云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用研究

楊鑫

關(guān)鍵詞：云桌面；計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室；管理；云端；終端設(shè)備

1云桌面技術(shù)的內(nèi)涵

云桌面技術(shù)是虛擬化和云計(jì)算時(shí)代的典型應(yīng)用，在數(shù)據(jù)中心的云服務(wù)器上能夠生成大量獨(dú)立的虛擬桌面操作系統(tǒng)，一臺(tái)高性能的服務(wù)器可以虛擬1～50臺(tái)不等的虛擬主機(jī)，將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)主機(jī)中的各種物理設(shè)備進(jìn)行虛擬化處理，在虛擬桌面可進(jìn)行集中式的統(tǒng)一管理，大大提高了用戶的使用體驗(yàn)。在云服務(wù)器能夠?qū)K端進(jìn)行操控，并且為終端提供計(jì)算和儲(chǔ)存服務(wù)，用戶利用PC機(jī)、手機(jī)或平板電腦等終端，并借助網(wǎng)絡(luò)即可訪問(wèn)云桌面系統(tǒng)，還可以根據(jù)自己的需求完成實(shí)驗(yàn)操作、在線考試、信息儲(chǔ)存等操作，以滿足不同用戶的使用需求。云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室中的應(yīng)用，可有效降低設(shè)備的采購(gòu)成本，因?yàn)樵谱烂婕夹g(shù)對(duì)終端要求不高，用戶使用終端即可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)云桌面進(jìn)行各種操作，所以大大降低了采購(gòu)成本。運(yùn)行維護(hù)人員在云桌面即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)用戶信息的統(tǒng)一儲(chǔ)存和管理，包括對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)、備份和安全防護(hù)等操作，大大提升了維護(hù)管理效率。不同專業(yè)的學(xué)生通過(guò)終端訪問(wèn)云桌面，可滿足學(xué)生的多元化需求，有效提升資源的利用效率，為高校教學(xué)實(shí)訓(xùn)和在線考試等操作提供了巨大的便利。

2高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理現(xiàn)狀

2.1維護(hù)管理難度大

計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室承擔(dān)著高校教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、模擬仿真實(shí)驗(yàn)、在線考試等重要任務(wù)，為了滿足各種教學(xué)任務(wù)的需求，需要配置數(shù)量較大的計(jì)算機(jī)。尤其是在高校擴(kuò)招后，學(xué)生數(shù)量增加，也增加了對(duì)計(jì)算機(jī)的需求量?，F(xiàn)階段，對(duì)于沒(méi)有使用云桌面技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，基本都是依靠維護(hù)管理人員對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)管理，包括各種軟件的安裝、調(diào)試、升級(jí)、殺毒等操作，對(duì)硬件設(shè)備的維護(hù)檢查，都需要逐個(gè)操作，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，且維護(hù)管理效率較低。在維護(hù)管理人員數(shù)量有限的情況下，要對(duì)所有的計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟件安裝或者升級(jí)等操作，就會(huì)對(duì)教學(xué)進(jìn)度產(chǎn)生一定的影響。

2.2軟硬件配置低

在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)環(huán)節(jié)，一般都會(huì)選擇配置PC機(jī)，受到成本控制的影響，PC機(jī)的配置通常都較低，僅僅能夠滿足基礎(chǔ)的教學(xué)需求。隨著PC機(jī)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，CPU、硬盤空間、顯卡等設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)性能下降的現(xiàn)象，無(wú)法滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求。在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室承擔(dān)較多教學(xué)任務(wù)時(shí)，單臺(tái)計(jì)算機(jī)需要安裝的操作系統(tǒng)和軟件程序會(huì)逐漸增加，在硬件配置較低的情況下，計(jì)算機(jī)無(wú)法承載過(guò)多的軟件安裝，就會(huì)出現(xiàn)軟件安裝運(yùn)行沖突，同時(shí)軟件較多導(dǎo)致機(jī)器運(yùn)行速度降低和卡頓，軟件升級(jí)不及時(shí)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的正常開展。尤其是在我國(guó)推進(jìn)教育教學(xué)現(xiàn)代化和信息化改革的背景下，對(duì)計(jì)算機(jī)的性能有了更高的要求，所以在軟硬件配置方面需要進(jìn)一步改善。

