析桌面云對高職實驗室建設的應用優勢與挑戰

【摘要】對高職傳統計算機實驗室硬件建設逐漸不能適應實驗和考試軟件頻繁更新的現狀進行分析，進而探討桌面云的應用為傳統計算機實驗室建設帶來的技術機遇和優勢所在，以及在傳統計算機實驗室建設中引入桌面云技術面臨的挑戰，為優化高職計算機實驗室建設和推動桌面云技術應用逐步走向成熟與高效提供一些新的思路。

【關鍵詞】桌面云技術 應用優勢 計算機 實驗室建設

【中圖分類號】G482 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）30-0005-02

桌面云技術是基于新一代云軟件提供桌面作為服務的一種應用程序。桌面云技術應用于計算機實驗室，其設計思路是通過虛擬化服務器和虛擬存儲配置，運用虛擬化技術實現實驗室桌面虛擬化和應用虛擬化，桌面云系統可以將管理服務和數據空間等傳送到計算機實驗室的各類上機平臺，從而實現統一上機用戶管理、統一應用程序訪問、統一實驗環境部署的一體化，提高教學實驗應用場景配置的靈活性以及增加實驗環境的安全系數。桌面云技術具有可定制、虛擬化、運維管理靈活簡便的特點，通過分析桌面云的技術特點，結合高職院校傳統計算機實驗室的現狀，可以認為桌面云技術的應用能夠緩解傳統計算機實驗室教學設備維護困難、教學資源需求不斷增長難以滿足的困局，為計算機實驗室的建設與管理提供了技術機遇，對優化高職計算機實驗室建設具有明顯的應用優勢。

一、傳統高職計算機實驗室建設現狀

1.難以滿足應用環境的更新需求

高職計算機實驗室是依托高職教學目標為滿足計算機教學實驗需求而建設，承擔著重要的教學實驗任務。由于高職傳統計算機實驗室建設大多采用PC模式，機器硬件性能不足而引起設備升級壓力大，造成計算機實驗室的軟硬件配置與教學實驗需求不匹配，導致無法做到教學資源按需分配，影響了教學實驗的部署方案。隨著信息化教學方式的日漸豐富，高職院校的多媒體教學、在線考試、上機實驗等承載的應用程序、終端部署與更新需求也日益復雜。而傳統的計算機實驗室一方面難以解決根據教學需求來定制對應的桌面環境的問題，另一方面傳統計算機實驗室固化的配置模式也導致計算機實驗室硬件的換代跟不上教學軟件的更新速度。除了計算機實驗室的建設規模和硬件配置無法按需置換外，應用軟件升級換代、更新系統補丁、升級殺毒軟件等實驗室維護工作也給實驗室管理員增加了極大的工作負荷，顯然，傳統計算機實驗室已經難以符合教學應用環境日益多樣化復雜化的需求。

2.難以保障實驗室的安全與穩定

由于計算機實驗室大多承載了全校專業與公共機房的功能，使用頻次高，在校園局域網內，由于學生自帶U盤等移動存儲設備的普及，U盤類存儲設備攜帶的病毒更容易造成大面積傳播，嚴重危害實驗室甚至服務器的數據安全。學生上機時的不規范操作，對師生用戶后續的使用也會帶來不穩定因素，難以保障計算機實驗室的安全與穩定。

3.難以有效提高實驗室的運維效率

高職院校的傳統計算機實驗室大多數是集中型的公共機房或專業機房，專職的實驗室管理員配備人數一般為一人，其管理模式特點是費時、費力、運維低效率。而計算機實驗室使用頻率高、需要維護的終端數量巨大，應用程序多樣、終端部署分散、系統和軟件安裝的更新換代工作量非常大，故障多發時更是難以及時處理，目前傳統的計算機實驗室面臨難以有效提高實驗室運維效率的困局。

二、桌面云技術在計算機實驗室建設中的應用優勢

1.應用桌面云技術構建的桌面環境能夠滿足教學需求

將桌面云技術應用于傳統計算機實驗室，桌面云技術可定制性的特點能夠根據桌面云部署方案來定制不同的桌面環境。可以在短時間內對用戶桌面進行相應的更新與部署，滿足實驗室教學場景多樣化的需求。承辦各類考試只需要在服務器端重新定制模板即可，也可以根據不同的教學用戶需求來實現動態性伸縮擴展，做到更為合理的分配課程所需的計算資源，實現了基于桌面云技術的資源集中構建與管理控制，桌面云技術構建的桌面環境明顯優于傳統計算機實驗室分散獨立的桌面環境。桌面云技術所具有的虛擬化特點能夠拓展硬件設備的使用效率，可以在一臺物理服務器上虛擬出多個機器，形成虛擬了傳統課堂教學功能的虛擬教室，提供教學軟件與硬件的一致性環境與教學輔導。

