計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)中虛擬化技術(shù)的具體運(yùn)用

文/張興華

在現(xiàn)代這個(gè)信息化發(fā)展越來(lái)越快的時(shí)代，計(jì)算機(jī)管理技術(shù)早已成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中一項(xiàng)不可或缺的工具，其在各個(gè)領(lǐng)域都能為人類社會(huì)創(chuàng)造不同的財(cái)富和價(jià)值。基于此大環(huán)境，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室作為計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的產(chǎn)出者，只有對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的調(diào)整和改進(jìn)，才能跟得上時(shí)代發(fā)展的步伐。作為一種新興的計(jì)算模型，中心服務(wù)器是虛擬化技術(shù)的主要服務(wù)對(duì)象，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)和存儲(chǔ)內(nèi)容的虛擬化，在最大程度上促進(jìn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理效果、層次及運(yùn)營(yíng)效率的提升，并以此為基礎(chǔ)為用戶群體提供全方位、個(gè)性化的功能選擇。

1 虛擬化技術(shù)與計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理

計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)本質(zhì)上就是新型的資源管理技術(shù)。這種資源管理技術(shù)是指將計(jì)算機(jī)服務(wù)器、內(nèi)存等實(shí)體資源，通過(guò)技術(shù)手段變更成一種虛擬的資源。但是，想要將實(shí)體資源抽象化，就必須沖破實(shí)體資源受到的時(shí)間和區(qū)域性限制。通過(guò)虛擬的網(wǎng)絡(luò)資源，將不再受到時(shí)間、低于、物理形態(tài)等多方面因素的束縛。通常情況下，完成虛擬的資源會(huì)擁有計(jì)算和資料儲(chǔ)存兩種能力。在實(shí)際使用的過(guò)程中，虛擬化技術(shù)更適合產(chǎn)能低、耗能高、時(shí)間久等硬件設(shè)備的變更，而且，此技術(shù)能實(shí)現(xiàn)其物理硬件的最大利用。

相對(duì)于新世紀(jì)的新技術(shù)而言，傳統(tǒng)電腦系統(tǒng)運(yùn)行速度的緩慢，在一定程度上阻礙了主機(jī)本身的啟動(dòng)速度，也讓電腦出現(xiàn)卡頓、死機(jī)現(xiàn)象的頻率增加，而造成這些現(xiàn)象最根本的原因就是其中安裝了過(guò)多不必要的軟件。同時(shí)，電腦出現(xiàn)卡頓或死機(jī)的問(wèn)題還會(huì)給使用者帶來(lái)一定的負(fù)面情緒影響，造成他們工作效率低下，而這種狀況也會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的使用壽命造成不利的影響。現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展讓計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理變得更加成熟，其管理中通常會(huì)涉及多種不相同的工作任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容，因此，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)無(wú)法很好地適應(yīng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理。

除此之外，虛擬化技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理的過(guò)程中，幫助計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理者盡力規(guī)避黑客、木馬的攻擊，并能在一定程度上確保計(jì)算機(jī)運(yùn)行的有效性和流暢性，為學(xué)習(xí)者營(yíng)造一個(gè)可以進(jìn)行工作和學(xué)習(xí)的健康安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)桌面的虛擬，同時(shí)對(duì)軟件按照相關(guān)的特征或需求進(jìn)行有效的分類管理，并對(duì)虛擬化的系統(tǒng)資源進(jìn)行重新設(shè)置，設(shè)立出一套獨(dú)立的虛擬主機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)建出虛擬的硬件資源，提高了各類資源的利用效率，也節(jié)省了系統(tǒng)的使用空間。

