IDV和VDI構架在高職院校園林設計專業桌面虛擬化機房中的應用

陳偉

摘要：指出了設計類專業機房是園林設計類專業學生進行學習實踐和設計創作的重要教學場所。主要根據現有的文獻及資料，探討了目前高職院校園林設計類專業實訓機房采用IDV和VDI構架建設桌面虛擬化系統的可行性及優勢。

關鍵詞：IDV構架;園林設計;桌面虛擬化

中圖分類號：TU986文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）17-0029-03

1引言

近年來，隨著教學方式及新課程改革在我國各類院校中的不斷推廣與深入，各種新型教學方式也逐漸出現在各級學校的課堂中。對于高職院校中園林類專業的設計專業教學來說，實訓機房所起到的作用極為關鍵。利用新型教學模式可以大幅提高教學效率，加強學生對專業軟件的理解與應用。而桌面虛擬化技術相比傳統實訓機房有著巨大的優勢，推廣桌面虛擬化技術在高職院校園林設計類專業的應用能夠為學生將來步人社會奠定堅實的基礎，意義重大。

2高職院校傳統計算機機房存在的問題

目前高職院校計算機機房越來越普及，需要利用計算機機房進行教學的專業也越來越多，但是計算機相關的課程對于計算機的要求也在逐漸提升。許多專業軟件對于計算機硬件設施的要求越來越高，同時這些軟件本身的更新迭代也越來越頻繁。因此許多院校機房中的計算機需要經常更新硬件及軟件設施，對于擁有幾十臺計算機的機房這是一個不小的工程，需要更新每一臺電腦的內存、硬盤、顯卡等設備。軟件更是需要逐一進行升級，而軟件的升級往往比硬件的更新更為頻繁而且需要更新的軟件更是繁雜，如果逐一對每臺計算機進行更新對于機房的管理來說是一項浩大的工程。有些學校更是擁有多個機房幾百臺計算機，后期的維護成本也十分可觀。因此，目前大多數機房存在著計算機硬件設施無法滿足教學要求的問題。

機房中的計算機由于不是專人使用，不同學生或老師使用時如果對計算機造成損壞很難找出責任人。此外，由于沒有集中的數據存儲技術支持，計算機使用后的數據文件只能保存在每臺計算機的硬盤中或者用U盤拷貝。這就造成了后一位使用者誤刪上一位使用者數據文件的情況發生，同時由于U盤的使用很可能造成病毒的傳播與泛濫，造成機房中的計算機由于軟件系統被病毒破壞導致機房大面積的癱瘓。

傳統機房中的計算機由個人PC系統組成，除了顯示器以外還有機箱和鍵盤、鼠標，這就導致了每一臺終端占用體積大，用電線路排布復雜。機房在每次使用過后往往在主機后面或者線路附近會藏污納垢，造成機房清潔維護成本也很高。

3桌面虛擬化概述

將計算機的終端系統（也稱桌面）進行虛擬化，通過任何設備、任何地點、任何時間利用網絡訪問虛擬桌面系統，已達到安全、高效、靈活的使用計算機系統，稱為桌面虛擬化。在虛擬化平臺中，計算機的桌面系統可以在計算機、平板、智能手機等各種設備上進行訪問。其特點是建立在X86PC為標準的IT基礎構架之上，具有很高的管理效率，可以對硬件功能進行充分的運用，同時對資源進行優化。在虛擬化平臺中，用戶可以單獨使用專屬于自己的桌面系統，也可以在一個機房中實現統一教學顯示甚至是分組教學。由圖1可以看到，構建好的虛擬桌面系統將不再使機房局限于一個固定的房間內，而是可以供用戶利用專線或者專有網絡（例如校園網）隨時隨地進行訪問，管理員也可以通過網絡隨時隨地對整個系統進行維護和管理、監控。這樣就大大提高了教學的靈活性，在課堂教學以及課后練習的過程中隨時對學生進行一對一輔導。

4桌面虛擬化系統的優點

相比傳統機房，利用桌面虛擬系統構建的機房由以下優點。

（1）具有更加靈活的教學環境。構建好的桌面虛擬化系統可以通過專有網絡進行訪問，在傳統機房中只需要最基本的計算機硬件設施及顯示器就可以搭建一套完整的系統，也可以在普通教室中通過筆記本、平板、智能手機等設備訪問服務器的虛擬桌面。

（2）更加高效的管理措施。虛擬系統可以利用統一的服務器使接人虛擬桌面的不同設備擁有相同的系統配置，可跨網段、互聯網操作，對不同機房不同配置的電腦或設備進行集中管理。在對軟件系統進行升級時，只需對服務器端進行升級就可以保證所有接入設備均可使用到最新的軟件，不用對每臺終端進行維護。

（3）更加安全的使用環境。在服務器中集中安裝防病毒軟件、硬件可以使系統遭到病毒入侵時立即恢復系統，只要網絡通暢管理員可以隨時對整個系統進行恢復、重建。

（4）可安裝多個操作系統。由于桌面虛擬系統是利用終端訪問服務器，因此可在服務器端安裝多個操作系統，例如Windows、Linux等，每個操作系統還可以同時安裝不同的版本。

