桌面云在高校公共機房管理中的應用分析

周志成

(吉林化工學院 信息中心，吉林 吉林 130022)

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桌面云在高校公共機房管理中的應用分析

周志成

(吉林化工學院 信息中心，吉林 吉林 130022)

摘要：文章以吉林化工學院為例對高校公共機房現狀進行了分析，指出傳統機房管理技術存在的問題，并對桌面云進行了介紹.通過對桌面云與傳統還原技術的對比，桌面云具有明顯優勢.隨著教育信息化的深入發展，文章認為桌面云將取代傳統的還原技術.

關鍵詞：桌面云；機房管理；教育信息化

1高校公共機房現狀

隨著在校大學生人數的增加和計算機技術的普及，高校公共機房的現狀可以概括為“四多一少”.“四多”為機器數量多、上課學生多、安裝的軟件多、開設的課程多，“一少”則指機房的管理人員少.以吉林化工學院為例，該校在校大學生數量在15000人左右的規模，公共機房機器數量超過700臺，每學期機房開設課程在20門以上，安裝的軟件數量超過20種，而機房維護人員為3人.每學期機房利用率高達45%以上.一方面由于機器數量多、機房利用率高，導致機器故障率高，嚴重影響正常的教學秩序.另一方面，隨著計算機技術的快速發展，計算機的軟、硬件變化都很快，一些新版軟件對計算機硬件要求很高，如不能對計算機硬件升級，就會嚴重影響教學質量[1].這些都是近年來高校公共機房面臨的共同問題.解決問題的方法或者是對計算機硬件升級，或者是對機房改造重建.選擇一個高效、經濟、合理的方案，同時又能減少機房日常維護量，是各高校公共機房面臨的共同課題.

2高校公共機房傳統管理技術分析

2.1　高校公共機房傳統管理技術

目前，大部分高校在機房機器管理中，使用的最廣泛的仍然是基于軟件或硬件的還原技術[2].基于硬件的還原技術主要是指硬盤保護卡或把保護芯片集成在主板上.安裝了保護卡的計算機，在操作系統啟動前，先啟動保護卡的引導程序，進行對硬盤讀寫的操作，從而實現保護卡對計算機的完全控制，按照設定的需求分別保護[3].基于軟件的還原技術分為兩種，一種是建立在操作系統基礎上的，這種還原技術主要應用在單臺計算機的還原上；而另一種是在硬盤中建立一個特殊分區，計算機先從這個分區啟動，從而實現對計算機的完全控制，從而對整個硬盤保護還原.總之，無論是基于硬件的還原技術還是基于有軟件的還原技術，雖然它們在工作原理上區別很大，但在功能和效果上基本相似.

2.2　高校公共機房傳統管理技術存在的問題

無論是基于軟件還是基于硬件的還原技術，在使用過程中均存在以下問題：

1．在系統同傳時傳輸速度慢.系統同傳的速度是由計算機的性能、傳輸的數據量和傳輸介質共同決定，傳輸介質包括網線和交換機.本文以吉林化工學院的一個機房為例，該機房傳輸介質使用的是五類雙絞線、百兆普通交換機，計算機為某品牌機器，傳輸的有效數據約15 G，傳輸時間需要3 h以上.

2．無法真正保證計算機的安全.在學生訪問互聯網資源時，容易被病毒入侵和攻擊.病毒能夠穿透計算機的還原系統，導致還原失效.目前還原技術無法有效防止的病毒攻擊.如“機器狗”病毒專門攻擊保護卡.

3．使用還原技術以后，系統開機啟動速度會變慢.系統開機啟動速度會變慢的原因在于開機之前還原技術要將硬盤的部分或全部分區恢復到先前未保護的內容.

4．在系統同傳時，機器經常掉線.如果機器掉線則需要對這些機器進行重傳，嚴重影響同傳的效率.

5．此外，還原技術還有一個缺陷，傳輸次數越多傳輸速度越慢.

