虛擬化技術在計算機實驗室管理中的運用

張玉英

摘要 為不斷提升計算機實驗室的使用成效，發現傳統計算機實驗室管理中的漏洞，提供優質的管理和服務，本文把虛擬化技術融入到于計算機實驗室管理工作中來，以此來解決傳統實驗室管理中的問題和漏洞，此外還針對虛擬化技術運用過程中需重點關注的幾個方面進行論述。虛擬化技術在實驗室管理中的運用可全面提升管理成效，降低采購和日常維護成本，減少能源消耗，提高利用效率。

【關鍵詞】虛擬化技術 計算機實驗室 實驗室管理運用

隨著科學技術的快速發展，我國高校數字化建設日益普及，企業和社會需要大量應用型人才，校園計算機實踐教學的重要性不斷突顯出來。實驗室是計算機實踐教學的關鍵場地，因此實驗室的管理也受到高校的重點關注。計算機實驗室不僅要負責計算機專業的所有課程，它還承擔著高校的所有的基礎計算機課程和教學工作。計算機設備更新速度快，實驗教學課程的軟件更新速度極快，此外，計算機實驗室專業性強，課程繁多，教學任務繁重，這些都是實驗室管理面臨的難題和挑戰。傳統計算機實驗室資源利用率低，管理模式存在小問題，不利于實驗教學的開展和進行。

1 計算機實驗室管理現狀

目前，不同高校的計算機專業設置類型多，實驗教學環境也有較大差異，計算機的終端設備數量較多、不同班級終端型號也不相同，軟件升級也很頻繁，專業課程不同對軟件的質量要求也各不相同，這就給計算機實驗室管理帶來挑戰，主要體現在四個方面：

（1）大部分高校的計算機實驗室為了確保系統安全，大多利用保護硬盤的方式，還原系統改動，就是為了防止學生隨意篡改或下載應用。但是這一管理方式特別不利于實驗教學的進行。比如，一門課程通常需要十幾個學時，有些實踐操作是不能復制也不能存盤的，這就導致實驗結果不能保存，對課程設計的延續性不利。

（2）計算機實驗室種類較多，服務器訪問需求量較大，學校的投入成本較大，但是實際資源利用率卻很低。此外，計算機數量多，沒有集中部署，無法實現集中管理，硬件設備不一致，種類多，管理難度大。

（3）計算機實驗室在部署軟硬件資源上主要是安裝、升級以及卸載軟件等。管理員根據課程需要搭建硬件環境，傳統的教學軟件安裝模式存在不足。比如，部分軟件同傳結束之后，要逐一激活才能使用，有些軟件需要獲取硬件信息才能實現安裝。這些都是耗時時間很長的工作，且工作量巨大。一旦需要臨時安裝課程軟件，則無法實現。

（4）隨著科技的發展，計算機實驗室已經遠遠不能滿足學生的遠程學習和移動學習的需求。目前高校的計算機實驗室只局限在實驗室的固定場地學習，學生和教師不能實現遠程共享實驗教學資源。

2 虛擬化技術概述

2.1 虛擬化技術

對資源進行抽象化管理的技術，我們稱之為虛擬化技術。它是把物理上的資源轉變為思維邏輯上能夠管理和控制的資源，把分散的資源統一集中起來管理，創建硬件資源庫，根據按需分配的原則，堅持動態化監管，實現最大程度的資源的有效利用。從學生使用體驗的視角分析，虛擬化是透明的，而且用戶的使用不受時間和空間的限制。虛擬化技術有多種，概括起來有存儲虛擬化、服務器虛擬化、桌面虛擬化以及網絡虛擬化等等。虛擬化技術有安裝便捷、方便保存和備份，集成性高，隔離性好，便于移植和管理。此外它還具備其它優點：支持多種操作系統，抗災能力高，購買終端設備和養護成本低，資源的有效利用率高，還能實現共享。

2.2 VM ware Workstation虛擬機軟件

VM ware Workstation軟件的主要作用是創建、設置以及虛擬機管理。通過利用VMware Workstation軟件進行虛擬機的構建，創建一個虛擬的實驗平臺。用戶在Windows系統中安裝此軟件，只需在軟件中新建～臺虛擬機，并為虛擬機進行CPU、內存、硬盤、網絡、聲卡、顯卡等硬件的配置。在此虛擬機上安裝所需的操作系統，然后進入虛擬機的操作系統安裝教學課程需要的軟件或服務即可。虛擬機可快速布置新的實驗環境，而且能夠快速備份和剪貼。

2.3 桌面虛擬化技術

桌面虛擬化主要是指把學生能夠使用的桌面操作系統實現虛擬化，將學生使用的計算機桌面和物理計算機實現分離，利用虛擬化技術手段，根據學生的實際需求生成很多虛擬機，通過利用遠程協議交付給學生使用。因為計算和處理都有服務器承擔，所以虛擬化對計算機的硬盤配置幾乎沒什么要求。而且它還可以進行移動設備終端瀏覽和訪問，學生可不受時空的制約，隨時體驗虛擬化桌面操作系統。通過利用虛擬化技術對原有的設備進行改造升級，以教學任務為目標，將其拆分為互相獨立的，教學任務和目標不同的虛擬服務器。不同教學任務的虛擬服務器。然后再根據專業分配虛擬機，安裝對應的教學軟件。最后，把虛擬機成功交接給計算機實驗室中對應的學生機。

