四、方案介绍

1、基于虚拟存储的公共计算机房解决方案

中科院计算所国家高性能计算机工程技术研究中心自主研发的基于虚拟存储技术的PC SAN.edu，针对上述需求提供一个智能化的全新行业解决方案。下面分别对解决方案的网络架构和特点进行介绍。

2 PC SAN.edu系统介绍

2.1 基于虚拟存储的系统网络架构

在公共计算机房中的每台计算机上安装iATA卡，iATA卡的作用是将存储管理服务器上的网络硬盘通过高速互连网映射到本地计算机上使用，网络硬盘上安装有操作系统和应用软件。计算机中的iATA卡被系统识别为一块标准的IDE硬盘。从计算机启动和使用上来看，本地硬盘不再是安装有iATA卡的计算机所必需的硬件设备，如有必要，原有的本地硬盘可以保留。

客户机的硬盘统一存放在存储管理服务器中，这些硬盘组成一个大的存储池，存储空间可以按需扩展。该系统可以根据用户的不同需求，从存储池划分为大小不一的网络硬盘分配给客户机和用户使用。

整个系统的网络架构如下图所示：

图 1 基于虚拟存储的公共计算机房解决方案的网络架构图

客户机安装iATA卡，连接到百兆交换机（有千兆上行口）

百兆交换机的千兆上行口连接全千兆交换机（如果每个百兆交换机有两个千兆口，可通过使用百兆交换机的千兆口来集联解决，可节省一个全千兆交换机）

存储管理服务器连接到千兆交换机

2.2 PC SAN.edu方案逻辑图

图 2 基于虚拟存储的PC SAN.edu方案逻辑图

快速部署与切换
可以根据老师授课的软件内容不同，为每一门课程分配一块网络硬盘。（如为课程A分配一块网络硬盘A）。当需要上A课程的时候，将事先定制好的A课件网络硬盘通过快照技术，复制并映射到本地学生机上使用。在下次上A课程的时候，前次所作的修改依然还有效。如果不需要保存学生的个性化信息，当该课程结束时，只需要将分配的网络硬盘A删除即可，此操作可由老师灵活掌握。当下一节课上B课程时，老师通过快照技术，给每个学生机复制网络硬盘B，并映射到每台学生机上，从而实现了教学环境的快速切换。

集中存储
通过按需分配功能，对网络硬盘进行分配，从而提高存储空间利用率，并且可以大大减少因为硬盘故障而带来的维护工作。据统计，70%以上的维护量来源于硬盘，主要原因是学生不能按正常情况开关机。采用虚拟存储技术，所有硬盘都集中存储在存储管理服务器中，并由其统一管理与分配使用。从而避免了因误开关机操作，造成的硬盘损坏。

基于用户
如图 2所示，系统可以把对模板C复制的网络硬盘分配给任一用户，用户就可以在任何一台机器上输入自己的用户名和密码访问到“自己的硬盘”，就好似硬盘随身带一样。并且，同一用户可以拥有多块网络硬盘，并可根据不同的应用环境进行切换。

3 不同应用环境的具体剖析

3.1 公共课程的处理

可以在存储管理服务器上由管理员根据不同的需求将操作系统和应用软件定制在一块特殊的网络硬盘上，我们称它为“网络硬盘模板”，简称“模板”，例如Win98+VFP+VC+Frontpage等。当学生来上公共课时，管理员通过基于Web的PC SAN.edu管理界面，从该模板上复制出多块网络硬盘，并采用批量分配的方式分配给学生机后，只需启动机器，学生就可以正常使用。制作一块模板的时间和在本地硬盘上安装操作系统和应用软件的时间相差无几，但对模板的复制仅需要几秒钟即可完成。这种方式大大简化了软件的安装和部署的工作。并且，即使某个计算机的网络硬盘因为学生误操作而损坏，管理员只需要通过PC SAN.edu管理界面利用快照技术复制一块网络硬盘，重新分配给该学生，重启该机器即可恢复正常使用。

以相同的方式，管理员可以定制不同公共课的网络硬盘模板，如Win2003 + .NET等，安装完以后保存在存储管理服务器上，当需要时，通过模板复制，复制出多块网络硬盘，批量分配给客户机使用即可。

3.2 对于需要保留个性化数据的用户

例如用户A，系统管理员可以给他分配一块网络硬盘，该用户可以在该网络硬盘上进行分区、安装操作系统和应用软件等操作。使用时，该用户从安装有iATA卡的任意一台机器上登录后，通过自己的账号和密码，即可访问到自己的网络硬盘，并映射到本地使用。关机后的所有个人的数据都通过iATA卡保存到存储管理服务器上的网络硬盘中,再开机时这些数据仍然可以使用。

当该用户不再需要保存网络硬盘时，管理员可以删除其网络硬盘，回收存储空间以便分配给其它用户使用。