基于“桌面云”的高校計算機實驗室建設研究

邱亮

摘 要 在云計算技術不斷發展下，桌面云以其可為高校計算機實驗室建設提供更為快捷的更新換代模式的優勢，可輔助高校計算機實驗室解決日常在設備更新、維護、管理和使用過程中存在的各類問題，提升高校計算機實驗室建設與管理效率。本文研究了高校計算機實驗室建設現狀及不足，詳細分析了在高校計算機實驗室建設效率提升要求下，云計算機和桌面云技術的融入優勢，嘗試建立以桌面云技術為基礎的高校計算機實驗室運行模式，由此為高校計算機實驗室建設成效提升提供可借鑒要素。

關鍵詞 桌面云 計算機實驗室 實驗室建設 信息化

Abstract The development of computing technology in the cloud， desktop cloud which can for the construction of university computer laboratory to provide more efficient replacement mode the advantages of all kinds of problems can be assisted in the computer laboratory of the university to solve everyday in the renewal of equipment， maintenance， management and use of the process， enhance the efficiency of the construction and management of college computer laboratory. This paper studies the present situation of university computer laboratory construction and lack of detailed analysis in the university computer laboratory construction efficiency requirements， into the advantages of cloud computer and desktop cloud technology， try to establish a university computer lab operation mode based on the desktop cloud technology as the foundation， which provides reference for the construction of elements in the computer laboratory of the university to enhance.

Keywords desktop cloud； computer lab； laboratory construction； information

1 高校計算機實驗室建設現狀及問題

1.1 計算機實驗室運行現狀及問題

高校計算機實驗室日常以計算機基礎課程為主要授課科目，由于此科目上課人數多，授課時間安排緊密，對實驗室使用頻次較高，使得高校計算機實驗室多數情況下不得不超負荷運作，如此一方面增加了機房管理人員的工作量，另一方面也降低了計算機使用壽命，增加了相關設備的更新換代率。

（1）上機環境復雜，規范化操作難以落實。高校計算機實驗室規模有限但是卻需要滿足不同專業學生和老師的不同需求，由此導致高校計算機實驗室無法滿足預期設定的專機專用目標，一般情況下，每臺電腦在每天需要提供給三到五個使用者，由于使用者使用習慣、使用目的、使用要求等方面存在差別，由此導致高校計算機實驗室上機環境更為復雜，使用者上機行為難以被統一，高校計算機實驗室的規范化管理難以被落實。

（2）不規范操作頻繁，軟硬件系統容易受損。高校計算機實驗室一般都采用了還原卡設備來保護硬盤數據，確保硬盤能夠在下一次開機時恢復到默認狀態，但是學生依然可以通過U盤、光盤等可啟動介質跳過相關系統界面，對計算機進行配置修改，這將增加機房管理人員批量修復計算機系統的頻次；部分學生由于對計算機應用的要求和網絡安全知識了解不足，存在不規范的上網行為，會使計算機出現中病毒、木馬等現象，甚至嚴重時會導致整個機房的系統癱瘓；一些學生非主觀意識的錯誤操作還會損害PC客戶端的硬件系統。

1.2 計算機實驗室管控現狀及問題

（1）重啟后還原系統數據，不能保證持續教學。目前高校計算機實驗室在日常運作中會設置專職實驗員負責計算機硬件和軟件的管理及維護，一旦出現計算機系統應用障礙，機房管理者可以直接還原系統以刪除病毒或者木馬。為節約工作量，很多高校實驗室的計算機都直接設置了自動的系統還原功能，即在用戶下一次啟動計算機時，計算機會自動還原成默認的系統狀態，上一個用戶在計算機上的各類操作痕跡和數據都會自動消失，繼而保持系統的“干凈”和“統一”。雖然此種設計的確可提升計算機的實用性，但這種方式無法保存學生作業和練習數據，實際也不利于學生的二次使用和教學延續。

（2）工作人員數量與工作量不符，軟硬件更新緩慢。網絡系統同傳技術能幫助機房管理員維護和更新機房軟件，如此機房管理員只需要在機房空閑時間維護系統即可，但是由于高校計算機實驗室配備的工作人員數量有限，計算機使用頻次極高其產生的問題及問題頻次也必然與之對應，比如師生不當操作引發的問題等。由此，一個機房管理員勢必需要肩負多個機房的維護和系統修復任務，一旦某個計算機系統的病毒蔓延至整個機房系統中，機房管理員的軟件修復工作量必然加大，而相應的硬件維修周期也有可能被拉長。

除需要更多專業技術人員管理和維護計算機機房外，高校計算機實驗室所使用的軟硬件設備一般在使用四五年之后，需要更換，但絕大部分高校為縮減經費存在不及時更換軟硬件進而制約教學質量的問題。

2 桌面云技術輔助下高校計算機實驗室的建設

2.1 虛擬服務器和客戶機

高校計算機實驗室的體系構建，在桌面云技術的輔助下可預先計算出實驗室所需的虛擬機個數，結合教學實際需求來設置出虛擬主機。在虛擬主機下選擇實驗室需要下載和安裝的一整套操作系統和學習軟件。運用同步相傳軟件將此兩者的數據復制并傳遞到另一臺虛擬計算機上。按照此種設定，高校計算機實驗室操作和管理將因為不需反復安裝和拆卸軟件，軟件和設備的安裝和使用均在同一臺服務器中而得到簡單化。但是此種構建方式也為高校計算機實驗室管理者提出了更為嚴格的管理及技術要求。

