云桌面技術(shù)在高校實驗室管理系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究

鄔英婕

(武昌工學(xué)院 信息工程學(xué)院,湖北 武漢 430065)

近年來，信息化建設(shè)的東風(fēng)鼓吹的越來越強(qiáng)勁，在這股東風(fēng)下云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能的勢頭越來越厲害，逐步滲透于各行各業(yè)，為人們的工作生活提供了很大的方便，越來越多的人了解到這些信息知識的重要性，在管理模式上也采用了信息化技術(shù)，顛覆了原有模式的禁錮化。在實驗室管理的部分也大量的應(yīng)用了信息技術(shù)，應(yīng)用了以先進(jìn)的云計算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而來的云桌面技術(shù)。計算機(jī)實驗室可謂是信息技術(shù)人才的搖籃，在計算機(jī)實驗室中應(yīng)用云桌面技術(shù)能夠改變原有的管理方法和管理模式，能夠更加靈活的應(yīng)用實驗室從而提高實驗室的高效性，為信息化人才的培養(yǎng)助力。

1 國內(nèi)高校計算機(jī)實驗室管理現(xiàn)狀

1.1 軟硬件升級和建造成本較高

現(xiàn)在計算機(jī)專業(yè)的火爆導(dǎo)致計算機(jī)實驗室的利用率大大提高，由于各項實驗的開展都需要高性能的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)作為保障和支撐，計算機(jī)實驗室建造成本也隨之提升。由于，更新?lián)Q代的計算機(jī)硬件設(shè)備非?？欤瑸榱颂岣吖ぷ餍?，滿足實驗要求，計算機(jī)硬件設(shè)備基本上很難因為達(dá)到了報廢年限而被替換，通常是直接更新，因此計算機(jī)的使用壽命和使用周期大大地縮短了，從而導(dǎo)致資源的大量浪費(fèi)現(xiàn)象。軟件需求，不同的實驗項目和實驗課程需要不同的軟件環(huán)境，還有的需要安裝同個操作系統(tǒng)的多個版本或者多個操作系統(tǒng)，軟件之間的項目兼容性使得計算機(jī)內(nèi)存占用過多，運(yùn)行緩慢或者死機(jī)，這樣也使得管理者要花費(fèi)更多的精力和時間去用于軟件的維護(hù)和系統(tǒng)的更新。

1.2 日常管理和維護(hù)的難度大

由于計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的暴增，加之計算機(jī)的普及，計算機(jī)實驗室的計算機(jī)設(shè)備的使用率相對其他實驗室要高很多，再加上不同的老師和學(xué)生的操作習(xí)慣不同，實驗室的計算機(jī)設(shè)備的返修率和故障率一直比較高，管理和維護(hù)工作難度大。而且，高校實驗室很多延續(xù)原來傳統(tǒng)的分散式管理方式，都是通過管理人員的網(wǎng)絡(luò)同傳完成軟件的更新和系統(tǒng)的升級。這些操作只能在計算機(jī)設(shè)備型號一樣或者同一個局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行，有一定的局限性。但是客觀上，很多計算機(jī)實驗室的電腦，由于購買年限和批次不同會導(dǎo)致型號性能的不一樣，所以很難同步管理，會使得計算機(jī)的補(bǔ)丁升級和病毒庫更新都不能馬上處理，增加了計算機(jī)故障率。

1.3 信息數(shù)據(jù)共享困難

在對計算機(jī)實驗室的管理過程中，傳統(tǒng)的管理方式很難實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享和利用，會使得信息數(shù)據(jù)資源造成浪費(fèi)。計算機(jī)實驗室也分為專業(yè)實驗室和公共基礎(chǔ)實驗室，不同的實驗室承擔(dān)不一樣的實驗項目，所需要的系統(tǒng)和相關(guān)軟件也不一樣，實驗室的計算機(jī)上分布著各種相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)和操作流程，只能在終端系統(tǒng)才能夠訪問其所有數(shù)據(jù)。管理者可以通過固定的終端系統(tǒng)訪問加密后的實驗數(shù)據(jù)，各種類似的操作加大了計算機(jī)實驗室的管理難度。

2 云桌面技術(shù)

