云桌面計算機機房的建設探究

封伯燕

摘 要：一直以來，在各大院校或者教育培訓機構中，計算機機房是必不可少的基礎教育設施，而機房的建設普遍使用主機加顯示器，或者一體機等形式的具有獨立運算能力的計算機終端來布置。近年來，隨著大數據技術不斷發展及各種云計算技術的成熟運用，以云桌面形式出現的新型機房大規模實地布置，使傳統機房與云桌面機房的新建成為不可避免的問題，文章通過對比兩種機房建設的優缺點進行分析，解決機房建設過程中選擇方式帶來的困擾。

關鍵詞：機房;建設;云桌面

1 云桌面機房的建設思路

為更好滿足學校專業機房的建設需求，本文通過對教師和學生的上機需求進行了分析，總結出用云桌面解決計算機機房建設的方案。簡化管理、性能卓越、安全可靠、促進教學是云桌面機房建設方案的四大核心構成理念。根據每個學校對公共使用計算機機房的不同性能需求為主要依據，同時可滿足更多課程使用專業軟件的方式，提出以智能云桌面終端加云端管理主機的云桌面計算機機房建設方案。本方案既滿足了師生在專業課程實施及實訓要求的同時，也能更好地提升師生上機體驗的滿意感。在設備運行維護方面，使用云桌面計算機機房可以大大地降低設備的運維難度，降低維護配件的積壓成本，并能起到節能減排，綠色環保的功能。既滿足了日常上課對于設備性能的要求，又能根據教學內容的不同，靈活地提供多種教學系統鏡像，并可進行實時切換。

在日常教學過程中，智能云桌面終端的高性能滿足圖形圖像處理軟件等各種大型專業軟件對硬件的需求，能保障其流暢運行;對網絡依賴小，設備性能可靠度高。云桌面的虛擬化具有易管理、易維護的特性，同時可以支持高校教育教學中各種復雜應用軟件的需求。在學校專業機房中使用智能云桌面終端設備既可滿足高校機房各種應用對硬件的需求，也能實現多間機房通過一臺云主機進行統一管理，從而提高師生在云桌面環境下較高信息處理能力的體驗感受。將云計算技術融入課程教育教學過程，實現集中式的機房管理、智能化的課程教學效果，達到節能減排、簡捷機房系統部署等目標，并將學校專業機房帶入云的時代。

2 ? 傳統機房面臨的問題

傳統機房一直以來普遍使用的是具有獨立運算能力的單臺個人計算機終端。根據不同的使用環境及功能、建設造價預算等實際情況，單臺計算機終端在性能與功能上都能滿足建設要求，這種建設方式已經被各個學?；蛘邫C構中沿用了幾十年。但是，隨著大數據技術不斷發展及各種云計算技術的成熟運用，從節能環保、建設成本、建設周期等方面考慮，單臺計算機終端現已不是當今最理想的機房建設解決方案。綜合本校傳統機房的實際使用情況，歸結出傳統機房目前存在以下6個問題。

（1）學校的計算機機房面向全校所有專業的師生服務，根據專業需求的不同，機房需要安裝多種專業教學軟件，這些軟件隨著版本的升級對使用的硬件環境的要求也越來越高，傳統的計算機終端因其硬件升級問題，很難滿足實際的教育教學需求。

（2）不同學科對教學軟件需求不同，并存在需求多樣性、復雜性的問題，傳統機房采用多操作系統模式，不利于計算機終端的穩定。

（3）在教學環境部署問題上，存在教學應用軟件相沖突，應用軟件更新不及時，系統運行緩慢等問題。

（4）對于系統切換問題，因不同使用場景，需要在日常教學、各類專業考試、評卷等應用系統中切換，勢必增加工作量，且在多操作系統之間進行切換往往會出現大面積故障。

（5）計算機終端維護問題，目前學校機房平均有450臺以上的計算機終端，存在因學生的不規范使用、感染病毒等產生的問題。

（6）機房管理人員問題，目前存在維護人員嚴重不足的情況，面對出現大面積故障而無法短時間內完成處理。

3云桌面機房的建設

結合學校的實際情況，以建設優質學校為契機，推動學校機房數字化建設，將云計算技術運用至云桌面計算機機房建設中，用智能桌面虛擬化解決方案代替傳統計算機終端，通過虛擬化管理，不但保留了傳統桌面的功能，實現了計算機終端維護的便利性，而且在性能上也與同配置的計算機終端不相上下，滿足各課程教學對計算機機房的需求。通過云主機+若干臺智能云桌面終端的方式，實現了云主機統一管理，也達到了單臺云桌面計算機的性能，既可以支撐各種專業設計軟件的使用，如PS、CD等[1-3]，又能滿足復雜應用的需求。使用云桌面計算機系統自帶的多媒教學管理軟件控制學生的教學桌面，可避免傳統機房中使用的第三方軟件不兼容問題，從而大大降低了師生使用的難度，實現了教學節奏的優化、上課體驗感的提升，達到節能減排的效果，最終促進了學校打造信息化管理和服務的綠色校園。

3.1 總體架構設計

云桌面機房是由管理層、虛擬化層和客戶端層組成，? ? ? 3個層面實現緊密結合，為學科教學提供安全、可靠的教學環境。采用智能云桌面終端設備，能大大地降低硬件使用故障率。同時，本地終端具備的計算、存儲能力，可以獨立支持復雜應用軟件的需求。智能云桌面終端設備具備圖形處理器性能，能滿足圖形圖像軟件運行處理的需求。

