云架構下虛擬化桌面在高校實訓教學中的應用

趙明

摘要：伴隨信息技術的迅猛發展，云計算技術滲透到社會各個領域，在與教育的結合中引發了教育的顛覆性變革。云架構下的虛擬桌面在高校實訓教學中廣泛應用，成為高校實訓基地建設的首要指導理念，也帶來高校實訓基地建設與管理模式的革新。文章主要就云架構下的虛擬化桌面在高校實訓教學中的應用進行分析，以提升云架構虛擬化桌面在高校實訓教學中的應用價值，明確其使用局限，在此基礎上更好地推動高校實訓教學。

關鍵詞：云架構；虛擬桌面；高校實訓；教學應用

信息技術的不斷革新使得云計算不再陌生，教育領域也實現了云計算的嘗試并且引發了一場關于教育云計算的革命性變革，云架構下的虛擬桌面不僅僅成為互聯網時代的發展趨勢，更成為高校實訓教學的支撐理念與主導思想。而以云架構虛擬化桌面為載體的高校實訓基地建設也開啟了模式的創新之旅，這方面的研究更加深入與系統。

1.云架構下的桌面虛擬化技術介紹

云架構下的桌面虛擬化技術將計算機的桌面進行虛模擬，使得桌面使用的靈活性與安全性大為提升，可以借助任何終端設備，打破時間與空間的限制，對網絡上屬于個人的桌面系統進行訪問。借助計算機服務器的計算模型，管理員和用戶都能得到兩種方式的優點體驗，實現全部數據虛擬機在數據中心機房托管的統一化管理。而用戶也能獲得Pc機般的用戶體驗。桌面虛擬化技術以遠程桌面技術為發展支撐，對于信息化進行統一管理。從技術層面解讀桌面虛擬技術就是將服務器資源模擬成為多個桌面，然后將每個鏡像分配給一個客戶機，每個客戶機大部分計算在服務器上集合，運行鏡像就實現了桌面程序的配置，降低客戶機的配置需求，原來的胖客戶機實現了瘦身，降低客戶成本開支，也實現了對各種桌面的定制與資源分配，使得實訓機房安全更有保障。簡單地說云架構下的桌面虛擬技術就是集成服務器虛擬化、客戶機和遠程連接等多種技術，由完整的桌面虛擬技術解決信息問題。服務器及虛擬化軟件、虛擬桌面主機、連接代理和客戶機是四大基礎組成部分。

2.高校實訓機房運行建設情況

目前多數高校的實訓教學依然依托實訓機房，多數高校的實訓機房還是使用還原卡進行計算機管理。能進行重唐恢復、每天恢復、手動恢復，并且可以進行機房半自動維修，運行情況較為穩定。但是其在具體運行維修過程中也存在很多問題，其一很多因素導致還原卡失效，還原卡有可能不能與配備的操作系統兼容，還原卡無法正常運行。其二因為還原卡對操作系統進行保護，導致不能對病毒定義碼進行保留或者無法完成補丁升級處理，一些實訓需要的環境配置也無法進行保存，導致實訓室必須多次對環境重新配置，浪費時間與人力。其三因為教學既定需要，需要軟件和操作系統根據環境變化而改變，但是每次軟件和操作系統進行環境轉變時都需要網絡對傳操作系統。其四雖然很多還原卡已經實現了操作系統的安裝支持，但是一臺計算機每次只能進行一個操作系統的開啟，無法模擬多操作系統網絡環境，如果想進行多系統網絡環境開發就必須配置多臺計算機，單臺計算機只能打開一個操作系統。其五軟件更新速度快，一些新的軟件操作系統無法在現有計算機上安裝，這使得設備的使用率大打折扣，設備投資回報率也很不理想。這些都是實訓機房管理者需要思考解決的問題，而云架構下的虛擬化桌面為這些問題的破解提供了有效思路，借助桌面虛擬實現了實訓教學的推進。