按照高校計算機實驗室桌面虛擬化在不同使用領域中的不同應用要求來說，桌面虛擬化技術的確可作為服務器資源中應用虛擬化計算機模型的一部分，其可以將中心服務器通過虛擬轉化出多個桌面計算機，由瘦客端完成桌面計算機的運行，并使之感受到操作與普通計算機流程的相同性。以上數據都將在服務器中被逐個操作和處理。

由于桌面云技術應用中客戶機的介入方式有專業瘦客戶端和普通計算機兩種。專業瘦客戶端要求將遠程桌面接入協議介入到計算機內容中，而普通計算機需要WEB技術，此兩種介入方式對本地計算機的硬盤、技術空間資源有不同的要求，但是專業瘦客戶端相對簡單，維修服務時間和成本較低，壽命較長，且無需繼續配置操作系統，可被作為優先考慮的方式。

2.2 虛擬網絡管理系統

高校計算機實驗室的管理系統中客戶端設備和服務器在桌面云技術的影響下存在物理隔離，客戶端設備和服務器兩者之間的信息溝通一般由網絡管理系統來承擔，中間使用的網絡技術就可被視為虛擬化核心，但是一旦此中間網絡出現故障，客戶端就不能向服務器傳輸數據，除了已經連接服務器并加載完成的虛擬桌面依然可以正常使用外，其它客戶端將無法連接使用，這將影響實驗室的教學活動。對此，建議桌面云技術應用下的計算機實驗室網絡管理系統進行備份鏈接，以防止因中間網絡故障而影響網絡系統傳輸和網絡通訊穩定。

虛擬網絡管理系統是高校計算機實驗室建設的重要部分，雖然有可能耗費較高，但是建議使用包轉發方式，實現交換虛擬化功能。可嘗試虛擬兩臺交換機設備來保障工作穩定。一旦出現部分階段工作超負荷時可使用光纖交換來保障網絡正常使用，網絡出口處可配置防火墻設備，隔離外網，并進行安全防范。

3 桌面云技術輔助下高校計算機實驗室建設的轉變

3.1 合理分配計算機資源，延續教學應用方式

高校計算機實驗室所承擔的教學任務有兩種，一種是為如計算機理論課程、電子商務等對計算機資源要求不高的課程提供平臺；其二是為如建筑、機電、傳媒、會計等對計算機資源要求較高的專業設計課程提供平臺。兩類課程要求不同，需求不同，對計算資源及計算機設備性能的分配需要也不同。在缺乏桌面云技術應用時，高校計算機實驗室建設為保障以上課程講解要求，只能單向增加計算機管理人員的工作量和工作難度，并有可能為配合課程講解的需求，更換計算機，不斷增加計算機設備性能，這勢必會提升高校計算機實驗室的建設成本。

隨著桌面云技術在高校計算機實驗室中的融入，可更為合理的分配課程所需的計算資源，并按照學生和老師的要求為其申請計算資源。由于桌面云技術可依賴后臺服務器的輔助為上機人員提供給虛擬桌面系統，上機時學生和教師只需要使用互聯網訪問服務器并根據選擇自動加載虛擬數據即可實現虛擬桌面，此種運作方式極大程度的限定并保存每一個上機人員的上機數據和習慣，可幫助其完成課程學習和教學的延續。

3.2 改善操作環境，便利式教學保障

高校計算機實驗室在應用過程中會使用形式各樣的計算機技術，進而將課件轉化成教學課堂應用的必需品，但是諸如上文中提到的不同課程對計算機技術和設備的要求不同，高校計算機實驗室的建設必須要考慮到不同科目的不同需求，由于不同科目的計算機課件制作要求存在差異，譬如文件格式的差異，很多教師或者學生在換一臺電腦后，就無法顯示已經完成或者部分完成的課件、作業等，必須裝上相同的插件或視頻解碼器才有可能顯示內容，此類要求必然對教學科研活動帶來諸多不便。

桌面云技術在高校計算機實驗室中融入之后，能幫助師生將已經做好或者正在制作中的課件轉移到任何一個PC終端上，降低因環境變化而導致的課件無法顯示和繼續制作的問題。桌面云技術可最大限度的存儲上機人員數據和習慣，還可以在師生出現行為遷移后，無需重新制作課件和作業，也無需重新適應新環境，重新登錄自己的賬號即可直接調出已經做完或者進行中的數據，繼續處理或者直接在PC客戶端上顯示。當繼續處理時，系統會對應的進入到執行者當前的指令中，比如取消、設置、查詢、存儲以及自測等。每次顯示的數據都是經過加權平均處理的，以便提升數據可靠性。

此種操作模式，不僅提升了課件和作業制作效率，同時也改良了高校計算機實驗室操作環境，并降低了因硬件受限所帶來的操作難度。

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