站式商业新闻及商务社区平台)等一系列异业同盟平台。
中搜云服务平台实现互联网的产业分工大变革。通过提供硬件、软件、网络、安全等技术及平台服务，以云服务的租赁方式实现对合作伙伴技术支撑，中搜使合作伙伴实现网络业务的快速构筑——缩短时间、降低成本、逾越技术鸿沟。同时通过打造行业中国网站联盟 ，基于产品机制的逻辑关联形成各合作伙伴间的互通，提升服务质量，共同形成强大的推广平台。
调研企业二、联想集团
为了帮助商用客户减低IT成本，促进IT应用普及，占领下一波IT产品制高点同时，向软件、服务、运营等产业链环节发展，从单一的设备提供商发展成为“设备+服务”创新的领先企业，联想集团近年来大力发展云计算，抓住产业变革机遇，促进企业转型。
联想的云计算战略思路包括6项内容：
? 面向云计算应用模式的互联网计算和服务终端，包括面向商用大客户的SMC终端，面向行业应用的云客户机，面向消费用户的Netbook/Smartbook，面
向移动互联网的Smartphone(Lephone)等。
? 面向移动互联网终端、数字家庭设备和消费PC，构建统一的内容服务平台，提供高质量的内容消费服务。
? 面向现有主营业务PC，提供SMaaS服务，包括终端安全服务，中端管理服务、售后维修服务等，将联想在业界领先的ThinkAdvantage软件提升为云服务。
? 面向云服务平台和新型IDC需求，提供集成度更高，性价比更好，易于管理维护的后台系统产品。
? 为企业、个人提供业界领先的、专业可靠的云存储服务，包括终端数据备份、数据交换、数据汇集、数据分发、数据保管等。
? 在中国市场上，正好产业联盟资源，构建资源能力和服务水平领先的商用云平台，为SMB企业提供AWS云计算运营服务。
调研企业三、百度公司
百度是中国最大的中文互联网搜索引擎，其本身的搜索业务就是云计算的一个非常大的需求方，这种巨大需求推动着云计算相关技术在百度的大规模研究和应用。
不管提供何种形式的云计算服务，最核心的技术基本上都是分布式技术，虚拟化技术，IDC相关技术等。只有具备这些技术方面的完善储备，才有可能提供良好的云计算服务。
，百度成立了一个专门的小组负责分布式技术的开发和应用。目前最核心、规模最大的应用均运行于分布式平台，其每天计算的数据量超过300T，而且每个季度以超过100%的速度增长。20XX年，百度成立了一个专门的小组负责虚拟化技术的开发和应用。目前有超过1000个虚拟结点在利用虚拟化技术为百度业务提供服务。同时，百度成立了一个专门负责IDC研究、规划、建设的小组,在IDC供电，空调制冷，散热等方面开展研究和应用工作。
此外，百度提出了“框计算”概念。“框计算” 强调对前端用户需求的研究和响应，为用户提供一站式的互联网服务。而“云计算” 强调后台资源的整合，为客户提供低成IT基础设施的配置，可谓“框计算”的重要基石。总体而
言，从理论体系来说，百度的“框计算”和“云计算”都言之成理，自成一派。
调研企业四、世纪互联数据中心有限公司
世纪互联数据中心有限公司是电信中立互联网基础设施服务提供商。总部设在北京，在上海、广州、成都、东京、美国硅谷等地设有分支机构。世纪互联的主营业务包括互联网数据中心服务(IDC)、互联网内容分发/加速服务(CDN)、以及全方位的增值服务和完整的行业解决方案。目前，世纪互联在中国已经部署了10个以上独立机房，全网处理能力超过200Gbps，拥有按需部署、伸缩自如的弹性CDN网络体系，在北京拥有超过10000平米的`电信级数据中心，在华南、华东及全国其他城市拥有超过50000㎡的大型电信级数据中心。
世纪互联的云计算服务定位在IaaS，并自主研发了CloudEx云平台。该平台是快速构建可对外运营服务的云计算服务中心解决方案的核心系统。CloudEx云平台通过对数据中心基础架构进行整合，使用硬件级虚拟化技术和自动化技术，实现了跨数据中心的硬件资源、软件资源与用户资源的统一管理、统一分配、统一部署和统一监控，可帮助服务上快速构建具有对外运营服务能力的云计算服务中心，快速对外提供标准的IaaS云计算服务和增值服务。
