Zagadnienia dotyczące migracji z laboratoriów fizycznych do usług Azure Lab Services

  • Artykuł

Usługa Azure Lab Services umożliwia udostępnianie środowisk laboratoryjnych, do których użytkownicy mogą uzyskiwać dostęp z dowolnego miejsca w dowolnym momencie dnia. Podczas migracji z laboratoriów fizycznych do usługi Azure Lab Services należy ponownie ocenić strukturę laboratorium, aby zminimalizować koszty i zoptymalizować środowisko dla twórców laboratoriów i użytkowników. Z tego artykułu dowiesz się więcej o zagadnieniach i korzyściach związanych z migracją z laboratoriów fizycznych do usług Azure Lab Services.

Zagadnienia dotyczące przechodzenia do usług Azure Lab Services

Podczas migracji laboratoriów fizycznych do usługi Azure Lab Services należy wziąć pod uwagę następujące aspekty:

  • Jaka jest struktura laboratorium? Czy laboratoria są używane do różnych celów (laboratorium udostępnione), takich jak wiele klas, czy są one dedykowane (laboratorium jednofunkcyjne)?
  • Jakie są wymagania dotyczące oprogramowania dla laboratorium?
  • Jakie są wymagania sprzętowe laboratorium? Udostępnione laboratorium musi spełniać potrzeby wszystkich scenariuszy użycia i w związku z tym ma wyższe wymagania.

Aby uzyskać optymalną korzyść, należy ponownie ocenić zawartość laboratorium i obrazu jako całość. Nie zaleca się ponownego używania tego samego obrazu laboratorium z laboratorium fizycznego, co jest.

Struktura laboratorium

Zazwyczaj laboratorium fizyczne jest współużytkowane przez uczniów z wielu klas. W związku z tym wszystkie aplikacje oprogramowania klas są instalowane jednocześnie na każdym komputerze laboratoryjnym. Gdy klasa korzysta z laboratorium, uczniowie uruchamiają tylko podzbiór aplikacji, które są istotne dla ich klasy.

Ten typ fizycznego laboratorium komputerowego często prowadzi do zwiększenia wymagań sprzętowych:

  • Do zainstalowania połączonego zestawu aplikacji wymaganych przez klasy, które współużytkują laboratorium, może być wymagany duży rozmiar dysku.
  • Niektóre aplikacje wymagają większej mocy obliczeniowej w porównaniu z innymi lub wymagają wyspecjalizowanych procesorów, takich jak procesor GPU. Instalując wiele aplikacji na tym samym komputerze laboratoryjnym, każdy komputer musi mieć wystarczającą ilość sprzętu do uruchamiania najbardziej wymagających obliczeń aplikacji.

Ten poziom sprzętu jest marnowany dla klas, które używają laboratorium tylko do uruchamiania aplikacji wymagających mniejszej ilości pamięci, mocy obliczeniowej lub miejsca na dysku.

Usługa Azure Lab Services została zaprojektowana tak, aby używać sprzętu wydajniej, dzięki czemu płacisz tylko za rzeczywiste potrzeby i użycie użytkowników. W przypadku usługi Azure Lab Services laboratoria mają strukturę bardziej szczegółową:

  • Jedno laboratorium jest tworzone dla każdej klasy (lub sesji klasy).
  • Na obrazie laboratorium instalowane są tylko aplikacje oprogramowania wymagane przez daną klasę.

Ta struktura pomaga zidentyfikować optymalny rozmiar maszyny wirtualnej dla każdej klasy na podstawie określonego obciążenia i pomaga zmniejszyć wymagania dotyczące rozmiaru dysku (obecnie usługa Azure Lab Services obsługuje rozmiar dysku o rozmiarze 127 GB).

W przypadku korzystania z usług Azure Lab Services zaleca się korzystanie z laboratoriów jednofunkcyjnych.

