基于云桌面技术的计算机实验室建设研究

2022-09-11

在高职高专学生的教育教学中, 实践教学是学生进行学习的重要一环, 计算机机房是不仅学生进行实践学习的主要场所也是教师进行各种与计算机相关科目教学的场地。但随着各学科技术的不断发展, 高校的计算机实验室设备面对着设备陈旧, 面临淘汰的问题。计算机操作系统的不断更新, 各种常用软件和专业软件的不断升级, 现有微机在内存、CPU、硬盘等方面都无法教学满足其要。且微机老化, 病毒传播都影响这教学的正常进行。而随着云桌面技术的日益成熟和广泛使用, 通过云桌面技术对计算机实验室进行改造或建设可以解决以上面临的问题, 同时还能减轻实验室员的工作量, 保证数据的安全性, 节约建设和维护成本、具有绿色环保等优势。

一、高校计算机实验室现状

高校的实验室建设是高校硬件设施建设的重要一环, 面对现有的传统计算机实验室存在各种各样的问题, 归纳下来可以分为以下几点。

(一) 机房设备陈旧

随着计算机技术的日新月异的发展, 计算机的硬件更新很快, 对于高校计算机实验室而言, 由于使用率高, 计算机硬件损耗高。经过计算机软件技术的不断发展, 机房需要安装新的操作系统、新的各种专业软件, 就存在机房现有的硬件设施不能满足现有教学问题。而机房设备的更新需要大量资金的投入, 这对高校而言是不现实的。而旧的计算机也不能得到很好的利用, 造成电子垃圾。

(二) 机房软硬件难于维护

高校机房的PC机数量庞大, 计算机硬软件维护需要大量的人力和时间投入, 对于一些突发事件甚至难以及时维护, 造成教学事故。当遇到系统更新, 机房管理员的工作量难以想象, 常常需要几天甚至几周的时间硬件的排查和系统安装。每学期开学前各种专业软件的安装和更新, 需要实验管理员投入更大的精力和时间。因为学生操作不当造成的硬件故障更是时有发生, 计算机病毒的传播对于机房管理更是噩梦, 一旦机房感染病毒, 管理员可能需要对全部的电脑进行查毒杀毒, 甚至进行系统的重装。

(三) 机房利用率不均衡

机房的使用率高但利用率不均衡, 对于一些专业机房, 只有该专业的学生才能使用, 机房使用率低, 造成资源的浪费。而公共机房是使用率平均达到每天6-8节。

(四) 云桌面技术

随着计算机技术不断的发展, 虚拟化技术是计算机技术发展的趋势之一, 云桌面技术就是虚拟化技术应用的产物。云桌面技术是客户端通过自己的网络进行身份验证, 向云服务端进行验证, 同时申请自己的专用云桌面。通过显示器在自己的终端相关操作, 将需要处理的数据发送到云端进行运算, 云终端将结果显示到显示器。

二、云桌面技术的优势

(一) 云桌面技术在机房建设的应用

1. 基于云桌面技术优势

(1) 便于计算机实验室维护。所有的系统和软件都安装在服务器端, 操作系统的安装, 软件的更新和升级, 不同学习环境的设置都可以通过管理员在服务器端进行统一设置, 节省计算机机房管理的时间和复杂度。 (2) 数据更安全。所有的数据都是存放在服务器端, 客户端必须通过用户名和密码才能进行访问。对于核心的资料可以利用数据盘加密技术进行规范, 有效保证数据的安全性。 (3) 降低软硬件维护成本。通过云桌面技术不管对旧机房进行改造还是建设新机房, 使用虚拟存储, 虚拟处理器代替本地设备, 大大的节约了客户端的投入, 如果是对旧机房进行改造, 则显示器可以继续使用起到环保作用。终端设备没有主机, 因此对节能也起到了重要的作用。

(二) 云桌面在机房建设中的关键技术

1. 基于VDI方案云桌面技术的拓扑结构

云桌面技术是在云平台部署的一种虚拟桌面应用, 通过在服务器端为每一个用户准备专用的虚拟机, 并配置该用户所需要的操作系统和各种应用软件, 然后由瘦客户端显示虚拟桌面的所有内容。

2. 虚拟化技术

基于云桌面的实验室建设常用的方案有两种VDI和SBC, 基于图1云桌面体系架构中采用VDI方案, 支撑VDI虚拟桌面通常采用完全虚拟化服务器。它并不是给每一个终端配置一台独立运行的操作系统, 而是通过在服务器上运行操作系统, 终端通过连接请求输入密码与服务器进行连接, 从而将终端的桌面虚拟化, 用户使用的终端就像传统的桌面一样。

(三) 基于云桌面平台的架构设计

云桌面实验室的建立可采用三层结构布局, 分别是虚拟桌面后台的基础架构、桌面虚拟化管理平台和瘦终端。其中虚拟桌面后台基础架构是由产品所需的服务器组成, 为桌面虚拟化平台提供底层虚拟机以及管理支持;而桌面的管理和数据交付则虚拟服务管理平台进行操作;最后, 在用户终端通过申请访问登录所属的个性化系统桌面即可。

三、结束语

基于云桌面技术建设计算机实验室是未来高校实验室建设的趋势。云桌面大大减少机房管理的难度, 提高实验教学的质量, 有效保护机房数据的安全性。但云桌面在较多终端同时登录且需要处理大量图片、视频时存在带宽可能不足, 处理速度慢的问题。但随着计算机软硬件技术不断的发展, 虚拟技术的完善, 这些问题终会得到解决。

摘要：本文针对高校计算机实验室在机房改造、实验室软硬件管理中以及各种教学环境切换中存在的问题, 根据基于虚拟技术的云桌面在机房管理中的各种优势, 提出利用云桌面技术建设和管理机房, 并给出具体的建设方案。

关键词：计算机实验室,虚拟化技术,云桌面