基于CloudEx云平台，世纪互联建立了云计算基础设施服务品牌“云快线”，包括“云快线”共有云服务、“云快线”基础产品(云主机、云存储)、“云快线”一站式托管服务、“云快线”自主式CDN和边缘计算服务、“云快线”游戏解决方案等。
三、软件服务业司领导关心的问题
在研讨会上，赵小凡司长就以下几点政府关注的问题同与会代表进行探讨：
1、云服务质量问题
目前，云服务分工还不够细致、厂商合作也不够广泛，因此需要深入思考如何完善服务、扩大合作领域，同时加强监管，重视安全性问题，通过互联网运营模式，为用户提供高质量、有保障的云计算服务。
2、数据灾难备份问题
灾难备份是信息系统安全的关键基础设施，重要信息系统必须构建灾难备份系统，以防范和抵御灾难所带来的毁灭性打击，对于云计算这种大存储技术更要如此，在基础备份的原则上，还需采用增量备份、双备份等措施。
3、安全性问题
随着云计算的不断发展，安全性问题成为企业高端、金融机构和政府IT部门的核心和关键性任务，云计算服务供应商需在信息安全方面增加投入，保证用户商业信息。同时，云服务提供商业和用户也需明确保密责任，完善细化赔偿条款，避免分歧。
4、云计算标准化工作
目前所有的云计算厂商都在各自为战，云计算并没有形成一个标准化的体系，这导致了用户从一个云计算环境迁移到另一个环境时的复杂性大大增加。因此需要开展云计算标准化需求研究，与国际标准化工作衔接，明确我国云计算标准化工作的思路、定位和作用，为云计算的推广应用及相关的产业化工作提供标准化支撑。
5、相关法律问题
云计算依据软件即服务(SaaS)的理念，通过网络提供软件服务，从而替代原先在用户个人电脑上的软件功能，这种商业模式在为企业带来巨大利润的同时也蕴含着一定的法律风险。就目前的法律制度层面而言，要适应云计算时代的到来，现行的法律制度对于新的商业模式也有一个调整的过程，尚有很多问题亟待解决，云计算模式下的知识产权、用户隐私保护、商业保密信息等一系列可能引起法律争端的问题都不容忽视。
四、企业对政府产业扶持的需求
学号：201101030045
姓名：
【说明，实验指导文档上有思考题的就做，没有的就不用了。希望大家按质、按量、按要求完成，不要偷工减料】
实验二
配置WWW服务器 思考题
1、如何设置站点默认访问页面？
点开始-设置-控制面板-管理工具-Internet 信息服务，然后点（本地计算机）前面的+号，然后点“网站”前＋号，点默认网站，右键点默认网站，属性，文档，然后添加默认访问首页，然后调整下顺序就可以了
2、为什么在IIS中药配制目录的安全性：如何禁止匿名用户访问？
配制目录的安全性，可以保证目录中文件的安全，不会被随意删改。在Internet信息服务中的默认网站点击右键单击属性，单击安全账号，把允许匿名链接的勾去掉
实验三
配置DNS服务器 思考题
1如果某大型网站有多个内容相同的服务器（多个IP地址），如何配置使其拥有同一个域名
你要的功能其实很好实现。
HTTP服务器有两个网卡吧，一个公网，一个私网。1，在公网DNS上配置你的域名跟公网IP。
2，在内网DNS上把域名配置成私网的。然后设置成 cache-only 模式 3，在内网的电脑上首选DNS设置成内网的DNS，备用DNS设置公网的DNS 这样，内网的电脑就会通过私网访问。外网的用户则访问其他网站一样，走公网IP。
追问： 这我知道，但关键是在服务器它是如何做到的，虽然服务器有两张网卡但在配置IIS站点时WEB服务器时值允许选择一个IP或者IP+端口就如，它是如何做到两个线路都汇集一个站点呢？
如图，它一个站点只能让你选一个地址
实验四：
配置FTP服务器 思考题
1.如何限制同一IP的并发连接数目及下载速度？
这个得在你的路由器或是行为管理器中设置，好的路由器才可以有这种控制！！软件法 现在基本没用了，因为计算机360中都有反ARP软件所以不用考虑
2．如何使用账号登录FTP，在那里进行设置？
建议使用SERVER-U软件进行FTP设置，WIN2003自带的FTP服务设置方法比较烦琐，而且达不到想要的分用户分等级效果，还需要配合硬盘的用户权限分配。
实验五 配置DHCP服务器
思考题
1.如果完成以上测试步骤，仍然不能租约到IP地址，是发生了什么问题? 答:发生IP地址不够用了的情况
