桌面云技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與管理中的應(yīng)用

余紅

摘要：隨著云計(jì)算技術(shù)和信息與網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，教育信息化建設(shè)對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與管理提出了更高要求。本人在桌面云技術(shù)的輔助下，構(gòu)建了計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)，在優(yōu)化實(shí)訓(xùn)室性能的同時(shí)，提升了實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與管理的效率。

關(guān)鍵詞：桌面云技術(shù)；瘦客戶端；計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室

近幾年，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，大部分專業(yè)課程都需要以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)公共課程建設(shè)逐漸成為高校工作的重點(diǎn)。為了提升學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，滿足學(xué)校的教學(xué)需求，高校需要不斷建立并完善計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室。但是，因?yàn)楦咝Ｓ?jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成本較高，一般7-8年才更新一次，而信息技術(shù)又在快速發(fā)展，使得其軟件與硬件條件經(jīng)常不能滿足實(shí)際需求。在這種條件下，通過采用基于桌面虛擬技術(shù)的桌面云技術(shù)，可以有效地解決高校傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室面臨的諸多問題。不過，要充分發(fā)揮桌面云在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室管理中的作用，更應(yīng)該促進(jìn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與管理措施的不斷完善。

1高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的管理現(xiàn)狀和解決問題的建議

1.1高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的運(yùn)行現(xiàn)狀

高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室基本上以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程和基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的專業(yè)課為主要授課科目，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教授的主要對(duì)象是大一學(xué)生，基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的專業(yè)課程教授的主要對(duì)象是大學(xué)二、三年級(jí)的學(xué)生。這些科目幾乎覆蓋了全校學(xué)生，而學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室數(shù)量有限，所以授課時(shí)間安排非常緊密，大部分實(shí)訓(xùn)室一天安排12節(jié)課，長期超負(fù)荷運(yùn)作，勢(shì)必增加相關(guān)設(shè)備的更新?lián)Q代率，從而降低計(jì)算機(jī)使用壽命，同時(shí)增加機(jī)房管理人員的工作量。

高校傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室主要存在以下5個(gè)問題：1）各個(gè)專業(yè)的教授課程對(duì)教學(xué)軟件的要求不一樣，規(guī)范化操作難以落實(shí)；2）每個(gè)學(xué)生的素質(zhì)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)不一樣，部分學(xué)生存在不規(guī)范操作，軟硬件系統(tǒng)容易受損；3）計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室為防止感染外網(wǎng)病毒，一般情況下僅使用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，所以不能及時(shí)上網(wǎng)更新殺毒軟件，而學(xué)生經(jīng)常使用U盤，感染的U盤病毒不能隨時(shí)查殺，偶爾會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定、速度慢；4）由于教學(xué)課程種類較多，教學(xué)使用計(jì)算機(jī)內(nèi)存有限，不能將所有教學(xué)軟件都全部安裝上，只能每個(gè)學(xué)期重新安裝該學(xué)期要使用的軟件，刪除本學(xué)期不用的軟件，重裝工作量大，既增加了實(shí)訓(xùn)室的維護(hù)難度又增加了管理人員的工作量；5）實(shí)訓(xùn)室資產(chǎn)管理及維修制度不完善：電腦整機(jī)要求使用7-8年后才能申請(qǐng)報(bào)廢，設(shè)備配件更換程序不流暢，偶爾拖延更換，影響正常教學(xué)。

1.2解決高校傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)存問題的建議

根據(jù)上述計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室存在的問題，本人提出以下4條建議：1）在構(gòu)建新的實(shí)訓(xùn)室時(shí)，兼顧管理和使用的雙重需求，在滿足完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí)考慮實(shí)訓(xùn)室日常管理和軟件更新的需求；2）購買兼容性好，支持各種外置設(shè)備的整機(jī)；3）經(jīng)常對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一站式的病毒查殺；4）應(yīng)用新的信息技術(shù)（例如：桌面云技術(shù)），提升計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的性能及管理效率。

