基于桌面虛擬化的計算機實驗管理分析

趙效常

摘 要 信息時代的到來促進了信息管理實驗平臺的發(fā)展，因信息管理實驗平臺有多種不同的實驗軟件組合，信息管理實驗平臺在硬軟件品質(zhì)中較為復(fù)雜。文章分析了虛擬技術(shù)在信息管理平臺構(gòu)建中的應(yīng)用，根據(jù)計算機故障原因，探討運用桌面虛擬技術(shù)提高實驗室管理效率的可行性，提出了創(chuàng)建實驗教學(xué)環(huán)境的具體方案，有望為信息管理實驗平臺構(gòu)建提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞 桌面虛擬化技術(shù)；實驗平臺管理

中圖分類號 TP3 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）231-0123-02

當(dāng)前高校教育教學(xué)中對計算機的依賴度日益增強。必須提高管理效率才能保證實踐教學(xué)的正常有序進行?，F(xiàn)有實驗室管理模式缺陷等因素，導(dǎo)致計算機實驗室管理效率低，為提高計算機實驗管理效率，本文探討桌面虛擬化技術(shù)對計算機實驗管理的可行性，提出利用Citrix？xen？Desktop搭建教學(xué)環(huán)境的實施方案。

1 實驗室管理工作的難點

計算機實驗室計算機數(shù)量多，所需軟件多樣性等原因使實驗室管理工作繁雜。日常管理工作主要包括軟件部署更新，硬件更換保修等。具體包括部署計算機操作系統(tǒng)與實驗教學(xué)軟件，安裝殺毒軟件，修補系統(tǒng)安全漏洞，管理人員可直接更換計算機普通硬件故障設(shè)備，內(nèi)部核心硬件故障通知供應(yīng)商進行維護。計算機實驗室管理工作存在很多難題，主要原因為計算機數(shù)量多，實驗教學(xué)所需軟件種類繁多，計算機安裝過多軟件易引起應(yīng)用沖突。計算機安裝有還原卡導(dǎo)致計算機進行改動需將改動后的計算機作為母機傳給氣體計算機。學(xué)校配備專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量難以滿足大規(guī)模運維服務(wù)。為保證實踐教學(xué)正常開展，必須保證計算機正常工作，軟件故障發(fā)生概率遠高于硬件與網(wǎng)絡(luò)故障。造成軟件故障的原因主要包括網(wǎng)絡(luò)訪問導(dǎo)致計算機感染木馬等病毒，設(shè)備驅(qū)動沖突，一些師生計算機操作技能較低，誤操作會刪除重要的系統(tǒng)文件。操作系統(tǒng)存在漏洞，不同軟件間可能因運行環(huán)境等相互沖突導(dǎo)致影響計算機正常運行。

2 桌面虛擬化技術(shù)

通過計算機操作技能培訓(xùn)解決計算機故障的問題需耗費大量的人力，采用硬盤保護卡與網(wǎng)絡(luò)同傳等方法，可在出現(xiàn)軟件故障時快速恢復(fù)預(yù)裝的操作系統(tǒng)，但安裝與更新較為復(fù)雜，為教學(xué)應(yīng)用帶來了許多不便?？赏ㄟ^應(yīng)用桌面虛擬化技術(shù)提高計算機實驗室管理效率。桌面虛擬化是虛擬化廠商VMware最先提出的計算模型。將個人計算機桌面環(huán)境與物理設(shè)備分類，被虛擬的桌面不在客戶端的本地磁盤中，桌面虛擬化由存儲層，桌面和會話管理層等？構(gòu)成。

存儲層為桌面虛擬化平臺提供存儲資源池。采用X86服務(wù)器提供虛擬機資源池，會話管理層負(fù)責(zé)桌面分配管理，主要產(chǎn)品有VMware？View？Sun？VDI等。終端接入層采用首客戶端軟件終端等實現(xiàn)虛擬桌面的接入。桌面虛擬化技術(shù)借助虛擬技術(shù)實硬盤CPU與內(nèi)存外設(shè)的物理拆分，虛擬化技術(shù)與無盤工作站技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序相關(guān)文件等發(fā)生分離。室管理人員只需對虛擬桌面進行安裝維護。對提高計算機實驗室的管理效率可行有效。

通過虛擬技術(shù)能對信息管理實驗平臺進行動態(tài)化規(guī)劃，使信息管理實驗平臺能有效運行。虛擬技術(shù)應(yīng)用充分利用有限硬件資源，通過1臺計算機能形成若干臺虛擬機。每臺虛擬機能單獨操作信息管理系統(tǒng)，通過普通性的機器安裝軟件等，使若干虛擬機形成完整的虛擬網(wǎng)絡(luò)。在對虛擬機進行恢復(fù)及維護等操作下，不會影響其他系統(tǒng)。利用Web服務(wù)器對虛擬機進行管理，通過計算機主機實現(xiàn)資源的共享，其內(nèi)存過小，存儲空間受限。必須依據(jù)信息管理實驗平臺構(gòu)建需求，充分發(fā)揮虛擬技術(shù)優(yōu)勢。