3桌面云

3.1　桌面云介紹

虛擬化技術是一個廣義的術語，包括硬件虛擬化、軟件虛擬化、服務虛擬化和桌面虛擬化等.桌面虛擬化是指將計算機的終端系統(也稱作桌面)進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性.可以通過任何設備，在任何時間、任何地點通過網絡訪問屬于個人的桌面系統.桌面虛擬化依賴于服務器虛擬化，在數據中心的服務器上進行服務器虛擬化，生成大量的獨立的桌面操作系統(虛擬機或者虛擬桌面)，同時根據專有的虛擬桌面協議發送給終端設備.用戶終端通過網絡登陸到虛擬主機上，實現隨時隨地的訪問自己的桌面系統，從而實現單機多用戶.桌面虛擬化與IAAS(基礎設施即服務)相結合，就演變成DAAS(桌面即服務).IAAS提供基礎資源平臺，桌面虛擬化和云平臺的完美融合達到類似于SAAS一樣的效果，這便是桌面云[4].

3.2　桌面云特點

公共機房部署桌面云具有以下幾個特點：

1、部署靈活、使用方便.桌面云部署時統一部署，使用時按需申請、快速發放，可以隨時隨地訪問個性化桌面[5].

2、降低耗電，節能減排.傳統計算機的耗電功率一般在200 W以上，而使用虛擬化桌面的瘦客戶端功率在25 W左右，僅為傳統功耗的1/8.雖然服務器端的運行會造成一定程度的耗電量上升，但是與大量學生機的耗電量相比，數值可以忽略不計.當終端的數量越多，虛擬化的優勢越突出，節能減排的效果也越好.由于高校公共機房機器數量多，尤其適合部署使用桌面云技術.

3、資源利用率高、數據存放安全.桌面云統一管理和調度后臺的資源，能夠將資源的利用率最大化；同時數據存放在后臺數據中心，安全可靠[6].

4、維護便利、管理容易.瘦終端無須，桌面云的管理工作可在后臺統一進行，管理便利.

5、總體運行成本降低.由于桌面云先進，使用壽命較長，而傳統PC機一般使用壽命為3-4年.同時考慮到桌面云低能耗，從長遠角度看桌面云的運行成本將會大大降低.

4桌面云在高校公共機房管理中的應用

4.1　桌面云與還原技術比較

高校機房管理廣泛使用還原技術，通過表1對桌面云與還原技術進行對比.

表1　桌面云與還原技術對比表

通過對比，不難發現如果高校公共機房使用桌面云進行管理優勢明顯.

4.2　桌面云在高校公共機房中的應用

桌面云作為一項新興的計算機應用技術，在高校公共機房中具有廣泛的應用空間，它以獨特的管理方式集中整合了服務器和客戶端的資源，使得安裝和部署都簡單、合理.每個桌面鏡像就是一個帶有應用程序的操作系統[7].高校公共機房桌面云由服務集群、存儲、核心交換、機房瘦終端等組成，其拓撲結構如圖1所示.

圖1　公共機房桌面云拓撲結構

桌面云的核心在服務器虛擬化，服務器虛擬化主要有四種顯示協議，分別是RDP協議、ICA協議、PCoIP協議和SPICE協議.RDP是微軟終端服務應用的協議，服務端基于Win2000/WinNT，終端服務使任何一臺有權限的終端機，用已知的賬號登錄服務器.所有的計算都在服務器端進行，客戶端只需要處理網絡連接、接收數據、界面顯示和設備數據輸出.ICA協議是Citrix獨自開發，該協議具有平臺獨立性，能夠適應不同的客戶端操作系統，包括UNIX、Macintosh、Java和MS-DOS.ICA協議穩定性更好，支持各種類型的客戶端設備，同時支持音頻、視頻和多媒體帶寬控制，在視頻觀看、Flash播放、3D設計等應用上，ICA協議用戶體驗很流暢.PCoIP協議為VMware推出，最大特點就是，將用戶的會話以圖像的方式進行壓縮傳輸，對于用戶的操作，只傳輸變化部分，保證在低帶寬下也能高效的使用.該協議是一種高效率的數據交換協議，采用了數據壓縮、加密和連接優化技術，用戶在非常低的網絡帶寬下均能使用.SPICE協議為Redhat推出，以多層架構為基礎，旨在滿足目前桌面用戶的豐富多媒體需求.設計的核心是實現對終端設備(CPU、RAM等)對主機虛擬服務器上可用系統資源的智能訪問.作為訪問的結果，協議會以動態方式判定是在客戶端設備上還是在主機服務器上對桌面應用程序進行呈現，從而在任何網絡條件下都能生成最佳用戶體驗.各大廠商還在加大各自協議的研發和優化，這也意味著，在不遠的將來，用戶將接觸到體驗度更好的虛擬桌面.

