基于桌面虛擬化的計算機實驗管理分析

趙效常

摘 要 信息時代的到來促進了信息管理實驗平臺的發展，因信息管理實驗平臺有多種不同的實驗軟件組合，信息管理實驗平臺在硬軟件品質中較為復雜。文章分析了虛擬技術在信息管理平臺構建中的應用，根據計算機故障原因，探討運用桌面虛擬技術提高實驗室管理效率的可行性，提出了創建實驗教學環境的具體方案，有望為信息管理實驗平臺構建提供一定的參考價值。

關鍵詞 桌面虛擬化技術；實驗平臺管理

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）231-0123-02

當前高校教育教學中對計算機的依賴度日益增強。必須提高管理效率才能保證實踐教學的正常有序進行。現有實驗室管理模式缺陷等因素，導致計算機實驗室管理效率低，為提高計算機實驗管理效率，本文探討桌面虛擬化技術對計算機實驗管理的可行性，提出利用Citrix？xen？Desktop搭建教學環境的實施方案。

1 實驗室管理工作的難點

計算機實驗室計算機數量多，所需軟件多樣性等原因使實驗室管理工作繁雜。日常管理工作主要包括軟件部署更新，硬件更換保修等。具體包括部署計算機操作系統與實驗教學軟件，安裝殺毒軟件，修補系統安全漏洞，管理人員可直接更換計算機普通硬件故障設備，內部核心硬件故障通知供應商進行維護。計算機實驗室管理工作存在很多難題，主要原因為計算機數量多，實驗教學所需軟件種類繁多，計算機安裝過多軟件易引起應用沖突。計算機安裝有還原卡導致計算機進行改動需將改動后的計算機作為母機傳給氣體計算機。學校配備專業技術人員數量難以滿足大規模運維服務。為保證實踐教學正常開展，必須保證計算機正常工作，軟件故障發生概率遠高于硬件與網絡故障。造成軟件故障的原因主要包括網絡訪問導致計算機感染木馬等病毒，設備驅動沖突，一些師生計算機操作技能較低，誤操作會刪除重要的系統文件。操作系統存在漏洞，不同軟件間可能因運行環境等相互沖突導致影響計算機正常運行。

2 桌面虛擬化技術

通過計算機操作技能培訓解決計算機故障的問題需耗費大量的人力，采用硬盤保護卡與網絡同傳等方法，可在出現軟件故障時快速恢復預裝的操作系統，但安裝與更新較為復雜，為教學應用帶來了許多不便。可通過應用桌面虛擬化技術提高計算機實驗室管理效率。桌面虛擬化是虛擬化廠商VMware最先提出的計算模型。將個人計算機桌面環境與物理設備分類，被虛擬的桌面不在客戶端的本地磁盤中，桌面虛擬化由存儲層，桌面和會話管理層等？構成。

存儲層為桌面虛擬化平臺提供存儲資源池。采用X86服務器提供虛擬機資源池，會話管理層負責桌面分配管理，主要產品有VMware？View？Sun？VDI等。終端接入層采用首客戶端軟件終端等實現虛擬桌面的接入。桌面虛擬化技術借助虛擬技術實硬盤CPU與內存外設的物理拆分，虛擬化技術與無盤工作站技術結合，實現操作系統與應用程序相關文件等發生分離。室管理人員只需對虛擬桌面進行安裝維護。對提高計算機實驗室的管理效率可行有效。

通過虛擬技術能對信息管理實驗平臺進行動態化規劃，使信息管理實驗平臺能有效運行。虛擬技術應用充分利用有限硬件資源，通過1臺計算機能形成若干臺虛擬機。每臺虛擬機能單獨操作信息管理系統，通過普通性的機器安裝軟件等，使若干虛擬機形成完整的虛擬網絡。在對虛擬機進行恢復及維護等操作下，不會影響其他系統。利用Web服務器對虛擬機進行管理，通過計算機主機實現資源的共享，其內存過小，存儲空間受限。必須依據信息管理實驗平臺構建需求，充分發揮虛擬技術優勢。

