計算機實訓室應用桌面虛擬化技術初探

陳驍銳

摘 要：計算機實訓室是高職院校學生進行學習實訓、獲取知識、提高技能的重要場所，因此，提高機房的管理水平顯得十分必要。根據機房管理實踐，并結合未來計算機機房的發展趨勢，對桌面虛擬化技術應用于機房管理進行了初步探討。

關鍵詞：機房管理；桌面虛擬化；Phantosy；職業技能

中圖分類號：TP391.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.107

1 問題的提出

高等職業教育肩負著培養面向生產、建設、服務和管理一線需要的高素質技能型人才的使命，與學術型本科教育的最大區別在于其明確的職業價值取向，教學過程的實踐性、開放性，職業技能學習的高仿真性。高職院校實訓基地是實現教育與生產勞動、社會實踐相結合，提高高素質技能型人才培養質量的基本途徑。

作為實訓基地的組成部分，計算機實訓室除了承擔著全校公共計算機課程上機實訓之外，還擔負著二級學院專業計算機類相關課程上機實訓教學任務，其管理的質量對這些課程的教學效果起著直接的影響。

傳統計算機機房在使用過程中存在以下不足。

以廣州城市職業學院為例，大多數機房都是根據每學期課表安排，對教學需要的所有軟件放入一個系統環境中，安裝的軟件一般有數十種，一些過時的、不再使用的軟件未卸載，而新增加的軟件卻越來越多，造成系統開機時間過長，運行速度緩慢，易死機，升級和維護難度大。如果不同軟件相互沖突，則需要將這學軟件分別裝在不同的機房里。計算機機房基本采用還原卡網絡分發，在沒有增量分發功能的機房，通常會遇到分發時間長等問題，且如果更新過程中有中毒或系統錯誤的情況發現，且管理員未能發現，則會造成更新后系統崩潰的現象，導致系統不能啟動。在此情況下，需要重新整理鏡像分發，將浪費人力、物力。

一些機房保護卡系統安全性不高，學生在網上下載小工具，比如還原卡殺手之類的軟件便可輕易解除保護；部分新型病毒能繞過保護卡對操作系統進行破壞。這些問題給機房埋下了極大的隱患。

對于機房存在的種種不足，桌面虛擬化技術可提供一些解決途徑，以下我們將以幻影桌面虛擬化平臺（Phantosys DVP）為例作詳細介紹。

2 桌面虛擬化介紹

桌面虛擬化是指：支持企業級實現桌面系統的遠程動態訪問與數據中心統一托管的技術。一個形象的類比，就像今天，我們可以通過任何設備、在任何地點，任何時間訪問在網絡上的我們的郵件系統，或者網盤；而未來我們可以通過任何設備，在任何地點，任何時間訪問在網絡上的屬于我們個人的桌面系統。

虛擬化盡管不是一個新技術，卻被公認為是近幾年的IT技術熱點。其原因在于自從1998年VMware將只有在大型機中采用的虛擬化技術引入X86平臺至今，虛擬化已經為全球用戶節約了大量成本，提升了服務器運營效率，更重要的是下一代的數據中心也將基于虛擬化來進行構建，特別是現在熱門的云計算，更是離不開虛擬化技術的支撐。全球最具權威的IT研究與顧問咨詢公司高德納咨詢公司報告顯示，在未來三年內值得關注的十大戰略技術中，虛擬化技術名列榜首。

3 幻影桌面虛擬化介紹

幻影桌面虛擬化（Phantosys DVP）是一套終端硬盤扇區數據管理及存儲為基礎的運算模式，即為使用者服務的平臺，實際上是在傳統PC的以硬盤為基礎的運算架構中增加了硬盤扇區數據存取路徑的層次，并在路徑中加入了管理功能。

在Phantosys DVP架構之下，硬盤的存取與管理路徑系由3個組件所組成：①Phantosys本地扇區數據緩存（LocalCache）架構；②Phantosys EDSC（Ethernet Disk Sector Communication）網絡硬盤扇區數據傳輸協議；③ Phantosys Desktop Virtual Platform PIM群集文件架構。

幻影桌面虛擬化平臺具有開創意義的Phantosys EDSC（Ethernet Disk Sector Communication）協議、本地硬盤扇區緩存（LocalCache）技術和跨平臺群集文件系統技術（Phantosys PIM）。Phantosys通過這些技術實現了多桌面應用環境的模塊化組合和動態生成以及隨需提供，同時，在服務器壓力小、網絡帶寬占用極少的情況下，確保了桌面運行的效果和傳統的PC沒有任何差異和改變，并建立了在桌面虛擬化技術領域中的全新的技術方向和解決方案。