隨著科技化和信息化不斷發(fā)展，云桌面技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生。它是資源共享式的技術(shù)，在云計算的基礎(chǔ)上展開相應(yīng)的管理工作，云桌面的計算方法不同于傳統(tǒng)的計算方法，它是由很多實體系統(tǒng)組成，因此其運(yùn)動能力和計算效率要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)系統(tǒng)，現(xiàn)已在各個產(chǎn)業(yè)得以應(yīng)用。在整理、反饋信息的過程中主要是通過數(shù)據(jù)整合的方式完成，并把其結(jié)果傳輸?shù)浇K端的數(shù)據(jù)庫中從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合。云桌面在整個云計算技術(shù)的運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用。云桌面技術(shù)能夠根據(jù)不同的用戶需求，將其信息傳導(dǎo)給用戶端，從而保障計算機(jī)機(jī)房的健康發(fā)展和平穩(wěn)運(yùn)行。云桌面技術(shù)還可以為用戶傳輸后臺的相關(guān)數(shù)據(jù)，為了能夠及時迅速地滿足用戶的需求，云桌面隨時待命，只要有客戶需要應(yīng)用云桌面技術(shù)，只需要修改和調(diào)整虛擬桌面，云桌面就可以迅速的反應(yīng)，并滿足用戶的要求。

3 云桌面技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 滿足用戶需求的情況下構(gòu)建云桌面

云桌面技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠根據(jù)學(xué)生和用戶的需求構(gòu)建云桌面，針對客戶的要求構(gòu)建更為科學(xué)和完備的計算機(jī)的運(yùn)行系統(tǒng)。計算機(jī)機(jī)房作為高校實驗室的重要組成部分，不僅需要能夠滿足老師的教學(xué)需要，還需要能夠提供學(xué)生的各種需求。由此，我們需要根據(jù)云桌面的技術(shù)優(yōu)勢，充分發(fā)揮云桌面技術(shù)在教育改革中的合理應(yīng)用，從而促進(jìn)高等教育的發(fā)展。在以前的教學(xué)系統(tǒng)中，桌面的模式比較單一，加上老師和學(xué)生的各種需求不一樣，以前老式的模式很難適應(yīng)現(xiàn)在的新型的教學(xué)工作模式，不能很好地促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

3.2 方便管理桌面、維護(hù)桌面

由于現(xiàn)代化教育模式的不斷更新，學(xué)校的各種設(shè)備也在不斷地更新中，這種更新是為了能夠更好地滿足學(xué)生和老師的各種需求。在現(xiàn)有的實驗室機(jī)房中很多機(jī)器的性能差異較大，還有不一樣的用戶有著不一樣的使用習(xí)慣，導(dǎo)致在計算機(jī)管理的過程中會產(chǎn)生很多問題。云桌面技術(shù)能夠解決以上所說的這些問題，而且能夠讓教師和學(xué)生在不同的時間進(jìn)行實時的合理調(diào)整，這就是云桌面技術(shù)的靈活所在。

3.3 充分利用相關(guān)資源

云桌面的應(yīng)用時，計算機(jī)能夠根據(jù)不同客戶的不同需求，將計算機(jī)的資源進(jìn)行合理的實時調(diào)整和分配，達(dá)到提高利用率的目的。通過各項研究和調(diào)查后得出，在以前的計算機(jī)系統(tǒng)管理中，用戶很多時候是根據(jù)自己的需求對固定資源進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整或者整合。而且，其中的很多資源是一些不需要的資源，使得資源浪費(fèi)現(xiàn)象頻出。

3.4 成本低

云桌面在構(gòu)建的時候，可以不用購置新的設(shè)備，只需要在我們平日用的機(jī)器中將其改裝成瘦客戶機(jī)，用瘦客戶機(jī)和服務(wù)器的共同作用來進(jìn)行云桌面系統(tǒng)的應(yīng)用。云桌面對硬件設(shè)備的相關(guān)性能要求比較低，硬件讀寫部分基本是服務(wù)器數(shù)據(jù)，其硬件磨損度不高，維護(hù)費(fèi)用較低，使用時長相對比較長，且其建設(shè)成本也較低。其專業(yè)軟件和系統(tǒng)軟件僅需要在其桌面模板中安裝即可，使得多個用戶共享使用，大大降低了軟件成本。應(yīng)用了云桌面后，計算機(jī)機(jī)房的規(guī)模明顯得到了縮減，從而節(jié)省了建設(shè)成本。