2.3安全防護(hù)難度大

計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室一般都采用局域網(wǎng)的形式，由于局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較單一，因此，單臺(tái)計(jì)算機(jī)受到病毒攻擊后，很容易會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播的方式入侵局域網(wǎng)中的其他計(jì)算機(jī)。為了保證計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行，維護(hù)管理人員需要定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和殺毒。但因?yàn)橛?jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)較多，每臺(tái)計(jì)算機(jī)的用戶不固定，每個(gè)用戶的使用習(xí)慣和操作都有一定的差異，所以感染病毒的可能性較大。有些實(shí)訓(xùn)室計(jì)算機(jī)安裝的殺毒軟件不合格，或者更新不及時(shí)，都會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)生威脅，直接影響教學(xué)工作的正常進(jìn)行。

2.4設(shè)備采購(gòu)和更換成本高

在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室采用PC機(jī)的情況下，為了滿足各個(gè)專業(yè)對(duì)系統(tǒng)和軟件的需求，就需要采購(gòu)硬件配置較高的PC機(jī)。而在學(xué)生數(shù)量增加以及使用計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室頻率增加的情況下，采購(gòu)數(shù)量也會(huì)增加，進(jìn)而增加了設(shè)備的采購(gòu)成本。而每臺(tái)PC機(jī)都有一定的使用壽命，在達(dá)到使用壽命后，就需要重新更換PC機(jī)，期間還會(huì)因?yàn)橛布p壞的原因更換各種零部件，這些都會(huì)耗費(fèi)大量的資金。所以，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理模式，需要投入較高的成本，且后期還會(huì)不斷投入資金，這是高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室面臨的重要問(wèn)題。

3云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1維護(hù)管理效率高

云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)崿F(xiàn)集中管理，因?yàn)閷?shí)訓(xùn)室中所有的程序和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在云平臺(tái)，實(shí)訓(xùn)室管理人員可以在云終端對(duì)所有的程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和操作，包括系統(tǒng)和軟件的安裝、調(diào)試、殺毒、升級(jí)、數(shù)據(jù)備份等工作，而不再需要對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行逐一操作，進(jìn)而大大提升了工作效率[1]。

3.2建設(shè)管理成本低

應(yīng)用云桌面技術(shù)，對(duì)用戶端的設(shè)備配置要求較低，用戶端只需要配備顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)接口，然后領(lǐng)一臺(tái)云終端，即可使用云桌面進(jìn)行實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，而且其設(shè)備的使用年限也比傳統(tǒng)設(shè)備時(shí)限長(zhǎng)。用戶端的這種配置方式，大大降低了采購(gòu)成本。在軟件安裝方面，為了保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利開展，一般需要購(gòu)買正版軟件和操作系統(tǒng)，而不同專業(yè)都有專用軟件，所以采購(gòu)軟件成本大幅提升。在使用云桌面技術(shù)后，可根據(jù)實(shí)際需求單次購(gòu)買各類型的操作系統(tǒng)和軟件，然后在云桌面系統(tǒng)中創(chuàng)建虛擬機(jī)鏡像模板，根據(jù)需求數(shù)量批量生成虛擬機(jī)，學(xué)生在登錄賬號(hào)后下載相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)資源、程序和軟件即可，無(wú)需反復(fù)購(gòu)買，大大降低了軟件采購(gòu)成本。利用云桌面技術(shù)還可降低功耗，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，降低成本。

