桌面云在高校公共機(jī)房管理中的應(yīng)用分析

周志成

(吉林化工學(xué)院 信息中心，吉林 吉林 130022)

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桌面云在高校公共機(jī)房管理中的應(yīng)用分析

周志成

(吉林化工學(xué)院 信息中心，吉林 吉林 130022)

摘要：文章以吉林化工學(xué)院為例對(duì)高校公共機(jī)房現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，指出傳統(tǒng)機(jī)房管理技術(shù)存在的問(wèn)題，并對(duì)桌面云進(jìn)行了介紹.通過(guò)對(duì)桌面云與傳統(tǒng)還原技術(shù)的對(duì)比，桌面云具有明顯優(yōu)勢(shì).隨著教育信息化的深入發(fā)展，文章認(rèn)為桌面云將取代傳統(tǒng)的還原技術(shù).

關(guān)鍵詞：桌面云；機(jī)房管理；教育信息化

1高校公共機(jī)房現(xiàn)狀

隨著在校大學(xué)生人數(shù)的增加和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，高校公共機(jī)房的現(xiàn)狀可以概括為“四多一少”.“四多”為機(jī)器數(shù)量多、上課學(xué)生多、安裝的軟件多、開(kāi)設(shè)的課程多，“一少”則指機(jī)房的管理人員少.以吉林化工學(xué)院為例，該校在校大學(xué)生數(shù)量在15000人左右的規(guī)模，公共機(jī)房機(jī)器數(shù)量超過(guò)700臺(tái)，每學(xué)期機(jī)房開(kāi)設(shè)課程在20門(mén)以上，安裝的軟件數(shù)量超過(guò)20種，而機(jī)房維護(hù)人員為3人.每學(xué)期機(jī)房利用率高達(dá)45%以上.一方面由于機(jī)器數(shù)量多、機(jī)房利用率高，導(dǎo)致機(jī)器故障率高，嚴(yán)重影響正常的教學(xué)秩序.另一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的軟、硬件變化都很快，一些新版軟件對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求很高，如不能對(duì)計(jì)算機(jī)硬件升級(jí)，就會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量[1].這些都是近年來(lái)高校公共機(jī)房面臨的共同問(wèn)題.解決問(wèn)題的方法或者是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件升級(jí)，或者是對(duì)機(jī)房改造重建.選擇一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)、合理的方案，同時(shí)又能減少機(jī)房日常維護(hù)量，是各高校公共機(jī)房面臨的共同課題.

2高校公共機(jī)房傳統(tǒng)管理技術(shù)分析

2.1　高校公共機(jī)房傳統(tǒng)管理技術(shù)

目前，大部分高校在機(jī)房機(jī)器管理中，使用的最廣泛的仍然是基于軟件或硬件的還原技術(shù)[2].基于硬件的還原技術(shù)主要是指硬盤(pán)保護(hù)卡或把保護(hù)芯片集成在主板上.安裝了保護(hù)卡的計(jì)算機(jī)，在操作系統(tǒng)啟動(dòng)前，先啟動(dòng)保護(hù)卡的引導(dǎo)程序，進(jìn)行對(duì)硬盤(pán)讀寫(xiě)的操作，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)卡對(duì)計(jì)算機(jī)的完全控制，按照設(shè)定的需求分別保護(hù)[3].基于軟件的還原技術(shù)分為兩種，一種是建立在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上的，這種還原技術(shù)主要應(yīng)用在單臺(tái)計(jì)算機(jī)的還原上；而另一種是在硬盤(pán)中建立一個(gè)特殊分區(qū)，計(jì)算機(jī)先從這個(gè)分區(qū)啟動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的完全控制，從而對(duì)整個(gè)硬盤(pán)保護(hù)還原.總之，無(wú)論是基于硬件的還原技術(shù)還是基于有軟件的還原技術(shù)，雖然它們?cè)诠ぷ髟砩蠀^(qū)別很大，但在功能和效果上基本相似.

