基于虛擬化技術(shù)的桌面云在高校機(jī)房的應(yīng)用

張行

摘要 近年來(lái)，云計(jì)算和虛擬技術(shù)不斷發(fā)展，將桌面進(jìn)行虛擬化的桌面云方案化日漸成熟，在高校機(jī)房使用桌面云技術(shù)能夠有效提高桌面安全性和靈活性，改善管理中傳統(tǒng)機(jī)房存在的各種問(wèn)題，降低成本，促進(jìn)教學(xué)。本文以目前高校機(jī)房實(shí)際情況分析研究虛擬化桌面云應(yīng)用可行性和解決方案。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 高校機(jī)房 虛擬化 桌面云

1 高校機(jī)房現(xiàn)狀

機(jī)房是高校教學(xué)的重要形式，承擔(dān)著學(xué)生上機(jī)、考試等任務(wù)。傳統(tǒng)機(jī)房中都會(huì)配置還原卡等軟硬件環(huán)境，為教學(xué)提供便利，但以往機(jī)房建設(shè)和管理方式還存在諸多問(wèn)題，工作繁重且效率不高，己難以適應(yīng)教學(xué)發(fā)展的需求，這主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）各種批次型號(hào)電腦眾多，且每年淘汰、更換，安裝維護(hù)工作繁雜;用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地硬盤，無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一備份;各種上機(jī)任務(wù)不斷增加，教學(xué)環(huán)境管理和設(shè)備維護(hù)工作也日益繁雜。

（2）因各種專業(yè)、考試軟件不斷更新，經(jīng)常需要對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行重新部署，頻繁對(duì)傳操作系統(tǒng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力;當(dāng)一些新軟件或系統(tǒng)不能在現(xiàn)有PC上安裝時(shí)機(jī)房電腦就需要更換升級(jí)，設(shè)備投入增加使用壽命短;CAD等部分軟件授權(quán)碼需綁定終端硬件，軟件安裝后還需逐臺(tái)激活，管理員需每臺(tái)終端逐一操作，工作量增加。

（3）各種上機(jī)考試期間都需要為考試搭建所需臨時(shí)環(huán)境，往往需要安裝全新系統(tǒng)和相關(guān)軟件，并按考試要求逐一修改配置，且因機(jī)房電腦硬件、配置不統(tǒng)一導(dǎo)致安裝工作繁瑣，維護(hù)費(fèi)力。

（4）因教學(xué)機(jī)房有限，大多機(jī)房都需承擔(dān)多個(gè)專業(yè)的教學(xué)任務(wù)，不同專業(yè)需要不同的軟件和系統(tǒng)設(shè)置，且專業(yè)軟件更新快、要求多，各種軟件兼容性差，導(dǎo)致系統(tǒng)臃腫，使用性能下降。

（5）機(jī)房作為公共教學(xué)場(chǎng)所，學(xué)生交叉使用U盤等存儲(chǔ)設(shè)備可帶入大量病毒，使得系統(tǒng)中毒概率增加，且大多病毒木馬具有自我傳播和變異的特性，查殺困難、破壞性強(qiáng)，可能會(huì)因此導(dǎo)致文件誤刪、系統(tǒng)故障等問(wèn)題，影響正常使用，同時(shí)加重維護(hù)工作。

（6）為加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，滿足學(xué)校教學(xué)、科研使用正版軟件的需求，高校機(jī)房需安裝正版軟件。而在機(jī)房安裝和升級(jí)軟件時(shí)，很多批量安裝的專業(yè)軟件授權(quán)須按終端數(shù)量計(jì)算，導(dǎo)致軟件成本高昂。

2 可行性分析

隨著教育信息化改革不斷深化，高校教學(xué)的方式和方法也在不斷改進(jìn)，為了更好的服務(wù)教學(xué)，很多高校都在采用云計(jì)算等新興技術(shù)加強(qiáng)機(jī)房建設(shè)，構(gòu)建云計(jì)算體系的信息化校園。云計(jì)算是教育信息化推進(jìn)和校園IT技術(shù)架構(gòu)的發(fā)展方向，桌面云的建設(shè)已是廣大教育工作者的共識(shí)。虛擬桌面云是一種集中管控、分布運(yùn)行的桌面虛擬化解決方案，目前該方案技術(shù)已經(jīng)非常成熟，采用它來(lái)解決機(jī)房環(huán)境管理和資源靈活使用是未來(lái)的趨勢(shì)。

云計(jì)算結(jié)合了虛擬化、自主計(jì)算和面向服務(wù)器架構(gòu)三個(gè)特點(diǎn)，它優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過(guò)云端提供計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、桌面應(yīng)用等功能。桌面云是虛擬技術(shù)的主要應(yīng)用之一，它是采用服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化、云計(jì)算等技術(shù)的應(yīng)用方案，它繼承了云計(jì)算易于維護(hù)、數(shù)據(jù)集中、低成本高擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)。它通過(guò)云服務(wù)器提供遠(yuǎn)程虛擬桌面，以云桌面的形式向用戶提供所需的計(jì)算和應(yīng)用程序等功能，用戶的數(shù)據(jù)和應(yīng)用都統(tǒng)一放在服務(wù)器它可按不同需求分配資源，既利于用戶靈活使用，隨時(shí)移動(dòng)訪問(wèn)桌面，又方便管理員對(duì)終端集中管理。采用虛擬桌面云方式的機(jī)房具有高效管理、節(jié)能環(huán)保、數(shù)據(jù)安全等好處，能有效解決目前高校機(jī)房存在的問(wèn)題，為教學(xué)提供靈活的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