高校公共機房在應用桌面云時，首先，應當考慮桌面云對硬件設備和應用軟件的支持程度，有些硬件設備與虛擬化軟件并不兼容，同時有些應用軟件在桌面云上無法運行，因此，在部署前應進行必要的軟硬件測試.其次，需要考慮虛擬化能實現的功能.將學生經常使用到的學習方面資料和教學軟件安裝于虛擬化服務器中，當服務器端配置好后，就要考慮部署大量虛擬機.部署虛擬機時先創建模板，模板對于后期管理非常關鍵，創建時要盡量多樣化，保證兼容各種教學應用軟件.這樣虛擬機的部署會變得相對簡單.有一點需要注意，在機房虛擬機建設方面，不要盲目認為虛擬空間是無限的，可隨時添加或更改，應整體規劃、留有余量，保證后期擴容需要.在使用過程中，如虛擬機內存調的過大很容易造成虛擬機崩潰[8].

5結論

對于高校而言，利用虛擬化技術可以大大降低管理傳統IT系統的復雜性，讓高校達到更高的安全性、可管理性、更低的總體擁有成本和更好的用戶體驗[9].只有在使用中不斷探索、總結，才能更好地掌握桌面云的相關技術.桌面云技術能夠解決高校公共機房目前的困境，因此采用桌面云代替傳統PC技術已得到了高校的廣泛認可.桌面云將顛覆高校機房建設和管理的傳統觀念.

參考文獻：

[1]吳昌雨，王善勤，李云松. 基于自主學習模式的計算機類專業整合探索與實踐[J].吉林化工學院學報，2015，32(3)：17-21.

[2]李鑫.軟件工程課程的教學改革研究[J].吉林化工學院學報，2012，29(10)：103-105.

[3]高飛.虛擬化桌面技術在高校機房管理中的應用[J].中國現代教育裝備,2013(23):15-17.

[4]朱凱中.計算機虛擬化桌面與雙網設計的技術應用[J].信息技術,2013,8(4):77-80.

[5]方國紅.桌面云在高校機房建設中的應用[J].信息與電腦,2014,12(6):88-90.

[6]張楠.通過桌面云提升高校IT應用和管理水平[J].實驗技術與管理,2014,9(31):126-128.

[7]董向軍,張恩剛,張沛.桌面虛擬化技術研究[J].中國信息界,2010(4):50-52.

[8]常偉鵬.淺談桌面虛擬化技術在高校信息化建設中的應用[J].中國信息界,2012(6):36-37.

[9]沈堯林.桌面虛擬化技術在高校中的應用[J].時代教育,2010(8):107.

Application Analysis of Desktop as a Service in the Management

of Public Computer Room in Colleges and Universities

ZHOU Zhi-cheng

(Information Center,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin City 132022,China)

Abstract:In this paper,the present situation of university public computer room is analyzed through Jilin Institute of Chemical Technology,and the problem of traditional computer room management technology is pointed out,and the desktop cloud is introduced.Through comparison with the traditional management techniques,which the desktop cloud has obvious advantages.With the development of education informationization,desktop cloud will replace the traditional reduction technology in the future.

Key words:desktop cloud；computer lab management；education informationization

中圖分類號：TP 391

文獻標志碼：A DOI：10.16039/j.cnki.cn22-1249.2015.11.017