2..在没有设置IP地址，也没有租用到IP地址的情况下，客户机是否有IP地址?如果有是多少，如果没有，为什么？
答：没有。客户机必须向DHCP服务器申请IP地址。
实验六
网络协议分析基础
思考题
1.在一次浏览网页过程中，主机发送了哪些数据包，接收了哪些数据包？
答：主机将关于将要进行组播传输的文件的数据包填入组播数据包结构表中；在填写完组播数据包结构表之后，发送端处理机采用组播方式发送数据包，并将数据包放入发送端处理机的发送缓冲区中；在接收到数据包之后，接收端处理机向发送端处理机反馈数据包接收确认消息，并将数据包放入接收端处理机的接收缓冲区中；以及根据组播数据包结构表，接收端处理机判断组播传输是否完成，并在确定组播传输完成后，将接收到的数据包写入存储设备并清空接收缓冲区。
2..浏览相同的网页时，利用Ethereal观察捕捉结果是否一致?为什么？
答：不同的浏览器 可能捕捉的不一样。同一个浏览器 打开同样的网站 理论上 应该是类似的.实验七
网络协议分析-以太网及ARP协议
思考题
1.在以太网中发送数据产生产生冲突时，如何解决？查看Ethereal中接口上发送数据的统计信息。
答：以太网中发送数据产生冲突时，应停止发送信息，并发送干扰信息警告所有的其他站点。
2.以太帧上运行的协议有哪些？
答：ARP协议、TCP协议、IP协议、645协议、376.1协议。
实验八
网络协议分析-IP协议
思考题
1.IP分组中TTL字段是什么意思，有何作用？利用Ethereal观察ping互联网上一台主机时TTL字段变化？ 答：TTL（time to live），即生存时间，该字段表示一个IP数据报能够经过的最大的路由器跳数，TTL字段是由IP数据报发送端初始设置的，每个处理该数据报的路由器都需要将其 TTL值减1，即当一个IP数据报每经过一个路由时，其TTL值会减1，当路由器收到一个TTL值为0的数据报时，路由器会将其丢弃。因此，TTL字段的目的是就是为了防止1个IP数据报网络中循环的流动。
字通段变化通常为246-250之间
2.当主机不存在时，ICMP的echo请求中返回的报文是谁产生的？
答：是它的默认网关回复给它的，因为计算机发出的IP报文都是交给它的默认网关去处理，当默认网关无法得到目标主机的回复确认的时候就会发送“超时”消息给源主机。
实验九 网络协议分析-TCP和UDP
思考题
1.UDP和TCP所能支持的报文长度分别是多少？两者一样吗？尝试利用发送长度大于64KB的UDP报文可以吗? 答：UDP本身对报文长度不会有限制，但是避免不了IP分片。TCP为了避免IP分片，会有一个MSS的限制，例如协商的链路MTU是1500，则TCP报文一般会限制在1460（IP头和TCP头都是20的情况）。两者不一样。不能用发送长度大于64KB的UDP报文。
2.TCP 协议头部中接收窗口的作用是什么？观察在持续发送TCP 数据中该字段的变化情况。
答：目的是为了避免发送方的速度太快，超过了接收方的处理速度，从而导致重传的发生。
3.TCP 连接中采用的序号有多少位？会产生回绕现象吗？即有两个序号相同，但是数据不同的报文同时存在吗？
答：32位。回绕是有可能发生的，但你想想，32位，发生回绕的时候黄花菜都凉了，上一个同一个序列号的报文造就湮灭在浩瀚网络中了。
实验十
交换机基本配置
思考题
1.在密码配置中，”password”模式和”secret”模式有什么区别？各自用在什么场合？
答：password是明码，可以在showrun中看到你的密码；secret是加密的，在showrun看的是窜加密字符，他们的作用都是进入路由或交换机需要密码，区别是安全等级不一样。一般在工程上都要用secret配置密码，password最好是做实验的时候用。
实验十一
基于交换机端口划分VLAN 思考题
1.在VLAN配置中，“Trunk”模式和“Access”模式有什么区别？如何应用？ 答：trunk模式是用作干线,传输各vlan信息,通常trunk口是接网络设备,就是交换机和交换机,或者是交换机和路由的连接；access把该端口划分到某vlan,就是主机接入。trunk: 主要用在连接其它交换机，以便在线路上承载多个vlan，access: 主要用来接入终端设备，如PC机、服务器、打印服务器等