3.云架構下桌面虛擬技術的優劣勢介紹

云架構下的桌面虛擬技術既有優勢也有劣勢。其優勢為在桌面云實訓基地環境下，瘦客戶端只是用于呈現服務器端的數據并實現設備指令的傳輸，不再有電腦主機，整個系統的安裝調試都可以在服務器終端一舉實現，這對于管理和維護來說意味著難度的降低，也切實提升了運行效率，確保工作的高效開展。瘦客戶端有著自身的特性，其綠色環保，有助于節能減排，可以有效節約高校開支，也為師生教學提供便利。師生不僅僅在機房內甚至可以隨時隨地地使用不同終端設備進行互聯網接入，而桌面自動呈現，數據傳輸穩定并且方便快捷，桌面云的誕生實現了高校實訓基地建設與管理經濟效益的提升。其劣勢主要是在初始運行階段需要較高的成本投入。雖然不需要購買成本高的Pc機，但是后臺虛擬化技術成本依然不低，這也是不小的前期投入。云架構下的桌面虛擬技術發展到當前階段還不能像物理桌面那樣流暢自如，因此還有自身的局限性尚未突破。虛擬桌面的高度管控也可能會引發使用者的逆反心理，其實這本身就是一個矛盾性的問題，客戶端用戶自己想干什么就干什么的現象得以監控，多數學生會對桌面云持反感心理，當然也無法保證高校實訓基地的正常運行管理。針對云架構下的桌面虛擬技術其對應的優缺點，再結合當前的科技發展，云架構下的桌面虛擬技術在實訓基地中的深入運用將是必然趨勢。但是綜合其當前發展情況，也承擔著來自移動互聯網技術的挑戰壓力。

4.云架構下桌面虛擬技術在高校實訓教學中的應用

4.1以云架構下的桌面虛擬技術實現實訓教學桌面的集中管理

當云架構下的桌面虛擬技術應用于實訓教學，桌面被集中托管并連接到實訓機房服務器上，管理員可以對虛擬機進行管理及維護，桌面虛擬化的基礎鏡像與物理機鏡像相似，管理員可以在基礎鏡像中自主安裝各種應用程序，如果遇到應用程序需要更新的情況，只需要對系統模板進行更新處理，這時候用戶就會得到一個新的桌面，—旦虛擬應用程序出現故障或者出現損壞的情況，管理員或者用戶可以自助進行應用程序復位處理。云架構下的桌面虛擬技術讓高校實訓桌面管理更高效。

4.2云架構下的桌面虛擬技術使得用戶界面操作更便捷

云架構下的桌面虛擬技術對用戶的應用和操作系統的管理工作進行了系列整合，用戶可以自主地在客戶端上運行操作系統，并且能實現多個操作系統的同時運行，虛擬桌面也可以在任何位置和設備上訪問，操作更為便捷。以云架構下的桌面虛擬技術為支撐高校教師和學生可以在任何地方進行學習并組織教學相關的活動，桌面虛擬化技術支持客戶端的多樣性，既可以是瘦客戶端也可以是普通PC，可以是筆記本也可以是移動設備，校園信息化建設實現了與資源的輕松整合，操作便捷更高效。

4.3虛擬桌面技術大大降低了實訓機房的建設成本

在高校的實訓機房建設中積累了大量的PC機，而這些PC機會伴隨計算機硬件更新不斷更新，這就意味著舊硬件對于一些應用的制約性更為明顯，而借助云架構下的桌面虛擬技術，可以在中心實訓機房將一臺或多臺內存比較大的服務器進行資源整合，最終形成一個統一的硬件平臺，安裝上虛擬服務器及管理服務端軟件。然后在高校實訓機房的低端PC或瘦客戶機上使用虛擬客戶端軟件進行桌面模擬。對于高校來說最直接的收益是實訓機房建設成本的縮減和更新換代成本的降低。

