“云終端”在高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的應(yīng)用分析

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

摘要：傳統(tǒng)PC機(jī)為客戶端的機(jī)房普遍存在管理不便、能耗高等缺點(diǎn)?！霸平K端”以管理方便、能耗低等多種優(yōu)勢迅速搶占市場，但不是所有機(jī)房都適用這種技術(shù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高校機(jī)房；應(yīng)用分析

虛擬云終端是采用云計(jì)算技術(shù)和桌面虛擬化管理平臺，將桌面操作系統(tǒng)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)等，由終端個(gè)人電腦處理的事務(wù)遷移到數(shù)據(jù)中心，從而解決傳統(tǒng)終端模式的存在的弊端。

1.傳統(tǒng)機(jī)房面臨的問題

傳統(tǒng)的機(jī)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室通過PC機(jī)里預(yù)裝軟件指導(dǎo)學(xué)生上機(jī)，隨著電腦應(yīng)用軟件的不斷升級，電腦硬件同樣需要不斷地升級換代，不停地升級自然帶來不小的投資。目前各院校都擁有一定規(guī)模的機(jī)房、電子閱覽室等，但大部分機(jī)器都存在配置落后、配件老化，且因人力、物力所限，不能及時(shí)維護(hù)更新，導(dǎo)致一些設(shè)備閑置。如果對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行更換升級，雖會改善現(xiàn)狀，但也面臨以下問題：

1.1投入大，成本高。電腦設(shè)備更新?lián)Q代較快，很多設(shè)備幾乎無法升級，只能徹底更換，初期采購需要大筆資金。

1.2維護(hù)工作量大。由于學(xué)院升級，機(jī)房的數(shù)量不斷增加，管理人員一般采用硬盤保護(hù)卡來對機(jī)房進(jìn)行維護(hù)管理。安裝系統(tǒng)或軟件時(shí)需通過同傳技術(shù)進(jìn)行，耗時(shí)耗力。機(jī)房每臺電腦每天都會有多人使用，不同的用戶都有不同的操作習(xí)慣，使用者的頻繁變更，極易造成電腦中毒崩潰，甚至造成藍(lán)屏、黑屏甚至丟失重要資料，造成系統(tǒng)癱瘓等。而常用的殺毒軟件都存在誤殺誤報(bào)現(xiàn)象。一些難以清除的病毒，讓保護(hù)卡也無能為力，增加了工作難度。此外管理者每天還要不斷打開機(jī)箱去處理還原卡與主板接觸不良、風(fēng)扇散熱差、內(nèi)存條損壞等各種故障。

1.3零部件易丟失。由于維護(hù)人員少，終端數(shù)量大，部署分散，安全手段缺乏。且整機(jī)零部件又容易拆卸，機(jī)房電腦時(shí)常出現(xiàn)鼠標(biāo)、內(nèi)存條、耳機(jī)丟失等現(xiàn)象。傳統(tǒng)機(jī)房模式已不能適應(yīng)日新月異的變化，針對機(jī)房現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)際需求， 我院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室采用云終端替代傳統(tǒng)電腦，以構(gòu)建一個(gè)經(jīng)濟(jì)、適用、易管理的機(jī)房系統(tǒng)。

2.云終端電腦工作原理

云終端是一種端到端的云計(jì)算解決方案，云終端電腦是通過TCP/IP協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)架構(gòu)與云服務(wù)器相連，并采用專用的虛擬桌面協(xié)議（VDP）與云服務(wù)器進(jìn)行通訊。當(dāng)眾多的云終端使用者通過用戶名和密碼登錄到云服務(wù)器后，云服務(wù)器會為不同的云終端用戶開設(shè)獨(dú)立的會話， 每個(gè)云終端即會占用獨(dú)立的內(nèi)存空間，其運(yùn)行程序界面會通過VDP協(xié)議傳送到運(yùn)服務(wù)器上，進(jìn)而云終端之間能夠獨(dú)立運(yùn)行而相互不受干擾。云終端作為客戶端設(shè)備，它的主要功能由云服務(wù)器完成，因此云終端用戶只需要通過網(wǎng)絡(luò)把鍵盤、 鼠標(biāo)及其他外設(shè)的操作信息傳送到云服務(wù)器上，從云服務(wù)器端接收變化的應(yīng)用程序界面，并在云終端用戶界面上顯示出來，這樣就可以獲得和普通電腦一樣的使用效果了。云終端遠(yuǎn)程連接云服務(wù)，通過VDP協(xié)議完成與云服務(wù)器之間的通訊， 從而輕松共享云服務(wù)器的資源， 最大限度地利用云服務(wù)器的性能，因此每臺運(yùn)終端都有可能具有服務(wù)器級的運(yùn)算能力。

3.我院云終端應(yīng)用方案

我院根據(jù)實(shí)際情況，采用云終端替代傳統(tǒng)電腦作為機(jī)房電腦終端，每臺云終端配備一套USB鍵盤鼠標(biāo)，一臺液晶顯示器，通過局域網(wǎng)與一臺云終端服務(wù)器連接。在日常教學(xué)工作時(shí)，學(xué)員只需打開云終端，輸入用戶名和密碼即可登陸進(jìn)入操作系統(tǒng)界面，教員在教學(xué)過程中，可對各個(gè)終端進(jìn)行監(jiān)控。與傳統(tǒng)機(jī)房相比，該方案的優(yōu)勢如下：