4 幻影桌面虛擬化的要點

4.1 客戶端采用PXE連接

目前，市場有多達幾十種不同芯片型號的主板和網卡，如果按廠家來區分，則各種主板和網卡型號多達幾百種。絕大多數主板和網卡都沒有可插ROM的插槽，且不斷有新的型號面市。在此情況下，如果要將EDSC直接寫入在主板或網卡上，每種主板、網卡的驅動、兼容性測試及不斷修改的次數是不可想象的，除非固定采用某一種主板和網卡來捆綁，但這對于最終客戶和代理商而言，意味著成本和商務運作難度的增加。但目前絕大多數網卡和主板都集成了支持PXE的Intel標準協議，所以，利用了PXE協議可起到臨時的橋梁作用，建立一個臨時的Phantosys DVP與客戶端的通道，將EDSC協議Client端傳輸到客戶端的內存中運行，再切斷PXE。

4.2 Phantosys的節點架構

Phantosys可以在只安裝一次XP或2000的情況下，將用戶不同的應用軟件需求用樹狀結構管理，比如先安裝XP，我們稱其為A系統（節點），在A系統（節點）上安裝Office形成B系統（節點）。此外，還可將其與CAD組合形成C系統（節點），且在B系統中也可以加入軟件，生成D 系統（節點）。以上每個系統（節點）都是邏輯獨立的，都可以被用戶使用，可實現部分用戶調用A系統（節點）、部分用戶調用其他系統（節點），甚至可以每臺電腦都調用不同的系統（節點）。

5 幻影桌面虛擬化平臺的體驗與感受

信息與汽車工程學院CAD/CAM及汽車仿真實訓室擁有計算機60臺，其中，40臺為使用獨立圖形加速卡的酷睿計算機，其余20臺為使用內置顯卡的奔騰計算機。由于兩種機型的硬件不相同，需要用兩套不同的鏡像來備份，維護工作耗時長，加之其使用的還原卡與主板存在不兼容的問題，導致部分還原卡不能正常工作，系統無法被保護，對教學效果造成了一定的影響。在使用幻影虛擬化平臺之后，所有計算機都能良好工作，在平臺中制作2個節點來管理計算機后，增加軟件時，由于其支持在所有客戶端在線使用不斷線的狀態下任選一臺電腦進行整個架構的OS、AP，且具有補丁的增加、更新、刪除以及強大的樹狀節點技術，可以隨時建制新的應用環境，可以使客戶端重啟后獲得新的桌面環境。所有工作均可以很靈活地遠程進行，即使新的桌面環境存在問題，也可以很方便調用原有節點供客戶端使用。其扇區差異協調的機制不會影響其他客戶端的工作。軟件的應用體驗、運行效果與PC、圖形工作站具有同樣的水平。

我們在使用過程中遇到了以下問題：①由于幻影虛擬化平臺是以網絡為載體的，所以，對網絡要求較高。如果遇到交換機或服務器故障，則會造成系統整體癱瘓，因此，初期做好本地系統和桌面虛擬化系統共存很有必要。②部分軟件存在兼容性問題，比如在使用AutoCAD 2008時，打開速度明顯減慢。③在節點的使用方面，其設置為最多四層節點結構，如果修改前節點，則要增加一個新的節點級，超過四層時只能刪除舊節點。

6 結束語

桌面虛擬化技術在計算機機房管理中的應用不僅給計算機實踐教學提供了一種有效的完善方案，且減輕了計算機機房管理工作的難度，將機房管理人員解脫出來，可以從事其他管理、科研工作。幻影桌面虛擬化平臺具有強大的功能，目前只使用到很少的一部分。在未來，其發展方向是建立不同專業專有的節點，并與RFID結合，教師可使用身份識別卡來獲取對應的操作平臺。

參考資料

[1]盛雯雯，李家峰.基于桌面虛擬化的多媒體機房設計——桌面虛擬化引導機房建設革命[J].硅谷，2011（18）.

[2]姜昌金，陶樺，黃琦.桌面虛擬化技術在校園網環境的應用[J].實驗技術與管理，2011（05）.

[3]董焱.基于虛擬化技術的實驗教學中心環境構建[J].實驗技術與管理，2011（03）.

[4]閆龍川，劉志永.桌面虛擬化技術研究與應用[J].電力信息化，2010（07）.

〔編輯：張思楠〕