3.5 安全性高

云桌面技術(shù)的應(yīng)用后，服務(wù)器上保存著所有的數(shù)據(jù)和信息，數(shù)據(jù)并不保存在瘦客戶機(jī)上，從而保證了數(shù)據(jù)不會丟失和被修改。在服務(wù)器上進(jìn)行了所有的安全保護(hù)方案，在多重保護(hù)下數(shù)據(jù)安全得到了很好的保護(hù)，使得客戶不再需要擔(dān)心由于數(shù)據(jù)存儲、備份數(shù)據(jù)、安全部署導(dǎo)致的系統(tǒng)危害，使得系統(tǒng)更加安全。

3.6 信息處理能力強(qiáng)

服務(wù)器和云桌面相連，同時服務(wù)器又有相應(yīng)的擴(kuò)展性，數(shù)據(jù)存儲空間得到了很大的擴(kuò)展，可以根據(jù)用戶的不同要求，將機(jī)房內(nèi)根據(jù)專業(yè)、年級、課程、進(jìn)度、類型的不同進(jìn)行相應(yīng)的存儲，并將其共享，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)、桌面、軟件的共享。在共享之余，云桌面還能夠分析數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的能力，并進(jìn)行相應(yīng)的分析，最終提供相應(yīng)的結(jié)果，并將結(jié)果供給教學(xué)需求。

綜上所述，為了順應(yīng)時代的發(fā)展，高校必須更好地認(rèn)識到云桌面的優(yōu)勢，應(yīng)該著手將其引進(jìn)到計算機(jī)機(jī)關(guān)的管理中，從而對服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的改造、加工并升級，讓云桌面技術(shù)得到更好的發(fā)揮。

4 云桌面技術(shù)在計算機(jī)實驗室管理中的應(yīng)用

4.1 云桌面的設(shè)計思路

云桌面從運(yùn)行系統(tǒng)和機(jī)房管理方面來分，主要包含有云實驗室和云實驗室的終端設(shè)備。它們是整個管理系統(tǒng)的重要部分，也是整個管理系統(tǒng)的關(guān)鍵部分和核心部分，對計算機(jī)實驗室能夠正常管理起著重要的作用。實驗室管理者必須十分了解這兩個系統(tǒng)，才能夠充分地將其應(yīng)用，從而提升計算機(jī)實驗室的管理質(zhì)量。在管理的過程中，我們需要掌握云桌面技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對一間固定的云實驗室作為研究，在其中加入教學(xué)任務(wù)，針對相應(yīng)課程制作相應(yīng)的模板。在實驗的過程中，學(xué)生通過和教師云主機(jī)相連，利用終端設(shè)備來實現(xiàn)對虛擬桌面的應(yīng)用和操作從而進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。在整個過程中，不同的學(xué)生有不同的需求，老師根據(jù)課程要求和學(xué)生的程度能力不同，為學(xué)生提供不一樣的虛擬桌面和數(shù)據(jù)支持，方便學(xué)生調(diào)用。但是在進(jìn)行虛擬桌面模擬的時候，很多不常用和不需要的軟件的滯后運(yùn)行，不但不能滿足學(xué)生的各種需求，還會影響計算機(jī)的正常運(yùn)行，使其運(yùn)行緩慢或者造成一些故障。在此情況下，老師不僅要了解學(xué)生的需求，還需要對其虛擬機(jī)中的課程和相關(guān)資源進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整來提高資源的利用率。

4.2 云桌面的系統(tǒng)構(gòu)架

在云桌面系統(tǒng)框架的構(gòu)建過程中，主要是根據(jù)云桌面實驗室的管理系統(tǒng)和云桌面工作原理的優(yōu)點(diǎn)，實驗室管理人員利用其優(yōu)勢，分析實驗室的管理辦法，從而增強(qiáng)管理方案的可行性論證，應(yīng)該在對計算機(jī)實驗室的實際情況、真實環(huán)境、學(xué)校的實際情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再對云桌面的終端設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。

