虛擬桌面技術在高校實驗室機房升級改造中的實施分析

吳婷茜

摘 要：隨著計算機技術和信息技術的發展，虛擬化和云計算等新技術深刻改變著人們的工作與生活方式，影響了社會的方方面面。在科學技術日新月異的背景下，高校實驗室機房管理面臨著諸多問題，傳統的管理方式已經無法滿足多樣化的需求。而虛擬桌面技術的應用有效避免了以往終端分布造成的成本高昂及管理困難等問題，為高校計算機機房的升級改造提供了全新的發展方向，有利于完善實驗室的功能。本文就對虛擬桌面技術在高校實驗室機房升級改造的實施進行分析和探究。

關鍵詞：虛擬桌面技術 高校實驗室 機房升級改造

中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0163-02

在各大高校實驗教學水平逐漸提升的趨勢下，許多學科都已經具備或即將籌集自己專用的實驗室。然而有些高校投入使用這些實驗設施時存在一些問題，如實驗室利用率問題，加上部分專業學生的人數相對較少或實驗課時短，從而導致實驗室設備的空置浪費，降低資源的利用率[1]。針對這種現狀，高校應該充分利用虛擬桌面技術，加強實驗室機房的升級改造，進一步完善實驗室功能，為高校的教研工作提供有力的支撐。

1 高校實驗室機房的使用與發展

為了解決實驗室的利用率問題，可以構建通用實驗室，即一個實驗室機房由多個專業共同使用，而通用實驗室的基本技術構架包括無盤系統和有盤系統，這也是許多高校實驗室機房最為常用的方法。通常有盤系統是指系統內各終端節點都裝有硬盤存儲設備，具有良好的穩定性，利用硬盤保護卡能夠確保數據的安全性，但是其往往不易于維護，硬盤開銷相對較大，可以將這類實驗機房看作為第一代實驗機房。隨著科學技術的發展，無盤系統逐漸取代了第一代有盤系統所支持的實驗機房，這時可將無盤系統所支持的實驗機房作為第二代實驗機房。而無盤系統指的是由無盤工作站構成的局域網系統，即局域網內的全部工作終端都不安裝硬盤，而在服務器端安裝教學軟件，使所有的服務器和工作終端共同處于同一個局域網內[2]。一旦工作終端開機，會通過網絡請求服務器端，將預先指定的系統鏡像進行傳送；加載鏡像之后，無盤終端可以像有盤終端一樣進行工作，區別只在于無盤終端無法在本機硬盤中存儲軟件運行的結果，需要師生自備存儲設施或優盤。與有盤系統相比，無盤系統更加節省人力，可維護性更好，能夠省去各工作終端硬盤的成本，但是其穩健性較低，這一劣勢在投入使用的初期尚不明顯，后期則十分突出。無盤工作站是由不同形式的網卡啟動芯片向服務器發動啟動請求，收到請求信號之后，服務器會根據不同的機制發送必要的啟動數據，以便工作站下載這些啟動數據，使系統控制權繼續引導操作系統或轉移到內存某些特定區域。這一過程主要依賴于局域網來傳遞數據，因而局域網內的細小環節都會影響整體的穩健性，如網內的網線、服務器、路由器、交換機等影響系統的整體性能，設備投入使用后會激增無盤系統的故障，明顯高于有盤系統。

當然要想保證系統的穩定性，兼顧系統的可維護性，確保學生的課下練習，可以采用另一種解決方案，即引入虛擬桌面技術。虛擬桌面的概念是由廠商VMware最早提出，已經實現標準化，能夠統一集成管理所有的桌面信息，保障用戶的使用性能。從理論上來看，用戶能利用虛擬桌面技術，在任意網絡支持的環境下通過平板電腦或手機等對網絡上的個人桌面系統進行訪問[3]。高校實驗室機房在虛擬桌面技術的支撐下，有效解決系統穩定性和可維護性等問題，以現有條件為基礎升級改造實驗室，而實驗室的客戶端可為無盤系統，也可為有盤系統。如果屬于無盤的客戶端，只需提供互聯網的接口，而若屬于有盤系統，即便網絡的某個環節出現問題，可以利用本機硬盤系統啟動設備，以免機房內的設備出現全部癱瘓的情況。同時在其他互聯網的環境下，學生可以利用手機或個人電腦訪問自己的桌面，因此由虛擬桌面技術所支持的實驗機房看做第三代實驗機房。