2 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中虛擬化技術(shù)的特征

2.1 節(jié)約成本

虛擬化技術(shù)可以在一定程度上降低計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理過(guò)程中的資金投入成本。通常情況下，云終端架構(gòu)有7年左右的使用年限，因?yàn)樘摂M化技術(shù)采用的是云終端架構(gòu)，因此，其能在一定程度上延長(zhǎng)使用壽命。若將虛擬化技術(shù)加入到購(gòu)買的個(gè)人計(jì)算機(jī)中，每套的價(jià)格約為3000 元人民幣，若購(gòu)買的個(gè)人計(jì)算機(jī)中使用的是非虛擬化技術(shù)，每套的價(jià)格約為5000元人民幣。因此，從上可以看出，通過(guò)虛擬化技術(shù)的使用，不但能讓計(jì)算機(jī)的投入成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)降級(jí)，還能有效延長(zhǎng)普通電腦的使用壽命，提高計(jì)算機(jī)整體的運(yùn)行效率。所以，購(gòu)買使用虛擬化技術(shù)的電腦能夠更大程度的降低計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室對(duì)電腦的維修成本和投入成本。

2.2 提升管理效率

通過(guò)虛擬化技術(shù)系統(tǒng)的安裝和使用，不僅能有效地為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)人員節(jié)約更多的管理時(shí)間，還能在很大程度上促進(jìn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理效率的提升，使得管理人員收到了事半功倍的管理效果。以下四個(gè)方面能對(duì)其起到的具體作用進(jìn)行很好地展示：

（1）安裝過(guò)程。將虛擬化桌面系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室工作人員的調(diào)整和部署，系統(tǒng)可以自動(dòng)將計(jì)算機(jī)虛擬化系統(tǒng)的只讀copy 下發(fā)給內(nèi)網(wǎng)中的每位計(jì)算機(jī)使用者；

（2）對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)升級(jí)，并自動(dòng)修補(bǔ)系統(tǒng)中出現(xiàn)的漏洞。分享其只讀copy并部署給計(jì)算機(jī)使用者，完成計(jì)算機(jī)虛擬化系統(tǒng)桌面的自動(dòng)升級(jí)；

（3）恢復(fù)系統(tǒng)。在某些情況下，計(jì)算機(jī)使用者無(wú)法使用完成虛擬化的電腦桌面，此時(shí)只需要經(jīng)過(guò)管理員的授權(quán)，系統(tǒng)便可自動(dòng)為計(jì)算機(jī)使用者重新發(fā)送新的虛擬桌面；

（4）相關(guān)業(yè)務(wù)拓展。為了在最大程度上滿足計(jì)算機(jī)用戶及使用者的相關(guān)需求，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理人員要在收集用戶反饋和意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)置、改進(jìn)、優(yōu)化計(jì)算機(jī)的安全虛擬桌面，在得到實(shí)踐和授權(quán)后，要盡快將此桌面發(fā)布給相關(guān)的計(jì)算機(jī)用戶并及時(shí)部署。

2.3 保證使用安全

從目前的實(shí)際情況來(lái)看，對(duì)于計(jì)算機(jī)的實(shí)際管理而言，最困難且最需要解決的問(wèn)題就是怎樣在最大程度上保證計(jì)算機(jī)的使用安全。成功保存每臺(tái)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)都無(wú)法百分之百保證其今后的運(yùn)行安全，更何況保證再次恢復(fù)和成功保存?zhèn)€人計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)。社會(huì)發(fā)展到現(xiàn)在，黑客技術(shù)能破解的東西也越來(lái)越多，若計(jì)算機(jī)被不法分子偷竊，其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和信息勢(shì)必會(huì)遭到相應(yīng)的威脅。針對(duì)此現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)之初，技術(shù)人員便可借助計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)，在服務(wù)器群或網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中設(shè)置一個(gè)專門用于備份重要數(shù)據(jù)和信息的地方，一旦計(jì)算機(jī)失竊，便可通過(guò)遠(yuǎn)程操控的方式將計(jì)算機(jī)中的信息和數(shù)據(jù)刪除，然后立即將網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中的備份數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行保存管理。這種做法不但能為用戶解決及時(shí)的數(shù)據(jù)需求，還能有效促進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的提升，在最大程度上保證計(jì)算機(jī)使用者的信息和數(shù)據(jù)安全。

