虛擬桌面技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房升級(jí)改造中的實(shí)施分析

吳婷茜

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬化和云計(jì)算等新技術(shù)深刻改變著人們的工作與生活方式，影響了社會(huì)的方方面面。在科學(xué)技術(shù)日新月異的背景下，高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房管理面臨著諸多問(wèn)題，傳統(tǒng)的管理方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足多樣化的需求。而虛擬桌面技術(shù)的應(yīng)用有效避免了以往終端分布造成的成本高昂及管理困難等問(wèn)題，為高校計(jì)算機(jī)機(jī)房的升級(jí)改造提供了全新的發(fā)展方向，有利于完善實(shí)驗(yàn)室的功能。本文就對(duì)虛擬桌面技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房升級(jí)改造的實(shí)施進(jìn)行分析和探究。

關(guān)鍵詞：虛擬桌面技術(shù) 高校實(shí)驗(yàn)室 機(jī)房升級(jí)改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（c）-0163-02

在各大高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平逐漸提升的趨勢(shì)下，許多學(xué)科都已經(jīng)具備或即將籌集自己專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)室。然而有些高校投入使用這些實(shí)驗(yàn)設(shè)施時(shí)存在一些問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)室利用率問(wèn)題，加上部分專(zhuān)業(yè)學(xué)生的人數(shù)相對(duì)較少或?qū)嶒?yàn)課時(shí)短，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的空置浪費(fèi)，降低資源的利用率[1]。針對(duì)這種現(xiàn)狀，高校應(yīng)該充分利用虛擬桌面技術(shù)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的升級(jí)改造，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室功能，為高校的教研工作提供有力的支撐。

1 高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的使用與發(fā)展

為了解決實(shí)驗(yàn)室的利用率問(wèn)題，可以構(gòu)建通用實(shí)驗(yàn)室，即一個(gè)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房由多個(gè)專(zhuān)業(yè)共同使用，而通用實(shí)驗(yàn)室的基本技術(shù)構(gòu)架包括無(wú)盤(pán)系統(tǒng)和有盤(pán)系統(tǒng)，這也是許多高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房最為常用的方法。通常有盤(pán)系統(tǒng)是指系統(tǒng)內(nèi)各終端節(jié)點(diǎn)都裝有硬盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備，具有良好的穩(wěn)定性，利用硬盤(pán)保護(hù)卡能夠確保數(shù)據(jù)的安全性，但是其往往不易于維護(hù)，硬盤(pán)開(kāi)銷(xiāo)相對(duì)較大，可以將這類(lèi)實(shí)驗(yàn)機(jī)房看作為第一代實(shí)驗(yàn)機(jī)房。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)盤(pán)系統(tǒng)逐漸取代了第一代有盤(pán)系統(tǒng)所支持的實(shí)驗(yàn)機(jī)房，這時(shí)可將無(wú)盤(pán)系統(tǒng)所支持的實(shí)驗(yàn)機(jī)房作為第二代實(shí)驗(yàn)機(jī)房。而無(wú)盤(pán)系統(tǒng)指的是由無(wú)盤(pán)工作站構(gòu)成的局域網(wǎng)系統(tǒng)，即局域網(wǎng)內(nèi)的全部工作終端都不安裝硬盤(pán)，而在服務(wù)器端安裝教學(xué)軟件，使所有的服務(wù)器和工作終端共同處于同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)[2]。一旦工作終端開(kāi)機(jī)，會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求服務(wù)器端，將預(yù)先指定的系統(tǒng)鏡像進(jìn)行傳送；加載鏡像之后，無(wú)盤(pán)終端可以像有盤(pán)終端一樣進(jìn)行工作，區(qū)別只在于無(wú)盤(pán)終端無(wú)法在本機(jī)硬盤(pán)中存儲(chǔ)軟件運(yùn)行的結(jié)果，需要師生自備存儲(chǔ)設(shè)施或優(yōu)盤(pán)。與有盤(pán)系統(tǒng)相比，無(wú)盤(pán)系統(tǒng)更加節(jié)省人力，可維護(hù)性更好，能夠省去各工作終端硬盤(pán)的成本，但是其穩(wěn)健性較低，這一劣勢(shì)在投入使用的初期尚不明顯，后期則十分突出。無(wú)盤(pán)工作站是由不同形式的網(wǎng)卡啟動(dòng)芯片向服務(wù)器發(fā)動(dòng)啟動(dòng)請(qǐng)求，收到請(qǐng)求信號(hào)之后，服務(wù)器會(huì)根據(jù)不同的機(jī)制發(fā)送必要的啟動(dòng)數(shù)據(jù)，以便工作站下載這些啟動(dòng)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)控制權(quán)繼續(xù)引導(dǎo)操作系統(tǒng)或轉(zhuǎn)移到內(nèi)存某些特定區(qū)域。這一過(guò)程主要依賴(lài)于局域網(wǎng)來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，因而局域網(wǎng)內(nèi)的細(xì)小環(huán)節(jié)都會(huì)影響整體的穩(wěn)健性，如網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)線(xiàn)、服務(wù)器、路由器、交換機(jī)等影響系統(tǒng)的整體性能，設(shè)備投入使用后會(huì)激增無(wú)盤(pán)系統(tǒng)的故障，明顯高于有盤(pán)系統(tǒng)。