2.2　高校公共機(jī)房傳統(tǒng)管理技術(shù)存在的問(wèn)題

無(wú)論是基于軟件還是基于硬件的還原技術(shù)，在使用過(guò)程中均存在以下問(wèn)題：

1．在系統(tǒng)同傳時(shí)傳輸速度慢.系統(tǒng)同傳的速度是由計(jì)算機(jī)的性能、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和傳輸介質(zhì)共同決定，傳輸介質(zhì)包括網(wǎng)線和交換機(jī).本文以吉林化工學(xué)院的一個(gè)機(jī)房為例，該機(jī)房傳輸介質(zhì)使用的是五類(lèi)雙絞線、百兆普通交換機(jī)，計(jì)算機(jī)為某品牌機(jī)器，傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)約15 G，傳輸時(shí)間需要3 h以上.

2．無(wú)法真正保證計(jì)算機(jī)的安全.在學(xué)生訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)資源時(shí)，容易被病毒入侵和攻擊.病毒能夠穿透計(jì)算機(jī)的還原系統(tǒng)，導(dǎo)致還原失效.目前還原技術(shù)無(wú)法有效防止的病毒攻擊.如“機(jī)器狗”病毒專(zhuān)門(mén)攻擊保護(hù)卡.

3．使用還原技術(shù)以后，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)速度會(huì)變慢.系統(tǒng)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)速度會(huì)變慢的原因在于開(kāi)機(jī)之前還原技術(shù)要將硬盤(pán)的部分或全部分區(qū)恢復(fù)到先前未保護(hù)的內(nèi)容.

4．在系統(tǒng)同傳時(shí)，機(jī)器經(jīng)常掉線.如果機(jī)器掉線則需要對(duì)這些機(jī)器進(jìn)行重傳，嚴(yán)重影響同傳的效率.

5．此外，還原技術(shù)還有一個(gè)缺陷，傳輸次數(shù)越多傳輸速度越慢.

3桌面云

3.1　桌面云介紹

虛擬化技術(shù)是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，包括硬件虛擬化、軟件虛擬化、服務(wù)虛擬化和桌面虛擬化等.桌面虛擬化是指將計(jì)算機(jī)的終端系統(tǒng)(也稱(chēng)作桌面)進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性.可以通過(guò)任何設(shè)備，在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng).桌面虛擬化依賴(lài)于服務(wù)器虛擬化，在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上進(jìn)行服務(wù)器虛擬化，生成大量的獨(dú)立的桌面操作系統(tǒng)(虛擬機(jī)或者虛擬桌面)，同時(shí)根據(jù)專(zhuān)有的虛擬桌面協(xié)議發(fā)送給終端設(shè)備.用戶(hù)終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登陸到虛擬主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的訪問(wèn)自己的桌面系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)單機(jī)多用戶(hù).桌面虛擬化與IAAS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))相結(jié)合，就演變成DAAS(桌面即服務(wù)).IAAS提供基礎(chǔ)資源平臺(tái)，桌面虛擬化和云平臺(tái)的完美融合達(dá)到類(lèi)似于SAAS一樣的效果，這便是桌面云[4].

3.2　桌面云特點(diǎn)

公共機(jī)房部署桌面云具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、部署靈活、使用方便.桌面云部署時(shí)統(tǒng)一部署，使用時(shí)按需申請(qǐng)、快速發(fā)放，可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)個(gè)性化桌面[5].

2、降低耗電，節(jié)能減排.傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的耗電功率一般在200 W以上，而使用虛擬化桌面的瘦客戶(hù)端功率在25 W左右，僅為傳統(tǒng)功耗的1/8.雖然服務(wù)器端的運(yùn)行會(huì)造成一定程度的耗電量上升，但是與大量學(xué)生機(jī)的耗電量相比，數(shù)值可以忽略不計(jì).當(dāng)終端的數(shù)量越多，虛擬化的優(yōu)勢(shì)越突出，節(jié)能減排的效果也越好.由于高校公共機(jī)房機(jī)器數(shù)量多，尤其適合部署使用桌面云技術(shù).

