云桌面技術在應用型本科高校計算機實驗室的應用

崔云飛 熊溪

摘要：應用型本科高校，定位為應用型，是在傳統本科教學的模式下不斷進行教學改革，在傳統課程實驗基礎上增加了行業前沿的實習實踐。本文以某應用型本科高校為例，傳統的計算機實驗室管理模式已無法滿足實際發展需要，必須利用新技術、新手段解決傳統模式下出現的管理困難。云桌面技術，能夠幫助高校在計算機實驗室的管理過程中提高效率、提高教學質量、滿足不同教學模式需求、降低成本。可以對高校尤其是實際運用場景更復雜的應用型本科高校計算機實驗室管理工作的提升提供新思路。

關鍵詞：應用型本科高校;實驗室管理;云桌面技術

該校自搬入新校區以來，計算機實驗室共分六期建設，計算機由原有的380臺，增加到1400余臺，共計四個品牌，7種配置，在軟硬件性能上存在較大差異。在日常維護中，需要針對不同實驗室、不同型號的機器做不同配置，需要備多品牌、多型號的備件，以備更換。給管理人員帶來更高的技術要求、管理要求。同時各高校專職管理人員配備不足，通常出現1名管理人員管理多個甚至全部計算機實驗室，幾百上千臺終端，造成管理人員超負荷工作，工作效率低，給教學造成一定程度的影響，給實驗室管理造成困難。

計算機實驗室承擔全校所有課程的實驗、實習、實踐外，還承擔有行業培訓考試、全國性考試、競賽、黨建考試、學生素質類考試，同時承擔大量校外培訓。為滿足不同使用的需求，需要在緊張的硬件配置條件下，安裝多個操作系統，在不同的操作系統中安裝不同的應用軟件，造成軟件安裝困難。

隨著課程改變、教材改變、行業變化，教學用的軟件也隨之不斷變化。當遇到軟件更新，傳統模式下需針對每間實驗室、每個型號的實驗室分別做同傳。此外同傳功能受網絡傳輸、交換機型號、網絡模塊、網卡、硬盤讀寫速度等方面的影響，傳輸的速度一般在600M/min-800M/min左右，甚至更低。當傳輸軟件達到幾十G時，就需要傳輸很長時間，在傳輸過程中，如果出現斷電或網絡故障，則會造成整個計算機實驗室系統崩潰，造成教學事故。

現有計算機實驗室模式下，每當遇到大課時量的實訓課程時，必須限制在計算機實驗室中。如與課程沖突，就需另行安排課下維護時間，給實訓課程帶來困難的同時，長時間占用維護的時間，導致計算機實驗室超負荷運轉，而維護的時間隨之延后，導致管理效率低。

隨著傳統PC機使用年限的增長，機器故障率升高，維修的成本逐年上升，為學校帶來很大筆維修開支。同時，硬件設備會逐漸落后，需要對每臺設備進行升級，花費巨大。

國家“十一五”規劃提出節能減排的政策，但傳統計算機實驗室中，大量計算機主機、顯示器及網絡設備同時工作，一臺傳統PC機（主機、顯示器）的能耗在200W-250W左右，以功耗200W，每天工作8小時，1400臺計算機為例，共計耗電2240度。電力資源消耗巨大，不符合國家“節能減排”政策要求。

“云桌面”通常又稱作是桌面虛擬化，是代替傳統計算機的一種新模式。云桌面技術是采用分布式處理技術，本地只需一臺胖客戶端或瘦客戶端，主要依托遠端服務器，將遠程服務器的硬件資源（CPU、內存、硬盤、網卡）虛擬出來，通過網絡映射到本地客戶端，達到通過一臺服務器虛擬成N臺PC機，用戶通過云桌面協議訪問使用虛擬出的PC機。

3.1.1資源易分配，節約成本

云桌面在實驗室中的應用，依托于遠端服務器的配置，通常一臺服務器根據實際需求可以搭載25-50個客戶端虛擬機。將服務器的硬件資源長時間不間斷通過虛擬化技術映射到本地，而本地客戶端僅僅需要一臺胖客戶機或瘦客戶機即可。在實際課程中，可根據不同的課程需求、應用軟件需求隨機切換不同操作系統鏡像，為不同計算機實驗室分配不同資源，實現資源隨機分配，提高資源利用率。

3.1.2統一管理，維護簡單，提高教學質量

云桌面的運用，可以實現多實驗室統一管理。在服務器中根據不同需求建立不同軟件鏡像，學生在上課時通過連接對應的虛擬桌面，而在客戶端不需像傳統PC機一樣安裝、同傳軟件。

因所有的軟件資源全部部署在服務器端，當操作系統出現系統故障、系統升級、安全更新、應用軟件增加修改升級時，只需管理員在后臺很短的時間內恢復至所需狀態。實現一個管理員就可以在后臺管理所有實驗室云桌面虛擬機，完成客戶端狀態監控、集中管理、并能夠快速準確找到故障機及時處理。從而提高管理員工作效率、提高教學質量。

3.1.3打破實驗、實訓時空限制， 提高學習積極性

作為理工類高校，實驗、實訓課程課時多，涉及人數多，計算機實驗室利用率居高不下。而云桌面實驗室不受時間地域限制，只要學生客戶端能夠連接網絡就可以在任意時間，任意地點，登錄個人云桌面就可以隨時隨地學習，讓學生想學就有環境，而不是必須在課堂上完成布置的實驗實訓任務。

3.1.4利舊容易，節省資源

隨著時間的增長，軟件的不斷升級，硬件設備已逐漸無法滿足當下大型軟件的運行環境，傳統硬件設備就會面臨淘汰，這將為學校造成很大損失，并且需要花費大量經費去新建實驗室。云桌面技術的應用可以很好的解決這一難點，只需在本地傳統PC上安裝并不占用空間的虛擬客戶端，利用服務器服務器資源完成就設備的利舊。

3.1.5節能減排，響應國家戰略號召

建設利用云桌面技術的虛擬實驗室也是響應國家在“十一五”規劃綱要中提出“節能減排”的號召，虛擬實驗室的功耗一般為傳統PC實驗室的1/10左右，既為學校減少運行成本，又響應了國家節能減排的政策號召。

3.2.1服務器、網絡資源依賴大

云桌面的本質是利用虛擬化技術將服務器資源通過網絡映射到本地客戶端完成教學、實訓、實驗，因此對服務器資源及網絡資源要求大，如果服務器資源或網絡資源不足、網絡不穩定、網絡設備故障，就會出現卡頓、無法連接、無法啟動遠程桌面等問題。

3.2.2圖形化要求高，增加成本

目前限于顯卡成本昂貴，無法大量完成顯卡虛擬化。因此對圖形化要求有較高的需求的學校、專業，需考慮是否建設云桌面實驗室。

云桌面技術很好的解決了傳統計算機實驗室的使用、維護弊端，能夠大大提高管理效率、減少教學事故的發生。但其對網絡、服務器要求較高，且無法很好解決圖形虛擬化的劣勢，也將是建設中必須考慮的問題。

總之，云桌面技術為建設計算機實驗室提供了新的思路，雖然還存在不足，但只要我們平衡好需求與建設條件，其終會更好的服務于教學活動。

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崔云飛，1990.9，男，漢族，河北張家口人，本科，初級，研究方向：云計算方向;通訊作者：熊溪，199408，男，漢，貴州畢節人，本科，中級，研究方向：計算機網絡。