3 虛擬化技術在計算機實驗室管理中的運用

虛擬化技術在實際計算機實驗室運用過程中主要包括四個方面，這四個方面分別是：客戶端設備;虛擬化客戶機、虛擬化連接服務器和虛擬化服務器云。

3.1 客戶端設備

虛擬化技術在高校計算機實驗室的運用，其主要優勢是為學生和教師帶來極大的便利。受教育者可隨時隨地訪問計算機的桌面，可利用計算機實驗室中的終端設備，還可利用宿舍內或電子閱覽室的計算機終端設備實現對實驗室中計算機桌面的隨時訪問。受教育者只要打開虛擬客戶機就能看到虛擬桌面，此外還能優化配置虛擬化客戶機軟件。學生通過利用虛擬化技術，能夠在老舊款式的計算機上進行最新軟件系統操作，延長老舊計算機的使用年限，減少電子垃圾。

3.2 虛擬化客戶機

虛擬化客戶及的主要功能是訪問虛擬桌面，它可自由的在客戶端上暢通無阻的運行，能夠實現和虛擬化代理桌面、服務器的遠程交互。桌面虛擬化中涉及多種協議，主要有RDP協議、ICA協議等協議。RDP協議、ICA協議等協議的工作成效，對受教育者使用虛擬化技術訪問計算機的感官體驗有直接的影響。

3.3 虛擬化連接服務器

所謂的虛擬化連接服務器指的是客戶端鏈接中間人，桌面虛擬化鏈接服務器能夠審核、驗證客戶的身份，把虛擬化客戶機的所有申請請求轉到服務器相對應的虛擬機之中。其主要功能是客戶端鏈接中實現交互，利用目錄對用戶的身份進行確認，然后根據遠程協議進行鏈接，將信息和資源進行交互，把客戶端的申請請求直接發送到相應的虛擬機中。

3.4 虛擬化服務器云

虛擬化技術的核心就是虛擬化服務器云，它是把虛擬的客戶端桌面系統創新成為獨立的磁盤存儲在服務器云之中，學生可根據實際需求從云中下載使用。服務器云主要的功能是為虛擬桌面供應核心配置和管理，通過創建鏈接來實現對桌面的高效復制，實現遠程服務。虛擬化技術通過利用虛擬機技術，全面實現了計算機的硬盤、主板、內存以及外設硬件的分離，學生可實現遠程訪問實驗室計算機桌面。虛擬化技術可實現硬盤操作系統與運行中數據、文件、資料的獨立。計算機管理者只要日常維護虛擬桌面的安全即可，這極大的提高了實驗室的管理成效。

3.5 虛擬化技術對計算機實驗室的有效管理

根據虛擬化技術的系統框架構建，計算機實驗室的管理人員可以根據實際課程內容制定具有針對性的虛擬機鏡像，可有效解決原來計算機管理模式中出現的同一操作系統中應用程序安裝比較多極易出現的不兼容難題和卡慢問題。在虛擬化技術下，學生可以根據實際需求自由選擇虛擬機模板，有多種選擇。此外，以虛擬化技術為根基，學生也能將學習資料上傳到服務器云中，可實現學習的延續性，滿足學生長久學習的需求。

4 虛擬化技術運用中要關注的問題

虛擬化技術在高校計算機實驗室管理中的運用雖然有諸多優勢，但是在實際的虛擬化技術應用過程中還需要注意下列問題。

4.1 從實際出發，理性評估

目前，虛擬化技術的資料和方案種類繁多，在實際運用過程中很忌諱盲目套用，要從高校的實際情況出發，對計算機實驗室的具體情況以及虛擬化技術的風險和效益進行理性評估，根據實際需求購買設備，也可嘗試分階段試運行或局部試行。

4.2 將服務器內存的可擴展性納入考慮范圍

高校在運行虛擬化技術之后，服務器的利用率有極大的提升，但是通過理性分析可發現，CPU和內存的利用率沒有實現同步發展。因此，在設備購買前應將服務器的可擴展性納入考慮范圍，因此要注意：首先，綜合各種因素考慮之后，要選擇單條容量大的內存;其次，插槽數量的多少也要考慮，插槽口數量也是內存可擴展的影響因素之一。

4.3 共享存儲的重要性

共享存儲技術是虛擬化技術的中心和重點，也是這一技術的重要支撐。

我們日常經常使用的SAS和NL-SAS硬盤中，筆者建議把重要的、核心的、使用頻率高的數據存儲在讀寫性能更佳更好的SAS硬盤中，以此來實現運行速度和資料數據的匹配和均衡。此外，還要通過合理設置，實現數據讀寫在共享存儲中兩個控制器上的分流共享。否則，一旦全部數據信息都由一條控制器來讀寫，極易導致運行線路擁堵，讀寫速度異常緩慢。

5 結束語

總之，虛擬技術在計算機實驗室管理中的運用，不僅能夠實現實驗室傳統管理模式的改革和創新，最大程度的減少管理負擔，而且還能全面發揮實驗室的使用效率。學生可進行遠程在線實驗，不受時間和空間的限制，而且可實現實驗結果和進程的實時保存，充分發揮計算機實驗室的時效性。因此，高校要重視虛擬化技術在計算機實驗室管理中的運用，為高校的科技化、信息化建設和發展創建良好基礎。

參考文獻

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