高校現(xiàn)階段公共機(jī)房建設(shè)的探討

王曉峰

摘要：隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息化等技術(shù)飛速發(fā)展，高校內(nèi)各種課程都與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)密不可分，這使得高校公共機(jī)房的使用率不斷上升。高校的公共機(jī)房建設(shè)與擴(kuò)建就成了一個(gè)首要的問題。為此，促使高校公共機(jī)房提高資源使用率、提升集中管理、降低能耗的PC組網(wǎng)建設(shè)模式與云桌面建設(shè)模式將是我們探討的方向。

關(guān)鍵詞：公共機(jī)房;計(jì)算機(jī);云桌面

中圖分類號(hào)：TP391? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）23-0097-02

Abstract： With the rapid development of computer， network and information technology. All kinds of courses in Colleges and universities are inseparable from computers and networks，It makes the utilization rate of public computer rooms in Colleges and universities rise continuously.The construction and expansion of public computer rooms in Colleges and universities has become a primary problem. to this end，The PC networking construction mode and cloud desktop construction mode， which can promote the utilization rate of resources， enhance the centralized management and reduce the energy consumption， will be our discussion direction.

Key words： public computer room; computer; cloud desktop

計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得各行各業(yè)都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大數(shù)據(jù)、云服務(wù)等這些新名詞經(jīng)常出現(xiàn)在我們的生活中，高校為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，各類課程、實(shí)驗(yàn)都與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相結(jié)合授課。這迫使高校公共機(jī)房的使用率不斷上升，對(duì)新的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與老機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的擴(kuò)建需求就擺在了我們的面前。而公共機(jī)房實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用什么樣的技術(shù)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)我們的教學(xué)實(shí)驗(yàn)則是我們要探討的內(nèi)容，作為公共機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的管理人員我們需要從提高資源使用率、提升集中管理、降低能耗等方面出發(fā)。目前各高?；静捎眠@兩模式：PC組網(wǎng)建設(shè)模式與云桌面建設(shè)模式。下面我們來簡(jiǎn)要地分析一下這兩種模式。

1 PC組網(wǎng)建設(shè)

1.1硬件組成

PC組網(wǎng)建設(shè)，主要是采用購(gòu)置臺(tái)式PC機(jī)、交換機(jī)等設(shè)備，將公共機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的一間教室組建成一個(gè)小型的局域網(wǎng)，用于教學(xué)與實(shí)驗(yàn)。它的核心在于臺(tái)式PC機(jī)的配置，考慮到公共機(jī)房的課程、實(shí)驗(yàn)種類多，應(yīng)用軟件繁雜，需要的機(jī)器運(yùn)算速度也就要快速計(jì)算、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量多。所以這里CPU方面推薦英特爾酷睿i5以上功能的處理器，內(nèi)存方面采用DDR4、頻率2666以上8～16G存儲(chǔ)為佳，硬盤方面可用存儲(chǔ)在1T～2T、轉(zhuǎn)速7200的機(jī)械硬盤即可，如需快速開機(jī)可搭載一個(gè)固態(tài)硬盤用于操作系統(tǒng)。主板方面選擇則建議選用集成顯卡、聲卡、千兆網(wǎng)卡的主板即可。為了滿足各硬件之間的兼容與優(yōu)化，更好的保證教學(xué)任務(wù)的使用可以購(gòu)置等同配置的品牌臺(tái)式PC機(jī)（如戴爾、惠普、聯(lián)想等）?？紤]到部分課程實(shí)驗(yàn)需要訪問互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)上課實(shí)驗(yàn)人數(shù)多，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求大，建議使用千兆網(wǎng)絡(luò)，配備千兆交換機(jī)設(shè)備。千兆網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)也會(huì)為后期的公共機(jī)房維護(hù)管理帶來一定的便利。

1.2軟件安裝與管理維護(hù)

