高校智能云機房管理模式研究

王佳

遼寧師范大學(xué) 計算機與信息技術(shù)學(xué)院

一、傳統(tǒng)機房模式存在的弊端

（一）運營維護難度大

隨著計算機軟硬件的高速發(fā)展，計算機教學(xué)成為現(xiàn)代教學(xué)過程中必不可少的教學(xué)手段，高等院校機房多，終端PC機數(shù)量龐大，傳統(tǒng)的PC機房都是單獨管理，沒有進行集中管理，在系統(tǒng)制作、軟件安裝以及日常維護檢查等工作都會消耗機房維護人員大量的時間和精力。在機房使用過程中，遇到硬件發(fā)生故障時，則需要花費很大精力和財力更換配件。機房的電腦每節(jié)課都會被不同學(xué)生使用，常常會因為U盤的插拔和網(wǎng)絡(luò)下載導(dǎo)致病毒泛濫。計算機的運行速度會變慢，應(yīng)用軟件使用的體驗感也逐漸變差。一部分共同課機房除了需要承擔(dān)教學(xué)上機，還要承擔(dān)全校學(xué)生的期末上機考試以及一些社會類上機考試，一般情況下這種類型考試都需要部署單獨的系統(tǒng)或軟件，有些考試還需要在系統(tǒng)開放不設(shè)置保護的環(huán)境下進行。機房在周一到周五的時間要承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，考試環(huán)境的部署只能利用空余時間來進行。

（二）終端部署同傳耗時長

高校計算機各種機房普遍存在規(guī)模大以及終端數(shù)量多的特點，為了滿足任課教師的使用需求，每學(xué)期上課前都需要對各個終端進行鏡像的維護。每學(xué)期開學(xué)前，聯(lián)系所有任課教師，收集所有課程軟件，每個機房重新安裝軟件進行軟件環(huán)境的設(shè)置更新，安裝軟件不同，時間也不相同，專業(yè)課軟件安裝需要一小時，軟件安裝成功之后，對軟件環(huán)境進行測試，看是否和原有系統(tǒng)兼容，測試時間約半小時。這樣繁瑣的工作需要消耗機房管理員大量精力和時間，導(dǎo)致工作效率極低。傳統(tǒng)的計算機機房大多采用安裝硬件還原卡，首先要將一臺主機作為發(fā)送端，安裝好新的軟件環(huán)境，將所有計算機開機作為接收端，進行網(wǎng)絡(luò)同傳操作，完成更新。在網(wǎng)絡(luò)同傳操作時會出現(xiàn)一些問題，比如：同傳速度慢，快則3小時慢則十多個小時，耗費時間。機房管理員通常一人負責(zé)三四個機房的維護工作，還有些舊機房是沒有網(wǎng)絡(luò)同傳功能的，在更新軟件的時候就更為麻煩，需要每臺電腦進行重新安裝，操作繁瑣維護耗時，效率更低。

（三）兼容性差，易脫管

教學(xué)是公共機房日常重要業(yè)務(wù)之一，教學(xué)過程中教師需要使用教學(xué)管理軟件進行管控。教學(xué)管理軟件常用的功能：課堂管理、限制U盤使用、網(wǎng)頁瀏覽、程序應(yīng)用及舉手發(fā)言等。遠程監(jiān)控、遠程輔導(dǎo)、遠程關(guān)閉學(xué)生端程序等。高校教學(xué)需要安裝的各類軟件很多，兼容性很重要。教學(xué)軟件功能要滿足教師授課要求，并兼容系統(tǒng)多種教學(xué)軟件。傳統(tǒng)的機房方案在系統(tǒng)上安裝防火墻和殺毒軟件不但會影響教學(xué)管理軟件的使用，而且也很容易被學(xué)生破解，導(dǎo)致學(xué)生機脫離教學(xué)管理，甚至因為硬件不兼容導(dǎo)致教學(xué)軟件無法使用，頻繁報錯影響教師的正常授課。

二、云計算技術(shù)

（一）云計算技術(shù)概述

云計算是與信息技術(shù)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一種服務(wù)，云計算把許多計算資源集合起來，通過軟件實現(xiàn)自動化管理，只需要很少的人參與，就能讓資源被快速提供。云計算具有高靈活性、可擴展性和高性比，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)擴展，按需部署，有利于對資源的負載、使用情況進行管理。

（二）云計算技術(shù)在機房管理中應(yīng)用

云桌面是虛擬化和云計算技術(shù)的一種典型應(yīng)用，又稱作桌面虛擬化，是替代傳統(tǒng)電腦的一種新模式。采用云桌面技術(shù)，用戶無需再購買電腦主機，主機所包含的CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡等組件全部在后端的服務(wù)器中虛擬出來。VDI（VirtualDesktopInfrastructure）虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)采用集中存儲、集中運算。客戶端接收操作系統(tǒng)環(huán)境，數(shù)據(jù)運算都集中在服務(wù)器端管理。VDI架構(gòu)依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、對服務(wù)器配置要求較高，以及學(xué)生機顯示器還需配置一個云終端，投入成本較大。IDV（IntelligentDesktopVirtualization）智能桌面虛擬化架構(gòu)采用集中存儲、分布運算，系統(tǒng)鏡像存儲在服務(wù)器端，支持離線運行本地虛擬機，客戶機可直接運行用戶虛擬機界面。IDV架構(gòu)又因為其能夠有效避免VDI架構(gòu)下對服務(wù)器存儲的巨大需求以及對網(wǎng)絡(luò)帶寬的嚴重依賴，具有一定的靈活性及高性能，得到廣大用戶推崇。

