桌面云在高校計算機實驗室中的應用分析

代萍

摘要：本文通過對傳統高校計算機實驗室的使用現狀、桌面云系統在使用過程中的優勢及需要考慮的問題，進行了闡述。通過比較、分析，說明桌面云虛擬技術是未來實驗教學的發展趨勢，有必要進行了解、學習和掌握該技術。

關鍵詞：桌面云;高校計算機機房;虛擬化

中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）06-0125-02

0 引言

近幾年，隨著云計算技術的不斷發展和實用性，桌面云技術已經掀起了計算機領域內的一場革命。目前越來越多的高等院校都在逐步使用桌面云系統，隨著桌面云技術的日益完善，它極大程度上滿足了高校計算機實驗室的日常教學工作，真正做到了集中管理，簡化了機房的維護工作，提高了計算機實驗室的管理維護效率。

1 “云”、云計算與桌面云

1.1 “云”與云計算概念

提供各類資源的網絡被稱為“云”，在使用者看來，“云”中的資源是可以無限擴展的，并可以隨時獲取、按需使用、彈性擴展和按使用付費。“云”服務就好比單臺發電機模式轉向電網集中供電模式，它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。云計算是在并行計算、分布式計算和網格計算的基礎上發展而來的。云計算是一種利用互聯網實現隨時隨地、按需、便捷地訪問共享資源池（例如：計算設施、存儲設備、應用程序等）的計算模式。云計算可以按需提供彈性資源，它的表現形式是一系列服務的集合。

1.2 桌面云

桌面云是云計算的一種云，可以通過瘦客戶端或者其他任何與網絡相連的設備來訪問跨平臺的應用程序，以及整個客戶桌面。和傳統pc相比，大的主機箱換成了一些小盒子 ，即是云終端，可將鼠標、鍵盤、顯示器、網線都插在云終端上。體積小、不占空間。

2 傳統高校計算機實驗室的使用現狀

計算機實驗教學是高等教育的一個重要環節，是培養學生實踐動手能力和創新能力的重要手段。對于計算機科學、軟件信息工程等實踐操作性很強的學科，實驗教學的作用尤為重要。隨著課程改革、專業建設等方面的不斷深入，越來越多的專業化人才培養方案的課程設置的實踐操作部分不斷增加，安排在計算機機房的課程日益增多，許多實驗課程都需要特定的實驗環境，但當前傳統的計算機實驗室已無法充分滿足實驗教學的需求，有些甚至阻礙了上機實驗課的正常開展[1]。下面就目前高校傳統計算機實驗室的使用現狀進行分析。

2.1 傳統機房設備購置成本及能源消耗成本高

從設備購置方面分析，硬件更新和軟件升級速度不斷加快，新建機房往往經過3～5年時間就面臨設備淘汰及更新。從長遠來看，這種反復采購，淘汰，再采購再淘汰的方式，造成極大的資源浪費。從能源消耗方面分析，普通PC的功耗較大，一般都在200W以上，在實驗班級多，實驗課程安排緊的情況下，計算機長時間處于使用狀態，耗電量是巨大的，這種方式不符合目前低碳經濟、低碳時代的要求。

2.2 分布廣、管理員較少、無法實現集中管理

在高校計算機實驗室建設中，實驗室的位置分散，可能分布在不同教學樓的不同樓層、不同校區。有時出現問題的時間相對集中，在管理人員較少，機房數量較多的的情況下，很難快速反應、解決問題。如果想要管理到位，保證計算機軟硬件的完好率，就需要增加管理人員，定期進行硬件設備的巡檢和軟件的升級，由于管理人員的工作態度和技術能力不同，無法實現統一的管理標準，管理方式分散，效率低下[2]。

2.3 安全性、穩定性低

傳統計算機實驗室的維護，大多是采用在每臺PC機上安裝硬盤保護卡或系統保護軟件，來保護數據的安全性，實現機房半自動維護，但還是存在不少問題，如：保護卡失效，學生使用帶有病毒的U盤，導致病毒的傳播，使操作系統崩潰、數據丟失，影響教學正常開展。

2.4 維護工作量大，管理效率低

高校計算機實驗室數量多，實驗教學所需的應用軟件種類繁多，為滿足教學需求，每學期都有不少教師要求安裝上課軟件，每安裝一次軟件，機房所有的計算機都需要整理一遍，有些計算機的硬件配置多樣化，無法滿足同傳的要求，最后，只能單裝系統。這種方式，費時費力，大大增加了管理員的工作量。此外，由于教學所需應用的差異性，導致計算機安裝的軟件過多，有些相同的軟件需要在多間機房重復安裝，運行速度緩慢。為滿足各種考試、競賽、測試的要求，硬盤被劃分出一個獨立的考試系統，實驗系統與考試系統之間需要多次轉換，如此繁重的勞動，給管理員的工作帶來一定壓力。

2.5 計算機故障發生率高

在傳統實驗室實踐教學中，軟硬件故障發生率高，軟件故障發生率明顯高于硬件故障。如：應用程序沖突，不同軟件之間，有可能因為運行環境、配置信息等互相沖突而導致出錯，無法正常運行。還有操作系統存在漏洞、注冊表錯誤、設備驅動沖突等。

3 桌面云在高校計算機實驗室的優勢和應用

3.1 集中管理提高工作效率、降低工作強度

采用桌面云技術后，所有的數據和計算、桌面及應用和配置都在數據存儲中心進行，管理員不用考慮計算機實驗室的云終端（除非硬件有故障），只需在后臺數據中心制作相關的操作系統和應用軟件模板，下發給相應的用戶，如果日后系統和應用軟件需要更改和升級，只需要對相應模板進行修改，同步給用戶即可，實現對不同用戶虛擬機的統一配置、集中化管理，避免了用戶分散造成的管理維護困難。管理員不需要再對每臺PC機進行維護，只需要對集中化服務器上的用戶和鏡像進行管理和監控。桌面虛擬化集中的應用部署，將計算機的管理范圍集中縮小，減少了對單臺計算機的維護，大大提高了管理員的工作效率，降低了工作強度[3]。

