基于“桌面云”的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究

邱亮

摘 要 在云計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展下，桌面云以其可為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供更為快捷的更新?lián)Q代模式的優(yōu)勢(shì)，可輔助高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室解決日常在設(shè)備更新、維護(hù)、管理和使用過程中存在的各類問題，提升高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理效率。本文研究了高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀及不足，詳細(xì)分析了在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)效率提升要求下，云計(jì)算機(jī)和桌面云技術(shù)的融入優(yōu)勢(shì)，嘗試建立以桌面云技術(shù)為基礎(chǔ)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行模式，由此為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效提升提供可借鑒要素。

關(guān)鍵詞 桌面云 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 信息化

Abstract The development of computing technology in the cloud， desktop cloud which can for the construction of university computer laboratory to provide more efficient replacement mode the advantages of all kinds of problems can be assisted in the computer laboratory of the university to solve everyday in the renewal of equipment， maintenance， management and use of the process， enhance the efficiency of the construction and management of college computer laboratory. This paper studies the present situation of university computer laboratory construction and lack of detailed analysis in the university computer laboratory construction efficiency requirements， into the advantages of cloud computer and desktop cloud technology， try to establish a university computer lab operation mode based on the desktop cloud technology as the foundation， which provides reference for the construction of elements in the computer laboratory of the university to enhance.

Keywords desktop cloud； computer lab； laboratory construction； information

1 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀及問題

1.1 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行現(xiàn)狀及問題

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室日常以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為主要授課科目，由于此科目上課人數(shù)多，授課時(shí)間安排緊密，對(duì)實(shí)驗(yàn)室使用頻次較高，使得高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室多數(shù)情況下不得不超負(fù)荷運(yùn)作，如此一方面增加了機(jī)房管理人員的工作量，另一方面也降低了計(jì)算機(jī)使用壽命，增加了相關(guān)設(shè)備的更新?lián)Q代率。

（1）上機(jī)環(huán)境復(fù)雜，規(guī)范化操作難以落實(shí)。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模有限但是卻需要滿足不同專業(yè)學(xué)生和老師的不同需求，由此導(dǎo)致高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室無法滿足預(yù)期設(shè)定的專機(jī)專用目標(biāo)，一般情況下，每臺(tái)電腦在每天需要提供給三到五個(gè)使用者，由于使用者使用習(xí)慣、使用目的、使用要求等方面存在差別，由此導(dǎo)致高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室上機(jī)環(huán)境更為復(fù)雜，使用者上機(jī)行為難以被統(tǒng)一，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化管理難以被落實(shí)。

（2）不規(guī)范操作頻繁，軟硬件系統(tǒng)容易受損。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室一般都采用了還原卡設(shè)備來保護(hù)硬盤數(shù)據(jù)，確保硬盤能夠在下一次開機(jī)時(shí)恢復(fù)到默認(rèn)狀態(tài)，但是學(xué)生依然可以通過U盤、光盤等可啟動(dòng)介質(zhì)跳過相關(guān)系統(tǒng)界面，對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行配置修改，這將增加機(jī)房管理人員批量修復(fù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的頻次；部分學(xué)生由于對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求和網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)了解不足，存在不規(guī)范的上網(wǎng)行為，會(huì)使計(jì)算機(jī)出現(xiàn)中病毒、木馬等現(xiàn)象，甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)房的系統(tǒng)癱瘓；一些學(xué)生非主觀意識(shí)的錯(cuò)誤操作還會(huì)損害PC客戶端的硬件系統(tǒng)。

1.2 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管控現(xiàn)狀及問題

（1）重啟后還原系統(tǒng)數(shù)據(jù)，不能保證持續(xù)教學(xué)。目前高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在日常運(yùn)作中會(huì)設(shè)置專職實(shí)驗(yàn)員負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的管理及維護(hù)，一旦出現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用障礙，機(jī)房管理者可以直接還原系統(tǒng)以刪除病毒或者木馬。為節(jié)約工作量，很多高校實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)都直接設(shè)置了自動(dòng)的系統(tǒng)還原功能，即在用戶下一次啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)還原成默認(rèn)的系統(tǒng)狀態(tài)，上一個(gè)用戶在計(jì)算機(jī)上的各類操作痕跡和數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)消失，繼而保持系統(tǒng)的“干凈”和“統(tǒng)一”。雖然此種設(shè)計(jì)的確可提升計(jì)算機(jī)的實(shí)用性，但這種方式無法保存學(xué)生作業(yè)和練習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)際也不利于學(xué)生的二次使用和教學(xué)延續(xù)。