实验十二
基于交换机端口划分VLAN
（二）思考题
1.连接多个交换机主干道的作用是什么？ 答：干道的作用是为不同vlan数据传输做准备的。2.VTP服务器的作用是什么？
答：VTP在服务模式下，可以创建、删除、修改VLAN，并且转发VTP消息。其他的交换机（除透明模式的交换机）可以学习到VLAN的更新、修改、删除，方便VLAN的管理。
实验十三
配置静态路由
思考题
1.ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 fa0/0;ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2的路由配置命令是什么意思？还可以怎么更改，表示为什么？
答：ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 fa0/0，指的是默认路由，意思是将从192.168.1.0 子网掩码255.255.255.0 接收的数据从fa0/0转发出去；
ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2，指的是默认路由，意思是将从192.168.3.0 子网掩码255.255.255.0 接收的数据转发到192.168.2.2
实验十四
配置静态路由（RIP）
思考题
1.在RIP协议中，在相邻的路由器之间交换的信息是什么？
答：RIP每30秒(当然是默认.你可以修改.)相邻路由器交换一次完整路由表。2.当一个路由器的线路断开后，这个事件能被其他邻居发现吗？
答：断开以后要等待到下次交换路由表的时候才被邻居发现.然后邻居向外通告其网络不可达.实验十五
配置静态路由（OSPF）
思考题
1.在OSPF协议中，一个路由器何时向网络扩散其链路状态？
答：OSPF路由器收集其在网络区域上各路由器的连接状态信息，生成链路状态数据库，路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息也就等于了解了整个网络的拓扑状况时向网络扩散其链路状态。
2.为什么在OSPF协议中，链路状态的改变很快能被其他路由器发现? 答：首先，OSPF有区域的概念，一个区域相对来说更容易会聚；
其次，稳定时候OSPF保存了想同的拓扑表和路由表，且时刻都有LSA，只要有一个路由改变，通 过LSA，可以很快地告知相邻的路由器，通过比对拓扑表与路由表，可以很快就找出变化的部份
1.掌握Word文档的创建、并按指定路径、指定文件名保存文件。
2.掌握文档中文字的快速输入并设置：文字的字号、字体、字颜色、行间距、字间距等格式。
3.掌握文档中段落的分栏、首字下沉、底纹、边框、页眉页脚等的设置方法。
4.掌握文档中插入艺术字、剪贴画、图片及公式的方法、并设置其版式及图片文字说明。 5.掌握规则、非规则表格的设计。
5.掌握使用Word软件对论文、科技文章进行排版。
6.掌握文档中页面设置、文字的字体字号、颜色、行间距、字间距的设置。 8.掌握分页、分节要点，按不同章节的要求，设置不同的页眉、页脚。
7.掌握正文及三级标题的设置，并自动生成目录(或有修改后同步该目录)。 10.掌握论文封面的设计。
二、实验内容
1.单文档图文混排。
2.长文档排版。
三、实验过程及结果
计算机系统由计算机系统赖以工作的实体。后者是各种程序和文件，用于指挥全系统按指定的要求进行工作。
通常所说的计算机均指数字计算机，其运算处理的数据，是用离散数字量表示的。而模拟计算机运算处理的数据是用连续模拟量表示的。模拟机和数字机相比较，其速度快、与物理设备接口简单，但精度低、使用困难、稳定性和可靠性差、价格昂贵。故模拟机已趋淘汰,仅在要求响应速度快,但精度低的场合尚有应用。把二者优点巧妙结合而构成的混合型计算机，尚有一定的生命力。
云计算技术的出现及其高速发展为高校机房的建设提供了新的解决方案。云计算的一个关键之处是以虚拟化技术为基础,屏蔽了数据中心管理、大规模数据处理以及应用程序部署等问题,为用户提供所需的基础设施、平台、软件等服务。在一个云计算的网络中,教学课堂,实验室都可以在“云”中存储,从“云”中获得,而学校需要的只是提供给学生可以运行浏览器的最简单的终端设备(个人电脑,OLPC,甚至智能手机)和网络,就能让所有高校的学生进行学习和实验[1]。
