虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)機(jī)房管理中的應(yīng)用

周 健

（常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 常州 213000）

1 引言

信息技術(shù)的發(fā)展和多媒體技術(shù)的發(fā)展在某種程度上影響了計(jì)算機(jī)教學(xué)的方法和內(nèi)容，而又由于計(jì)算機(jī)機(jī)房是培訓(xùn)課程的主要地點(diǎn)，所以目前對計(jì)算機(jī)機(jī)房的有效管理的要求也變得更高。計(jì)算機(jī)機(jī)房管理的傳統(tǒng)模式已經(jīng)過時(shí)了，存在許多不可忽視的缺陷，需要我們運(yùn)用虛擬化技術(shù)來管理計(jì)算機(jī)機(jī)房[1]。

2 虛擬化技術(shù)概述

2.1 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)能夠區(qū)分和模擬計(jì)算機(jī)的不同部分，讓計(jì)算機(jī)的全部技術(shù)及功能都能得以展現(xiàn)。這種技術(shù)只需要一個(gè)操作系統(tǒng)就可以讓用戶在子計(jì)算機(jī)端對計(jì)算機(jī)進(jìn)行操控，因?yàn)樗梢宰層脖P儲(chǔ)存虛擬化，還可以讓計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)和桌面等部分都虛擬化，這是通過集中管理文件和信息等得以實(shí)現(xiàn)的，還能提升安全水平還有效率。

2.2 應(yīng)用類型

虛擬化技術(shù)的主要目的是優(yōu)化高性能物理軟件在運(yùn)行中所帶來的一些問題，如產(chǎn)能過?；蜻^度陳舊的物理硬件和軟件產(chǎn)能過低等，通過合理的配置來進(jìn)行優(yōu)化管理，然后可以讓現(xiàn)有的硬件或軟件資源得到充分的利用。

一般的虛擬化技術(shù)包括：硬件和軟件虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、數(shù)據(jù)庫虛擬化、桌面虛擬化以及文件虛擬化。而在這中間，硬件虛擬化也包括虛擬記憶、虛擬外部設(shè)備、虛擬計(jì)算機(jī)VM、虛擬存儲(chǔ)等，網(wǎng)絡(luò)虛擬化則包括虛擬專用網(wǎng)絡(luò)VPN和虛擬局部網(wǎng)絡(luò)。

（1）硬件虛擬化。使計(jì)算機(jī)變得虛擬化或虛擬計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備，可以像真實(shí)計(jì)算機(jī)一樣操作計(jì)算機(jī)的功能。它可以被描述為一種模擬計(jì)算機(jī)環(huán)境的工具，需要建立計(jì)算機(jī)的完整數(shù)據(jù)來管理計(jì)算機(jī)狀態(tài)，包括虛擬記憶的使用、虛擬中央處理器的完整寄存器和虛擬設(shè)備的使用狀態(tài)。

（2）存儲(chǔ)虛擬化。將實(shí)際儲(chǔ)存空間分成不同的儲(chǔ)存空間，從而發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)用戶使用計(jì)算機(jī)桌面顯示的虛擬邏輯存儲(chǔ)空間視圖所需的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，基本上包括網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)虛擬化和存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化。

（3）網(wǎng)絡(luò)虛擬化。網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以分為局域網(wǎng)虛擬化和專用網(wǎng)虛擬化兩個(gè)主要組件。它可以對計(jì)算機(jī)里所有的軟件和硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理，在為用戶提供網(wǎng)絡(luò)連接方面，能夠更加的方便和簡潔。對于局域網(wǎng)虛擬化而言，它的工作方法主要是將大型物理局域網(wǎng)劃分為多個(gè)小型虛擬局域網(wǎng)。同時(shí)，虛擬局域網(wǎng)也可以連接不同計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，將區(qū)域網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到整個(gè)虛擬局域網(wǎng)。而對于專用網(wǎng)虛擬化而言，則是指讓各種計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起。從而可以大大減少網(wǎng)絡(luò)上信號的騷擾，讓信息安全得以保證，也能讓計(jì)算機(jī)的管理更加方便。一般來說，公共機(jī)構(gòu)中使用專用網(wǎng)虛擬化的情況會(huì)更多一些，因?yàn)檫@樣可以在確保公共機(jī)構(gòu)工作人員工作效率的同時(shí)，還能起到保護(hù)其自身信息安全的作用。

（4）桌面虛擬化。桌面虛擬化的使用，可以讓計(jì)算機(jī)桌面的使用更加靈活和安全。其最重要之處就是服務(wù)器，因?yàn)榉?wù)器將創(chuàng)建許多單獨(dú)的桌面操作系統(tǒng)，可以將終端服務(wù)器上虛擬的桌面協(xié)議，發(fā)送到終端設(shè)備上，當(dāng)用戶登錄的時(shí)候，只需要通過確認(rèn)用戶名和密碼之后請求虛擬機(jī)即可。也就是說，只要記住了賬號和密碼，也可以在其他移動(dòng)設(shè)備上隨時(shí)隨地登錄臺式機(jī)系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)中心同意托管和管理所有用戶的桌面系統(tǒng)，所以用戶都可以使用。