4.3 云桌面技術(shù)在計算機(jī)實驗室管理中應(yīng)用

4.3.1 聯(lián)合管理計算機(jī)實驗室。為了使得云桌面技術(shù)能夠在計算機(jī)實驗室的管理中得到充分應(yīng)用，實驗室管理人員可以通過構(gòu)建相對應(yīng)的終端數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來完成聯(lián)合管理。云桌面技術(shù)可以幫助實驗室管理人員集中管理好每臺計算機(jī)的終端網(wǎng)卡地址，同時建立計算機(jī)綜合終端管理系統(tǒng)，在此管理系統(tǒng)中來完成對計算機(jī)實驗室的所有設(shè)備的統(tǒng)一和集中的管理，進(jìn)一步提高計算機(jī)管理的效率。再者，實驗室管理人員可以通過構(gòu)建相關(guān)的服務(wù)器集群來保障云桌面系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。例如為了讓數(shù)據(jù)庫能夠更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在對服務(wù)器進(jìn)行構(gòu)架的過程中采用高密度計算的模塊化方式。除此之外，為了能夠進(jìn)一步的確保能夠在數(shù)據(jù)隔離的基礎(chǔ)上更好地提高計算機(jī)實驗室管理的安全可靠性，我們會在每個實驗室接入交換機(jī)訪問云桌面系統(tǒng)的服務(wù)器集群，為了能夠?qū)嶒炇覄澐植灰粯拥陌踩?，我們會通過設(shè)置不一樣的虛擬IP和不同的交換機(jī)來完成；為了使各個實驗室之間能夠有更強(qiáng)的獨(dú)立性，我們會通過設(shè)置訪問權(quán)限來完成這一任務(wù)，讓不同的交換機(jī)和虛擬IP之間不能夠相互訪問，從而提高計算機(jī)實驗室管理的安全性。

4.3.2 延長計算機(jī)實驗室設(shè)備的使用壽命。在計算機(jī)實驗室的管理過程中，實驗室管理人員為了延長計算機(jī)實驗室各種設(shè)備的使用壽命可以采用完善和健全云端操作系統(tǒng)的方式來完成，從而減計算機(jī)實驗室的建設(shè)成本。在計算機(jī)的應(yīng)用中，實驗項目的操作主要依賴于計算機(jī)的各種軟件，計算機(jī)軟件的種類繁多，各種冗余會造成計算機(jī)在運(yùn)行軟件或者軟件升級的時候會出現(xiàn)卡機(jī)現(xiàn)象，此時就需要構(gòu)建相關(guān)的云端操作系統(tǒng)進(jìn)行操作。當(dāng)管理人員發(fā)現(xiàn)實驗室的計算機(jī)不能滿足實驗需求，就可以通過后臺系統(tǒng)進(jìn)行追加服務(wù)器資源或者更新系統(tǒng)等方式來調(diào)整和優(yōu)化云桌面系統(tǒng)，擺脫了往日的那種只要遇到設(shè)備問題就需要人工維護(hù)或者更新計算機(jī)的方式，延長計算機(jī)實驗室設(shè)備使用壽命的同時還節(jié)省了開支。

4.3.3 提高計算機(jī)實驗室設(shè)備的兼容性。實驗室管理人員可以應(yīng)用云桌面技術(shù)在實驗室管理中，通過創(chuàng)建不同的云桌面場景，解決不同實驗室的實驗項目和對實驗室設(shè)備需求不同的問題，從而提高計算機(jī)實驗室設(shè)備間的兼容性問題。為了能夠既能在普通操作的低性能設(shè)備又能在專業(yè)級別的操作的高性能設(shè)備實現(xiàn)服務(wù)器的資源共享，我們構(gòu)建了多功能且多場景的云桌面系統(tǒng)來實現(xiàn)。當(dāng)特定的實驗項目需要特定的應(yīng)用場景，實驗室管理人員可以應(yīng)用云桌面技術(shù)應(yīng)用程序來為每個客戶提供個人應(yīng)用和桌面的共享服務(wù)，滿足不同用戶的不同需求。在計算機(jī)實驗室的管理中云桌面技術(shù)的應(yīng)用能夠通過安全管理、集中管理、靈活應(yīng)用管理等優(yōu)點(diǎn)解決傳統(tǒng)計算機(jī)實驗室管理中存在的問題，達(dá)到降低計算機(jī)實驗室管理成本的目的，從而提升計算機(jī)實驗室管理的水平和效率。

5 結(jié)束語

云桌面技術(shù)在高校計算機(jī)實驗室管理中的應(yīng)用，能夠保障計算機(jī)實驗室的穩(wěn)定性、安全管理又能夠節(jié)約計算機(jī)實驗室的成本，同時還能夠連接到云數(shù)據(jù)資源端、啟動云桌面系統(tǒng)，應(yīng)用云桌面技術(shù)進(jìn)行實驗室的管理。能夠在幫助高校計算機(jī)實驗室的管理又能夠加快高校的信息化科教步伐，確保高校計算機(jī)實驗室的穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)展。