淺談虛擬化桌面在高校的架構和應用

劉劍鋒

中國藥科大學 江蘇 210009

0 前言

目前虛擬化技術在高校中的應用不斷深入，給高校的信息化建設帶來深遠的影響。作為虛擬化核心技術之一，桌面虛擬化技術在高校中的應用也越來越廣泛。

1 什么是桌面虛擬化

桌面虛擬化就是客戶端只有一些硬件資源，而軟件系統由后臺統一集中管理。簡單點說，用戶通過終端的硬件，可以通過網絡隨意調用后臺的操作系統和應用軟件，使用起來和正常的PC電腦感受差不多，但卻更靈活、方便、便于維護。桌面虛擬化的核心思想就是集中管理。

2 為什么需要桌面虛擬化

2.1 高校信息化存在的一些問題

(1) 維護管理工作量大

一般規模的高校都會有數千臺計算機客戶端：教師工作用的計算機、學生網絡機房、電子閱覽室、多媒體教室的計算機等等，這些計算機的維護工作量非常的大。比如學生網絡機房的計算機經常會受到病毒、木馬程序的侵害，導致癱瘓。雖然多數網絡機房的計算機都配有還原卡等設施，但是這種防護很脆弱，導致殺毒軟件不能更新，又經常因為攻擊、破解而失效。學生經常因為好奇，嘗試使用一些黑客軟件，而破壞了電腦的軟件系統。教師的個人電腦也很難維護，很多老師的計算機知識很少，使用已經頗為吃力，一旦出現故障，只能到處求人幫忙。

(2) 軟件環境需求差異大

學生在網絡機房上課，因為課程的不同，需要的環境也經常變化。比如有的課程需要Windows平臺，有的課程需要Linux平臺，應用軟件更是要求的五花八門。在同一個機房想滿足所有老師的課程要求幾乎是不可能的。而因軟件環境不同而建設很多的機房，又會造成極大的浪費。

(3) 電腦穩定性要求高

因為在多媒體教室、網絡機房的計算機都承擔了大量的課程，一旦計算機出現故障不能及時修復，勢必影響正常教學的進行，浪費老師和學生的時間。所以很多上課的網絡機房，在課余因擔心導致機器故障，影響下次上課，而不敢對學生開放自由上機，造成很大的資源浪費。

2.2 虛擬化桌面主要功能

針對以上問題，選擇建設虛擬化桌面系統是一個很好的解決方案。

2.2.1 計算機故障解決容易、維護工作量減少

“借助于虛擬桌面，IT部門將所有的桌面管理收到了后端的數據中心，足不出戶即可對桌面鏡像和相關的應用進行管理和維護，而這種管理與維護對于前端用戶來講是透明的”。其實計算機常見的故障，大部分是軟件原因引起的。如果建設好虛擬化桌面平臺，可以重啟電腦就能恢復各種操作系統，教師的數據都放在后臺存儲，有良好的存儲機制和安全保障，不用擔心數據的安全。教師的工作電腦維護簡便，工作量大幅度降低。甚至教師可以在辦公室維護自己的個性化桌面，安裝軟件，到任何一個多媒體教室上課時，再啟用自己的個性化桌面，不用擔心軟件兼容、升級的問題。所以這套系統可以把教師從日益繁雜的計算機維護中解脫出來，使他們把精力投入教學、備課當中去。

2.2.2 軟件環境配置靈活

網絡機房為滿足不同課程、考試和培訓的需求，經常需要不同的軟件環境，如不同的操作系統，不同的應用軟件，不同的語言環境。應用虛擬化桌面后，我們可以做到不同的用戶根據自己的需求獲得不同的桌面環境或者個性化需求。而且使用后也不會影響下面用戶接下來使用。用戶也可以使用自己的賬號，調出自己的個性化界面和數據。這樣極大提高了機房的利用率。

2.2.3 云計算功能

有的用戶對需要高性能計算，可以調用、整合所有的客戶端資源完成該項任務。如果一所高校有幾千臺客戶端電腦，就可以完成較大型的科研計算。計算完成后，可以釋放占用的資源。

3 桌面虛擬化兩種架構的比較

3.1 瘦客戶端方式

“瘦客戶端(Thin-client)是從提高系統資源利用率、降低信息系統總體成本、增強系統安全性等目的出發而提出的一種計算技術”。瘦客戶端方式使用一些簡單的輸入、輸出設備如鍵盤、鼠標、控制器、顯示器一些設備取代原有的 PC機，計算和存儲的任務主要在后臺完成。這樣做的好處是客戶端價格便宜，維護簡便。可以隨時分配硬件資源，也可以及時回收。硬件發生故障，只要用其他硬件做替換就可以。這種架構符合云計算未來的發展方向，相信未來的客戶端會越來越小巧、簡捷，只需要在客戶端設備集成一個瀏覽器，其余資源都可以通過網絡來調取。

3.2 PC機方式客戶端方式

原有的PC機可以保留使用，不會造成浪費，桌面運行速度較快，目前更適合支持各類外界設備如投影儀等。后臺服務器投入成本較低。遇到高性能計算之類的任務，可以在同一時間啟動多臺電腦進行計算，完成工作后又可以轉回后面的工作，教學環境中去。缺點是，如果客戶端品牌過于繁雜，虛擬桌面需要裝不同的驅動程序等。

4 虛擬化桌面存在的主要問題

4.1 對網絡依賴性較高

高校一般都建成了運行速度很快德內網平臺，運行虛擬化桌面沒有問題。但如果網絡發生中斷，客戶端無法訪問后臺，將無法獨立工作。而很多高校的校園網絡因為設備、線路等原因都很難保證網絡不中斷。

4.2 前期投入費用較大

不同架構的虛擬桌面系統價格也不相同，特別是瘦客戶端方式前期需要投入較高的費用來建設后臺的服務器、存儲以及相關軟件。總體來說，會節省很多的購買客戶端PC機的費用。

4.3 個人信息保護難度高

因為老師的數據也存儲到后臺，雖然數據肯定會建設一套功能較強的安全保障系統，但有些老師會擔心數據是否會遭到人為泄密或黑客攻擊。例如，筆者所在的高校，很多老師做實驗得出數據都保存在從不連接網絡的電腦里。在目前云計算大環境尚未成熟，各種安全保障機制和管理制度尚有欠缺的情況下，也難怪用戶對后臺存儲不放心。

5 總結

筆者認為構建一套虛擬桌面系統，可以減少電腦故障排查時間，降低維護時間和人力成本，靈活配置、安裝各類桌面環境和應用軟件，提高老師工作效率和學生學習興趣，對于高校信息化建設和教學改革來說，是很多積極的意義，是未來發展的必然趨勢。

[1]張躍冬,朱定局,宋振華,孫毓忠.高校行業網絡安全及上網行為管理需求分析[J].計算機工程.2007.

[2]張躍冬,朱定局,宋振華,孫毓忠.校園云架構下的虛擬化桌面應用[J].中國教育網絡.2011.