云桌面技術(shù)在應(yīng)用型本科高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用

崔云飛 熊溪

摘要：應(yīng)用型本科高校，定位為應(yīng)用型，是在傳統(tǒng)本科教學(xué)的模式下不斷進(jìn)行教學(xué)改革，在傳統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了行業(yè)前沿的實(shí)習(xí)實(shí)踐。本文以某應(yīng)用型本科高校為例，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理模式已無法滿足實(shí)際發(fā)展需要，必須利用新技術(shù)、新手段解決傳統(tǒng)模式下出現(xiàn)的管理困難。云桌面技術(shù)，能夠幫助高校在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理過程中提高效率、提高教學(xué)質(zhì)量、滿足不同教學(xué)模式需求、降低成本?？梢詫?duì)高校尤其是實(shí)際運(yùn)用場(chǎng)景更復(fù)雜的應(yīng)用型本科高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理工作的提升提供新思路。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科高校;實(shí)驗(yàn)室管理;云桌面技術(shù)

該校自搬入新校區(qū)以來，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室共分六期建設(shè)，計(jì)算機(jī)由原有的380臺(tái)，增加到1400余臺(tái)，共計(jì)四個(gè)品牌，7種配置，在軟硬件性能上存在較大差異。在日常維護(hù)中，需要針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)室、不同型號(hào)的機(jī)器做不同配置，需要備多品牌、多型號(hào)的備件，以備更換。給管理人員帶來更高的技術(shù)要求、管理要求。同時(shí)各高校專職管理人員配備不足，通常出現(xiàn)1名管理人員管理多個(gè)甚至全部計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，幾百上千臺(tái)終端，造成管理人員超負(fù)荷工作，工作效率低，給教學(xué)造成一定程度的影響，給實(shí)驗(yàn)室管理造成困難。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)全校所有課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐外，還承擔(dān)有行業(yè)培訓(xùn)考試、全國(guó)性考試、競(jìng)賽、黨建考試、學(xué)生素質(zhì)類考試，同時(shí)承擔(dān)大量校外培訓(xùn)。為滿足不同使用的需求，需要在緊張的硬件配置條件下，安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，在不同的操作系統(tǒng)中安裝不同的應(yīng)用軟件，造成軟件安裝困難。

隨著課程改變、教材改變、行業(yè)變化，教學(xué)用的軟件也隨之不斷變化。當(dāng)遇到軟件更新，傳統(tǒng)模式下需針對(duì)每間實(shí)驗(yàn)室、每個(gè)型號(hào)的實(shí)驗(yàn)室分別做同傳。此外同傳功能受網(wǎng)絡(luò)傳輸、交換機(jī)型號(hào)、網(wǎng)絡(luò)模塊、網(wǎng)卡、硬盤讀寫速度等方面的影響，傳輸?shù)乃俣纫话阍?00M/min-800M/min左右，甚至更低。當(dāng)傳輸軟件達(dá)到幾十G時(shí)，就需要傳輸很長(zhǎng)時(shí)間，在傳輸過程中，如果出現(xiàn)斷電或網(wǎng)絡(luò)故障，則會(huì)造成整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)崩潰，造成教學(xué)事故。

現(xiàn)有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室模式下，每當(dāng)遇到大課時(shí)量的實(shí)訓(xùn)課程時(shí)，必須限制在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中。如與課程沖突，就需另行安排課下維護(hù)時(shí)間，給實(shí)訓(xùn)課程帶來困難的同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間占用維護(hù)的時(shí)間，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而維護(hù)的時(shí)間隨之延后，導(dǎo)致管理效率低。

隨著傳統(tǒng)PC機(jī)使用年限的增長(zhǎng)，機(jī)器故障率升高，維修的成本逐年上升，為學(xué)校帶來很大筆維修開支。同時(shí)，硬件設(shè)備會(huì)逐漸落后，需要對(duì)每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，花費(fèi)巨大。

國(guó)家“十一五”規(guī)劃提出節(jié)能減排的政策，但傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，大量計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同時(shí)工作，一臺(tái)傳統(tǒng)PC機(jī)（主機(jī)、顯示器）的能耗在200W-250W左右，以功耗200W，每天工作8小時(shí)，1400臺(tái)計(jì)算機(jī)為例，共計(jì)耗電2240度。電力資源消耗巨大，不符合國(guó)家“節(jié)能減排”政策要求。

“云桌面”通常又稱作是桌面虛擬化，是代替?zhèn)鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)的一種新模式。云桌面技術(shù)是采用分布式處理技術(shù)，本地只需一臺(tái)胖客戶端或瘦客戶端，主要依托遠(yuǎn)端服務(wù)器，將遠(yuǎn)程服務(wù)器的硬件資源（CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡）虛擬出來，通過網(wǎng)絡(luò)映射到本地客戶端，達(dá)到通過一臺(tái)服務(wù)器虛擬成N臺(tái)PC機(jī)，用戶通過云桌面協(xié)議訪問使用虛擬出的PC機(jī)。