3.2 采用虛擬化技術、保障數據安全性

數據存放在服務器數據中心，安全可靠。采用桌面虛擬化技術，用戶桌面、應用及數據均保存在數據中心，學生無法對系統進行誤操作，不易感染病毒。云終端對數據不存儲、不運算，病毒無從入侵，只要在服務器端做好病毒防護即可保護整個系統的安全。

3.3 降低設備成本、減少功耗

采用虛擬化桌面云系統后，管理員只需要對服務器端的軟硬件進行升級、更新。原先的學生機成為瘦終端，服務器升級產生的費用要遠遠低于更換所有PC機的費用，降低了設備投入成本。瘦客戶機的功率僅為傳統PC機的十分之一，可以節約90%的的電費，適應社會節能減排、低碳環保的要求。

3.4 滿足教師的個性化需求

采用桌面云方案后，可以在后臺服務器上為教師部署一個專屬的桌面環境，實現教師的專屬桌面在不同辦公場地（如：辦公室、計算機實驗室、多媒體教室等）無縫漫游、“桌面隨身走”。上課教師不需要再準備U盤、移動硬盤等移動存儲設備拷貝課件，不用擔心教學環境與辦公環境的不統一，極大地方便了教學工作。此外，桌面云系統還可以保障教師辦公的連續性，在使用過程中，虛擬機在服務器端保持常開狀態，教師不管去計算機實驗室還是辦公室，只要網絡可達，即可通過管理員分配的賬號和密碼登錄虛擬化平臺，訪問自己的虛擬機。所有虛擬機上的工作，都可以不中斷繼續進行，保持工作連續性，提高辦公效率[4]。

4 規劃和部署計算機實驗室桌面云方案時，需要考慮的問題

（1）外設及教學、考試軟件的兼容性。一方面，教師機對多媒體設備的支持，如：投影儀、電子白板、電子教鞭、功放、音響等外設的支持，另外，學生機需要支持的外設，如：加密狗、耳機、校園一卡通等;另一方面，需要支持一些常用的教學管理軟件，如：極域電子教室、紅蜘蛛等軟件。（2）云桌面系統穩定性。根據實驗課程的教學要求，需要保證教學過程中桌面云系統的穩定、不中斷，避免教學事故的出現。（3）支持操作系統多樣性。根據教學需要，桌面云系統需要支持多種操作系統，如： Win7、Win10、Linux系統等，保證滿足各種不同上機實驗及考試的需要，并且在不同的教學環境之間可以自由切換，確保流暢性。（4）網絡環境的穩定性。桌面云系統是完全依賴于網絡進行數據傳輸，安全、高速、穩定的網絡是云終端進行數據交換的有力保證。沒有穩定網絡的支持，上機教學將無法正常開展，若網絡中斷，整個實驗室將處于癱瘓狀態。因此，在規劃時應充分考慮網絡架構、交換設備的選擇等因素，另外，對計算機管理員也是一個挑戰，既要懂得計算機維護，也要懂得網絡維護以及服務器、交換機的維護和使用。（5）安全和病毒。桌面云系統的核心部分是服務器，若服務器出現問題，會導致云終端大面積或全部崩潰，從而中斷辦公及教學。另外，如果服務器感染病毒，引發網絡風暴，便會牽一發而動全身，嚴重影響云終端的使用性能，造成不可挽回的后果。（6）支持大型軟件（如：制圖、編輯、大型計算、視頻圖像處理等軟件）的流暢運行，以及對高清視頻的支持，尤其是網上的VOD資源、高清視頻的播放等，避免出現卡頓現象。

5 結語

隨著網絡技術的不斷發展，桌面虛擬化技術正在日趨完善，被越來越多的人認可和接受。高校是培養當代信息化、科技化人才的重要場所，而計算機實驗教學是培養學生的重要環節。傳統的計算機實驗室及其管理模式已經不能完全適應現代高校實驗教學的要求，應當與時俱進，采用高效、便捷的管理模式。桌面云技術以其體積小、能耗低、方便管理、節約成本、使用壽命長等優勢，受到眾多高等院校的青睞，正在逐步滲入和占領個人計算機市場。經過實踐證明，桌面云系統可以滿足日常教學工作，真正做到了集中化管理，簡化了機房的維護工作，值得應用和推廣。

參考文獻

[1] 王宏，魏明月，汪新慶.THINPUTER桌面云在教學中的應用[M].武漢：中國地質大學出版社，2015.

[2] 陳浩新.云桌面技術在高校計算機實驗室建設和管理中的應用[J].中國管理信息化，2017（6）：148-149.

[3] 倪學平.虛擬技術+云桌面技術在計算機公共機房中的應用探究[J].電腦編程技巧與維護，2018（11）：167-169.

[4] 段寧貴.云桌面環境下高校計算機管理與應用分析[J].中國教育技術裝備，2017（3）：53-54.

Application Analysis of Desktop Cloud in University Computer Laboratory

DAI Ping

（JiangSu Normal University KeWen College， Xuzhou Jiangsu? 221116）

Abstract：In this paper through the use of traditional university computer laboratory status， desktop cloud system in the use of the advantages and needs to be taken into account the problems， are described. Through comparison and analysis， it is concluded that desktop cloud virtual technology is the development trend of future experimental teaching， and it is necessary to understand， learn and master this technology.

Key words：desktop cloud; university computer room; virtualization