隨著上機(jī)課程實(shí)驗(yàn)的增多，需要給公共機(jī)房臺(tái)式PC機(jī)安裝的軟件也在增加，軟件部署過程中也出現(xiàn)了許多難題。主要表現(xiàn)在：操作系統(tǒng)與課程軟件之間的兼容與設(shè)置，課程軟件與課程軟件之間的兼容與共存，高版本的課程軟件與低版本的課程軟件之間的同時(shí)安裝。此外隨著公共機(jī)房上機(jī)人次的增加，每個(gè)人對(duì)PC機(jī)操作習(xí)慣的不同，對(duì)操作系統(tǒng)、課程軟件的參數(shù)設(shè)置也是“五花八門”，課程結(jié)束后想要恢復(fù)比較困難。并且學(xué)生的作業(yè)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要使用U盤等移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備上交，這就增加了公共機(jī)房計(jì)算機(jī)病毒的感染風(fēng)險(xiǎn)等等。公共機(jī)房?jī)?nèi)少則幾百臺(tái)PC機(jī)，多則上千臺(tái)PC機(jī)，這就使得上述問題將成百上千的倍數(shù)出現(xiàn)，給日常的管理與維護(hù)帶來巨大的壓力。對(duì)此還原卡的使用可以幫我們解決這些難題，期初使用還原卡可用來解決學(xué)生上課實(shí)驗(yàn)后對(duì)PC機(jī)的設(shè)置改變、病毒的感染等方面的問題，隨著技術(shù)的發(fā)展，還原卡的版本功能不斷升級(jí)，增加了網(wǎng)絡(luò)同傳、硬盤分區(qū)、虛擬頻道等功能，大大地減輕了公共機(jī)房的管理與維護(hù)工作。筆者所在學(xué)校使用了一款還原卡，該還原卡可以根據(jù)臺(tái)式PC機(jī)的硬盤大小，對(duì)硬盤進(jìn)行物理分區(qū)，或設(shè)立虛擬頻道安裝互不干涉的操作系統(tǒng)，來解決操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件之間的兼容、軟件與軟件之間的兼容、高低版本軟件之間的兼容等問題，學(xué)生上課實(shí)驗(yàn)可根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)入不同的操作系統(tǒng)，調(diào)用所需教學(xué)應(yīng)用軟件，來完成課堂實(shí)驗(yàn)。在網(wǎng)絡(luò)同傳方面可同時(shí)連接500臺(tái)PC參加同傳，又加了差異同傳功能大大地減少了從母機(jī)同傳硬盤數(shù)據(jù)的時(shí)間，平時(shí)更新殺毒軟件的病毒庫(kù)，給系統(tǒng)增加補(bǔ)丁，增加零星的小軟件僅需幾分鐘完成。同時(shí)在主體還原功能上還分有立即還原、手動(dòng)還原、定期還原設(shè)置，管理者可根據(jù)不同的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要來進(jìn)行設(shè)置，如上機(jī)考試可設(shè)為手動(dòng)還原或一天后還原來保留考試數(shù)據(jù)。

1.3優(yōu)勢(shì)與不足

PC組網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定性高，故障影響面小，投入成本穩(wěn)健的特征得到管理者與使用者的認(rèn)可。當(dāng)一個(gè)新建機(jī)房實(shí)驗(yàn)室PC機(jī)系統(tǒng)與軟件部署正確后，一般系統(tǒng)與軟件出現(xiàn)問題的概率很低，PC重啟還原后基本能夠得到解決問題。管理人員維護(hù)故障的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)也不會(huì)大面積的影響公共機(jī)房?jī)?nèi)的非網(wǎng)絡(luò)使用者的上機(jī)，畢竟絕大多數(shù)的教學(xué)資源與軟件是在本機(jī)上運(yùn)行的。即便個(gè)別臺(tái)式PC出現(xiàn)問題也可通過換機(jī)解決，不會(huì)影響到整班學(xué)生的教學(xué)使用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展優(yōu)化，臺(tái)式PC機(jī)的性能不斷增強(qiáng)，價(jià)格也逐步走低，使得學(xué)校硬件成本投入降低。