在虛擬化層，由運營商根據用戶的需求開發或者提供的成熟的虛擬化平臺或者資源集成，通過虛擬桌面服務，在智能云桌面終端上運行;通過虛擬化平臺為智能云桌面終端提供云桌面服務，并通過調用云桌面終端的物理硬件，實現將硬件資源直接傳輸到虛擬機當中，讓虛擬機擁有與真機同樣的物理硬件性能。同時，可以在智能云桌面終端同時儲存多種系統鏡像，使用者在使用的時候能實現快速切換到任一系統，最終解決了教學過程中對多系統切換的需求。智能云桌面終端搭載的虛擬化層可以獨立運行虛擬機，不依賴云主機性能。另外，通過虛擬化層的關機即還原的機制，可以讓機房短時間內恢復到初始環境，大大增加了管理便利性，并有效地降低了故障出現的幾率[4]。

云主機的Web平臺的管理功能可以實現對教學環境、智能云桌面終端、存儲、教學終端配置等方面的統一管理;也可以實現同時對一間機房內所有的云桌面終端或者多間機房的云桌面終端進行統一管理[5] 。

3.2? 具體實施

云桌面機房建設方案的核心構成是使用云桌面管理主機和智能云桌面終端設備通過網線相連接，教師、學生用機同樣使用智能云桌面終端，無需再單獨購買計算機。在云桌面管理主機中制作多種教學鏡像模板的同時，將教育教學中所需要的教學軟件安裝在云桌面管理主機的各種對應的教學鏡像中，然后以機房為單位，根據實際課程教學需要下發不同的課程教學鏡像，教師機的鏡像環境可以不同于學生機的鏡像環境。在開啟云桌面終端后，用戶只需要選擇相應的教學環境即可實現快速進入。如果教師需要在課上將教學環境進行集中切換，只需要通過教師機上的教學管理軟件對學生機進行集中控制并完成切換，實現一鍵切換。教師點擊“下課”，所有學生端的虛擬機進入釋放環節并再次進入鏡像選擇環境。同時所有的云桌面終端的操作記錄、運行情況、系統監控等均可以通過云課堂管理主機進行集中管理。管理員均可通過Web圖形化管理界面一覽無遺，統一運維。面對用戶的使用場景時，可從以下4點出發。

（1）集中管理多機房：智能云桌面終端存在故障率低的優勢，能大大降低硬件維修工作量。通過云管理主機對若干終端實行集中管理的功能，為機房管理員降低了教學環境安裝、維護的工作量。

（2）選用虛擬化平臺：虛擬機關機重啟后，虛擬機系統會被依次刪除，不會存在病毒遺留等問題，另外學生虛擬機每次都是一個新的實例，大大降低了因長期上課或者機器使用年限長而導致的體驗差、速度慢等問題的出現幾率。

（3）制作鏡像：以一個計算機機房為單位，在該機房內結合實際教學環境的需要制作一個相對應的虛擬機，在虛擬機中安裝操作系統、教學應用軟件和教學管理軟件，滿足正常教學的基本條件后，將虛擬機保存封裝成鏡像模板并根據實際需要命名，在使用相關課程教學時，云桌面終端直接調用該鏡像系統就可保證正常上課。

（4）系統應用兼容性：云智能終端將傳統計算機終端的各個組成部件集成在主板中，減少了各部件的接觸故障率，在相同型號的配件使用過程中具有良好的信息處理性能，能滿足PS、CD、CAD等應用軟件及高清視頻播放等功能。

4 云桌面機房的建成與使用

4.1? 機房一鍵配置、輕松管理

機房的管理能真正實現批量化、制動化和智能化，可以實現定時開關計算機終端;管理員可通過一鍵開啟/關閉計算機，減少了學生重復手動開關機給智能終端的物理按鍵帶來磨損。也可以針對部分智能終端進行開關機操作，以延長終端壽命?？赏ㄟ^批量配置桌面，采用還原/非還原模式，大大提高計算機系統維護的便利性及維護效率。

4.2? 設備安全穩定、可靠

智能終端與傳統計算機的區別在于，智能終端是一體化設備，這是它最大的一個特點，它將傳統計算機的各種部件全部都集成在主板上，無接插件，這樣就減少各配件接口產生的故障，大大降低設備的故障維護率，從而提高設備的使用率和體驗效果。可實現對智能終端實時在線情況查看，快速了解哪些沒有連接上管理主機，從而確定是否存在故障。

5 結語

隨著智慧校園建設的推進，大數據+云計算不斷升溫，基于“云”的應用場景正在不斷擴大，在機房建設總預算不變的前提下，建設云桌面計算機機房是首選。它以較低的成本和較高的可靠性正在逐步占領各大教育及培訓機構。它的高兼容性特性，可將現有教學系統和應用需求平穩過渡到云桌面終端環境上，不會給教師和學生帶來使用上的差異感。它的管理特性與易用性，決定了云桌面終端計算機使用更簡單，在管理維護量上明顯優于傳統計算機。在整個使用過程中，管理員用在系統安全的維護和數據的保護上的時間少于傳統機房維護的時間，學生也不需要了解后臺的工作原理或者采用的軟、硬件平臺，教師可以更輕松地上課，從而大大提高了使用者的體驗感受。

[參考文獻]

[1]徐燕雯.基于KVM的桌面虛擬化架構設計與實現[D].上海：上海交通大學，2012.

[2]賈敏瑞.超融合在高校私有云建設中的研究與實踐[J].電腦知識與技術，2018（15）：38-39.

[3]史家俊.高校云機房建設方案的研究與分析[J].信息記錄材料，2020（10）：189.

[4]王光燁.云機房與傳統機房的分析比較[J].科技與信息，2020（6）：104-105.

[5]王磊.基于云計算的公共機房云課堂管理平臺構建研究[J].信息與電腦，2019（19）：236-237.

（編輯 傅金睿）