2.4 簡(jiǎn)化維護(hù)管理

通常情況下，完成學(xué)校或企業(yè)中眾多電腦的維護(hù)管理需要大量的時(shí)間，基于此現(xiàn)狀，管理人員可以考慮采用虛擬化的技術(shù)部署辦公環(huán)境與工作環(huán)境。成功將Windows7 系統(tǒng)安裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上并讓其正常運(yùn)行需要的時(shí)間大概為一分鐘，而我們只需要復(fù)制系統(tǒng)模版，借助虛擬化技術(shù)之中的快照功能便可以找到用戶近期的使用環(huán)境，同時(shí)，虛擬化技術(shù)也能在最大程度上滿足不同計(jì)算機(jī)使用者的，這樣也可以促進(jìn)計(jì)算機(jī)使用效率和集中管理效率的提升。通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理人員只需要通過(guò)一臺(tái)教師機(jī)和一臺(tái)學(xué)生機(jī)便可以完成教學(xué)任務(wù)的下達(dá)。

3 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中虛擬化技術(shù)的運(yùn)用

3.1 虛擬化連接服務(wù)器

虛擬化的連接服務(wù)器指的就是客戶端鏈接中間人，桌面虛擬化的鏈接服務(wù)器可以自動(dòng)完成客戶身份的審核與驗(yàn)證，然后將虛擬化客戶機(jī)中的所有合理請(qǐng)求和申請(qǐng)通過(guò)既定的程序傳輸?shù)椒?wù)器對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)之中。桌面虛擬化鏈接服務(wù)器最主要的功能就是在客戶端的鏈接中實(shí)現(xiàn)信息交互，確認(rèn)用戶身份可以借助目錄完成，再按照遠(yuǎn)程協(xié)議完成鏈接，在進(jìn)行相應(yīng)的信息和資源交互之后，將經(jīng)過(guò)篩選的客戶端請(qǐng)求和申請(qǐng)直接發(fā)送到對(duì)應(yīng)的模擬機(jī)之中。

3.2 虛擬化客戶機(jī)

虛擬化客戶機(jī)最主要的功能就是訪問(wèn)虛擬桌面，如圖1，它可以自由、無(wú)阻的運(yùn)行在客戶端上，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化代理服務(wù)器、桌面的遠(yuǎn)程交互。桌面虛擬化中涉及各種協(xié)議，主要有RDP 和ICA 協(xié)議等協(xié)議。RDP 和ICA 協(xié)議等協(xié)議的工作成效，會(huì)直接影響到受教育者使用虛擬化技術(shù)訪問(wèn)計(jì)算機(jī)的感官體驗(yàn)。

3.3 虛擬化服務(wù)器云

虛擬化技術(shù)的核心就是虛擬化服務(wù)器云，其是將虛擬的客戶端桌面系統(tǒng)獨(dú)立在服務(wù)器云之中，并將其創(chuàng)新為獨(dú)立的磁盤(pán)存儲(chǔ)，學(xué)生在使用時(shí)可以根據(jù)自己的實(shí)際需求從云中直接下載使用。服務(wù)器云最主要的功能就是為虛擬桌面供應(yīng)核心的配置，并進(jìn)行相應(yīng)的管理，同時(shí)借助創(chuàng)建鏈接的方式對(duì)桌面進(jìn)行高效的復(fù)制，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，讓計(jì)算機(jī)的內(nèi)存、主板、硬盤(pán)和外設(shè)硬件得以分離，通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)虛擬化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，學(xué)生可以在遠(yuǎn)程獨(dú)立訪問(wèn)硬盤(pán)操作系統(tǒng)和運(yùn)行中的所有不受限文件、數(shù)據(jù)和資料。虛擬化服務(wù)器云促進(jìn)提高了實(shí)驗(yàn)室的管理效率，也在一定程度上為計(jì)算機(jī)管理者的日常維護(hù)工作提供了便利。

