虛擬技術在高校計算機機房實驗室中的應用分析

摘 要：現如今，由于我國的計算機以及網絡技術得到了很大的進步，從而推動教育界信息建設進行長期有效的創新以及深層次的改革。在我國高校當中，計算機機房實驗室滿足了校內人員很多的上機以及任務實驗的需要。從實際情況來看，計算機機房實驗室在管理方面存在不少問題，因此可以將虛擬技術應用在機房實驗室當中，從而將其打造成符合各類教學需要的虛擬實驗室，有效促進教學效率以及教學質量的提升，本文對虛擬技術在高校計算機機房實驗室中的應用展開分析。

關鍵詞：虛擬技術；高校計算機機房實驗室；網絡技術；教育信息化

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）03-0078-03

Application and Analysis of Virtual Technology in Computer Room Laboratory of

Colleges and Universities

YU Yue

（Liaoning Normal University Haihua College，Shenyang 110167，China）

Abstract：Nowadays，due to the great progress of computer and network technology in our country，it promotes the long-term and effective innovation and deep-seated reform of information construction in educational circles. In China’s universities， the computer lab meets the needs of many people on the computer and task experiments. From the actual situation， there are many problems in the management of the computer room laboratory，so virtual technology can be applied in the computer room laboratory，so that it can be built into a virtual laboratory that meets all kinds of teaching needs，effectively promote the improvement of teaching efficiency and teaching quality. This paper analyses the application of virtual technology in the computer room laboratory of colleges and universities.

Keywords：virtual technology；university computer room laboratory；network technology；education informatization

0 引 言

現階段，我國教育界的信息化及信息建設已經得到了長期的發展，其已經步入到了重要的轉型改革階段，正不斷地從過去的校園網基礎平臺朝著更為廣泛的方面進展。高校的計算機機房實驗室對于提升學生認知以及創新能力有著非常關鍵的作用。所以說，必須對其進行改革，讓其能夠跟上時代發展的步伐，這也使得高校的計算機機房實驗室管理迎來了更大的挑戰。與此同時，云計算等技術和過去的PC運用對比起來，其成本更低，且更加安全可靠，正是由于具備這些優點，這些技術被大量地應用于教學活動當中，而虛擬技術是云計算的關鍵前提，該技術的質量也是有效運用云計算的關鍵。因為信息計算技術得到了很大進展，云計算以及虛擬技術對于人們平時的生活及工作產生很大的影響，其對于社會的各個領域也是如此。這些新的技術在教育方面得到了很大的運用，對于教學的方式以及方法有著很大的革新作用，能夠大大地提升教學的質量與效率。將這些新的理念與技術用在高校的教學管理中的教學模式的改革以及教學過程的重新構建，可以有效地推動高校創新人才培養的展開，并且可以擴大高校在社會上的知名度。

1 現階段高校計算機機房實驗室中存在的問題

1.1 計算機機房實驗室環境部署非常復雜

各個機房實驗室當中，不單單需要對幾十門課程設置好相應的操作系統以及實驗環境，還需要對各種機考要求設置好相應的考試環境，除此之外，還需要針對各種課題研究、畢業設計設置好具有個性化的實驗環境[1]。正因為如此，大量的系統和上機實驗環境不斷地進行切換，從而大大地增加了計算機實驗室管理的工作量，讓管理工作變得更加困難。

1.2 計算機機房實驗室環境部署缺乏靈活性

因為現階段大多運用的還是還原卡技術，上機的環境如果安裝好以后，就不方便針對那些臨時的需要展開改裝，而是要再次進行樣機安裝，靈活性相對較差，不僅如此，也難以在同一個機房當中給學生提供靈活性高的上機環境[2]。

1.3 計算機機房實驗室缺乏統一化的管理，導致管理效率相對較低

由于存在多樣化的上機環境的需要，因此需要在各個機房當中安裝管理系統，不僅如此，還需要結合各種實驗室時間段，下發教師機以及學生機，有不少的學生計算機也要展開獨立的維護工作，因為沒有統一的管理技術，導致管理人員承擔了非常大的任務量，而且管理難度比較大[3]。具體來說，他們需要進行計算機系統的更新以及防毒更新，也不能夠有效而及時地進行安裝與更新，這樣就給計算機機房實驗管理造成了很大的壓力和不便。

1.4 計算機更新頻繁，導致資源的大量浪費

學校要想讓人才的培養更加符合市場的實際需要，就必須對計算機和信息技術展開持續性的跟蹤，保證軟件能夠得到快速的更新，不僅如此，其運行也必須擁有更高的硬件[4]。需要讓計算機實驗室不斷進行更新，才能夠跟得上新時代的技術發展和學習需要，正是由于高校的計算機實驗室更新速度越來越快，導致了資源的大量浪費。

1.5 計算機機房實驗用機環境安全性不夠

因為實驗室環境設置在相應的計算機之中，這樣就要求學生在使用的時候需要自己帶來U盤，而且，因為計算機機房并沒有統一的管理體系，軟件補丁和病毒庫難以有效地更新，就很容易導致病毒的感染，這對學生的上機學習帶來了非常不利的影響。不僅如此，還會因為局域網而讓其他同學的計算機受到影響，這樣就會出現大量的病毒傳播。

