淺析桌面云在高職計算機實驗環境中的應用

陳雪蓉

摘要：桌面云是一種基于虛擬化技術的云服務，能將眾多的桌面計算機集中到幾臺服務器中，這種桌面虛擬化架構正改變著高職計算機實驗環境的管理模式。本文從技術層面說明了桌面云在高職計算機實驗室的建設與管理方面帶來顯著優勢。

關鍵詞：桌面云；計算機實驗；虛擬化

實踐教學環節是高職院校培養技能型人才的重要組成部分，掌握計算機基本知識和基本操作技能又是當代信息化社會對人才的基本要求。當今各職業院校面向各專業各層次的學生均開設相關的計算機應用方面的課程，使實驗室計算機數量增加，機房規模擴大，與此同時各學科建設的發展也對計算機系統和應用軟件提出了更高的要求。因此計算機實驗環境建設和維護的效果關系著教學質量的好壞。但由于計算機軟硬件配置不統一、實驗場地分散以及應用環境差別大等因素，造成實驗室面臨著桌面終端維護管理困難、桌面環境安全性差、成本高昂等諸多挑戰。近年來，越來越多的高職院校依托先進的技術手段和管理理念，充分利用當今云計算與虛擬化技術，采用桌面云方案來解決計算機實驗室管理和維護的難題，具有一定的借鑒意義。

1計算機實驗室管理與維護現存的問題

采用傳統計算機部署模式即在每臺計算機設備配置完整軟硬件系統的計算機實驗環境，通常都會隨著使用時間的推移而故障頻發，設備數量越多則問題將成倍遞增，導致問題處理成本不斷上升。在信息化高速發展的今天，各類機房、實驗室、教室的計算機設備更新速度已很難滿足日益增長的應用需求，并且在管理中還存在諸多問題。

1.1終端不統一

其一，機房終端硬件配置不統一，硬件的多樣化導致桌面標準化很難實現；其二，終端操作系統版本繁雜，WINDOWS xP、WIN7、WINDOWS 2003、WINDOWS 2008等眾多版本共同存；其三，電腦機型不統一，不同品牌的電腦和筆記本、上網本、服務器等眾多機型共同存在。另一個差異是實驗教學所需軟件的多樣性，同一實驗室通常需滿足不同學科的教學需求，使得應用軟件安裝的需求層出不窮，導致軟件故障問題非常多，即使采用遠程克隆或硬件還原卡技術，維護工作量依然很大。

1.2安全威脅多

傳統計算機實驗室中對于機房終端的USB、網卡等終端接口沒有有效的管理手段禁止非法設備的接入，存在著病毒感染與數據泄密的風險。病毒、木馬、流氓軟件等對系統數據惡意攻擊導致系統崩潰、文件丟失、藍屏、死機。尤其是病毒爆發時，個別PC感染病毒容易影響整個網絡，此時往往需要大量人力進行病毒更新和清除工作，管理和維護難度將呈指數級增長。

1.3管理成本高

隨著學校信息化逐步深入，上線一個新的應用系統和教學環境/考試環境也常常需要大量的時間和人手，終端本身系統更新升級和環境切換都不可避免地增加了系統的維護工作量和開銷。

1.4資源利用率低

PC機平均更換周期為3～5年，若希望使用期限更長或可持續性，將導致前期投入價格昂貴，同時由于資源共享程度低又造成終端運算能力大量浪費。當實驗操作要求配置更高性能的設備時，就需要定期升級PC主機配置或者采購更換設備，則使設備投入成本急劇上升。

2桌面云概述

日趨成熟的云計算技術里，桌面云實際上是一種基于分布式云計算存儲技術而存在的精華應用。從技術視角看，云計算=計算/存儲的網絡，它包含云設備和云服務兩個部分，桌面云就是一種云服務。采用桌面操作系統虛擬化技術，將每個用戶配置的操作系統和桌面環境集中部署在后臺服務器，后臺服務器負責所有的運算和存儲工作，從而減輕客戶端的機器的硬件投入和性能配置要求。

3應用桌面云構建高職計算機實驗環境的解決方案

桌面云實現了桌面環境的集中下發、集中更新、集中管理，使得桌面管理變得簡單，不用每臺終端單獨進行維護和更新。一個完整的桌面云解決方案包含四個組件：

·中心服務器，是管理端和客戶端之間通信的樞紐中心，負責發送管理端的執行命令，同時接受客戶端的使用應用軟件的數據請求并響應。

·桌面云服務器，為所有的終端提供應用服務，所有終端的應用數據都存儲在云服務器中，終端按需訪問資源。

·桌面云管理端，提供管理員圖形化的操作平臺。

·云終端，是學生上機過程中直接使用的終端，負責學生上機操作輸入輸出的功能。

在這樣的結構中用戶可以使用云終端通過一定的通信協議連接到功能強大的桌面云服務器上，將大量的計算從客戶端的前臺轉移到后臺，然后再在前臺上進行顯示。

桌面云服務器可以提供幾十臺甚至上百臺的虛擬機。針對具體計算機實驗環境，不同批次購置的電腦可利用桌面云將本地系統的不同配置之間用硬件分組來進行隔離。在統一部署的實驗機房，使用差異化系統部署功能可以對同批配置的電腦系統實現統一部署和保護，采用優化的壓縮算法，能在數分鐘之內將整個機房的系統部署完成。當不同的專業、不同的班級或不同的上機目的需要不同軟件配置的桌面系統時，可以建立各自專用的云桌面，學生上機根據自己的需要選擇相應的云桌面，從而使軟件環境更加具有針對性。

4應用桌面云的優勢與存在的問題

桌面云技術的逐步成熟為高校機房管理提供了一個新方法，相對于傳統計算機實驗室的組建與管理的效率都具有明顯的優勢。

4.1實現統一部署降低了實驗室組建成本

采用瘦客戶機作為桌面云終端，加之虛擬機的彈性配置與服務器的可擴充性，使機房擴展費用降低、兼容性提高，升級服務器計算與存儲能力相比升級傳統計算機成本大為降低且能耗小。

4.2集中處理、分布顯示的特點優化了機房的管理模式

通過桌面虛擬化改造，機房由原來的分散式管理變為集中管理，原來管理幾十臺計算機變為管理一臺桌面云服務器。傳統機房管理通過復雜的網絡克隆實現系統的部署及應用軟件的安裝費時費力，在桌面云環境下操作一臺服務器主機即可更改整個機房的使用環境，既能統一定制和管理軟件環境又能為單臺終端提供多個不同的軟件環境，符合高校眾多專業上機實踐操作的需求。

4.3能有效降低安全風險

虛擬系統與主機系統之間互不影響，操作不留痕跡，能更好地控制好外部儲存設備的接入，有效降低了病毒威脅，特別適合高校實驗室這樣人員流動大的環境。

當然，桌面云也不是“萬靈丹”，在實際運行使用中也存在自身的問題，例如對網絡帶寬的要求更高，對服務器的圖形圖像處理能力要求更高，對機房常用的電子教室軟件同步教師和學生終端桌面顯示的效果可能有影響，同時對虛擬機的IP地址分配的管理也會影響教師機與學生機的文件收發。總之，高職院校可以針對普通辦公軟件、軟件編程、仿真實驗等圖形運算能力要求不高的實踐教學使用桌面云技術完全代替傳統的計算機實驗環境，有助于實現智能管理、高效利用、安全靈活的目標。endprint