3.3資源分配靈活

不同教學(xué)任務(wù)以及不同的專業(yè)，對(duì)計(jì)算機(jī)資源的需求有一定的差異性。在傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中，為了滿足全部專業(yè)的實(shí)訓(xùn)需求，根據(jù)預(yù)留冗余性能的原則安裝高配置的硬件設(shè)備，不僅增加了成本投入，還會(huì)造成資源和能源的浪費(fèi)。使用云桌面技術(shù)后，可在服務(wù)器對(duì)每個(gè)終端的操作系統(tǒng)和軟件進(jìn)行統(tǒng)一部署，根據(jù)不同專業(yè)來(lái)創(chuàng)建課程的個(gè)性化虛擬桌面。云桌面系統(tǒng)具有自動(dòng)分配計(jì)算機(jī)資源的功能，在用戶提出申請(qǐng)后，可向用戶分配相應(yīng)的計(jì)算機(jī)資源，資源分配較為靈活，可滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)際需求[2]。云桌面技術(shù)不僅能為計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室提供服務(wù)，還能使學(xué)生通過(guò)自己的計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)連接到云桌面進(jìn)行實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，這為高校靈活教學(xué)提供了巨大便利。

3.4安全性高

信息和系統(tǒng)安全是計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室管理的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理模式容易出現(xiàn)安全隱患，造成信息丟失，程序和文件損壞等現(xiàn)象。云桌面技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提升安全性。因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都儲(chǔ)存在云平臺(tái)，在本地沒(méi)有任何數(shù)據(jù)，所以在用戶端無(wú)法進(jìn)行拷貝和刻盤等操作。如果用戶有需求，終端用戶在使用U盤等外接設(shè)備時(shí)，會(huì)對(duì)外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全校驗(yàn)，只有通過(guò)安全校驗(yàn)后才能夠?yàn)橛脩籼峁┓?wù)，且會(huì)有選擇性地開放部分訪問(wèn)權(quán)限，以有效保證系統(tǒng)安全。實(shí)訓(xùn)室管理人員在云平臺(tái)對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)、殺毒、升級(jí)、備份等操作，并對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，以防止重要數(shù)據(jù)和信息的丟失，切實(shí)保證實(shí)訓(xùn)室的安全[3]。

4云桌面技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用策略

4.1虛擬化云桌面在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室中應(yīng)用的架構(gòu)

現(xiàn)階段，在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中常用的虛擬云桌面系統(tǒng)架構(gòu)主要有VDI虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)、VOI虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)、IDV智能桌面虛擬化架構(gòu)、RDS遠(yuǎn)程桌面服務(wù)架構(gòu)。每種系統(tǒng)架構(gòu)都有各自的特點(diǎn)，在適用范圍、使用功能和用戶體驗(yàn)方面存在一定的差異性，所以在實(shí)際應(yīng)用中，高校應(yīng)該根據(jù)自身的實(shí)際需求選擇適宜的系統(tǒng)架構(gòu)類型，以確保云桌面技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中能夠發(fā)揮最大的作用，從而切實(shí)提升計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的使用效率。

云桌面在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室中的應(yīng)用，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層、服務(wù)與管理層、前端用戶應(yīng)用層等。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層主要包括后臺(tái)服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等硬件，VDI，RDS或ICA網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、虛擬化資源池等軟件。通過(guò)I/O接口的連接完成計(jì)算機(jī)虛擬化、數(shù)據(jù)任務(wù)響應(yīng)和信息整合服務(wù)。服務(wù)與管理層主要包括身份認(rèn)證、配置管理、資源管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)計(jì)算、軟件服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、性能監(jiān)測(cè)等模塊，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。前端用戶應(yīng)用層主要包括主機(jī)申請(qǐng)、人機(jī)交互、仿真實(shí)驗(yàn)等模塊，網(wǎng)頁(yè)端口和客戶端窗口作為交互渠道，完成用戶的使用需求[4]。