2 虛擬桌面技術在高校實驗室機房升級改造中的實 施

虛擬桌面基礎的構架是以微軟的遠程演示協議而擴展產生，其中遠程演示協議可利用TCP/IP來傳遞數據，確保客戶端支持圖片數據的壓縮處理和多種資源的緩沖。一般虛擬桌面系統的整體架構可從如下幾點進行分析：①用戶定制。用戶不同，其應用需求也有所不同，而用戶定制允許用戶以自己的需求為依據來定制自己的工作環境，這些特定的應用可由控制器進行識別，并將其分配給不同的用戶。分別管理桌面系統的鏡像和應用，可以在很大程度上簡化維護，有效滿足用戶的個性化需求，降低數據信息的負擔[4]。②基礎構架。基礎構架支持多臺設備的物理資源共享，單個服務器上可以生成多個虛擬服務器，客戶端通過訪問虛擬服務器來傳遞信息、共享資源。③桌面配置。以基礎構架為基礎生成操作系統的鏡像，然后向虛擬桌面提供這些鏡像，當用戶啟動虛擬桌面后，其操作會通過網絡向后臺的虛擬服務器進行傳送，這樣虛擬服務器會利用操作信息來擴展基本操作系統的鏡像，確保用戶下一次啟動虛擬桌面時，能充分體現這些改動。

虛擬桌面系統與無盤系統較為類似，都是由前臺的客戶端進行操作，通過后臺服務器端保存數據，但是兩者存在本質上的區別，其中無盤工作站上實施的操作多是本地操作本地執行，操作系統是在客戶端的無盤工作站上進行運行。每次開機之后，無盤工作站都是由網絡啟動，然后從服務器上下載操作系統鏡像，在此基礎上進行運行；每次關機時不會保留操作運行結果，除非更新修改后臺服務器端的鏡像，否則服務器端下次運行時所發送的系統鏡像與以往并無區別，而同一組群內的客戶端工作站上加載的鏡像業務也無任何區別[5]。由虛擬桌面技術支持的系統則完全不同，系統每次啟動之后，前臺客戶端通過網絡會將操作系統發送給后臺服務器端，由虛擬桌面和后臺所對應的虛擬服務器加以執行，而且因操作造成的變動會由虛擬服務器保存下來，即虛擬桌面技術支持后臺執行。值得注意的是，無盤技術支持的系統和虛擬桌面技術支持的系統也存在其他方面的差別，如用戶個性化、兼容性、可維護性等，具體如下表1所示。

3 結語

虛擬桌面技術作為一種全新的技術，其所支持的系統明顯優于無盤技術支持的系統，若有不足之處，則是對服務器的性能和網絡寬帶具有較高的要求，這是因為許多數據都是在后臺服務器端加以運行。總之，基于虛擬桌面技術的第三代實驗機房將會成為高校未來發展的重要趨勢。

參考文獻

[1] 孫宇，張衡.虛擬桌面技術在高校實驗室機房升級改造中的應用研究[J].科技創新導報，2015（27）：25-26.

[2] 宋蕾.虛擬技術在高校計算機機房實驗室中的應用[J].實驗室研究與探索，2013（6）：274-278.

[3] 張微微.虛擬桌面技術在高校公共機房管理中的應用[J].軟件導刊，2015（11）：197-199.

[4] 張慶，戴娟，周莉萍.基于虛擬桌面架構的實驗機房環境構建[J].沈陽師范大學學報（自然科學版），2014（3）：401-404.

[5] 阮建華.桌面虛擬技術在高校實驗機房中的應用[J].福建商業高等?？茖W校學報，2012（2）：101-108.endprint