云桌面技術在高校計算機實訓室建設管理中的應用研究

楊鑫

關鍵詞：云桌面；計算機實訓室；管理；云端；終端設備

1云桌面技術的內涵

云桌面技術是虛擬化和云計算時代的典型應用，在數據中心的云服務器上能夠生成大量獨立的虛擬桌面操作系統，一臺高性能的服務器可以虛擬1～50臺不等的虛擬主機，將傳統的計算機主機中的各種物理設備進行虛擬化處理，在虛擬桌面可進行集中式的統一管理，大大提高了用戶的使用體驗。在云服務器能夠對終端進行操控，并且為終端提供計算和儲存服務，用戶利用PC機、手機或平板電腦等終端，并借助網絡即可訪問云桌面系統，還可以根據自己的需求完成實驗操作、在線考試、信息儲存等操作，以滿足不同用戶的使用需求。云桌面技術在高校計算機實訓室中的應用，可有效降低設備的采購成本，因為云桌面技術對終端要求不高，用戶使用終端即可通過網絡訪問云桌面進行各種操作，所以大大降低了采購成本。運行維護人員在云桌面即可實現對各項用戶信息的統一儲存和管理，包括對系統的升級、備份和安全防護等操作，大大提升了維護管理效率。不同專業的學生通過終端訪問云桌面，可滿足學生的多元化需求，有效提升資源的利用效率，為高校教學實訓和在線考試等操作提供了巨大的便利。

2高校計算機實訓室建設管理現狀

2.1維護管理難度大

計算機實訓室承擔著高校教學、實訓、模擬仿真實驗、在線考試等重要任務，為了滿足各種教學任務的需求，需要配置數量較大的計算機。尤其是在高校擴招后，學生數量增加，也增加了對計算機的需求量。現階段，對于沒有使用云桌面技術的計算機實訓室，基本都是依靠維護管理人員對計算機進行維護管理，包括各種軟件的安裝、調試、升級、殺毒等操作，對硬件設備的維護檢查，都需要逐個操作，需要耗費大量的時間和精力，且維護管理效率較低。在維護管理人員數量有限的情況下，要對所有的計算機進行軟件安裝或者升級等操作，就會對教學進度產生一定的影響。

2.2軟硬件配置低

在高校計算機實訓室建設環節，一般都會選擇配置PC機，受到成本控制的影響，PC機的配置通常都較低，僅僅能夠滿足基礎的教學需求。隨著PC機使用時間的延長，CPU、硬盤空間、顯卡等設備都會出現性能下降的現象，無法滿足實訓教學的需求。在計算機實訓室承擔較多教學任務時，單臺計算機需要安裝的操作系統和軟件程序會逐漸增加，在硬件配置較低的情況下，計算機無法承載過多的軟件安裝，就會出現軟件安裝運行沖突，同時軟件較多導致機器運行速度降低和卡頓，軟件升級不及時等現象，嚴重影響計算機實訓教學的正常開展。尤其是在我國推進教育教學現代化和信息化改革的背景下，對計算機的性能有了更高的要求，所以在軟硬件配置方面需要進一步改善。

2.3安全防護難度大

計算機實訓室一般都采用局域網的形式，由于局域網結構比較單一，因此，單臺計算機受到病毒攻擊后，很容易會通過網絡傳播的方式入侵局域網中的其他計算機。為了保證計算機的正常運行，維護管理人員需要定期對系統進行檢測和殺毒。但因為計算機實訓室承擔的教學任務較多，每臺計算機的用戶不固定，每個用戶的使用習慣和操作都有一定的差異，所以感染病毒的可能性較大。有些實訓室計算機安裝的殺毒軟件不合格，或者更新不及時，都會對網絡安全產生威脅，直接影響教學工作的正常進行。

2.4設備采購和更換成本高

在計算機實訓室采用PC機的情況下，為了滿足各個專業對系統和軟件的需求，就需要采購硬件配置較高的PC機。而在學生數量增加以及使用計算機實訓室頻率增加的情況下，采購數量也會增加，進而增加了設備的采購成本。而每臺PC機都有一定的使用壽命，在達到使用壽命后，就需要重新更換PC機，期間還會因為硬件損壞的原因更換各種零部件，這些都會耗費大量的資金。所以，傳統的計算機實訓室建設管理模式，需要投入較高的成本，且后期還會不斷投入資金，這是高校計算機實訓室面臨的重要問題。