Virtual？PC系統(tǒng)能支持桌面舊版本操作系統(tǒng)，如僅能在Windows98操作系統(tǒng)中應(yīng)用實驗軟件，可將Virtual？PC安裝在？XP系統(tǒng)中，將Windows98安裝在虛擬機中。Virtual？Server系統(tǒng)有64位x64等不同類型，對系統(tǒng)在64位情況下運行起到支持作用。與Virtual？PC不同，其根據(jù)服務(wù)器具體操作系統(tǒng)運行，Virtual？Server操作系統(tǒng)將擴展性及管理職能進行提供。Virtual？Sever操作系統(tǒng)能提高服務(wù)器的利用率，根據(jù)操作系統(tǒng)運用實例，采用虛擬機實現(xiàn)服務(wù)器的不同需求。使服務(wù)器的需求在物理服務(wù)器中得到全面整合。可通過Virtual？ Sever作為具體軟件構(gòu)建虛擬技術(shù)，如全面發(fā)揮虛擬技術(shù)優(yōu)勢，需配置不同屬性的虛擬機。主機文件系統(tǒng)中虛擬磁盤是重要的文件，主要包括虛擬機操作中用到的數(shù)據(jù)，虛擬機鍵盤能于網(wǎng)絡(luò)文件的服務(wù)器中的構(gòu)建，虛擬磁盤構(gòu)建中Virtual？Sever起到主機盤連接，固定尺寸盤等方面的支持作用。動態(tài)增盤均為軟件默認(rèn)類型。不同種類虛擬磁盤在創(chuàng)建時都通過Virtual？Disk？Wizard軟件進行操作，固定尺寸盤是虛擬磁盤在開始時創(chuàng)建，虛擬就操作中主機盤連接能采用可用磁盤進行物理磁盤相關(guān)設(shè)置。通過應(yīng)用各類虛擬磁盤縮小操作系統(tǒng)存儲空間，因此，構(gòu)建差別盤能提高系統(tǒng)配置的靈活性，有效降低存儲成本。

3 桌面虛擬化技術(shù)在計算機實驗室管理中的作用

引入桌面虛擬化技術(shù)有助于提高實驗室管理效率，減少維護成本。桌面虛擬化后，實驗室計算機管理工作可快速執(zhí)行，操作執(zhí)行速度遠快于物理電腦的安裝分發(fā)。首先安裝DOLD？IMAGE，升級修復(fù)虛擬桌面的GOLD？IMAGE，將虛擬桌面的GOLD？IMAGE？發(fā)布為原虛擬桌面不能正常使用的用戶。桌面虛擬化后，客戶機采用云終端架構(gòu)，同檔次的云終端單價約3？000元/套，PC機的使用年限為4年，云終端使用年限在6年以上。教師機桌面與學(xué)生機桌面不同，學(xué)生機可在安裝1臺后采用同傳功能進行同傳。管理人員需管理多個桌面與安裝操作系統(tǒng)，采用桌面虛擬化技術(shù)只需安裝1臺教師機與學(xué)生機，可省去同傳花費的時間。傳統(tǒng)PC架構(gòu)下桌面病毒維護成本為動態(tài)，此維護成本在桌面虛擬化下是沒有的。傳統(tǒng)PC功耗常在230W以上，云終端功耗為PC機功耗的1/10/.實驗室每天可節(jié)約用電527kW。

4 桌面虛擬化實施方案

軟件學(xué)院實驗教學(xué)樓包括學(xué)生創(chuàng)新實驗室，數(shù)字媒體創(chuàng)新實驗室，軟件工程基礎(chǔ)實驗室與CDIO項目實驗室。

使用1臺IBM刀片服務(wù)器構(gòu)建XenDesktop卡通片的架構(gòu)平臺，劃分5臺虛擬服務(wù)器。按Citrix？ XenDesktop的要求，首先安裝XenServer，利用XenCenter在XenServer中創(chuàng)建虛擬機。安裝配置DDC服務(wù)器。安裝配置WindowsXP客戶端操作系統(tǒng)。虛擬桌面服務(wù)器虛擬桌面安裝有數(shù)字媒體專業(yè)學(xué)生所需的操作系統(tǒng)及相關(guān)實驗軟件。虛擬桌面通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到每間實驗室的學(xué)生終端，安裝樓層實驗室所需全部軟件。虛擬機要構(gòu)造虛擬網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)置網(wǎng)卡，一臺虛擬機能設(shè)置4個網(wǎng)卡。三種不同結(jié)構(gòu)具有不同性質(zhì)，虛擬機的一臺獨立的計算機，能與其他獨立計算機一樣自由的穿梭連接網(wǎng)絡(luò)其他計算機互動交流。虛擬機不能與網(wǎng)上任何主機連接，與其他主機是單向關(guān)系。很多用戶能主機利用客戶機對網(wǎng)絡(luò)上任何服務(wù)器進行訪問，對虛擬實驗環(huán)境安全構(gòu)成了一定的威脅。因此需對系統(tǒng)進行安全設(shè)置。首先設(shè)置用戶權(quán)限，設(shè)置一些特定的成員用戶，其他用戶要通過密碼才能訪問系統(tǒng)。在平臺上使用安全套節(jié)層，虛擬服務(wù)器內(nèi)所有資料要進行加密，對資料加密或設(shè)置訪問權(quán)限。

5 結(jié)論

不同的實驗課程要求使用不同性質(zhì)的軟件支持，要求實驗環(huán)境加大管理力度，在實驗課程中使用虛擬技術(shù)能有效解決此問題。桌面虛擬化技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)進一步拓展，本文從技術(shù)層面論證虛擬桌面技術(shù)提高計算機實驗室的管理效率，提出Citrix？ XenDesktop搭建實驗室教學(xué)環(huán)境方案。

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