摘 要：随着高校教学改革的深入推进，社会信息技术的飞速发展，有效提高高校实验室实验平台的利用率，增强高校实验室实验平台的服务能力，已经成为亟待解决的问题。本文采用云计算技术，提出了基于云计算的数字实验平台的构建方案，使得传统数字实验平台的交互性、开放性和优化性得到有效提高。
关键词：云计算 数字实验平台 资源调度
中图分类号：TP3-05 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0031-01
1 基于云计算的数字实验平台的构建意义
高校学生实验活动是学习科学知识的重要课程，有利于培养学生的逻辑思维能力和创新意识。由此，高校实验室建设是考核高校教学水平的关键指标。数字实验平台的发展建设需要遵循节约资源、合理配置、高效服务、标准开放等原则。因此，本文结合云计算技术，对数字实验平台的建设进行深入研究。为了能够有效提高高校传统数字实验平台的资源优化配置和服务能力，结合云计算技术，提出了基于云计算的数字实验平台的建设方案，为高校用户提供实验资源服务，属于一种创新应用模式，改善了传统数字实验平台的限制和束缚，促进数字实验平台的规范化、标准化、高效化发展。基于云计算的数字实验平台的建设目标是使实验平台能够满足用户开放性需求，以及资源合理配置，实现高校学科与学科之间资源信息的交换共享，提高实验平台的利用率。对于数字实验平台的发展建设具有良好的促进作用。随着云计算技术的飞速发展，为建设规范、开放、高校的数字实验平台提供了有力支持。因此，如何能够高效利用云计算技术，建设一套性能良好、利用率高、标准规范的基于云计算的数字实验平台仍然需要进一步探索研究。
2 基于云计算的数字实验平台的总体设计
2.1 平台设计目标
基于云计算的数字实验平台指的是通过云计算技术，将高校的海量实验资源进行有效整合，将实验资源“云”化，向用户提供需要的实验资源。基于云计算的数字实验平台将用户提出的实验资源需求当作一个具体实验任务，按照优先级别形成任务资源池之后实施实验任务分配，还能够根据不同的功能将任务资源池重新分为多个具体功能资源池，以实现实验资源的统一调度。
基于云计算的数字实验平台的实验资源可以根据高校实验室设备的配置情况随时实现资源扩容，高校学科内实验资源呈现交互共享，学科与学科之间的实验资源也可以实现交互共享，因此，这种数字实验平台具有良好的开放性和扩展性，真正提高实验资源的利用效率。
2.2 平台体系架构
（1）资源层；资源层负责有效整合各个学科的海量实验资源，成为一个资源池。资源层由大量实验设备组成，可以根据高校实验教学需求的提升随时实现扩展。（2）平台层；平台层的是负责对实验资源进行统一调度，完成实验任务的合理分配。平台层包括实验资源管理器、任务管理器和资源调度管理器，是整个数字实验平台的核心部分，能够随时整合各个学科的实验资源，为用户提供动态服务。（3）应用服务层；应用服务层主要为使用实验资源的用户提供相关接口，方便用户通过互联网对实验资源发起访问，用户利用各种服务接口随时能够接入到应用服务层，对自己需要的实验资源进行访问。
3 基于云计算的数字实验平台的详细设计
（1）资源管理器；基于云计算的数字实验平台的资源管理器主要对接入实验设备的资源进行管理，向用户提供实验资源服务，具有三个功能，分别是实验资源划分、实验资源分析和实验功能等级标注。资源管理器接入的实验设备分为两种：一是物理资源。二是虚拟资源。当物理实验设备接入到平台中，要按照虚拟化情况进行分组，根据实验设备的不同功能分别执行实验资源池的任务，每一个功能资源池都包含了多个物理实验资源节点，或者由多个虚拟机资源节点构成，当完成对资源节点的标注之后，成为能够满足用户实际需求的资源池。（2）任务管理器；基于云计算的数字实验平台的任务管理器负责对实验任务进行处理，具有实验任务分析、实验任务划分和实验任务优先级标注三个功能。当任务管理器接收到用户提出的请求之后，对实验任务进行分析，按照用户实际需求和执行时间，以及实验任务的优先级别插入到实验任务队列中，再按照实验任务的特点进行任务分割，形成多个具体实验任务，完成对具体实验任务的标注之后，形成一系列实验任务池。（3）资源调度器；基于云计算的数字实验平台的资源调度前主要负责完成对任务池的实验资源分配和调度管理，实现实验任务与实验资源的最佳匹配。而且，资源调度器还能够对实验任务和实验资源进行检测，对实验任务的执行情况、实验资源的统一调度进行有效管理。当实验任务执行完成之后将信息返回给用户，释放实验任务分配到的资源。
4 基于云计算的数字实验平台的核心模块设计——资源调度
（1）资源池调度器；资源池调度器主要负责对实验任务完成过程中需要的实验功能资源池进行分配。功能资源池是具有某种特定功能的实验资源的整合，包括物理实验设备，以及虚拟机设备等等，可以并行处理多个实验任务，由此可见，在实验资源分配过程中如果想要花费最少、执行最快，对临近实验任务的资源池的选择非常重要。（2）负载均衡器；负载均衡器主要负责保证实验功能资源池的负载均衡，在功能资源池由虚拟机组成的情况下，需要通过对虚拟机进行配置达到预留资源的目的；在功能资源池由物理实验设备组成的情况下，需要通过资源分配策略来达到资源功能池的负载均衡，目的都是为了保证功能资源池能够向用户提供资源服务。（3）综合调度器；综合调度器的主要功能是监控实验资源的运行情况，当物理实验设备或虚拟实验设备出现故障问题时，通过及时调度调整选择适当的迁移主机，保证实验资源的动态迁移，使得数字实验平台的资源节点能够稳定运行。
5 结论
综上所述，本文分析了目前高校传统数字实验平台存在的问题，提出了数字实验平台的发展方向，给出了基于云计算的数字实验平台的构建方案，详细阐述了基于云计算的数字实验平台的核心模块—— 三层资协同源调度机制。本文采用云计算技术，将高校各个学科的实验资源整合之后形成资源池，按照用户实际需求为其提供服务。因此，本文提出的基于云计算的数字实验平台具有开放性强、规模庞大、按需服务等特点。
参考文献
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