（2）工作人員數(shù)量與工作量不符，軟硬件更新緩慢。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同傳技術(shù)能幫助機(jī)房管理員維護(hù)和更新機(jī)房軟件，如此機(jī)房管理員只需要在機(jī)房空閑時(shí)間維護(hù)系統(tǒng)即可，但是由于高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室配備的工作人員數(shù)量有限，計(jì)算機(jī)使用頻次極高其產(chǎn)生的問題及問題頻次也必然與之對(duì)應(yīng)，比如師生不當(dāng)操作引發(fā)的問題等。由此，一個(gè)機(jī)房管理員勢(shì)必需要肩負(fù)多個(gè)機(jī)房的維護(hù)和系統(tǒng)修復(fù)任務(wù)，一旦某個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的病毒蔓延至整個(gè)機(jī)房系統(tǒng)中，機(jī)房管理員的軟件修復(fù)工作量必然加大，而相應(yīng)的硬件維修周期也有可能被拉長(zhǎng)。

除需要更多專業(yè)技術(shù)人員管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)機(jī)房外，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所使用的軟硬件設(shè)備一般在使用四五年之后，需要更換，但絕大部分高校為縮減經(jīng)費(fèi)存在不及時(shí)更換軟硬件進(jìn)而制約教學(xué)質(zhì)量的問題。

2 桌面云技術(shù)輔助下高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

2.1 虛擬服務(wù)器和客戶機(jī)

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的體系構(gòu)建，在桌面云技術(shù)的輔助下可預(yù)先計(jì)算出實(shí)驗(yàn)室所需的虛擬機(jī)個(gè)數(shù)，結(jié)合教學(xué)實(shí)際需求來設(shè)置出虛擬主機(jī)。在虛擬主機(jī)下選擇實(shí)驗(yàn)室需要下載和安裝的一整套操作系統(tǒng)和學(xué)習(xí)軟件。運(yùn)用同步相傳軟件將此兩者的數(shù)據(jù)復(fù)制并傳遞到另一臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)上。按照此種設(shè)定，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室操作和管理將因?yàn)椴恍璺磸?fù)安裝和拆卸軟件，軟件和設(shè)備的安裝和使用均在同一臺(tái)服務(wù)器中而得到簡(jiǎn)單化。但是此種構(gòu)建方式也為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理者提出了更為嚴(yán)格的管理及技術(shù)要求。

按照高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室桌面虛擬化在不同使用領(lǐng)域中的不同應(yīng)用要求來說，桌面虛擬化技術(shù)的確可作為服務(wù)器資源中應(yīng)用虛擬化計(jì)算機(jī)模型的一部分，其可以將中心服務(wù)器通過虛擬轉(zhuǎn)化出多個(gè)桌面計(jì)算機(jī)，由瘦客端完成桌面計(jì)算機(jī)的運(yùn)行，并使之感受到操作與普通計(jì)算機(jī)流程的相同性。以上數(shù)據(jù)都將在服務(wù)器中被逐個(gè)操作和處理。

由于桌面云技術(shù)應(yīng)用中客戶機(jī)的介入方式有專業(yè)瘦客戶端和普通計(jì)算機(jī)兩種。專業(yè)瘦客戶端要求將遠(yuǎn)程桌面接入?yún)f(xié)議介入到計(jì)算機(jī)內(nèi)容中，而普通計(jì)算機(jī)需要WEB技術(shù)，此兩種介入方式對(duì)本地計(jì)算機(jī)的硬盤、技術(shù)空間資源有不同的要求，但是專業(yè)瘦客戶端相對(duì)簡(jiǎn)單，維修服務(wù)時(shí)間和成本較低，壽命較長(zhǎng)，且無需繼續(xù)配置操作系統(tǒng)，可被作為優(yōu)先考慮的方式。

2.2 虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)中客戶端設(shè)備和服務(wù)器在桌面云技術(shù)的影響下存在物理隔離，客戶端設(shè)備和服務(wù)器兩者之間的信息溝通一般由網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來承擔(dān)，中間使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就可被視為虛擬化核心，但是一旦此中間網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，客戶端就不能向服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)，除了已經(jīng)連接服務(wù)器并加載完成的虛擬桌面依然可以正常使用外，其它客戶端將無法連接使用，這將影響實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)活動(dòng)。對(duì)此，建議桌面云技術(shù)應(yīng)用下的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行備份鏈接，以防止因中間網(wǎng)絡(luò)故障而影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定。

虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要部分，雖然有可能耗費(fèi)較高，但是建議使用包轉(zhuǎn)發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)交換虛擬化功能?？蓢L試虛擬兩臺(tái)交換機(jī)設(shè)備來保障工作穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)部分階段工作超負(fù)荷時(shí)可使用光纖交換來保障網(wǎng)絡(luò)正常使用，網(wǎng)絡(luò)出口處可配置防火墻設(shè)備，隔離外網(wǎng)，并進(jìn)行安全防范。

3 桌面云技術(shù)輔助下高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的轉(zhuǎn)變

3.1 合理分配計(jì)算機(jī)資源，延續(xù)教學(xué)應(yīng)用方式

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)有兩種，一種是為如計(jì)算機(jī)理論課程、電子商務(wù)等對(duì)計(jì)算機(jī)資源要求不高的課程提供平臺(tái)；其二是為如建筑、機(jī)電、傳媒、會(huì)計(jì)等對(duì)計(jì)算機(jī)資源要求較高的專業(yè)設(shè)計(jì)課程提供平臺(tái)。兩類課程要求不同，需求不同，對(duì)計(jì)算資源及計(jì)算機(jī)設(shè)備性能的分配需要也不同。在缺乏桌面云技術(shù)應(yīng)用時(shí)，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為保障以上課程講解要求，只能單向增加計(jì)算機(jī)管理人員的工作量和工作難度，并有可能為配合課程講解的需求，更換計(jì)算機(jī)，不斷增加計(jì)算機(jī)設(shè)備性能，這勢(shì)必會(huì)提升高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成本。

隨著桌面云技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的融入，可更為合理的分配課程所需的計(jì)算資源，并按照學(xué)生和老師的要求為其申請(qǐng)計(jì)算資源。由于桌面云技術(shù)可依賴后臺(tái)服務(wù)器的輔助為上機(jī)人員提供給虛擬桌面系統(tǒng)，上機(jī)時(shí)學(xué)生和教師只需要使用互聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)器并根據(jù)選擇自動(dòng)加載虛擬數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)虛擬桌面，此種運(yùn)作方式極大程度的限定并保存每一個(gè)上機(jī)人員的上機(jī)數(shù)據(jù)和習(xí)慣，可幫助其完成課程學(xué)習(xí)和教學(xué)的延續(xù)。

3.2 改善操作環(huán)境，便利式教學(xué)保障

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在應(yīng)用過程中會(huì)使用形式各樣的計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)而將課件轉(zhuǎn)化成教學(xué)課堂應(yīng)用的必需品，但是諸如上文中提到的不同課程對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備的要求不同，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)必須要考慮到不同科目的不同需求，由于不同科目的計(jì)算機(jī)課件制作要求存在差異，譬如文件格式的差異，很多教師或者學(xué)生在換一臺(tái)電腦后，就無法顯示已經(jīng)完成或者部分完成的課件、作業(yè)等，必須裝上相同的插件或視頻解碼器才有可能顯示內(nèi)容，此類要求必然對(duì)教學(xué)科研活動(dòng)帶來諸多不便。

桌面云技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中融入之后，能幫助師生將已經(jīng)做好或者正在制作中的課件轉(zhuǎn)移到任何一個(gè)PC終端上，降低因環(huán)境變化而導(dǎo)致的課件無法顯示和繼續(xù)制作的問題。桌面云技術(shù)可最大限度的存儲(chǔ)上機(jī)人員數(shù)據(jù)和習(xí)慣，還可以在師生出現(xiàn)行為遷移后，無需重新制作課件和作業(yè)，也無需重新適應(yīng)新環(huán)境，重新登錄自己的賬號(hào)即可直接調(diào)出已經(jīng)做完或者進(jìn)行中的數(shù)據(jù)，繼續(xù)處理或者直接在PC客戶端上顯示。當(dāng)繼續(xù)處理時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)應(yīng)的進(jìn)入到執(zhí)行者當(dāng)前的指令中，比如取消、設(shè)置、查詢、存儲(chǔ)以及自測(cè)等。每次顯示的數(shù)據(jù)都是經(jīng)過加權(quán)平均處理的，以便提升數(shù)據(jù)可靠性。

此種操作模式，不僅提升了課件和作業(yè)制作效率，同時(shí)也改良了高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室操作環(huán)境，并降低了因硬件受限所帶來的操作難度。

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