PC組網(wǎng)模式不足之處主要體現(xiàn)在管理人員的維護(hù)難度上：PC組網(wǎng)下系統(tǒng)與軟件部署是通過網(wǎng)絡(luò)同傳到各臺(tái)PC機(jī)上，母機(jī)什么設(shè)置，整個(gè)機(jī)房就是什么設(shè)置，所以部署一定要細(xì)致，一旦在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)問題，勢(shì)必影響整個(gè)公共機(jī)房的教學(xué)任務(wù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各位的應(yīng)用軟件層出不窮，版本一升再升，作為教學(xué)的前沿單位公共機(jī)房，為了滿足教學(xué)需求，系統(tǒng)與軟件幾乎每學(xué)期都要更新升級(jí)。不僅使得管理維護(hù)人員工作煩瑣，還要辛苦任課老師一遍又一遍的現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。同時(shí)根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全規(guī)定，PC機(jī)的安全補(bǔ)丁、病毒庫(kù)都需要不斷更新，為了不影響正常教學(xué)次序，這些工作只能管理人員晚上或周末加班完成。由于公共機(jī)房使用率較高，學(xué)生主體愛惜都不夠，使得設(shè)備損壞率、老化率居高不下，主要在于：鍵盤鼠標(biāo)、USB接口、耳機(jī)接口、主板、硬盤等，增加了管理維護(hù)的強(qiáng)度。經(jīng)費(fèi)投入的限制，公共機(jī)房的PC更新速度，跟不上社會(huì)發(fā)展速度。使得公共機(jī)房?jī)?nèi)的PC品牌、配置、式樣等多樣化，也在無形中增加了管理維護(hù)人員的難度。

2 云桌面建設(shè)

2.1 云桌面組成

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，云桌面的運(yùn)用慢慢地走到我們的面前。他主要是采用多臺(tái)高性能的計(jì)算主機(jī)作為計(jì)算、存儲(chǔ)中心，結(jié)合終端顯示設(shè)備，通過高速網(wǎng)絡(luò)完成互通。使得教師和學(xué)生通過終端顯示設(shè)備操作計(jì)算主機(jī)上部署好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，體驗(yàn)效果與臺(tái)式PC機(jī)完全一致。根據(jù)公共機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模，建議每30個(gè)終端顯示設(shè)備配備一臺(tái)服務(wù)器作為云計(jì)算服務(wù)器完成計(jì)算與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作。配置：1）處理器：實(shí)配不低于2顆Silver 4116? ?12C/24T 2.1GHz;2）內(nèi)存：實(shí)配不低于256 GB，最大支持3TB? DDR4 RECC，頻率最高支持2933 MHz;3）硬盤：實(shí)配3塊1TB SATA硬盤和1塊1TB PCI-E SSD，最大支持8個(gè)熱插拔3.5”/2.5” SATA/SAS/SSD硬盤;4）陣列：支持RAID 0、1、10（Only for Windows），獨(dú)立陣列卡;5）擴(kuò)展槽：提供6個(gè)PCI-E 擴(kuò)展插槽（3*PCI-E3.0x8，1*PCI-E3.0x4（inx8），1*PCI-E 3.0x16， 1*PCI-E 2.0x4（inx8））;6）網(wǎng)絡(luò)I/O：集成2個(gè)10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)口;7）支持IPMI2.0，對(duì)外提供1個(gè)100/1000 Mbps RJ45管理網(wǎng)口，集成iKVM，支持遠(yuǎn)程管理;8）電源：550W冗余雙電源。終端顯示設(shè)備：1）處理器不得低于Intel四核，處理器主頻不得低于2.0GHz，內(nèi)存容量不低于2GB;提供不少于32GB的SSD存儲(chǔ)空間; 2）I/O端口：≥4個(gè)USB2.0端口，1個(gè)VGA端口，1個(gè)HDMI端口，1個(gè)RJ45端口，1個(gè)音頻輸入口，1個(gè)音頻輸出口;3）支持Spice、RDP虛擬桌面等連接協(xié)議。通過千兆交換機(jī)與桌面虛擬化軟件完成組建。

2.2 云桌面服務(wù)平臺(tái)