2桌面云的概念及研究現(xiàn)狀

2.1桌面云的概念及在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室中的應(yīng)用方式

桌面云是一種可以隨時(shí)隨地，方便啟用的云計(jì)算模型。桌面云技術(shù)實(shí)質(zhì)是一種虛擬機(jī)的技術(shù)，是指可以通過所謂的瘦客戶端（一個(gè)具有多種接口的單片機(jī)系統(tǒng)），或者能連接網(wǎng)絡(luò)的任何終端設(shè)備來訪問跨平臺(tái)的應(yīng)用程序，以及整個(gè)客戶桌面。

運(yùn)用桌面云技術(shù)，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室就不再使用“電腦主機(jī)+顯示器+系統(tǒng)”的模式進(jìn)行組建了，而是先把個(gè)人電腦桌面統(tǒng)一放在后臺(tái)的數(shù)據(jù)中心里面，再利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需要虛擬出相適應(yīng)數(shù)量的個(gè)人桌面來交付給用戶使用。詳細(xì)的處理方式如下：首先在后臺(tái)的數(shù)據(jù)中心把個(gè)人桌面解耦合成各個(gè)獨(dú)立的邏輯單元，計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等各個(gè)模塊被獨(dú)立出來。用戶再通過瘦客戶端、零終端、筆記本、臺(tái)式機(jī)或者智能手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來訪問個(gè)人桌面。

2.2桌面云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中的的應(yīng)用現(xiàn)狀

將桌面云技術(shù)運(yùn)用在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中，是桌面云技術(shù)與實(shí)訓(xùn)室建設(shè)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)相結(jié)的一種創(chuàng)新方式，它改變了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)室管理模式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的云端化和在線化。實(shí)現(xiàn)云端化之后可以將教學(xué)所需的實(shí)訓(xùn)環(huán)境放在“云”服務(wù)器上，教師和學(xué)生只需要通過云客戶端，就能隨時(shí)隨地獲得專屬于他的云桌面實(shí)訓(xùn)環(huán)境。這樣既方便了學(xué)生實(shí)訓(xùn)又能夠極大地減少實(shí)訓(xùn)室管理人員的工作量。

3桌面云計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用

3.1計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)軟件層次架構(gòu)解析

運(yùn)用桌面云技術(shù)組建地計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)主要是利用KVM虛擬化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，它的軟件層次架構(gòu)分為物理層、虛擬化層、管理層和服務(wù)層。物理層和虛擬化層構(gòu)成了桌面云平臺(tái)的動(dòng)態(tài)資源池；虛擬化層主要是通過KVM虛擬化技術(shù)，將所有的物理資源搭建成一個(gè)統(tǒng)一的資源池，以此開發(fā)出一套資源池管理系統(tǒng)來作為系統(tǒng)的管理層，管理層負(fù)責(zé)虛擬機(jī)的調(diào)度、啟動(dòng)、關(guān)閉、監(jiān)控等工作。服務(wù)層負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的業(yè)務(wù)邏輯。本系統(tǒng)的軟件層次架構(gòu)可以用下圖1來表示。

管理系統(tǒng)的功能包括向上響應(yīng)用戶的請(qǐng)求和向下管理資源池里面的資源，很好地執(zhí)行了資源的1劃N和N劃1。管理系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展型，可同時(shí)智能處理各種業(yè)務(wù)和用戶請(qǐng)求。實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的物理架構(gòu)如下圖2所示。

3.2桌面云技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中的應(yīng)用

3.2.1虛擬服務(wù)器和客戶機(jī)

利用桌面云技術(shù)可以計(jì)算實(shí)訓(xùn)室所需的虛擬機(jī)數(shù)量，并根據(jù)教學(xué)實(shí)際需求設(shè)置虛擬主機(jī)。在虛擬主機(jī)下，選擇需要下載和安裝的操作系統(tǒng)和學(xué)習(xí)軟件。使用網(wǎng)絡(luò)同傳軟件將數(shù)據(jù)拷貝并傳輸?shù)搅硪粋€(gè)虛擬機(jī)。運(yùn)用此種方法，我們將軟件和設(shè)備的安裝和使用均放在同一臺(tái)服務(wù)器上，可免去反復(fù)安裝和拆卸軟件的麻煩。

桌面云技術(shù)在客戶端的應(yīng)用涉及專業(yè)瘦客戶端和普通計(jì)算機(jī)兩種方式。因?yàn)閷I(yè)瘦客戶端具有操作簡單、維修時(shí)間短、使用壽命較長，無需額外配置操作系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，所以本人采用專業(yè)瘦客戶端來構(gòu)建系統(tǒng)。endprint