3、資源利用率高、數(shù)據(jù)存放安全.桌面云統(tǒng)一管理和調(diào)度后臺(tái)的資源，能夠?qū)①Y源的利用率最大化；同時(shí)數(shù)據(jù)存放在后臺(tái)數(shù)據(jù)中心，安全可靠[6].

4、維護(hù)便利、管理容易.瘦終端無(wú)須，桌面云的管理工作可在后臺(tái)統(tǒng)一進(jìn)行，管理便利.

5、總體運(yùn)行成本降低.由于桌面云先進(jìn)，使用壽命較長(zhǎng)，而傳統(tǒng)PC機(jī)一般使用壽命為3-4年.同時(shí)考慮到桌面云低能耗，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看桌面云的運(yùn)行成本將會(huì)大大降低.

4桌面云在高校公共機(jī)房管理中的應(yīng)用

4.1　桌面云與還原技術(shù)比較

高校機(jī)房管理廣泛使用還原技術(shù)，通過(guò)表1對(duì)桌面云與還原技術(shù)進(jìn)行對(duì)比.

表1　桌面云與還原技術(shù)對(duì)比表

通過(guò)對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)如果高校公共機(jī)房使用桌面云進(jìn)行管理優(yōu)勢(shì)明顯.

4.2　桌面云在高校公共機(jī)房中的應(yīng)用

桌面云作為一項(xiàng)新興的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，在高校公共機(jī)房中具有廣泛的應(yīng)用空間，它以獨(dú)特的管理方式集中整合了服務(wù)器和客戶(hù)端的資源，使得安裝和部署都簡(jiǎn)單、合理.每個(gè)桌面鏡像就是一個(gè)帶有應(yīng)用程序的操作系統(tǒng)[7].高校公共機(jī)房桌面云由服務(wù)集群、存儲(chǔ)、核心交換、機(jī)房瘦終端等組成，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1　公共機(jī)房桌面云拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

桌面云的核心在服務(wù)器虛擬化，服務(wù)器虛擬化主要有四種顯示協(xié)議，分別是RDP協(xié)議、ICA協(xié)議、PCoIP協(xié)議和SPICE協(xié)議.RDP是微軟終端服務(wù)應(yīng)用的協(xié)議，服務(wù)端基于Win2000/WinNT，終端服務(wù)使任何一臺(tái)有權(quán)限的終端機(jī)，用已知的賬號(hào)登錄服務(wù)器.所有的計(jì)算都在服務(wù)器端進(jìn)行，客戶(hù)端只需要處理網(wǎng)絡(luò)連接、接收數(shù)據(jù)、界面顯示和設(shè)備數(shù)據(jù)輸出.ICA協(xié)議是Citrix獨(dú)自開(kāi)發(fā)，該協(xié)議具有平臺(tái)獨(dú)立性，能夠適應(yīng)不同的客戶(hù)端操作系統(tǒng)，包括UNIX、Macintosh、Java和MS-DOS.ICA協(xié)議穩(wěn)定性更好，支持各種類(lèi)型的客戶(hù)端設(shè)備，同時(shí)支持音頻、視頻和多媒體帶寬控制，在視頻觀看、Flash播放、3D設(shè)計(jì)等應(yīng)用上，ICA協(xié)議用戶(hù)體驗(yàn)很流暢.PCoIP協(xié)議為VMware推出，最大特點(diǎn)就是，將用戶(hù)的會(huì)話以圖像的方式進(jìn)行壓縮傳輸，對(duì)于用戶(hù)的操作，只傳輸變化部分，保證在低帶寬下也能高效的使用.該協(xié)議是一種高效率的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，采用了數(shù)據(jù)壓縮、加密和連接優(yōu)化技術(shù)，用戶(hù)在非常低的網(wǎng)絡(luò)帶寬下均能使用.SPICE協(xié)議為Redhat推出，以多層架構(gòu)為基礎(chǔ)，旨在滿足目前桌面用戶(hù)的豐富多媒體需求.設(shè)計(jì)的核心是實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備(CPU、RAM等)對(duì)主機(jī)虛擬服務(wù)器上可用系統(tǒng)資源的智能訪問(wèn).作為訪問(wèn)的結(jié)果，協(xié)議會(huì)以動(dòng)態(tài)方式判定是在客戶(hù)端設(shè)備上還是在主機(jī)服務(wù)器上對(duì)桌面應(yīng)用程序進(jìn)行呈現(xiàn)，從而在任何網(wǎng)絡(luò)條件下都能生成最佳用戶(hù)體驗(yàn).各大廠商還在加大各自協(xié)議的研發(fā)和優(yōu)化，這也意味著，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，用戶(hù)將接觸到體驗(yàn)度更好的虛擬桌面.