4.4桌面虛擬技術實現了防病毒的安全管理

現有的云架構下桌面虛擬技術可以支持防病毒軟件，此外其還有獨有的防病毒軟件，具有代表性的是賽門鐵克和趨勢等。桌面虛擬技術配備有專門的虛擬桌面防毒技術可以實現管理員對防病毒軟件管理的簡化，摒棄傳統的在每個用戶終端上安裝防病毒軟件模式，可以集中統一處理，安全性提升并伴隨操作管理的高效。除了這些其在安全性能上也得到了質的改善，對比普通PC版本，其處理速度更快，這意味著其資源占用率更少，這是虛擬桌面技術在高校實訓教學應用中的又一功能優勢體現。

4.5虛擬桌面技術實現了機房軟件的快速部署

實訓機房一般由任課教師提前對軟件系統進行部署安排，甚至需要一周前就開始做準備，做基礎軟件安裝工作。但是也不排除學校存在課程較多而教室數量有限的情況，這就意味著對單機軟件的裝載量達到很高的要求，但是高校很多實訓機房計算機性能都不是很高，軟件運行也比較緩慢，教學效果不理想是常態。而采用桌面虛擬技術實現了上述問題的解決。管理員在信息中心進行軟件的統一部署分發，機房只需要按照規定進行軟件分發，大大提升了計算機的實際運行效率。而且用戶與管理者相分離，用戶桌面訪問擺脫時間與空間的限制，教師在軟件部署方面也更簡單了。

4.6桌面虛擬技術實現了系統的維護與還原

云架構下的桌面虛擬技術實現了系統的有效維護與還原。其主要實現過程是管理員借助View manager進行桌面虛擬化處理或者對桌面進行更新，使得所選的桌面被還原到快照的狀態，此外該技術還附帶數據還原軟件，借助數據還原軟件可以對虛擬機及用戶數據進行有效備份并恢復。這對于高校實訓教學來說也是有利的方面，給實訓教學帶來諸多便利。

5.虛擬桌面技術目前應用中的局限性

在看到云架構下虛擬化桌面在高校實訓教學中的積極應用，也應該意識到其運用中的不足，這些將是該技術改革調整的主要方向。目前來說其局限性比較集中地體現在3個方面。其一對網絡具有很強的依賴性。當前高校都建成了具有較快運行速度的校園網絡平臺，這是虛擬桌面運行的前提。但是一旦出現網絡中斷或者產生網絡故障，客戶端就無法訪問后臺，也無法開展獨立工作，而網絡運行穩定性始終難以得到百分之百的保證。其二運行前期需要大量的費用投入。不同架構的虛擬桌面系統價格不盡相同，但是無一例外地都需要在前期投入很多經費。尤其是瘦客戶端方式其投入成本更高，主要用來建設后臺的服務器，存儲器和對應軟件。但是從長遠來看，其會節省很多費用，這些費用主要來源于購買客戶端PC機。其三在個人信息保護方面還有一定的局限性。多數教師的數據信息會被存儲在后臺，這些數據有著功能強大的安全保障體系，但是即使是如此功能區強大的安全保障體系也往往會被黑客入侵甚至遭到病毒的侵襲。很多教師做實驗導出的數據都存放在單機版的電腦上，就是擔心數據的安全性。雖然當前云架構技術不斷成熟，但是各種安全保障機制和管理制度還亟待完善，因此對個人信息的保護不到位也是云架構下虛擬桌面化的應用局限。正是因為這些局限性意味著云架構下的虛擬桌面還有較大的提升改進空間。

6.結語

云架構下的虛擬化桌面作為一種新興的技術在高校實訓機房問題解決上優勢明顯，因此在高校實訓教學中也很受歡迎與推崇。本文對該技術進行詳細論述解讀的基礎上，對其當前高校實訓應用情況及該技術自身的優劣勢進行了梳理。重點部分是對該技術在高校實訓機房中的具體應用的論述，指出了其建設成本較低、經濟效益好、操作便捷高效、安全性能提升等幾大方面的優勢，充分證明該技術的光明應用前景。當然在分析其積極應用性的同時，也從3個方面對其局限性做了說明，這也指明了其后期技術調整與改進的方向。隨著虛擬技術的不斷完善與發展，其在高校實訓中的應用將會越來越廣泛，而且其將跳出高校實訓應用的狹窄空間，在更大的領域帶去便利的應用。