當(dāng)然要想保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，兼顧系統(tǒng)的可維護(hù)性，確保學(xué)生的課下練習(xí)，可以采用另一種解決方案，即引入虛擬桌面技術(shù)。虛擬桌面的概念是由廠商VMware最早提出，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，能夠統(tǒng)一集成管理所有的桌面信息，保障用戶(hù)的使用性能。從理論上來(lái)看，用戶(hù)能利用虛擬桌面技術(shù)，在任意網(wǎng)絡(luò)支持的環(huán)境下通過(guò)平板電腦或手機(jī)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的個(gè)人桌面系統(tǒng)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)[3]。高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房在虛擬桌面技術(shù)的支撐下，有效解決系統(tǒng)穩(wěn)定性和可維護(hù)性等問(wèn)題，以現(xiàn)有條件為基礎(chǔ)升級(jí)改造實(shí)驗(yàn)室，而實(shí)驗(yàn)室的客戶(hù)端可為無(wú)盤(pán)系統(tǒng)，也可為有盤(pán)系統(tǒng)。如果屬于無(wú)盤(pán)的客戶(hù)端，只需提供互聯(lián)網(wǎng)的接口，而若屬于有盤(pán)系統(tǒng)，即便網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，可以利用本機(jī)硬盤(pán)系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)備，以免機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備出現(xiàn)全部癱瘓的情況。同時(shí)在其他互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，學(xué)生可以利用手機(jī)或個(gè)人電腦訪(fǎng)問(wèn)自己的桌面，因此由虛擬桌面技術(shù)所支持的實(shí)驗(yàn)機(jī)房看做第三代實(shí)驗(yàn)機(jī)房。