3.1.1資源易分配，節(jié)約成本

云桌面在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用，依托于遠(yuǎn)端服務(wù)器的配置，通常一臺(tái)服務(wù)器根據(jù)實(shí)際需求可以搭載25-50個(gè)客戶端虛擬機(jī)。將服務(wù)器的硬件資源長(zhǎng)時(shí)間不間斷通過虛擬化技術(shù)映射到本地，而本地客戶端僅僅需要一臺(tái)胖客戶機(jī)或瘦客戶機(jī)即可。在實(shí)際課程中，可根據(jù)不同的課程需求、應(yīng)用軟件需求隨機(jī)切換不同操作系統(tǒng)鏡像，為不同計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室分配不同資源，實(shí)現(xiàn)資源隨機(jī)分配，提高資源利用率。

3.1.2統(tǒng)一管理，維護(hù)簡(jiǎn)單，提高教學(xué)質(zhì)量

云桌面的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)多實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一管理。在服務(wù)器中根據(jù)不同需求建立不同軟件鏡像，學(xué)生在上課時(shí)通過連接對(duì)應(yīng)的虛擬桌面，而在客戶端不需像傳統(tǒng)PC機(jī)一樣安裝、同傳軟件。

因所有的軟件資源全部部署在服務(wù)器端，當(dāng)操作系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障、系統(tǒng)升級(jí)、安全更新、應(yīng)用軟件增加修改升級(jí)時(shí)，只需管理員在后臺(tái)很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)至所需狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)一個(gè)管理員就可以在后臺(tái)管理所有實(shí)驗(yàn)室云桌面虛擬機(jī)，完成客戶端狀態(tài)監(jiān)控、集中管理、并能夠快速準(zhǔn)確找到故障機(jī)及時(shí)處理。從而提高管理員工作效率、提高教學(xué)質(zhì)量。

3.1.3打破實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)時(shí)空限制， 提高學(xué)習(xí)積極性

作為理工類高校，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程課時(shí)多，涉及人數(shù)多，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室利用率居高不下。而云桌面實(shí)驗(yàn)室不受時(shí)間地域限制，只要學(xué)生客戶端能夠連接網(wǎng)絡(luò)就可以在任意時(shí)間，任意地點(diǎn)，登錄個(gè)人云桌面就可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，讓學(xué)生想學(xué)就有環(huán)境，而不是必須在課堂上完成布置的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

3.1.4利舊容易，節(jié)省資源

隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，軟件的不斷升級(jí)，硬件設(shè)備已逐漸無法滿足當(dāng)下大型軟件的運(yùn)行環(huán)境，傳統(tǒng)硬件設(shè)備就會(huì)面臨淘汰，這將為學(xué)校造成很大損失，并且需要花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)去新建實(shí)驗(yàn)室。云桌面技術(shù)的應(yīng)用可以很好的解決這一難點(diǎn)，只需在本地傳統(tǒng)PC上安裝并不占用空間的虛擬客戶端，利用服務(wù)器服務(wù)器資源完成就設(shè)備的利舊。

3.1.5節(jié)能減排，響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略號(hào)召

建設(shè)利用云桌面技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室也是響應(yīng)國(guó)家在“十一五”規(guī)劃綱要中提出“節(jié)能減排”的號(hào)召，虛擬實(shí)驗(yàn)室的功耗一般為傳統(tǒng)PC實(shí)驗(yàn)室的1/10左右，既為學(xué)校減少運(yùn)行成本，又響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的政策號(hào)召。

3.2.1服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)資源依賴大

云桌面的本質(zhì)是利用虛擬化技術(shù)將服務(wù)器資源通過網(wǎng)絡(luò)映射到本地客戶端完成教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)，因此對(duì)服務(wù)器資源及網(wǎng)絡(luò)資源要求大，如果服務(wù)器資源或網(wǎng)絡(luò)資源不足、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障，就會(huì)出現(xiàn)卡頓、無法連接、無法啟動(dòng)遠(yuǎn)程桌面等問題。

3.2.2圖形化要求高，增加成本

目前限于顯卡成本昂貴，無法大量完成顯卡虛擬化。因此對(duì)圖形化要求有較高的需求的學(xué)校、專業(yè)，需考慮是否建設(shè)云桌面實(shí)驗(yàn)室。

云桌面技術(shù)很好的解決了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的使用、維護(hù)弊端，能夠大大提高管理效率、減少教學(xué)事故的發(fā)生。但其對(duì)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器要求較高，且無法很好解決圖形虛擬化的劣勢(shì)，也將是建設(shè)中必須考慮的問題。

總之，云桌面技術(shù)為建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室提供了新的思路，雖然還存在不足，但只要我們平衡好需求與建設(shè)條件，其終會(huì)更好的服務(wù)于教學(xué)活動(dòng)。

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崔云飛，1990.9，男，漢族，河北張家口人，本科，初級(jí)，研究方向：云計(jì)算方向;通訊作者：熊溪，199408，男，漢，貴州畢節(jié)人，本科，中級(jí)，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。