（5）文件虛擬化。也就是所謂的借助虛擬化技術(shù)，讓多臺計(jì)算機(jī)上面的文檔數(shù)據(jù)，可以被整合到一臺計(jì)算機(jī)上，從而可以讓用戶在檢索文件時(shí)不必需要多臺計(jì)算機(jī)的重復(fù)模擬，而只需用一臺計(jì)算機(jī)就可以檢索需要的文件，從而大大減少了工作時(shí)間，提高了效率。

2.3 虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢

（1）在計(jì)算機(jī)機(jī)房管理中運(yùn)用虛擬化技術(shù)可以節(jié)約成本，也可以提高計(jì)算機(jī)設(shè)備的效率。使用虛擬化技術(shù)可以減少計(jì)算機(jī)程序和軟件的安裝，從而減少學(xué)生在計(jì)算機(jī)程序上花費(fèi)的時(shí)間，也減少學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)上的額外時(shí)間。虛擬化技術(shù)也可以減少對計(jì)算機(jī)設(shè)備的需求，可以大大提高計(jì)算機(jī)的使用效率，也可以降低建造計(jì)算機(jī)機(jī)房的成本。

（2）提高計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量。在目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，虛擬化技術(shù)可以幫助資源重新組合，并大大提高教育質(zhì)量。此外，該系統(tǒng)的虛擬化大大減少了每臺計(jì)算機(jī)所需負(fù)載的工作量，提高了工作人員的使用效率，并加快了數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度。

（3）由于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)更加靈活，總體上改進(jìn)了計(jì)算機(jī)機(jī)房的管理。如果在計(jì)算機(jī)機(jī)房里采用虛擬化技術(shù)，那么教師只需要操作一臺電腦，就可以控制整個(gè)電腦室的所有設(shè)備。同樣，教師可以統(tǒng)一操作密碼讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)軟件，這樣學(xué)生只需輸入登錄密碼就可以學(xué)習(xí)操作。另一方面，傳統(tǒng)的管理方式要求學(xué)生通過固定的座位學(xué)習(xí)相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，而虛擬化技術(shù)保證了學(xué)生學(xué)習(xí)過程的靈活性，所以在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率這一方面，虛擬化技術(shù)的作用是顯著的。

（4）可以使學(xué)校的學(xué)習(xí)資源得以共享。使用虛擬化技術(shù)不但可以提高計(jì)算機(jī)機(jī)房具體管理流程的工作效率，還可以迅速共享學(xué)校的學(xué)習(xí)資源。

3 當(dāng)前計(jì)算機(jī)機(jī)房管理存在的問題

3.1 計(jì)算機(jī)的配置差異較大

根據(jù)大部分教室里目前的計(jì)算機(jī)配置情況，不同的房間差別很大，因此維修計(jì)算機(jī)設(shè)備也很困難。大多數(shù)高校購買計(jì)算機(jī)設(shè)備，通常是按批量購買的，因此很難確保制造商和品牌之間的一致性。如果計(jì)算機(jī)設(shè)備出故障，維修人員必須根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，這樣維修人員就很難開展維修工作，要花更多的時(shí)間和精力來查找不同品牌和型號計(jì)算機(jī)可能出現(xiàn)的不同問題。

3.2 計(jì)算機(jī)軟件和設(shè)備更新緩慢

近年來，國際社會(huì)從機(jī)器時(shí)代發(fā)展到信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)軟件和設(shè)備迅速現(xiàn)代化，但是我國大部分高校還跟不上這樣快速的步伐，畢竟學(xué)校的學(xué)生很多，需要購買更多的新計(jì)算機(jī)。此外，計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)量和更新速度也在增加，為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)最新的內(nèi)容，學(xué)校必須開設(shè)更多的課程。由于計(jì)算機(jī)專業(yè)教育的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教育必須在計(jì)算機(jī)機(jī)房中完成，新課程改革要求學(xué)校配備計(jì)算機(jī)相關(guān)課程軟件。然而這些軟件的存在使得計(jì)算機(jī)內(nèi)存嚴(yán)重不足，影響了學(xué)生的使用效率，更增加了機(jī)房管理員的負(fù)擔(dān)。

3.3 學(xué)生操作不當(dāng)引起的問題

學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)的時(shí)候，由于不熟悉經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤，這種時(shí)候就很容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，而如果計(jì)算機(jī)故障，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)受損，但是隨著時(shí)代的發(fā)展學(xué)生又對計(jì)算機(jī)有更多的需求，使用得越多操作錯(cuò)誤就越多，引發(fā)的計(jì)算機(jī)故障也就越多，計(jì)算機(jī)損壞就更加嚴(yán)重。

