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


• 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，因學生不正常的開關機，非常容易導致硬盤損壞。


• 操作系統(tǒng)的安裝、應用軟件的升級等都隱含著相當大的工作量。

    2 新的應用模式帶來的好處
  
    大學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，使公共計算機房的應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。


• 每個學生可以擁有一個或多個裝有不同操作系統(tǒng)和應用軟件的網(wǎng)絡硬盤，并且可以在該網(wǎng)絡硬盤上任意修改自己的操作系統(tǒng)和應用軟件，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)絡硬盤，為學生提供充分的、 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，主要原因是學生不能按要求正常開關機。采用虛擬存儲技術，所有硬盤都集中存放在存儲管理服務器中，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機都不會對硬盤造成物理損壞。


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


• 每位學生可以方便地學習并應用多種操作系統(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研究中心自主研發(fā)的基于虛擬存儲技術的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)絡架構和特點進行介紹。
  
    2 PC SAN.edu系統(tǒng)介紹
  
    2.1 基于虛擬存儲的系統(tǒng)網(wǎng)絡架構
  
    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器上的網(wǎng)絡硬盤通過高速互連網(wǎng)映射到本地計算機上使用，網(wǎng)絡硬盤上安裝有操作系統(tǒng)和應用軟件。計算機中的iATA卡被系統(tǒng)識別為一塊標準的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)絡硬盤分配給客戶機和用戶使用。 
  
    整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構如下圖所示：

圖 1 基于虛擬存儲的公共計算機房解決方案的網(wǎng)絡架構圖

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

• 集中存儲

    通過按需分配功能，對網(wǎng)絡硬盤進行分配，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，主要原因是學生不能按正常情況開關機。采用虛擬存儲技術，所有硬盤都集中存儲在存儲管理服務器中，并由其統(tǒng)一管理與分配使用。從而避免了因誤開關機操作，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復制的網(wǎng)絡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)絡硬盤，并可根據(jù)不同的應用環(huán)境進行切換。
  
    3 不同應用環(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器上由管理員根據(jù)不同的需求將操作系統(tǒng)和應用軟件定制在一塊特殊的網(wǎng)絡硬盤上，我們稱它為“網(wǎng)絡硬盤模板”，簡稱“模板”，例如Win98+VFP+VC+Frontpage等。當學生來上公共課時，管理員通過基于Web的PC SAN.edu管理界面，從該模板上復制出多塊網(wǎng)絡硬盤，并采用批量分配的方式分配給學生機后，只需啟動機器，學生就可以正常使用。制作一塊模板的時間和在本地硬盤上安裝操作系統(tǒng)和應用軟件的時間相差無幾，但對模板的復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)絡硬盤因為學生誤操作而損壞，管理員只需要通過PC SAN.edu管理界面利用快照技術復制一塊網(wǎng)絡硬盤，重新分配給該學生，重啟該機器即可恢復正常使用。
  
    以相同的方式，管理員可以定制不同公共課的網(wǎng)絡硬盤模板，如Win2003 + .NET等，安裝完以后保存在存儲管理服務器上，當需要時，通過模板復制，復制出多塊網(wǎng)絡硬盤，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)絡硬盤，該用戶可以在該網(wǎng)絡硬盤上進行分區(qū)、安裝操作系統(tǒng)和應用軟件等操作。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)絡硬盤，并映射到本地使用。關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器上的網(wǎng)絡硬盤中,再開機時這些數(shù)據(jù)仍然可以使用。
  
    當該用戶不再需要保存網(wǎng)絡硬盤時，管理員可以刪除其網(wǎng)絡硬盤，回收存儲空間以便分配給其它用戶使用。

多易