Citrix桌面虛擬化構(gòu)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的研究

劉剛

摘要： 該文在分析計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討如何利用桌面虛擬化構(gòu)造計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，然后設(shè)計(jì)Citrix Xen 系統(tǒng)搭建實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的案例，這種方式提高了計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境管理靈活性。

關(guān)鍵詞： Citrix；桌面虛擬化；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）32-0222-01

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面。掌握并熟練地使用計(jì)算機(jī)，已成為高校學(xué)生必須具備的一種素質(zhì)能力。加強(qiáng)實(shí)踐課程教學(xué)，鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力是提升其計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的有效途徑。然而，當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)教學(xué)和管理方式還存在一些不足，通過采用桌面虛擬化新技術(shù)手段來改造實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，可提高教學(xué)管理效率，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技能。

1 計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)

對(duì)于應(yīng)用型本科院校的計(jì)算機(jī)教學(xué)而言，學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行許多計(jì)算機(jī)相關(guān)的操作實(shí)驗(yàn)，因此創(chuàng)建一個(gè)靈活可靠的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，對(duì)于提升學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力來說是非常關(guān)鍵的。

由于不同課程需要對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件，學(xué)生機(jī)就需要安裝不同的操作系統(tǒng)和軟件，這產(chǎn)生了一些管理問題：

1） 隨著新系統(tǒng)和軟件的不斷更新，例如最新的操作系統(tǒng)Windows10 、Windows Server 2012等，導(dǎo)致管理員的系統(tǒng)更新和維護(hù)工作量不斷增加。

2） 有些課程的實(shí)驗(yàn)需要保存數(shù)據(jù)結(jié)果，當(dāng)前機(jī)房使用的硬盤保護(hù)還原卡，不能有效解決這種情況。

2 虛擬化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

桌面虛擬化是指將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)桌面進(jìn)行虛擬化，即在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上通過虛擬化生成大量的虛擬機(jī)，用戶可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)協(xié)議訪問屬于自己的桌面系統(tǒng)，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。

思杰公司的Citrix Xen 平臺(tái)是目前較成熟的桌面虛擬化技術(shù)。它除了可創(chuàng)建和存儲(chǔ)虛擬桌面外，還提供了虛擬桌面管理所需的各種功能。它采用 ICA 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可顯著減少對(duì)帶寬的要求，提高用戶體驗(yàn)，加快了虛擬桌面響應(yīng)速度。桌面虛擬化讓管理員在服務(wù)器平臺(tái)統(tǒng)一管理配置機(jī)房客戶端所需要的環(huán)境，創(chuàng)建不同的操作系統(tǒng)和軟件環(huán)境。通過對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行快照備份，提高了用戶數(shù)據(jù)的可靠性。

Citrix Xen可提供兩種類型的虛擬桌面。一種是靜態(tài)虛擬桌面（提供給學(xué)生一個(gè)專用的虛擬桌面，可保存數(shù)據(jù)），另一種是動(dòng)態(tài)虛擬桌面（學(xué)生每次登錄時(shí)臨時(shí)分配一個(gè)虛擬桌面，注銷系統(tǒng)后數(shù)據(jù)無(wú)法保存）。

根據(jù)課程對(duì)教學(xué)環(huán)境的不同要求，例如一個(gè)計(jì)算機(jī)開發(fā)課程需要Windows系統(tǒng)、SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，而另一個(gè)課程需要 Linux操作系統(tǒng) 、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。我們就可以安裝、配置不同環(huán)境的虛擬機(jī)模板，啟動(dòng)不同的虛擬機(jī)文件即可讓不同專業(yè)學(xué)生登錄使用。這樣就提高了教學(xué)環(huán)境配置的靈活性，降低了管理人員的維護(hù)難度。

有時(shí)學(xué)生需要在課后對(duì)課程實(shí)驗(yàn)做練習(xí)，自己配置實(shí)驗(yàn)環(huán)境需花費(fèi)很多時(shí)間。利用虛擬桌面，學(xué)生就可將實(shí)驗(yàn)室已部署好的虛擬機(jī)文件復(fù)制到U 盤上，然后在自己的計(jì)算機(jī)上安裝此虛擬機(jī)文件，啟動(dòng)虛擬機(jī)可直接使用，非常便捷。

3 基于Citrix的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

我們采用Citrix Xen 虛擬化平臺(tái)構(gòu)造了虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，下圖是其整體架構(gòu)：

系統(tǒng)中主要的組件有：

1） DC（Domain Controller），域控制器，利用活動(dòng)目錄進(jìn)行賬戶管理，進(jìn)行客戶端認(rèn)證。

2） DDC （Desktop Dillivery Controller），桌面交付控制器，負(fù)責(zé)新虛擬桌面的注冊(cè)和虛擬桌面的交付，即打開控制端和虛擬桌面的連接。

3） PVS （Provisioning Server），置備服務(wù)器，將存儲(chǔ)在服務(wù)器上的客戶端操面系統(tǒng)制作的獨(dú)立的虛擬磁盤鏡像文件通過網(wǎng)絡(luò)按需交付給通過認(rèn)證的客戶端。

4） XenServer是存放虛擬桌面的服務(wù)器和存儲(chǔ)。

系統(tǒng)的大致流程是：用戶進(jìn)入機(jī)房，打開虛擬桌面的登錄頁(yè)面，首先通過DC進(jìn)行身份認(rèn)證。系統(tǒng)可以設(shè)定各種賬號(hào)類型，如學(xué)生，教師等賬號(hào)。學(xué)生賬號(hào)用戶名和密碼可統(tǒng)一設(shè)置為學(xué)號(hào)。身份驗(yàn)證成功后，由DDC分配一個(gè)虛擬桌面鏡像給用戶使用。

整個(gè)系統(tǒng)通過XenCenter控制平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過管理控制臺(tái)可以管理所有的物理服務(wù)器及虛擬機(jī)，劃分存儲(chǔ)空間，從模板創(chuàng)建新的虛擬機(jī)。虛擬化平臺(tái)還可以支持快照和恢復(fù)功能，能應(yīng)對(duì)虛擬桌面突然死機(jī)和數(shù)據(jù)丟失等情況，提高了系統(tǒng)可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

桌面虛擬化為計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)提供了一個(gè)靈活的虛擬仿真環(huán)境。在此環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)室管理員能統(tǒng)一方便地維護(hù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，而教師可靈活設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，相應(yīng)的學(xué)生也能在不同的環(huán)境中做課程實(shí)驗(yàn)，滿足了計(jì)算機(jī)類課程實(shí)踐教學(xué)的各種需求。采用桌面虛擬化方案能統(tǒng)一管理后臺(tái)數(shù)據(jù)中心資源并進(jìn)行調(diào)度管理，將資源的利用率最大化，數(shù)據(jù)存放在可靠性很高的大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)上，傳輸使用加密協(xié)議來保證數(shù)據(jù)安全，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)房的高效使用和管理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐學(xué)軍. 虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等教育，2013（9）：163-164.

[2] 董焱. 基于虛擬化技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心環(huán)境構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（3）：299-302.

[3] 張淑芬. 虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2009，3（13）：330-332.endprint