2 虛擬技術給計算機機房實驗部署與管理帶來的改進優勢

2.1 提升硬件設備的使用效率，降低成本

這是因為上機的實驗系統以及環境都處于虛擬的服務器。教師以及學生的電腦并不需要展開繁雜的程序和軟件操作，這樣會降低用戶電腦需要的硬件配置，讓他們的電腦能夠得到更加長久的運用，從而提升了電腦硬件設備的使用效率，減少了成本的消耗。

2.2 通過統一化的管理，讓資源調配管理變得更加簡單

因為上機實驗中，實驗需要用到的操作系統都處于虛擬服務器當中，這樣管理人員面臨的就是一樣的管理界面，從而給軟件的安裝升級補丁等提供了很大的便利，管理人員只需要在界面當中展開各種實驗環境的安裝配置等，減少了計算機實驗室管理的復雜程度，大大地降低了管理人員的壓力，從而提升了計算機機房實驗室管理的效率。

3 虛擬技術在高校計算機機房實驗室中的應用

3.1 對服務器虛擬化技術的運用展開分析

具體來說，虛擬化技術的運用，需要從桌面虛擬、服務器虛擬以及應用虛擬這三個角度切入分析。根據這些技術現如今發展的具體情況來分析，服務器虛擬是其中發展最好、應用范圍最為廣泛的一種技術，也屬于虛擬技術，其原理就是將服務器端的資源展開高效的整合以及共享，從而讓用戶能夠得到想要的資源。要想有效地應用服務器虛擬技術，一般都需要運用兩種方法，一種是把一臺物理服務器資源虛擬化為多臺邏輯服務器，亦或者是把多臺物理服務器資源虛擬化為一臺邏輯服務器。通過這種技術可以對服務器架設帶來很大的好處，比如說，能夠很大程度上提升服務器的利用率，從而讓實際需要的服務器數量得到大量的減少，這樣就能夠節省很多成本。不僅如此，虛擬機自身也可以得到高效的復制，如此便能夠大幅度減少服務器維護的工作量，讓管理人員的工作壓力大大減小。除此之外，服務器部署的時間消耗也會得到大幅度縮減，軟件也擁有了更好的兼容性，后期的維護以及升級將會變得十分便利。

比如說，采用微軟公司的軟件建設好省計算機等級考試模擬系統專用服務器，對所有的學生展開計算機模擬訓練，能夠一次性構建相關的考試環境，讓學生能夠大量地進行練習，還能夠結合實際的需要，快速地還原模擬考試環境，如此便能夠避免繁瑣的程序。不僅如此，通過服務器模擬技術還可以有效地提升計算機實驗室對于病毒的抵抗能力，從而讓實驗環境變得更加安全和可靠。不過微軟公司的虛擬軟件也存在著一定的缺陷。比如說，生成的虛擬機占據了非常多的資源，這樣就會導致給大量學生進行模擬練習的時候出現大量的讀寫磁盤操作，從而對硬盤產生相應的損害。除此之外，讀寫的效率也相對較低。對于這種問題，必須要將服務器當中的一些內存進行磁盤清理。

3.2 對桌面虛擬技術的運用展開分析

和過去的計算機機房實驗室管理方式對比起來，虛擬桌面擁有著獨特的智能性。現如今，我國社會的科技得到了很大的提升。在計算機等領域當中，智能化技術已經得到了廣泛的運用，必須要充分地運用智能化技術，才可以得到更大的發展空間，不僅如此，工作效率也能夠得到很大的提升。通過這種技術，可以為高校計算機實驗室的管理人員和用戶提供很大的便利。通過構建出相應的數據中心，從而讓管理人員進行非常便捷的管理，不僅如此，學生也可以在電腦上客戶端獲得靈活性更高的使用體驗。具體來說，桌面虛擬技術便是建立在服務器虛擬的基礎上，其大多虛擬任務都是基于數據中心服務器展開的，可以產生相應數量的獨立桌面操作系統讓各種客戶訪問。學生只需要將自己的用戶名以及密碼等輸入，就可以登錄虛擬主機。通過桌面虛擬技術，可以大大地減少成本的消耗，并且得到更加穩定的桌面環境，能夠對資源展開靈活性更高的控制。在高校的計算機實驗室管理工作當中，一般通過下面兩種方法展開實驗室虛擬。具體來說，便是運用與瘦客戶終端相似的終端，這種方法的特征是對于服務器的依賴性太大，還有一種就是X86架構終端，這種則能夠展開一些服務器資源的共享。

虛擬桌面技術的管理方式和過去的管理方式對比起來有著非常大的差別。具體來說，虛擬桌面技術顯得更為宏觀，其要構建出統一的管理中心，然后對多媒體設備展開管理。對比起來，過去的管理方式則是對多媒體設備定期的展開維護和檢查。如此，相關的管理人員必須對虛擬桌面技術有著深入的了解，還需要應用該技術展開計算機機房實驗室管理。