此外，傳統(tǒng)的維修方法既繁瑣又耗時(shí)，特別是機(jī)房使用的是還原卡，計(jì)算機(jī)上的所有變化，例如卸載、修補(bǔ)缺陷和增加程序，都是通過這種改變進(jìn)行的，這種改變將計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)機(jī)器上，網(wǎng)絡(luò)必須在運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定，每張還原卡的底層配置和功能重點(diǎn)各不相同，有時(shí)還有“掉線”或“傳輸不正確”的情況發(fā)生，這樣使得在每一次的維修過程中，都要費(fèi)時(shí)費(fèi)力[2-4]。

4 虛擬化技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)機(jī)房管理中的策略

4.1 多個(gè)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)管理中應(yīng)用

在實(shí)踐中，不同類型的應(yīng)用程序或不同版本的應(yīng)用程序，往往需要不同的操作系統(tǒng)。為了解決多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在一個(gè)基本系統(tǒng)中的操作問題，虛擬化技術(shù)取決于科學(xué)和技術(shù)需要，在一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器上安裝了一些虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在一個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中安裝了不同教育需要的不同操作系統(tǒng)的多個(gè)版本，每個(gè)操作系統(tǒng)都是獨(dú)立運(yùn)作的，沒有相互影響，并酌情自由轉(zhuǎn)換。通過虛擬化技術(shù)，資源得到了最佳分配，以滿足不同操作系統(tǒng)對各種教育和科研工作的需求，同時(shí)適當(dāng)減少計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)施設(shè)備的技術(shù)需求，并減少設(shè)施設(shè)備維護(hù)方面的財(cái)務(wù)需求和工作量。

4.2 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)管理過程中的應(yīng)用

當(dāng)下虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)方面取得了初步成果，這大大提高了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的直觀性，使學(xué)習(xí)者有了新的體驗(yàn)，加深了他們的印象和記憶。在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建虛擬化模型時(shí)，需要密切關(guān)注虛擬網(wǎng)卡和虛擬交換機(jī)的情況，在此基礎(chǔ)上，建立有效、科學(xué)的局域網(wǎng)絡(luò)，并為網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)作提供了便利。與此同時(shí)，應(yīng)高度重視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性，同時(shí)確保這些系統(tǒng)不受計(jì)算機(jī)癱瘓的影響。如果出現(xiàn)問題，及時(shí)進(jìn)行檢查和分析，并以有條理的方式推進(jìn)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的保護(hù)，將消除影響系統(tǒng)安全的一些風(fēng)險(xiǎn)因素，減少工作人員的工作量，提高管理效率，并合理分配資源。管理人員也可以利用虛擬的計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)環(huán)境，適當(dāng)處理傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)機(jī)房的管理方面的不足之處，在這樣的情形下，學(xué)生只需要進(jìn)入為自我學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，就可以進(jìn)行學(xué)習(xí)。

4.3 實(shí)訓(xùn)平臺管理中的應(yīng)用

為了滿足教育方案中計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)者的不同教育需要，計(jì)算機(jī)機(jī)房的管理人員需要利用虛擬化技術(shù)來建立實(shí)訓(xùn)平臺。在計(jì)算機(jī)類型的專業(yè)課程中，實(shí)驗(yàn)教育涉及許多實(shí)驗(yàn)主題，如網(wǎng)絡(luò)安全及其系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)的維護(hù)等。不同模塊的計(jì)算機(jī)教育必須與教育的實(shí)際需要相結(jié)合，并使學(xué)習(xí)者能夠獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而幫助學(xué)習(xí)者有效地理解和消化理論知識。虛擬化技術(shù)可以防止傳統(tǒng)管理理念的缺陷，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠在任何時(shí)候都能正常運(yùn)作，并延長計(jì)算機(jī)的使用壽命。

由于虛擬計(jì)算機(jī)的信息數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文檔的形式儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)機(jī)房管理員的計(jì)算機(jī)上，用戶如果想以獨(dú)立或共享的方式進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)，只要用戶模擬虛擬計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件，并將這些文件復(fù)制并拷貝到與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的任何計(jì)算機(jī)上都可以[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，在計(jì)算機(jī)機(jī)房管理中，虛擬化技術(shù)允許在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多個(gè)不同的操作系統(tǒng)，從而快速設(shè)置計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)。這為學(xué)生對計(jì)算機(jī)的使用提供了很大的便利。在這個(gè)階段，虛擬化還存在很多問題，所以需要巧妙地實(shí)施虛擬化技術(shù)，揚(yáng)長避短，使虛擬化技術(shù)的作用最大化。