1 云计算体系架构及其关键技术
云计算是分布式计算、并行处理、网格计算综合发展而成的商业产物,同时又提升了虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、Iaa S(基础设施即服务)、Paa S(平台即服务)、Saa S(软件即服务)等概念[2]。
1.1 云计算服务体系架构[3]
云计算服务体系架构如图1所示。
1)Iaa S(Infrastructure as a Service)
Iaa S(基础设施即服务)是基于互联网以云服务的方式提供计
算机基础设施服务,包括处理器、存储、服务器、网络组件和数据库等等。
2)Paa S(Platform as a Service)
Paas(平台即服务)是通过云端为用户提供一个完整的计算机应用和开发平台。开发语言和工具都以云服务的方式提供,用户不需要购买硬件和软件。
3)Saa S(Software as a Service)
Saa S(软件即服务)通过云端为用户为用户提供在线服务软件。在这种服务模式中,用户不需要购买软件,只需在各种设备上通过瘦客户端界面访问云端的服务软件,如浏览器。
1.2 虚拟机技术
云计算的核心支撑技术为虚拟机技术。虚拟机(Virtual Machine)可以在一个硬件平台上模拟多个和实际硬件相同的虚拟硬件系统,每个虚拟硬件系统上又可以运行不同的操作系统,客户应用程序Guest App实际上是通过这些操作系统经过虚拟机监视器(VMM)访问实际的物理资源。其结构如图2所示[4]。
虚拟机监视器(VMM)是位于计算机硬件和操作系统之间的一个软件层,负责管理和隔离上层运行的多个虚拟机,为它们提供安全、独立的和真实硬件完全相同的运行环境,并为每个虚拟机提供可伸缩的环境配置,构建可伸缩的计算机系统程序;虚拟机监视器(VMM)将多个虚拟机合并到一个物理平台上,减少了空间和管理成本,更容易实现安全和迁移等功能。
2 基于云计算的机房解决方案
目前,高校计算机机房面向全院学生承担着不同专业的计算机教学任务和上机需求,在教学实践过程中,存在不少的问题。机房管理人员出于管理的方便,在计算机上安装硬盘保护卡或采用其它技术手段防止学生修改、删除系统文件或格式化硬盘,这极大减轻了机房维护人员的工作量,但对涉及底层的一些实验操作如软硬件安装、硬盘分区、系统参数配置等等,由于这些操作对计算机系统具有破坏性,学生基本上没有机会练习,也无法存储学生相应的一些重要数据,实验平台单一,软、硬件落后,根本无法满足课程教学的需求。基于上述问题,本文提出了基于云计算的虚拟化解决方案。
如图3所示,在服务器端,机房管理人员首先基于Xen或VMware[5]对服务器(数据中心)进行虚拟化,利用服务器强大的处理能力,根据用户数量生成相应数量的虚拟PC,而每一个虚拟PC,从功能、性能和操作方式上,等同于传统的单台物理PC,从而在服务器端实现数据的集中存储、集中备份以及可以最大化的发挥虚拟架构的优势,进行在线地迁移正在运行的虚拟机,进行动态的资源管理;然后根据需要在云服务器上部署Iaas、Paa S、Saa S云服务,以云服务的应用模式根据不同的实验需要为用户提供相应的一些服务,如Windows XP,Linux等操作系统平台,.NET或其它开发平台,Office及一些常用开发工具和软件等。用户通过用户界面登录并绑定一台虚拟机,然后可以根据自己的实验需要访问相应的服务来配置自己的计算机,不需要安装任何软件,从而最小化了终端需求,同时数据都存储在服务器端。机房维护人员也只需要对服务器(数据中心)进行管理,可以快速部署相应的服务,这种数据集中化的管理方式极大地缩小了管理人员的工作量。
3 结束语
实践证明,基于云计算的实验机房最小化了终端需求,具有可靠、安全性高、易于安装、部署和管理等优势,同时资源也得到了充分的利用。
参考文献
[1]黎加厚.走向教育技术云服务[J],远程教育,2008(3).