3 解決方案

3.1 具體需求分析

虛擬化桌面云機(jī)房應(yīng)以虛擬化技術(shù)為核心，建設(shè)易于操作的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓師生可隨時(shí)隨地使用PC、平板等各種終端進(jìn)行教學(xué)和考試等任務(wù)，讓管理員能快速、高效、方便地進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)。具體應(yīng)滿足以下需求支持Win7、Linux等常見(jiàn)系統(tǒng);支持多套環(huán)境共存支持各種常見(jiàn)辦公軟件和專業(yè)課程軟件支持CAD、PS等常見(jiàn)圖形軟件;支持NCRE等各類考試系統(tǒng);可同時(shí)運(yùn)行多個(gè)桌面環(huán)境并可快速切換;用戶數(shù)據(jù)和配置可集中存儲(chǔ)和管理并且漫游;有一定的擴(kuò)展性可兼容目前流行的所有終端并支持虛擬桌面并發(fā)。

3.2 架構(gòu)組成

本方案虛擬桌面云以VDI虛擬化、鏈接克隆、快速并發(fā)等技術(shù)構(gòu)建，主要部件有數(shù)據(jù)中心、終端設(shè)備、負(fù)載均衡及接入網(wǎng)關(guān)、虛擬化軟件、云管理系統(tǒng)等。它以云桌面代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC，讓終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取資源，允許多個(gè)用戶共享CPU、內(nèi)存、硬盤等硬件資源。如圖l所示，這種架構(gòu)可根據(jù)需求精準(zhǔn)分配資源，為用戶提供簡(jiǎn)單、便捷的桌面，還能提供與傳統(tǒng)PC -致的桌面體驗(yàn)。所有虛擬機(jī)相互隔離，這種設(shè)計(jì)能避免因其他用戶活動(dòng)所造成的系統(tǒng)故障和程序崩潰?？赏ㄟ^(guò)云桌面管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中化管控，快速進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)、軟件安裝等工作，可管控性增強(qiáng)，且穩(wěn)定性、安全性大幅提高。

3.3 方案優(yōu)勢(shì)

終端管理更容易：可通過(guò)管理平臺(tái)統(tǒng)一、快速部署環(huán)境;可批量啟動(dòng)、編輯;可一站式管理也可多站點(diǎn)管理;可監(jiān)控性能，動(dòng)態(tài)調(diào)整資源。

整體安全水平提升：安全的架構(gòu)設(shè)計(jì)、用戶身份驗(yàn)證和網(wǎng)絡(luò)傳輸，以及嚴(yán)格的USB外設(shè)管理，加密的桌面和存儲(chǔ)，這些都進(jìn)一步提高了安全水平。

訪問(wèn)使用更靈活：用戶可使用各種終端隨時(shí)隨地接入，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公和學(xué)習(xí);每個(gè)用戶都擁有專屬桌面和目錄，并可實(shí)現(xiàn)單用戶多桌面;可彈性計(jì)算和存儲(chǔ)，提高使用性能。

終端支持更廣泛：由于云桌面的計(jì)算和存儲(chǔ)都發(fā)生在數(shù)據(jù)中心，因此客戶端配置要求就很低，老的傳統(tǒng)PC、一體機(jī)都可轉(zhuǎn)為云終端。

運(yùn)維成本降低：和傳統(tǒng)PC比桌面云具有動(dòng)態(tài)啟動(dòng)、負(fù)載均衡等優(yōu)勢(shì)，能耗降低，節(jié)能省電;且可利用舊PC，降低采購(gòu)成本。

4 虛擬桌面云機(jī)房的不足

因?yàn)樗蕾囉诰W(wǎng)絡(luò)而工作，所以一旦校園網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題，將直接影響學(xué)生上機(jī);終端數(shù)據(jù)集中在云服務(wù)器，一旦服務(wù)器損壞受攻擊，用戶數(shù)據(jù)可能出問(wèn)題;高負(fù)載應(yīng)用體驗(yàn)較差，如復(fù)雜辦公、3D設(shè)計(jì)、音視頻等。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著虛擬桌面云的機(jī)房架構(gòu)日益成熟，傳統(tǒng)機(jī)房面臨的諸多問(wèn)題迎刃而解。其擁有集中管理、安全可靠、低碳節(jié)能、部署靈活、運(yùn)維方便等優(yōu)勢(shì)，是今后高校機(jī)房發(fā)展的必然趨勢(shì)。通過(guò)云平臺(tái)可構(gòu)建一個(gè)開(kāi)放、互動(dòng)、多維的教學(xué)平臺(tái)，是教學(xué)模式發(fā)展的創(chuàng)新，對(duì)高校機(jī)房管理和校園信息化有重大意義。

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