Virtual？PC系統能支持桌面舊版本操作系統，如僅能在Windows98操作系統中應用實驗軟件，可將Virtual？PC安裝在？XP系統中，將Windows98安裝在虛擬機中。Virtual？Server系統有64位x64等不同類型，對系統在64位情況下運行起到支持作用。與Virtual？PC不同，其根據服務器具體操作系統運行，Virtual？Server操作系統將擴展性及管理職能進行提供。Virtual？Sever操作系統能提高服務器的利用率，根據操作系統運用實例，采用虛擬機實現服務器的不同需求。使服務器的需求在物理服務器中得到全面整合。可通過Virtual？ Sever作為具體軟件構建虛擬技術，如全面發揮虛擬技術優勢，需配置不同屬性的虛擬機。主機文件系統中虛擬磁盤是重要的文件，主要包括虛擬機操作中用到的數據，虛擬機鍵盤能于網絡文件的服務器中的構建，虛擬磁盤構建中Virtual？Sever起到主機盤連接，固定尺寸盤等方面的支持作用。動態增盤均為軟件默認類型。不同種類虛擬磁盤在創建時都通過Virtual？Disk？Wizard軟件進行操作，固定尺寸盤是虛擬磁盤在開始時創建，虛擬就操作中主機盤連接能采用可用磁盤進行物理磁盤相關設置。通過應用各類虛擬磁盤縮小操作系統存儲空間，因此，構建差別盤能提高系統配置的靈活性，有效降低存儲成本。

3 桌面虛擬化技術在計算機實驗室管理中的作用

引入桌面虛擬化技術有助于提高實驗室管理效率，減少維護成本。桌面虛擬化后，實驗室計算機管理工作可快速執行，操作執行速度遠快于物理電腦的安裝分發。首先安裝DOLD？IMAGE，升級修復虛擬桌面的GOLD？IMAGE，將虛擬桌面的GOLD？IMAGE？發布為原虛擬桌面不能正常使用的用戶。桌面虛擬化后，客戶機采用云終端架構，同檔次的云終端單價約3？000元/套，PC機的使用年限為4年，云終端使用年限在6年以上。教師機桌面與學生機桌面不同，學生機可在安裝1臺后采用同傳功能進行同傳。管理人員需管理多個桌面與安裝操作系統，采用桌面虛擬化技術只需安裝1臺教師機與學生機，可省去同傳花費的時間。傳統PC架構下桌面病毒維護成本為動態，此維護成本在桌面虛擬化下是沒有的。傳統PC功耗常在230W以上，云終端功耗為PC機功耗的1/10/.實驗室每天可節約用電527kW。

4 桌面虛擬化實施方案

軟件學院實驗教學樓包括學生創新實驗室，數字媒體創新實驗室，軟件工程基礎實驗室與CDIO項目實驗室。

使用1臺IBM刀片服務器構建XenDesktop卡通片的架構平臺，劃分5臺虛擬服務器。按Citrix？ XenDesktop的要求，首先安裝XenServer，利用XenCenter在XenServer中創建虛擬機。安裝配置DDC服務器。安裝配置WindowsXP客戶端操作系統。虛擬桌面服務器虛擬桌面安裝有數字媒體專業學生所需的操作系統及相關實驗軟件。虛擬桌面通過網絡發布到每間實驗室的學生終端，安裝樓層實驗室所需全部軟件。虛擬機要構造虛擬網絡需要設置網卡，一臺虛擬機能設置4個網卡。三種不同結構具有不同性質，虛擬機的一臺獨立的計算機，能與其他獨立計算機一樣自由的穿梭連接網絡其他計算機互動交流。虛擬機不能與網上任何主機連接，與其他主機是單向關系。很多用戶能主機利用客戶機對網絡上任何服務器進行訪問，對虛擬實驗環境安全構成了一定的威脅。因此需對系統進行安全設置。首先設置用戶權限，設置一些特定的成員用戶，其他用戶要通過密碼才能訪問系統。在平臺上使用安全套節層，虛擬服務器內所有資料要進行加密，對資料加密或設置訪問權限。

5 結論

不同的實驗課程要求使用不同性質的軟件支持，要求實驗環境加大管理力度，在實驗課程中使用虛擬技術能有效解決此問題。桌面虛擬化技術的應用應進一步拓展，本文從技術層面論證虛擬桌面技術提高計算機實驗室的管理效率，提出Citrix？ XenDesktop搭建實驗室教學環境方案。

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