2 虛擬桌面技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房升級(jí)改造中的實(shí) 施

虛擬桌面基礎(chǔ)的構(gòu)架是以微軟的遠(yuǎn)程演示協(xié)議而擴(kuò)展產(chǎn)生，其中遠(yuǎn)程演示協(xié)議可利用TCP/IP來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，確?？蛻?hù)端支持圖片數(shù)據(jù)的壓縮處理和多種資源的緩沖。一般虛擬桌面系統(tǒng)的整體架構(gòu)可從如下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：①用戶(hù)定制。用戶(hù)不同，其應(yīng)用需求也有所不同，而用戶(hù)定制允許用戶(hù)以自己的需求為依據(jù)來(lái)定制自己的工作環(huán)境，這些特定的應(yīng)用可由控制器進(jìn)行識(shí)別，并將其分配給不同的用戶(hù)。分別管理桌面系統(tǒng)的鏡像和應(yīng)用，可以在很大程度上簡(jiǎn)化維護(hù)，有效滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求，降低數(shù)據(jù)信息的負(fù)擔(dān)[4]。②基礎(chǔ)構(gòu)架?；A(chǔ)構(gòu)架支持多臺(tái)設(shè)備的物理資源共享，單個(gè)服務(wù)器上可以生成多個(gè)虛擬服務(wù)器，客戶(hù)端通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)虛擬服務(wù)器來(lái)傳遞信息、共享資源。③桌面配置。以基礎(chǔ)構(gòu)架為基礎(chǔ)生成操作系統(tǒng)的鏡像，然后向虛擬桌面提供這些鏡像，當(dāng)用戶(hù)啟動(dòng)虛擬桌面后，其操作會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)的虛擬服務(wù)器進(jìn)行傳送，這樣虛擬服務(wù)器會(huì)利用操作信息來(lái)擴(kuò)展基本操作系統(tǒng)的鏡像，確保用戶(hù)下一次啟動(dòng)虛擬桌面時(shí)，能充分體現(xiàn)這些改動(dòng)。

虛擬桌面系統(tǒng)與無(wú)盤(pán)系統(tǒng)較為類(lèi)似，都是由前臺(tái)的客戶(hù)端進(jìn)行操作，通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器端保存數(shù)據(jù)，但是兩者存在本質(zhì)上的區(qū)別，其中無(wú)盤(pán)工作站上實(shí)施的操作多是本地操作本地執(zhí)行，操作系統(tǒng)是在客戶(hù)端的無(wú)盤(pán)工作站上進(jìn)行運(yùn)行。每次開(kāi)機(jī)之后，無(wú)盤(pán)工作站都是由網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，然后從服務(wù)器上下載操作系統(tǒng)鏡像，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)行；每次關(guān)機(jī)時(shí)不會(huì)保留操作運(yùn)行結(jié)果，除非更新修改后臺(tái)服務(wù)器端的鏡像，否則服務(wù)器端下次運(yùn)行時(shí)所發(fā)送的系統(tǒng)鏡像與以往并無(wú)區(qū)別，而同一組群內(nèi)的客戶(hù)端工作站上加載的鏡像業(yè)務(wù)也無(wú)任何區(qū)別[5]。由虛擬桌面技術(shù)支持的系統(tǒng)則完全不同，系統(tǒng)每次啟動(dòng)之后，前臺(tái)客戶(hù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)會(huì)將操作系統(tǒng)發(fā)送給后臺(tái)服務(wù)器端，由虛擬桌面和后臺(tái)所對(duì)應(yīng)的虛擬服務(wù)器加以執(zhí)行，而且因操作造成的變動(dòng)會(huì)由虛擬服務(wù)器保存下來(lái)，即虛擬桌面技術(shù)支持后臺(tái)執(zhí)行。值得注意的是，無(wú)盤(pán)技術(shù)支持的系統(tǒng)和虛擬桌面技術(shù)支持的系統(tǒng)也存在其他方面的差別，如用戶(hù)個(gè)性化、兼容性、可維護(hù)性等，具體如下表1所示。

3 結(jié)語(yǔ)

虛擬桌面技術(shù)作為一種全新的技術(shù)，其所支持的系統(tǒng)明顯優(yōu)于無(wú)盤(pán)技術(shù)支持的系統(tǒng)，若有不足之處，則是對(duì)服務(wù)器的性能和網(wǎng)絡(luò)寬帶具有較高的要求，這是因?yàn)樵S多數(shù)據(jù)都是在后臺(tái)服務(wù)器端加以運(yùn)行?？傊?，基于虛擬桌面技術(shù)的第三代實(shí)驗(yàn)機(jī)房將會(huì)成為高校未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

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