（三）IDV云桌面

Intel提出了智能桌面虛擬化IDV的概念，通過低功耗廉價CPU對于虛擬化的更好支持，配合支持本地虛擬化的軟件，實現(xiàn)了集中管理，分布式計算的效果，大幅提升了桌面虛擬化的性能。

教師顯示部分通過使用投影配合同屏軟件，在老師講解PPT的時候，后面的學(xué)生也可以看到。上機實際操作時候，投影可配合顯示上機題目要求等信息。中央控制部分可以實現(xiàn)一鍵上下課、控制投影、功放、大屏和教師機，方便使用。設(shè)置視頻源切換、老師若自帶筆記本電腦可接入使用，拓展功能更加靈活。

三、云桌面管理模式的優(yōu)勢

（一）統(tǒng)一管理

云桌面部分采用多教室的統(tǒng)一管理的方法，通過云主機，連接云終端，實現(xiàn)基于IDV的云桌面架構(gòu)。機房的管理者通過云主機的WEB管理端實現(xiàn)對多個教室的統(tǒng)一管控。在云主機上通過設(shè)置虛擬教室對應(yīng)現(xiàn)實中的PC機房，通過IP地址范圍設(shè)定。

（二）終端部署更新快

云桌面部分的運營與維護功能的實現(xiàn)，可以通過鏡像統(tǒng)一下發(fā)，支持多個系統(tǒng)，實現(xiàn)10分鐘高效率部署。使用服務(wù)端發(fā)布更新鏡像，利用差異鏡像分組更新，可以降低重復(fù)更新數(shù)據(jù)，減少骨干網(wǎng)絡(luò)占用。采用分級下載技術(shù)，從而加速本地相同數(shù)據(jù)拷貝，同時也減少服務(wù)端得帶寬壓力。經(jīng)過與傳統(tǒng)方式的對比，云桌面部分可以10分鐘部署60臺終端。

通過增量更新的功能，可以在更新鏡像時，終端下載“種子”文件，該文件記錄分塊信息，通過比對前后兩次分塊信息，知曉“差異”部分，從而只下載差異內(nèi)容。每次開機時都會去服務(wù)器比對，只對有變化的片段進行下載。云桌面發(fā)揮更高性能，透傳性能更好。硬件透傳，性能無損失。外設(shè)透傳，兼容性更好。硬件配置上，核心顯卡滿足高性能使用需求，

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考試鏡像功能可以提前制作好考試鏡像并且下發(fā)，以便考試前再下發(fā)來不及處理。為避免考題泄露，可通過隱藏鏡像將考試環(huán)境隱藏起來，可以禁網(wǎng)和禁USB功能，并且終端和主機上都可以保留考試數(shù)據(jù)。考試維護變得簡單，只需要登陸管理平臺，選擇考試鏡像，安裝應(yīng)用軟件，保存鏡像，一鍵統(tǒng)一下發(fā)，快速實現(xiàn)統(tǒng)一部署下發(fā)，考試結(jié)束后快速恢復(fù)教學(xué)環(huán)境。斷網(wǎng)也不影響考試，即使服務(wù)器宕機、網(wǎng)絡(luò)中斷，教學(xué)和考試業(yè)務(wù)仍然可以正常開展，不受影響。

（三）兼容性好，易管理

云桌面促進了教學(xué)效率的提高。專屬教學(xué)平臺、管理平臺與教學(xué)管理系統(tǒng)，操作步驟簡單。可以實現(xiàn)一鍵開啟學(xué)生機環(huán)境，多個系統(tǒng)環(huán)境可供選擇，一鍵關(guān)閉學(xué)生機，一鍵關(guān)閉云課堂。教師在上課時可統(tǒng)一控制，可以對學(xué)生桌面實現(xiàn)強管控，對于上課和考試時的行為管控更加嚴格。如服務(wù)器連接中斷，也依然可以運行，因為鏡像和硬件資源都在云終端本地。

四、結(jié)語

通過高校智能云機房管理模式的探究，在高校機房管理和維護過程中，使用IDV云桌面技術(shù)，可以簡化管理維護，實現(xiàn)多間機房統(tǒng)一管理，多策略鏡像分發(fā)，終端系統(tǒng)不需要管理維護。高性能的云桌面以及專業(yè)的教學(xué)互動軟件，操作簡單容易，提高了教學(xué)效率。教師在課堂上更容易對學(xué)生的上機行為進行管控，云機房模式通過對現(xiàn)有資源的整合，很好的促進了高校信息化教學(xué)的進程。