3.4 客戶端設(shè)備

在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用中，能為教師和學(xué)生帶來(lái)更多的便利是虛擬化技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)。教師和學(xué)生可以不限時(shí)間、不限地點(diǎn)地對(duì)計(jì)算機(jī)桌面進(jìn)行訪問(wèn)，隨時(shí)使用宿舍活電子閱覽室中的所有計(jì)算機(jī)終端設(shè)備，還能通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的終端設(shè)備隨時(shí)隨地訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)桌面。只要打開(kāi)虛擬的客戶機(jī)，使用者便不僅能夠清晰地看到虛擬的計(jì)算機(jī)桌面，還能在授權(quán)的狀態(tài)下對(duì)虛擬化客戶機(jī)的軟件進(jìn)行配置修改和優(yōu)化。除此之外，學(xué)生還可以借助虛擬化技術(shù)在舊計(jì)算機(jī)上操作最新的軟件系統(tǒng)，這樣不僅能減少一定的電子垃圾，還可以在一定程度上促進(jìn)老舊計(jì)算機(jī)使用壽命的有效延長(zhǎng)。

圖1：虛擬化客戶機(jī)示意圖

4 虛擬化技術(shù)運(yùn)用中注意事項(xiàng)

4.1 結(jié)合實(shí)際理性評(píng)估

就目前的實(shí)際情況來(lái)看，虛擬化技術(shù)具有種類數(shù)目多、紛繁復(fù)雜的資料和方案，因此最忌諱的就是生搬硬套和盲目套用，要對(duì)虛擬化技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)和效益以及計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的具體情況進(jìn)行理性的評(píng)估，根據(jù)實(shí)際需求，從高校的實(shí)際情況出發(fā)來(lái)購(gòu)買設(shè)備，當(dāng)然也可以嘗試分階段或局部運(yùn)行。

4.2 考慮服務(wù)器內(nèi)存可擴(kuò)展性

當(dāng)高校運(yùn)行虛擬化技術(shù)后，服務(wù)器的利用率在很大程度上得到了提升。但是，結(jié)合理性的分析可以看出，計(jì)算機(jī)CPU 與內(nèi)存的運(yùn)行速率并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)同步的提升，因此，在購(gòu)買設(shè)備之前，我們需要考慮服務(wù)器的可擴(kuò)展性和實(shí)用性。結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐和調(diào)查我們得到：插槽口和插槽的數(shù)量都會(huì)對(duì)內(nèi)存的可擴(kuò)展性產(chǎn)生影響，因此，在綜合考慮所有因素之后，我們選擇單條容量較大的內(nèi)存。

4.3 促進(jìn)共享存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)

共享存儲(chǔ)技術(shù)是虛擬化技術(shù)的中心和重點(diǎn)，同時(shí)也是其重要支撐。針對(duì)日常使用頻率較高的SAS 和NL-SAS 硬盤(pán)，我們可以將使用頻率高、重要且核心的信息及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在具有更加、更強(qiáng)讀寫(xiě)性能的SAS 硬盤(pán)中，借助這樣的方式完成資料數(shù)據(jù)、信息及運(yùn)行速度之間的匹配和均衡。與此同時(shí)，還需要借助一定的合理設(shè)置，來(lái)實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)中兩個(gè)控制器上數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的分流共享。若全部的數(shù)據(jù)信息都由一條控制器讀寫(xiě)，極易導(dǎo)致讀寫(xiě)速度異常緩慢，也會(huì)造成運(yùn)行線路的擁堵。

5 結(jié)論

總而言之，將虛擬技術(shù)引入到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中不但能促進(jìn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室使用效率的有效提升，也能更加顯著地提升計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理的效率。學(xué)生可以利用實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)、結(jié)果、數(shù)據(jù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)的保存，以此來(lái)提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的使用實(shí)效性，也可以隨時(shí)隨地借助自己的移動(dòng)終端或計(jì)算機(jī)設(shè)備，訪問(wèn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的桌面，完成遠(yuǎn)程的在線實(shí)驗(yàn)。