高校公共機(jī)房在應(yīng)用桌面云時(shí)，首先，應(yīng)當(dāng)考慮桌面云對(duì)硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件的支持程度，有些硬件設(shè)備與虛擬化軟件并不兼容，同時(shí)有些應(yīng)用軟件在桌面云上無(wú)法運(yùn)行，因此，在部署前應(yīng)進(jìn)行必要的軟硬件測(cè)試.其次，需要考慮虛擬化能實(shí)現(xiàn)的功能.將學(xué)生經(jīng)常使用到的學(xué)習(xí)方面資料和教學(xué)軟件安裝于虛擬化服務(wù)器中，當(dāng)服務(wù)器端配置好后，就要考慮部署大量虛擬機(jī).部署虛擬機(jī)時(shí)先創(chuàng)建模板，模板對(duì)于后期管理非常關(guān)鍵，創(chuàng)建時(shí)要盡量多樣化，保證兼容各種教學(xué)應(yīng)用軟件.這樣虛擬機(jī)的部署會(huì)變得相對(duì)簡(jiǎn)單.有一點(diǎn)需要注意，在機(jī)房虛擬機(jī)建設(shè)方面，不要盲目認(rèn)為虛擬空間是無(wú)限的，可隨時(shí)添加或更改，應(yīng)整體規(guī)劃、留有余量，保證后期擴(kuò)容需要.在使用過(guò)程中，如虛擬機(jī)內(nèi)存調(diào)的過(guò)大很容易造成虛擬機(jī)崩潰[8].

5結(jié)論

對(duì)于高校而言，利用虛擬化技術(shù)可以大大降低管理傳統(tǒng)IT系統(tǒng)的復(fù)雜性，讓高校達(dá)到更高的安全性、可管理性、更低的總體擁有成本和更好的用戶(hù)體驗(yàn)[9].只有在使用中不斷探索、總結(jié)，才能更好地掌握桌面云的相關(guān)技術(shù).桌面云技術(shù)能夠解決高校公共機(jī)房目前的困境，因此采用桌面云代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC技術(shù)已得到了高校的廣泛認(rèn)可.桌面云將顛覆高校機(jī)房建設(shè)和管理的傳統(tǒng)觀念.

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Application Analysis of Desktop as a Service in the Management

of Public Computer Room in Colleges and Universities

ZHOU Zhi-cheng

(Information Center,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin City 132022,China)

Abstract:In this paper,the present situation of university public computer room is analyzed through Jilin Institute of Chemical Technology,and the problem of traditional computer room management technology is pointed out,and the desktop cloud is introduced.Through comparison with the traditional management techniques,which the desktop cloud has obvious advantages.With the development of education informationization,desktop cloud will replace the traditional reduction technology in the future.

Key words:desktop cloud；computer lab management；education informationization

中圖分類(lèi)號(hào)：TP 391

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16039/j.cnki.cn22-1249.2015.11.017