3.2.2虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的弊端

管理系統(tǒng)應(yīng)用桌面云技術(shù)后，對(duì)客戶端設(shè)備和服務(wù)器進(jìn)行了物理隔離，兩者之間的信息溝通主要靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來完成。因此，該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)便成為了整個(gè)系統(tǒng)虛擬化的核心。

虛擬管理系統(tǒng)能解決傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室管理過程中的不少難題，但并非萬能，它也存在一定的弊端。主要原因在于虛擬管理系統(tǒng)依附于網(wǎng)絡(luò)，一旦客戶端設(shè)備和服務(wù)器中間網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，客戶端就沒有辦法向服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)，導(dǎo)致客戶端無法連接使用，除非事先已連接服務(wù)器并加載完成了虛擬桌面。因此，我們?cè)诮ㄔO(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行備份鏈接，以防止因中間網(wǎng)絡(luò)故障而影響教學(xué)活動(dòng)的正常進(jìn)行。

4桌面云技術(shù)給高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室?guī)淼霓D(zhuǎn)變

4.1合理分配計(jì)算機(jī)資源，降低實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成本

計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室所承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)比較復(fù)雜，有對(duì)計(jì)算機(jī)資源要求不高的課程，如：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、電子商務(wù)等；有對(duì)計(jì)算機(jī)資源要求較高的，如建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品造型、會(huì)計(jì)電算化等專業(yè)設(shè)計(jì)課程。兩類課程對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備性能的分配需求不同，但是又必須滿足教學(xué)需求，所以就只能根據(jù)要求高的課程來配置計(jì)算機(jī)設(shè)備，這樣勢(shì)必造成資源浪費(fèi)。高校傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室為保障所有課程教學(xué)任務(wù)的完成，只能將全部軟件裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，即增加了計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)成本又增加了計(jì)算機(jī)管理人員的工作量和工作難度。應(yīng)用了桌面云技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，可按照學(xué)生和老師的要求合理地分配課程所需計(jì)算資源，在解決資源浪費(fèi)問題的同時(shí)保存了每一個(gè)上機(jī)人員的上機(jī)習(xí)慣和數(shù)據(jù)，教師和學(xué)生在其他地方仍然可以通過桌面云完成課堂上未完成的操作。

4.2改善操作環(huán)境，保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)

由于不同科目的計(jì)算機(jī)課件制作要求存在差異，很多教師或者學(xué)生在使用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室時(shí)，若正在使用的電腦出現(xiàn)故障，更換一臺(tái)電腦后，不能移植已完成或者部分完成的作業(yè)。而使用了桌面云技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，能夠?qū)⒗蠋熀蛯W(xué)生已經(jīng)做好的或者正在制作的課件或作業(yè)轉(zhuǎn)移到任何一個(gè)PC終端上，降低因環(huán)境變化而對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)帶來的影響。

4.3為計(jì)算機(jī)的安全使用提供保障

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室因不能及時(shí)上網(wǎng)更新殺毒軟件，系統(tǒng)因u盤感染病毒的問題桌面云技術(shù)也可以輕松解決。應(yīng)用了桌面云技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，管理人員可以在服務(wù)器群上或者性能較高的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)上保存計(jì)算機(jī)中的所有數(shù)據(jù)資源，并將其托管于數(shù)據(jù)中心，這樣就能為用戶安全使用計(jì)算機(jī)提供保障，而且還可以在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，使計(jì)算機(jī)用戶數(shù)據(jù)的可靠性與安全性得到最大限度的提升。

5結(jié)束語

桌面云技術(shù)是一種新的應(yīng)用模式，相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式，在運(yùn)行與管理上更加靈活、經(jīng)濟(jì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出這樣的結(jié)論：采用先進(jìn)的桌面云技術(shù)構(gòu)建計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，既可以節(jié)約實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)成本，又能提高在此實(shí)訓(xùn)室授課的相關(guān)課程的教學(xué)水平。在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)過程中引入桌面云技術(shù)，對(duì)推進(jìn)教育信息化建設(shè)、深化學(xué)校教育改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。endprint