2.應用桌面云技術能夠營造安全的實驗室環境

桌面云技術功能強大，通過數據加密技術能夠把數據存儲在云空間并形成保護，避免未授權用戶訪問的竊取，學校教學資源得到保障。還可以對系統資源進行合理配置，避免出現校園用戶訪問量過多服務器拒絕用戶訪問需求的情況。同時，校園用戶只需通過賬號登錄云計算終端就可以進行文件的存儲，能夠有效減少移動設備拷貝文件過程中受到病毒入侵和傳播。而且數據級容災系統的數據備份可以保證云空間存儲的數據不會丟失，即使服務器終端出現故障也不會影響正常教學，桌面云技術可以把服務器或系統出現故障的頻率有效降低。桌面云系統比PC機系統可靠性高，引入桌面云技術能夠給實驗室營造安全穩定的教學實驗環境。

3.應用桌面云技術能夠成倍提升實驗室運維效率

云技術通過網絡形成龐大的服務器群，運行云平臺的集中管理通過遠程的方式接入，實驗室管理人員在系統更新及維護過程中，主要在服務器操作，無需對每一臺計算機更新，桌面云先進的數據處理技術對各種教學應用場景、教學方案部署、系統升級、設備維護進行統一運維管理，減少了計算機終端的維護量和維護成本。桌面云技術并具備良好的綜合定位分析及故障處理能力，當實驗室軟件出現故障，云端也可以及時進行排障處理，因此，相對于傳統的計算機實驗室，引入桌面云技術可以大為減少實驗室管理員系統和桌面管理工作量，成倍提升了實驗室的運維效率。

4.應用桌面云技術能夠降低實驗室建設成本

由于傳統計算機實驗室各種教學軟件需要不斷進行升級更新，導致計算機實驗室硬件置換跟不上教學軟件的更新換代速度，加大了計算機實驗室的建設成本。桌面云技術給傳統計算機突驗室建設提供了更為快捷的更新換代模式，對計算機實驗室軟硬件更新換代的困局起到緩解的作用。將桌面云技術應用到高職計算機實驗室建設，其客戶機有普通計算機和專業瘦客戶端兩種介入方式。普通的計算機需要WEB技術，而專業瘦客戶機終端將遠程桌面接入到計算機的配置要求并不高，可以減少桌面終端的資金投入，瘦客戶機的運行能耗也遠低于PC機，而且由于軟件可以定期自動更新，管理成本總體TCO減少。一定程度上節約了能源消耗和維護成本，顯著降低實驗室的建設成本，專業瘦客戶機可被視為優先考慮的介入方式。

三、桌面云技術在計算機實驗室應用中有待解決的問題

1.基于桌面云技術的網絡帶寬要求

鑒于桌面云技術主要通過瘦客戶機連接服務器提供的虛擬化資源，對網絡帶寬、瘦客戶機、服務器圖形圖像處理能力都有一定的帶寬要求，在桌面云的應用環境中，對于非大量圖形應用操作，瘦客戶機終端的帶寬需求僅為1Mb/s以內。而針對高清視頻或三維設計軟件等大量圖形的應用操作帶寬為30Mb/s，帶寬需求顯著增加，需要達到百兆到桌面。其使用成本已遠高于傳統計算機實驗室建設的常規投入，給計算機實驗室應用桌面云技術帶來了障礙。

2.基于桌面云技術的服務器圖形圖像處理能力要求

桌面云技術在圖形運算能力要求不高的應用場景下，已經完全可以替代傳統的計算機應用環境。但是對于需要處理高級別圖像功能的應用場景，如三維軟件設計、視頻播放等方面則并不適用，因為虛擬機的虛擬顯卡處理能力達不到圖像處理要求，這將給部分對圖形運算要求比較高的教學實驗課程形成制約。

四、結論

本文認為桌面云應用于傳統計算機實驗室有明顯優勢，對高職計算機實驗室建設具有良好的應用前景和技術可行性。由于云計算時代對于桌面虛擬化的需求變得越來越復雜和多樣化，要充分發揮桌面云技術在計算機實驗室建設中的應用，最重要的就是及時改變固化思維，解決桌面云應用環境的技術障礙，推動桌面云技術應用與實驗室建設逐步走向成熟與高效。

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作者簡介：林觀德（1954-）男，漢族，籍貫：廣東湛江，廣州工商學院（高級實驗師），學歷：學士，研究方向：圖像處理，云計算。

基金項目：廣州工商學院首批院級實驗教學示范中心建設項目——數字媒體虛擬仿真實驗教學中心科研課題（項目主持人：胡垂立）。endprint