云桌面服務(wù)平臺(tái)主體采用了當(dāng)前流行的VDI（Virtual Desktop Infrastructure，虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)）虛擬化技術(shù)，將客戶端的運(yùn)行計(jì)算，全部移植到云服務(wù)主機(jī)上，在數(shù)據(jù)中心集中處理，客戶端只負(fù)責(zé)界面的顯示與用戶的輸入輸出。通過云服務(wù)主機(jī)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行所需要的操作系統(tǒng)，將操作系統(tǒng)的桌面虛擬化。每個(gè)虛擬化的桌面就相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的PC機(jī)，它的好壞不會(huì)影響到其他生出的虛擬桌面的訪問操作。在VDI技術(shù)下，管理人員可在云桌面服務(wù)平臺(tái)上根據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，制作不同的操作系統(tǒng)與教學(xué)軟件的虛擬化模板，模板完成后可通過模板克隆技術(shù)，批量統(tǒng)一制作出需要的虛擬化的桌面數(shù)，并且每個(gè)桌面獨(dú)有自己獨(dú)立的計(jì)算機(jī)名與IP地址。終端用戶可以使用云服務(wù)終端顯示設(shè)備來訪問這些在云服務(wù)主機(jī)上虛擬桌面。在虛擬化的桌面的啟動(dòng)速度上，使用固態(tài)硬盤（SSD）加多內(nèi)存緩存技術(shù)，解決云服務(wù)主機(jī)上一般硬盤在批量虛擬化的桌面開始啟動(dòng)時(shí)硬盤讀取負(fù)載的瓶頸，使得虛擬化的桌面并發(fā)啟動(dòng)、程序運(yùn)行速度更快。在虛擬化模板維護(hù)上，通過云桌面服務(wù)平臺(tái)可以隨時(shí)對(duì)現(xiàn)有的模板進(jìn)行更新，添加運(yùn)用軟件，軟件版本升級(jí)。所有操作與臺(tái)式PC操作完全一致，同時(shí)使用差異更新技術(shù)后臺(tái)批量統(tǒng)一更新需要的虛擬化的桌面，更新過程不影響終端用戶的使用。同時(shí)管理維護(hù)人員可以根據(jù)公共機(jī)房教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要設(shè)置不同的虛擬化的桌面是否還原。此外，在VDI技術(shù)下，多臺(tái)服務(wù)器組成云服務(wù)主機(jī)，通過云桌面服務(wù)平臺(tái)分配資源管理，達(dá)到各個(gè)服務(wù)器負(fù)載均衡，一旦某臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)問題，可在其他的服務(wù)器上重啟虛擬桌面，且原有的計(jì)算機(jī)名、IP地址等不改變。

2.3 優(yōu)勢(shì)與問題

云桌面建設(shè)的公共機(jī)房模式可以將所有軟件資源最大化的利用起來，再也不會(huì)出現(xiàn)某某課程只能在某個(gè)機(jī)房實(shí)驗(yàn)室上課的情況。所有公共機(jī)房實(shí)驗(yàn)室都是云終端顯示設(shè)備，上課實(shí)驗(yàn)時(shí)直接調(diào)用云服務(wù)主機(jī)上的虛擬桌面，課表安排變得靈活。軟件升級(jí)與更新也變得簡(jiǎn)單化，維護(hù)更加便利，后臺(tái)云服務(wù)主機(jī)上更新，按模板分配虛擬桌面數(shù)，與終端使用無關(guān)。再也不需要另行找無課時(shí)間完成維護(hù)工作，減少了管理人員的加班數(shù)與工作量。

同時(shí)云桌面建設(shè)的公共機(jī)房模式也存在一些問題：對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施依賴性較大，整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要帶寬大，需要新建千兆帶寬基礎(chǔ)設(shè)施，原有百兆環(huán)境很難實(shí)施。一旦網(wǎng)絡(luò)設(shè)施出現(xiàn)問題，整個(gè)公共機(jī)房?jī)?nèi)的教學(xué)任務(wù)將無法完成。公共機(jī)房?jī)?nèi)開展大型制圖實(shí)驗(yàn)不可避免，如UG、BIM等大型制圖軟件的使用，會(huì)占用大量的服務(wù)器資源，導(dǎo)致服務(wù)器資源緊張。如增加服務(wù)器顯卡，投入硬件成本也會(huì)相應(yīng)增加。

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，臺(tái)式PC機(jī)的性能越來越強(qiáng)大，云桌面技術(shù)也變得越來越成熟。高校公共機(jī)房可以根據(jù)自身的經(jīng)費(fèi)投入、教學(xué)安排需求，結(jié)合PC組網(wǎng)建設(shè)模式與云桌面建設(shè)模式的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)也要兼顧管理人員的工作安排，來考慮建設(shè)我們的公共機(jī)房。此外也需要管理員們不斷摸索、學(xué)習(xí)，新技術(shù)、新模式，總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)與管理技能服務(wù)于我們的公共機(jī)房。

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