3云桌面技術在高校計算機實訓室的應用優勢

3.1維護管理效率高

云桌面技術在高校計算機實訓室建設管理中最大的優勢就是能夠實現集中管理，因為實訓室中所有的程序和數據都存儲在云平臺，實訓室管理人員可以在云終端對所有的程序和數據進行統一管理和操作，包括系統和軟件的安裝、調試、殺毒、升級、數據備份等工作，而不再需要對計算機進行逐一操作，進而大大提升了工作效率[1]。

3.2建設管理成本低

應用云桌面技術，對用戶端的設備配置要求較低，用戶端只需要配備顯示器、鍵盤、鼠標和網絡接口，然后領一臺云終端，即可使用云桌面進行實訓學習，而且其設備的使用年限也比傳統設備時限長。用戶端的這種配置方式，大大降低了采購成本。在軟件安裝方面，為了保證實訓教學的順利開展，一般需要購買正版軟件和操作系統，而不同專業都有專用軟件，所以采購軟件成本大幅提升。在使用云桌面技術后，可根據實際需求單次購買各類型的操作系統和軟件，然后在云桌面系統中創建虛擬機鏡像模板，根據需求數量批量生成虛擬機，學生在登錄賬號后下載相應的實訓資源、程序和軟件即可，無需反復購買，大大降低了軟件采購成本。利用云桌面技術還可降低功耗，實現能源節約，降低成本。

3.3資源分配靈活

不同教學任務以及不同的專業，對計算機資源的需求有一定的差異性。在傳統的實訓室建設管理中，為了滿足全部專業的實訓需求，根據預留冗余性能的原則安裝高配置的硬件設備，不僅增加了成本投入，還會造成資源和能源的浪費。使用云桌面技術后，可在服務器對每個終端的操作系統和軟件進行統一部署，根據不同專業來創建課程的個性化虛擬桌面。云桌面系統具有自動分配計算機資源的功能，在用戶提出申請后，可向用戶分配相應的計算機資源，資源分配較為靈活，可滿足實訓教學的實際需求[2]。云桌面技術不僅能為計算機實訓室提供服務，還能使學生通過自己的計算機、智能手機連接到云桌面進行實訓學習，這為高校靈活教學提供了巨大便利。

3.4安全性高

信息和系統安全是計算機實訓室管理的重要內容，傳統的計算機實訓室建設管理模式容易出現安全隱患，造成信息丟失，程序和文件損壞等現象。云桌面技術的應用，可以有效提升安全性。因為所有的數據都儲存在云平臺，在本地沒有任何數據，所以在用戶端無法進行拷貝和刻盤等操作。如果用戶有需求，終端用戶在使用U盤等外接設備時，會對外設數據進行安全校驗，只有通過安全校驗后才能夠為用戶提供服務，且會有選擇性地開放部分訪問權限，以有效保證系統安全。實訓室管理人員在云平臺對所有數據進行保護、殺毒、升級、備份等操作，并對各類數據進行隔離，以防止重要數據和信息的丟失，切實保證實訓室的安全[3]。

4云桌面技術在計算機實訓室建設管理中的應用策略

4.1虛擬化云桌面在高校計算機實訓室中應用的架構

現階段，在高校計算機實訓室建設中常用的虛擬云桌面系統架構主要有VDI虛擬桌面基礎架構、VOI虛擬操作系統基礎架構、IDV智能桌面虛擬化架構、RDS遠程桌面服務架構。每種系統架構都有各自的特點，在適用范圍、使用功能和用戶體驗方面存在一定的差異性，所以在實際應用中，高校應該根據自身的實際需求選擇適宜的系統架構類型，以確保云桌面技術在計算機實訓室建設管理中能夠發揮最大的作用，從而切實提升計算機實訓室的使用效率。