[2]张渝江,岳伟.云计算叩开学校大门[J].中国信息技术教育,2008(12).
[3]罗军舟,金嘉晖,宋爱波,等.云计算:体系架构与关键技术[J].通信学报育,2011(7).
[4]石磊,邹德清,金海.Xen虚拟化技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2009.
关键词 云计算 虚拟资源 实验室建设
1 引言
1.1 高校传统实验教学模式的压力
高校传统的实验教学模式是基于院系的，以院系为单位构建自己的机房，独立的硬件和软件设备，独立的人员配置。而这种模式所带来的后果一方面造成人员、设备的冗余，造成了一定的经济浪费；另一方面，由于高校课程教学的特点，每学期的课程都会有所更新，相应的软件也需要及时更新，给实验室工作人员增加了巨大的负担；同时由于计算机病毒的破坏性影响，学生在使用实验室计算机实验的过程中必须携带移动存储设备，也给学生造成了一定的不便。
1.2 云计算的概念
云计算（cloud computing）是一种基于网络的超级计算模式，可以理解为：云计算通过将计算分布在大量的分布式计算机上而非本地计算机中，按照互联网运作模式将资源切换到所需要的应用上，并根据需求访问网络资源的共享利用模式。云计算具有分布式存储和计算、高可扩展性、高可用性、用户友好等特点。
在云计算模式中，数据、软件不再存放在本地计算机中，而是通过网络访问云来获得所需数据或软件服务。本地计算机不再需要硬盘、内存、CPU等设备，只需要终端，因此，云计算是一种超级瘦客户家模式。
2 基于云计算的计算机实验室建设目标
将云计算模式应用于高校实验室建设，主要目标包括：一方面，利用最新服务器虚拟化技术建设数据中心云实验室平台，对服务器进行整合，提高院校中心机房服务器整体利用率，减轻管理人员负担，降低中心机房整体功耗，减少高校对机房及实验教室的运维成本；另一方面，利用现有的桌面虚拟化技术建设实验室教室桌面客户端计算平台，所有桌面资源及应用软件配置在管理端统一配置，节约客户端管理成本，实现简单快速的部署与实施。
3 基于云计算的计算机实验室建设内容
3.1 实验室硬件平台的建设
实验室硬件平台的建设主要分为两部分：存储子系统和服务器/操作系统主系统。
3.1.1 存储子系统（如图1）
存储子系统位于平台的最底层，主要提供整个服务器虚拟化的数据存储及处理，由通用的SAN存储设备构成。
存储系统支持FCP、OCFS/NFS、iSCSI等方式连接到服务器子系统，提供灵活的可擴展的存储空间，由于采用开放标准协议方式连接，具有无限可扩展性，支持按需在线增加存储设备、按需在线增加到存储云子系统，方便于未来服务器虚拟化及实验室虚拟桌面客户端系统的容量扩展。
在云平台中，可以把整个存储子系统分为两部分：服务器虚拟化资源池中心及虚拟桌面资源池中心。
存储子系统主要完成计算平台的数据处理与保存功能，所有管理平台、系统运行平台、实验室桌面客户端系统平台、各个独立的虚拟服务器都要依赖其存储功能来完成计算需求。
3.1.2 服务器/操作系统子系统
服务器云是整个服务器虚拟化的最核心部分，所有服务器虚拟化及桌面虚拟化中的功能及子系统都是依赖于服务器系统来实现的。它既包括硬件服务器和底层操作系统部分，同时又包括实验室建设整体环境中的虚拟机超级监督器功能，是运行虚拟桌面系统/功能服务器系统的底层基础平台。