Dowiedz się więcej na temat struktury laboratoriów w przewodniku administratora usługi Azure Lab Services.

Świadczenia

Korzystanie z laboratoriów jednofunkcyjnych (na przykład jedna klasa na laboratorium ma wiele zalet):

  • Zoptymalizuj koszty, wybierając odpowiedni rozmiar maszyny wirtualnej dla każdego laboratorium. Zobacz poniższy przykładowy przypadek użycia i analizę kosztów.

  • Maszyny wirtualne laboratorium zawierają tylko oprogramowanie, które jest potrzebne do ich przeznaczenia. Upraszcza to konfigurowanie i konserwację laboratoriów przez twórców laboratoriów i zapewnia większą przejrzystość dla użytkowników laboratoriów.

  • Dostęp do każdego laboratorium jest kontrolowany. Użytkownicy laboratorium mają dostęp tylko do laboratoriów i oprogramowania, których potrzebują. Dowiedz się, jak dodawać użytkowników laboratorium i zarządzać nimi.

  • Dalsze optymalizowanie kosztów dzięki wykorzystaniu następujących funkcji:

    • Harmonogramy są używane do automatycznego uruchamiania i zatrzymywania wszystkich maszyn wirtualnych w laboratorium zgodnie z harmonogramem każdej klasy.
    • Limity przydziału umożliwiają kontrolowanie czasu, przez jaki uczniowie każdej klasy mogą uzyskiwać dostęp do maszyn wirtualnych poza zaplanowanymi godzinami.

Przykładowy przypadek użycia

Rozważ następującą konfigurację laboratorium fizycznego, w której laboratorium jest współużytkowane przez wiele klas:

  • Klasa inżynieryjna korzystająca z biblioteki SolidWorks z 100 zarejestrowanymi uczniami.
  • Klasa matematyczna używająca matLAB , która ma również 100 uczniów zarejestrowanych.

Ponieważ nasze laboratorium fizyczne jest współużytkowane przez te dwie klasy, każdy komputer laboratoryjny ma zainstalowane oprogramowanie SolidWorks i MATLAB wraz z różnymi innymi typowymi aplikacjami, takimi jak Word lub Excel. Ponadto należy pamiętać, że solidWorks jest bardziej intensywnie obciążana obliczeniami, ponieważ zwykle wymaga procesora GPU.

Aby przenieść to laboratorium fizyczne do usług Azure Lab Services:

  • Utwórz dwa laboratoria: jedną dla klasy inżynieryjnej, a drugą dla klasy matematycznej.
  • Utwórz dwa obrazy maszyn wirtualnych: jeden z zainstalowanym oprogramowaniem SolidWorks, a drugi z oprogramowaniem MATLAB.

Ponieważ oprogramowanie SolidWorks wymaga procesora GPU, laboratorium inżynieryjne używa rozmiaru maszyny wirtualnej z małym procesorem GPU (wizualizacja). Laboratorium dla klasy matematycznej wymaga tylko średniego rozmiaru maszyny wirtualnej.

Na poniższej ilustracji pokazano, jak struktura laboratorium zmienia się podczas przenoszenia tego laboratorium fizycznego do usług Azure Lab Services.

Diagram that shows both the physical lab structure and the target lab structure in Azure Lab Services.

Analiza kosztów

W tym przykładzie koszt godziny użycia dla dwóch rozmiarów maszyn wirtualnych jest znacznie inny:

  • Mały procesor GPU (wizualizacja): zapewnia wysoką moc obliczeniową i w rezultacie koszt wynosi 160 jednostek laboratorium na godzinę.
  • Średni: zapewnia mniej mocy obliczeniowej, ale nadaje się do wielu typów klas. Koszt wynosi tylko 55 jednostek laboratorium na godzinę.

Korzystając z oddzielnych laboratoriów i przypisując najmniejszy rozmiar maszyny wirtualnej dla każdego laboratorium, możesz zaoszczędzić na łącznym koszcie na uruchamianie laboratoriów.