（5）高效利用硬件設備，構建成本低。由于園林設計類專業往往需要用到AutoCAD，3DMAX等專業軟件，而這類軟件對于計算機的硬件要求很高。利用虛擬桌面系統可以讓低端設備使用服務器的高端硬件設施，從而充分發揮硬件的全部潛力。這樣一來，不需要配置多臺CPU、顯卡、內存都很高端的PC系統，只需要配置1～2臺滿足硬件需求的服務器就可以滿足需求。

綜上所述，相比傳統的機房桌面虛擬系統具有十分明顯的優勢，是未來發展的必然趨勢。市場上桌面虛擬化的主要構架有兩類，一類是傳統主流的VDI（VirtualDesktop Infrastructure），即虛擬桌面基礎構架（圖2）;另一類是近幾年興起的IDV（IntelligentDesktopVirtual-ization），即智能桌面虛擬化（圖3）。

5桌面虛擬系統的選擇

IDV和VEI構架都有著各自的優點和劣勢，VEI構架的優勢在于以下幾點：

（1）移動性強。不收地域限制，支持多種終端，例如平板、手機、PC、筆記本電腦等。無論在哪里都可以利用多種設備進行訪問。

（2）符合現代云計算構架設計。通過一臺服務器虛擬若干個虛擬桌面最大化服務的利用率，通過多臺服務器集群化實現桌面用戶可擴展性。所有桌面數據全部存儲在服務器上，服務器通常部署在數據中心。

（3）集中管控。一名管理員可以管控上千臺云桌面。發布桌面等復雜工作完全由機器去完成，管理員只需要下達指令即可;另外管理員可以控制桌面用戶的外設接口，設置白名單或黑名單，甚至在網絡暢通情況下，遠程登錄用戶桌面解決問題。

（4）數據安全性高。用戶端只是桌面圖像接受端，而所有數據都會保存在云端。VDI云計算基礎架構有很多數據保障的措施，如副本技術，EC技術等，都能保障數據安全可追溯。

VDI構架的劣勢主要有以下幾點：

（1）建設成本高。需要依托強大的CPU和消耗大量內存，所以在服務器采購花費上較高。同時，用戶還需要采購VDI終端，投資較大。

（2）過度依賴網絡環境。對網絡的依賴主要體現在帶寬和延時上，體驗遜于局域網。另外斷網后VDI桌面將無法使用。

（3）技術復雜。技術源于云平臺相關技術。比如在相當復雜的openstack云平臺上架構VDI，對管理者挑戰極大。

（4）用戶體驗差，場景受限。過度依賴網絡加上集中式架構，在規模用戶環境下，用戶體驗大受影響。目前3D虛擬化技術雖然能夠解決VDI桌面端3D軟件及游戲支持，但用戶付出的成本大大高于PC機。

IDV構架的優勢主要有以下幾點：

（1）分布式虛擬桌面技術，桌面系統理論上可以無限擴張。采取分布式計算，并集中和簡化管理、部署功能。得益于流行的“邊緣計算”思路，虛擬桌面充分利用終端的硬件資源，每個終端都是虛擬桌面節點，桌面系統理論上可以無限擴張。

（2）支持離線。采用終端虛擬化技術，數據存放終端，不受網絡影響，斷網亦可訪問。

（3）用戶體驗好。IDV桌面體驗與物理終端設備體驗相當，接近本地體驗效果。

（4）成本可控。主要成本來自于桌面終端成本，服務器端只是控制和管理，無需承載桌面，成本相對VDI架構大幅降低。

IDV構架同樣也有劣勢，主要在以下幾個方面：

（1）不支持移動辦公。對終端依賴性較大，用戶通常與終端綁定，不能像VDI桌面一樣在任意地點訪問桌面。

（2）數據安全性相對較低。數據存放于終端，安全性相對脆弱。雖然Intel采用了多種技術來強化安全性，但技術實現過于復雜，甚至會影響體驗。

（3）維護相對不便。DV桌面對終端有依賴性，獲取高性能就需要高的硬件配置，這對終端硬件質量和穩定性提出更高要求。一旦出現故障，管理人員需要介入處理恢復桌面和用戶數據的流程。如果是終端跨因特網環境，終端維護則更加棘手。

結合以上的分析，在選擇構建桌面虛擬系統時需要明確以下幾點問題：①預算是否充足。②安全性需求。③集中管控需求。④移動性需求。⑤硬件要求。如果構建機房時預算充足、注重移動性、對硬件要求不高、對安全性和管理效率有較高要求，可以選用VDI方案。當前，VDI虛擬桌面在教育行業、普通企業辦公環境中已經有很多應用。如果需要運行大型軟件，對管理效率和安全性有一定要求，預算又不高，那么可以采用IDV方案。因此，在高職院校園林設計類專業構建機房時，IDV方案是更加有效和更加切實可行的方案。

6結語

虛擬桌面系統可以為高職院校的機房建設帶來較大的變革，雖然虛擬桌面技術本身已經十分成熟，但是在具體應用方面還存在著一些問題，還需要在其各個方面不斷進行技術改進，以滿足社會發展的需求，贏得更廣闊的發展空間。