服务器子系统主要包括物理服务器运行的操作系统及虚拟化软件，使得所有服务器整合为一个统一的服务器虚拟化平台，抽象出统一的硬件资源，包括cpu资源池，memory资源池、network资源池，storage资源池，任意云都可以按需在统一资源池中获得硬件资源并运行。
3.2 云计算平台的建设
云管理平台提供所有的管理功能，包括从裸机到虚拟机的应用以及端到端的整体管理功能。由于整个云平台复杂的软硬件架构，必须通过一个强大的统一管理平台来实现对硬件资源的整合和虚拟化，对功能服务器的模板制作与部署，对所有虚拟机进行启动、停止、删除、回收克隆、快照等，对整个计算平台运行性能进行实施监控的日志报告等功能，并且尽可能保证服务器的正常运行。
3.3 桌面云系统建设
瘦客户机的云实验室使得，客户端的操作只能通过虚拟桌面来实现，通过“桌面→数据中心”的虚拟化解决组合方案，来管理用户软硬件堆栈从应用到磁盘，包括虚拟服务器、虚拟桌面、存储以及应用软件。
图1 储存云子系统示意图
4 基于云计算的计算机实验室技术特点及优势
（1）基于web的集中管理工具，提供对虚拟机生命周期管理，包括虚拟机的创建、配置、克隆、共享、启动、迁移等；负载均衡、高可用、在线迁移等高级特性，可以充分保障学校教学任务及科研项目的高可用性和连续性；快速的应用部署，无论是物理机到虚拟机的转换还是全新的应用部署，都能保证学校在最短的时间内完成计算机相关实验项目、教学课题以及科研项目系统的搭建；先进灵活的结构，可以满足学校不同规模的虚拟化需求。
（2）跨越时空的实验模式。传统实验室只能提供学生在规定时间内进行实验操作，而基于云计算的实验室通过网络提供虚拟化服务，只要虚拟服务器不停，学生可以在任何时间任何地点通过网络访问虚拟服务器而获得服务，完成实验内容。
（3）维护性好。管理人员可以通过统一的Web界面对大规模计算、存储资源进行快速的管理和维护，节约人力和时间资源成本。
（4）可扩展性。弹性架构，可以方便按需水平扩展，新购置的服务器或存储部署虚拟化之后，字节加入资源池即可使用。
（5）实验数据安全。所有运算和存储集中在服务器端，用户端不存放任何数据，方便实验教学中学生客户的使用，同时避免了移动存储设备的随意使用造成的病毒侵害。
（6）高可用性。虚拟机的高可用性是针对客户机整体的高可用方案，当单个虚拟机失效时，自动重启该虚拟机；如果服务器池中的某个物理服务器失效，运行于该服务器上的所有虚拟机在负载均衡的配合下自动重启，无需人工干预。
（7）快速灵活的安装部署。传统实验室由于实验教学的特殊性，管理人员需要定期对应用软件进行更新，过程繁琐而复杂。而基于云计算的实验室由于虚拟服务器和虚拟桌面都提供了克隆、模板及分发的功能，可充分利用这些功能批量生成新的桌面系统，部署虚拟环境和应用变得轻而易举。
5 结语
随着网络的发展，云计算技术的不断成熟，云计算不再是高耸云端的高端理念，作为一种新型的服务模式，必将为计算机应用带来新的变革。建设基于云计算的计算机实验室，轻松实现不同设备间的数据共享，为用户提供无限的存储空间和计算性能，并保证数据的安全、可靠。云计算与高校计算机实验室建设的结合，对于有效整合高校教学资源，提高资源的利用率，从而为高校实验室建设提供参考，也进一步拓展了云计算的应用领域。
参考文献
[1] 李功丽，张艳.基于云计算的计算机实验室建设.河南机电高等专科学校学报，2011.5.
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