3.1設(shè)備穩(wěn)定性高。非法關(guān)機(jī)對Windows系統(tǒng)危害最大，可能丟失數(shù)據(jù)、損傷硬盤，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰。而采用云終端模式，系統(tǒng)開機(jī)后直接進(jìn)入應(yīng)用程序，任何時(shí)間關(guān)機(jī)都不會造成系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的損壞，重新開機(jī)后仍能通過快照還原到關(guān)機(jī)前的狀態(tài)?？杀苊庥捎谡`操作或斷電而引起系統(tǒng)崩潰等問題。

3.2數(shù)據(jù)安全

由于是在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，所以只需要給學(xué)生機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)動作以及顯示界面的刷新部分，沒有數(shù)據(jù)的傳遞，數(shù)據(jù)、緩存、Cookie等全部在中央受限的環(huán)境中控制；另外桌面虛擬化還含有多種加密技術(shù)；客戶端的操作感覺雖然就像在本機(jī)操作一樣，但如果沒有得到權(quán)限許可，不得進(jìn)行常規(guī)修改、備份、拷貝、打印等操作。由于用戶的桌面是在校園內(nèi)部，同時(shí)云終端本地沒有硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)等設(shè)備，軟件的安裝升級與維護(hù)都在服務(wù)端進(jìn)行，無病毒感染的可能性，安全級別可以達(dá)到可信計(jì)算機(jī)評估標(biāo)準(zhǔn)“B2”級，解決了公共機(jī)房數(shù)據(jù)易丟失，不安全的弊病。

3.3管理方便。在PC模式中，客戶端的應(yīng)用軟件和IP地址可任意改動，管理極為困難。而采用云終端模式，可實(shí)現(xiàn)真正的集中理，全部的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都放在終端服務(wù)器上，應(yīng)用程序的安裝和升級只需要在服務(wù)器上進(jìn)行即可。機(jī)房的部署工作變得簡單高效，通過統(tǒng)一部署中心系統(tǒng)管理軟件，管理操作系統(tǒng)補(bǔ)丁、應(yīng)用安裝、安全管理的時(shí)間相對傳統(tǒng)客戶端減少了將近90%。

3.4維護(hù)成本低。由于全部的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都放在云終端服務(wù)器上，云終端上沒有任何數(shù)據(jù)，所以當(dāng)云終端發(fā)生故障時(shí)可以很方便地更換，而云終端出現(xiàn)故障的可能性與普通電腦相比要小得多，可接近“零”維護(hù)。且無需更新，打破了軟硬件循環(huán)升級的定律，降低了資源擁有成本，同時(shí)減少了維護(hù)工作量。

3.5能耗降低。傳統(tǒng)的電腦功耗較高，在200W左右，云終端單機(jī)主機(jī)能耗通常在5W左右，綠色節(jié)能，每小時(shí)僅與點(diǎn)亮節(jié)能燈相同功率的5W/h電能，耗電量大幅減少，同時(shí)由于整個(gè)系統(tǒng)的性能取決于云終端服務(wù)器，可減少設(shè)備硬件的資金投入。

4.云終端技術(shù)的缺陷

虛擬云終端技術(shù)在機(jī)房的實(shí)際應(yīng)用過程中，還存在一些缺陷：

4.1該技術(shù)目前只適用于相對簡單的應(yīng)用，比如IE、郵件收發(fā)、Office和圖像處理等常用應(yīng)用軟件的使用，但是對于專業(yè)性較強(qiáng)的應(yīng)用軟件，則無法正常使用；目前一些軟件在注冊的時(shí)候，自動讀取PC機(jī)真實(shí)硬盤或者相關(guān)硬件的ID號或者相關(guān)唯一性參數(shù)，通過聯(lián)網(wǎng)直接完成注冊，這對虛擬終端來說是無法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槠洳僮飨到y(tǒng)是虛擬映像文件，不具備唯一性，無法完成注冊。

4.2過分依賴網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)，無法在斷網(wǎng)的情況下脫機(jī)使用，當(dāng)服務(wù)器或者交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，系統(tǒng)無法正常使用，對于實(shí)時(shí)性需求較高的機(jī)房，還需要輔以冗余設(shè)備等方案來保障系統(tǒng)的運(yùn)行，提高了機(jī)房建設(shè)的成本，也增加了管理建設(shè)的復(fù)雜度。

4.3虛擬云終端無法適應(yīng)于計(jì)算量較大的應(yīng)用，因其本身的處理性能較弱，且大部分的運(yùn)算都集中在服務(wù)器端，所以即使可以使用，也需要性能非常強(qiáng)大的服務(wù)器端來提供使用保障，對于專業(yè)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房無法適用。并且，如果在終端數(shù)量超過百臺的機(jī)房，服務(wù)器的運(yùn)算負(fù)荷會明顯增大，機(jī)房的規(guī)模受到了限制。

4.4大量虛擬機(jī)同時(shí)啟動時(shí)會引起啟動風(fēng)暴，甚至出現(xiàn)藍(lán)屏現(xiàn)象，所以常處于開機(jī)狀態(tài)。

結(jié)束語：云終端作為一種新的信息服務(wù)模式，還有許多技術(shù)問題急待解決，對于復(fù)雜、有特殊需求的場合還不能勝任，但是它代表了信息技術(shù)整合的趨勢，必將促進(jìn)信息社會生產(chǎn)生活方式的改變。

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