高校实训平台在云原生超融合架构下的优化分析 | ZStack Edge 场景

◆ ZStack Edge云原生超融合介绍 ◆

ZStack Edge 云原生超融合是基于云原生架构研发的新一代基础设施,在通用x86/ARM服务器上融合“容器+虚拟机”双引擎并行运行,结合分布式存储、应用市场、一键运维、云边协同、云原生灾备等能力,为中小数据中心/分支机构/边缘计算等场景下的业务应用带来全新的交付体验与可靠保障,助力用户数字化转型提质、降本、增效。ZStack Edge 云原生超融合在制造、能源、交通、传媒、教育等行业用户中得到应用,帮助行业用户打通底层物理资源到上层业务场景的完整链路,从“应用自动化管理”视角,建设安全可靠、高效运维的新一代云原生基础设施,打通业务“最后一公里”。本篇分享一线技术团队和行业用户在教育行业高校实训平台中的典型实践,希望可以为行业客户 IT 基础架构转型提供有益参考。

◆ 教学实训平台场景介绍 ◆

《教育部等六部门关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》中指出拓展研训应用:以人工智能助推教师队伍建设,助力提升教学能力、优化教师管理。开发教研支撑应用,开展基于教学能力智能诊断与分析的自适应学习和网络教研,促进教师专业化发展。开发教师培训应用,提供模拟实训环境,提升教师信息化运用能力。开发教师能力评估应用,实现伴随式数据采集与过程性评价,为教师改进教学提供依据。

实训即实践培训,实训平台是为了帮助学生更好地进行专业实践和实习而设立的,它提供了模拟实际工作环境的实验课程、教学资源和实践机会,以提高学生的实践技能和职业素养。这些平台可以包括各种实验室、在线实践教学服务平台、大数据教学实训平台等,以提供更加全面和多样化的学习机会。

实训平台由资源层和业务层两部分组成。以下分为2个部分进行分析:

实训平台的资源层通常由IT基础设施厂商提供,而应用层贴近用户,通常由教育行业解决方案提供商提供。本文中,应用层提供方以广东泰迪智能科技股份有限公司(以下简称“泰迪智能科技”)为例进行分析。资源层提供方以ZStack Edge云原生超融合为例进行分析。目前,双方的联合解决方案已经在数十家高校中支撑实训平台平稳运行。

1、应用层特征,以泰迪高校实训平台为例

泰迪智能科技是产教融合的就业育人综合服务平台,为全国各院校提供大数据、人工智能、商务数据分析相关专业筹建到教学的服务,解决教学资源不足、实训环境缺失等关键问题,助力高校教学工作的顺利开展。

泰迪高校实训平台可提供基于R语言、Python、Hadoop等实训课程的对应实训编程环境,帮助学生快速掌握编程能力。该平台部署于服务器端,用户可以不受限于本身电脑配置,直接从教学管理平台进入平台进行编程。该平台侧重于编程实训课程,让学生在边看边练的过程中提高编程水平。同时,该平台的使用也可以提高教学效率和管理效率,方便教师进行课程管理和学生作业评价。

在实训过程中,课程实例需要即开即用,因此实例创建速度至关重要,通常要求在1分钟内完成。实训平台应支持快速交付,以满足批量交付的需求。同时,还应支持简易的运维操作,使老师能够借助自动化运维工具快速定位问题。此外,因为实训场景下需要大量消耗硬件资源,所以在相同硬件配置情况下提升性能,是实现提高平台资源利用率降低成本的目标。

大数据开发实训平台界面

2、资源层分析,不同架构性能指标对比

高校实训平台的资源层,有虚拟化、云平台、传统超融合、云原生超融合多种典型方式。其中,基于二级院校的实验室建设规模及预算考虑,基础资源层多采用超融合形态交付。在相同硬件配置情况下,不同架构会影响性能表现,以如下服务器硬件配置为参考,在生产环节的性能表现对比如下:

服务器硬件配置

架构对比图

基于传统虚拟化部署架构&基于ZStack Edge云原生超融合部署架构

相关指标对比(以Hadoop大数据实训为例)

◆ 架构优化收益分析 ◆

在大数据、人工智能、科研教学等实训场景下,ZStack Edge 云原生超融合提供了快速搭建实训环境的解决方案。可以高效地进行资源调度和应用管理,降低实验室的投入成本,提高资源利用率,同时还能大幅改善教学体验。通过ZStack Edge 云原生超融合的应用,高校可以更加灵活地部署和管理其实验室的硬件和软件资源。

在相同硬件配置情况下,同时在线实例数量提升约30%;

实训环境准备时间缩短10倍,教学体验得到较大改善;

采用标准化运维交付,开箱即用,软硬兼容良好;

基于平台特性及一键巡检能力,大幅降低售后运维门槛。

关于云轴科技ZStack

ZStack 成立于2015年,是产品化的云基础软件提供商,国家级高新技术企业,国家级专精特新“小巨人”企业。创始团队由国内虚拟化、云计算领域的“黄金一代”组成,先后获阿里云、中国电信战略投资。作为云基础软件企业,ZStack 坚持自主创新,以“让每一家企业都拥有自己的云”为使命,推出自研架构的云操作系统,产品矩阵涵盖云平台/虚拟化、分布式存储、容器云平台、多云管理平台、超融合一体机、云原生超融合、数据库云平台等,全面覆盖数据中心云基础设施。目前ZStack 已落地超过400朵信创云,携手600家伙伴累计助力超过3000家企业数字化转型,覆盖党政、金融、石油、电力、电信、交通、航空航天、医疗、教育、制造等重点行业。