3.2.1 瘦客戶終端桌面虛擬化方案的運用分析

這類方案的作用是可以讓顯卡、CPU運算等更多依靠服務器的資源，終端的硬件性能并不強，通常配備ARM芯片的CPU，其軟件系統是Linux，這種終端擁有著較強的病毒抵抗能力，其一般用來接收顯示虛擬系統畫面，更加適合運用在簡單的辦公與教學實驗中。

現階段，這類方案的終端的維護非常便利，而且十分省電，不過在實際運用當中還存在不少問題。具體來說，在高校的基礎實驗室教學環境當中，不同課程所需的軟件也存在很大的不同，不單單是專業軟件的差別，即便是同樣的軟件，也要各種版本，才可以達到教學的要求，VDI桌面虛擬服務器能夠支持的終端并不多，而且還會出現大量的卡機，不僅如此，學生無法于終端展開練習，從而對教學的效果造成不利影響。

在專業實驗室中，相關的外接硬件數量不少，比如說打印機以及觸摸屏等，這部分外接設備的接口以及驅動一般都相對特殊，VDI桌面虛擬化利用端口映射，加載統一驅動的方式兼容會比較困難，不僅如此，軟件系統后續的升級也會出現兼容困難的情況。

部分學校的舊機房，其網絡環境限制在百兆，若是超過百臺的電腦終端都運用VDI桌面虛擬技術，一般都需要千兆的網絡環境，才可以支撐如此數量的計算機流暢運行。

VDI桌面虛擬化對于服務器硬件有著更高的要求，需要兩臺擁有較高性能的服務器，從而帶動大概五十臺計算機終端，若是超過百臺計算機，那么機房便要對軟硬件進行提升，花費更多的成本，就價格來說，其和過去的PC機方案相比并不具備多少優勢。

VDI桌面虛擬架構是十分復雜的，在用戶看來，這就是完整的處理方法，不過其過分依靠服務器以及網絡環境，若是其中一個階段存在問題，便無法脫離終端運行，甚至連最基本的辦公軟件也無法使用，非常容易導致所有機房發生癱瘓。

3.2.2 X86架構終端桌面虛擬化方案的運用分析

這類方案最為突出的特征便是讓終端運用環境的部署以及維護變得更加高效，具體來說，便是管理人員將終端系統以及軟件的數據都集合在服務器當中，接著展開集中化的管理，這樣學生在客戶端就能夠結合自身的需要獲得操作系統以及軟件。在這個過程當中，全面地運用了客戶端硬件資源從而展開了本地計算，從而讓學生在運用的時候，其圖形顯示效率等都和本地相同。具體來說，這類方案通常都是由服務器、備用服務器等構成的。其中，服務器是用來儲備虛擬磁盤文件的，而備用服務器則是用來啟動設備的。采用這類方案的優勢便是相關的數據都會集中在服務器中進行統一的管理，并且根據終端的實際需要進行相關操作系統以及軟件的傳輸，這樣顯卡等就可以利用終端進行本地計算，也就是說，能夠采用X86構架終端，不僅如此，還可以運用之前的機房的PC資源，從而大大降低了成本的消耗。不僅能夠通過連網將數據儲備在服務器當中，還能夠在數據儲備完成后，斷網使用。通過這種方案，不單單可以進行服務器資源共享，還可以讓終端桌面的數據得到統一化的管理，這些數據資源還可以在斷網的情況下獨立運行，其并不需要花費過高的成本，擁有不錯的性價比。

4 結 論

根據上文論述可知，高校的計算機實驗室必須結合自己的實際需要，并且以長遠的目光展開合理的計劃，選取相應的虛擬解決方案將其運用到實際實驗教學當中，如此才可以大幅度提升計算機教學的質量與效率。虛擬技術應用在高校計算機實驗當中，大大地降低管理者的工作量，從而節省相應的人力資源，不過企業對管理人員的專業能力提出了非常高的要求，實驗室的管理人員也要擁有非常專業的技能，如此才可以對實驗室展開靈活的管理，還要能夠有效處理好上機實驗當中產生的各種技術問題。將虛擬技術應用在高校計算機實驗室當中是一種必然趨勢，信息技術得到不斷的發展，網絡寬帶也得到了擴展，其穩定性也得到了很大的提升，這樣一定會大量應用在高校的機房實驗室當中，提升其管理的水平。

參考文獻：

[1] 宋蕾.虛擬技術在高校計算機機房實驗室中的應用 [J].實驗室研究與探索，2013，32（6）：274-278.

[2] 周春樵，史旻.虛擬化技術在高校計算機機房的創新研究 [J].物流工程與管理，2015，37（11）：317-319.

[3] 陳希，王瑛.虛擬技術在高校計算機實驗室的應用研究 [J].電子世界，2015（15）：92-93+96.

[4] 劉芬.探析虛擬化技術在高校計算機實驗室中的應用 [J].福建電腦，2017，33（7）：149-150.

作者簡介：于躍（1995.04-），女，漢族，遼寧朝陽人，本科，研究方向：計算機科學與技術。