Rozważmy scenariusz użycia, w którym student korzysta z maszyny wirtualnej przez łącznie 10 godzin:

  • Szacuje się, że pojedyncze laboratorium używające rozmiaru małego procesora GPU (Wizualizacja) współużytkowane przez uczniów zarówno z zajęć inżynieryjnych, jak i matematycznych ma następujące użycie:

    10 godzin * 200 uczniów * 160 jednostek laboratorium/godzinę = 320000 jednostek laboratorium

  • Oddzielne laboratoria korzystające z rozmiaru małego procesora GPU (wizualizacja) dla inżynierii i średniej wielkości dla obliczeń matematycznych są szacowane na następujące użycie:

    • Laboratorium zajęć inżynieryjnych: 10 godzin * 100 uczniów * 160 jednostek laboratorium/godzinę = 160000

    • Laboratorium zajęć matematycznych: 10 godzin * 100 uczniów * 55 jednostek laboratorium/godzinę = 55000

    Suma laboratoriów inżynieryjnych i matematycznych wynosi 215000.

Korzystając z bardziej szczegółowej struktury laboratorium, łączne oszczędności wynikające z uruchamiania laboratoriów wynoszą 33%. Należy również pamiętać, że płacisz tylko za liczbę godzin, przez które uczniowie rzeczywiście używają swoich maszyn wirtualnych. Jeśli uczniowie korzystają z maszyn wirtualnych mniej, rzeczywiste koszty są niższe.

Ważne

Oszacowanie kosztów jest przeznaczone tylko do celów przykładowych. Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat cennika, zobacz Cennik usług Azure Lab Services.

Przygotowanie do migracji do usług Azure Lab Services

Po rozpoczęciu korzystania z usług Azure Lab Services dział IT i wykładowcy powinni koordynować na wczesnym etapie procesu planowania:

  • Zidentyfikuj określone aplikacje oprogramowania wymagane przez każdą klasę. Dowiedz się więcej o wymaganiach dotyczących oprogramowania laboratoryjnego.
  • Zapoznaj się z obciążeniami, które uczniowie wykonują przy użyciu laboratorium.

Te informacje są potrzebne do wybrania odpowiedniego rozmiaru maszyny wirtualnej podczas tworzenia laboratorium i skonfigurowania obrazu na maszynie wirtualnej szablonu. Dowiedz się więcej o określaniu rozmiaru maszyn wirtualnych w usługach Azure Lab Services.

Aby upewnić się, że wybrano odpowiedni rozmiar maszyny wirtualnej, zalecamy rozpoczęcie od minimalnego rozmiaru maszyny wirtualnej spełniającego wymagania sprzętowe aplikacji. Następnie wykładowcy łączą się z maszyną wirtualną laboratorium, aby zweryfikować typowe obciążenia wykonywane przez uczniów w celu zapewnienia wystarczającej wydajności i doświadczenia. Warto zapoznać się z typami klas, które pokazują rzeczywiste przykłady konfigurowania aplikacji dla klas wraz z zalecanym rozmiarem maszyny wirtualnej.

Ponadto usługa Azure Compute Gallery jest przydatna do tworzenia i przechowywania obrazów niestandardowych. Galeria obliczeniowa umożliwia utworzenie obrazu raz i ponowne użycie go w celu utworzenia wielu laboratoriów.

Podsumowanie

Usługi Azure Lab Services zapewniają wiele korzyści z optymalizacji kosztów uruchamiania laboratoriów, upraszczania konfigurowania i konserwacji oraz szczegółowej kontroli dostępu. Aby uzyskać optymalną korzyść, zaleca się utworzenie struktury laboratoriów w usługach Azure Lab Services w celu uzyskania jednego celu. Na przykład utwórz oddzielne laboratorium dla każdego szkolenia na potrzeby zajęć.

Następne kroki