4.2云桌面系統(tǒng)計(jì)算資源規(guī)劃

為了保證計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的高效運(yùn)行，需要對(duì)云桌面系統(tǒng)的計(jì)算資源進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃，以確保各項(xiàng)配置能夠滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)的需求。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對(duì)學(xué)校各類需要使用計(jì)算機(jī)的課程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，包括基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程以及在線考試等，通過(guò)與各個(gè)專業(yè)教師的溝通，搜集各類課程需要使用的軟件程序，以及每種軟件有多少學(xué)生使用，然后總結(jié)出在不同的情境下需要使用的計(jì)算資源，以便對(duì)服務(wù)器的配置數(shù)量以及其他各項(xiàng)設(shè)施的配置進(jìn)行規(guī)劃。在規(guī)劃CPU資源時(shí)，要對(duì)每個(gè)桌面的最小需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后按照1.5倍的容量來(lái)計(jì)算CUP資源，內(nèi)存可以按照單個(gè)桌面系統(tǒng)4GB計(jì)算。為了保證系統(tǒng)的可用性，應(yīng)遵循冗余需求的原則，額外設(shè)置單臺(tái)或者多臺(tái)物理服務(wù)器，以確保發(fā)生特殊情況時(shí)能夠滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求[5]。比如，某高校的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室在設(shè)計(jì)云桌面系統(tǒng)計(jì)算資源時(shí)，如果按照400個(gè)虛擬桌面用戶計(jì)算，并按照1.5倍容量計(jì)算CPU資源，得出在理論層面應(yīng)配置8臺(tái)物理服務(wù)器即可滿足所有虛擬桌面的承載需求，但是遵從冗余設(shè)計(jì)原則，可選擇配置9臺(tái)或者10臺(tái)服務(wù)器。

4.3云桌面技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中應(yīng)注意的問(wèn)題

云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用，要根據(jù)云桌面技術(shù)的特點(diǎn)，制定全新的實(shí)訓(xùn)室管理體系。因?yàn)樵谱烂婕夹g(shù)應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，所以很多高校都是在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的基礎(chǔ)上進(jìn)行改建，此時(shí)就需要對(duì)原有設(shè)備以及新增設(shè)備進(jìn)行合理規(guī)劃。從節(jié)約成本的角度出發(fā)，對(duì)于計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室中原有的硬件設(shè)備，要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估，對(duì)于使用年限少于8年以及開機(jī)后能夠進(jìn)入云終端盒子的計(jì)算機(jī)，仍然可以作為客戶端使用，以充分利用原有硬件設(shè)施的剩余利用價(jià)值，進(jìn)而減少成本投入。同時(shí)，要統(tǒng)計(jì)學(xué)生自備計(jì)算機(jī)的數(shù)量，只要向其提供網(wǎng)絡(luò)接口即可使用，這種做法可減少新機(jī)配置數(shù)量，避免設(shè)備閑置浪費(fèi)。從可靠性的角度出發(fā)，可分階段對(duì)原有計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行改建，每個(gè)階段選取部分計(jì)算機(jī)進(jìn)行嘗試，在獲得成功經(jīng)驗(yàn)后，再分批改建，以確保實(shí)訓(xùn)室改建的可靠性。實(shí)訓(xùn)室管理人員要做好與各個(gè)專業(yè)教師的溝通，詳細(xì)了解各專業(yè)課程需要使用的操作系統(tǒng)和軟件程序，然后在云平臺(tái)統(tǒng)一批量下載和調(diào)試。

5結(jié)束語(yǔ)

高職院校傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理模式存在應(yīng)用效果差、管理效率低下等問(wèn)題，直接影響高校教學(xué)、實(shí)訓(xùn)和在線考試等工作的效果，進(jìn)而制約了高?，F(xiàn)代教學(xué)管理和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的發(fā)展。云桌面技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬技術(shù)，通過(guò)深度整合服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化和存儲(chǔ)虛擬化，并借助云桌面一體機(jī)和云終端2種設(shè)備，可以創(chuàng)造出多種使用環(huán)境。云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理中的應(yīng)用，不僅破除了目前實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理存在的弊端，而且管理效率得到顯著提升，在降低管理成本的同時(shí)，滿足了各個(gè)專業(yè)的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)需求。雖然云桌面技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，但是優(yōu)勢(shì)較為明顯，隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，勢(shì)必會(huì)在各大高校的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室中得到廣泛應(yīng)用，進(jìn)而為高校教學(xué)實(shí)訓(xùn)工作的高效開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。