云桌面在計算機實訓室中的應用，主要包括基礎設施層、服務與管理層、前端用戶應用層等。其中，基礎設施層主要包括后臺服務器、存儲設備和網絡交換機等硬件，VDI，RDS或ICA網絡傳輸協議、虛擬化資源池等軟件。通過I/O接口的連接完成計算機虛擬化、數據任務響應和信息整合服務。服務與管理層主要包括身份認證、配置管理、資源管理、權限管理、數據計算、軟件服務、數據存儲、性能監測等模塊，以實現不同的功能。前端用戶應用層主要包括主機申請、人機交互、仿真實驗等模塊，網頁端口和客戶端窗口作為交互渠道，完成用戶的使用需求[4]。

4.2云桌面系統計算資源規劃

為了保證計算機實訓室的高效運行，需要對云桌面系統的計算資源進行系統的規劃，以確保各項配置能夠滿足教學實訓的需求。在系統設計之前，應對學校各類需要使用計算機的課程進行統計，包括基礎課程、專業課程以及在線考試等，通過與各個專業教師的溝通，搜集各類課程需要使用的軟件程序，以及每種軟件有多少學生使用，然后總結出在不同的情境下需要使用的計算資源，以便對服務器的配置數量以及其他各項設施的配置進行規劃。在規劃CPU資源時，要對每個桌面的最小需求進行統計，然后按照1.5倍的容量來計算CUP資源，內存可以按照單個桌面系統4GB計算。為了保證系統的可用性，應遵循冗余需求的原則，額外設置單臺或者多臺物理服務器，以確保發生特殊情況時能夠滿足系統的運行需求[5]。比如，某高校的計算機實訓室在設計云桌面系統計算資源時，如果按照400個虛擬桌面用戶計算，并按照1.5倍容量計算CPU資源，得出在理論層面應配置8臺物理服務器即可滿足所有虛擬桌面的承載需求，但是遵從冗余設計原則，可選擇配置9臺或者10臺服務器。

4.3云桌面技術在計算機實訓室建設管理中應注意的問題

云桌面技術在高校計算機實訓室建設管理中的應用，要根據云桌面技術的特點，制定全新的實訓室管理體系。因為云桌面技術應用時間不長，所以很多高校都是在現有計算機實訓室的基礎上進行改建，此時就需要對原有設備以及新增設備進行合理規劃。從節約成本的角度出發，對于計算機實訓室中原有的硬件設備，要對其進行相應的評估，對于使用年限少于8年以及開機后能夠進入云終端盒子的計算機，仍然可以作為客戶端使用，以充分利用原有硬件設施的剩余利用價值，進而減少成本投入。同時，要統計學生自備計算機的數量，只要向其提供網絡接口即可使用，這種做法可減少新機配置數量，避免設備閑置浪費。從可靠性的角度出發，可分階段對原有計算機實訓室進行改建，每個階段選取部分計算機進行嘗試，在獲得成功經驗后，再分批改建，以確保實訓室改建的可靠性。實訓室管理人員要做好與各個專業教師的溝通，詳細了解各專業課程需要使用的操作系統和軟件程序，然后在云平臺統一批量下載和調試。

5結束語

高職院校傳統的計算機實訓室建設管理模式存在應用效果差、管理效率低下等問題，直接影響高校教學、實訓和在線考試等工作的效果，進而制約了高校現代教學管理和創新人才培養的發展。云桌面技術融合了計算機技術、網絡技術和虛擬技術，通過深度整合服務器虛擬化、桌面虛擬化和存儲虛擬化，并借助云桌面一體機和云終端2種設備，可以創造出多種使用環境。云桌面技術在高校計算機實訓室建設管理中的應用，不僅破除了目前實訓室建設管理存在的弊端，而且管理效率得到顯著提升，在降低管理成本的同時，滿足了各個專業的教學和實訓需求。雖然云桌面技術應用時間相對較短，但是優勢較為明顯，隨著這項技術的不斷發展，勢必會在各大高校的計算機實訓室中得到廣泛應用，進而為高校教學實訓工作的高效開展奠定堅實的基礎。