云教育平台建设中的桌面虚拟化

何银平，曹郁辉，鲍承荣

（1.十堰职业技术学院 党委工作部；2.十堰职业技术学院 后勤与资产管理处，湖北 十堰 442000）

从云计算的起源来看，它最初出现就是为教育与科研服务的。该技术源于GOOGLE与IBM在美国大学校园推广的项目，通过该项目降低了分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持。云计算技术的关键是虚拟化技术，它包括服务器的虚拟化、存储虚拟化、应用程序的虚拟化和桌面虚拟化。虚拟化技术所来带的好处体现在两个大的方面：一是大大降低网络建设和运行的成本，提高网络当中硬件的使用效率，真正实现资源共享、节能降耗。二是简化了网络管理员的管理操作和应用配置操作，使网络管理维护的复杂程度降低。

图1 云计算的虚拟化技术示意图

对于云计算当中的虚拟化技术，与用户直接相关的是桌面虚拟化技术，该技术关系到用户能否得到最佳的使用体验，同时也是能否实现降低网络运行成本，真正发挥云平台优势的关键。

1 桌面虚拟化技术

虚拟化技术出现的原因，就是解决日益突出的硬件资源浪费的问题。随着计算机硬件性能的不断提升，用户软件对硬件的要求并没有随之提高，由此带来了硬件资源——主要是CPU计算能力和存储器存储能力的大量闲置。采用虚拟化的技术可以合并服务器并使多个操作系统运行在一个虚拟服务器中，多用户可以共享硬件资源，使硬件资源浪费的问题得到解决。

桌面虚拟化是指将计算机的桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。可以通过任何设备，在任何地点，任何时间访问在网络上的属于我们个人的桌面系统。通俗地讲就是使用不同接入设备的用户在接入云平台后，都能获得和使用个人计算机一样的使用效果［1］。

桌面虚拟化技术从工作方式上来看和无盘工作站很相似。无盘工作站是指没有硬盘的计算机，性能较低，成本比配置齐全的个人计算机低很多，它采用终端方式与性能强大的服务器相联，由服务器提供主要的运算和存储，可以得到与个人计算机差不多的操作体验，组成网络后，总投资要比全部由个人计算机组成的网络低的多。硬件资源浪费的问题存在已久，最典型的就是在教育培训领域，因为教学用的计算机一般不需要大量的运算和高性能的硬件。为解决这一问题，一些资金比较缺乏的学校就是采用无盘工作站组成教学网络的工作方式，减少资金投入，同样可以取得较好的教学效果。

随着计算机技术的发展，桌面虚拟化技术比无盘工作站使用更稳定、更方便，效果更好。因此桌面虚拟化技术很适合在学校推广使用。并且有许多厂家的丰富产品支持这项技术。

2 桌面虚拟化方案的比较

随着云计算技术的发展，虚拟化技术的产品也很丰富，以市场占有率来说，当前虚拟化的主要产品是VMware的vSphere、微软的 Hyper-V以及Citrix的XenServer／XenDesktop。

VMware是全世界第三大软件公司，全球500强企业中，有98%都使用VMware，可见其影响力，其产品VSphere号称是一个云端操作系统。Citrix则是桌面虚拟架构的领域中最有名的公司，其中文名字是“思杰”，该公司创建于1989年，是应用交付基础架构解决方案提供商。微软的大名相信大家都知道。这三家公司都有虚拟化技术从服务器端到桌面端的一整套产品，每一家的产品都各有其特点。为了能够更清晰地进行对比，我们用表1列出三家公司桌面虚拟化产品的特性：

表1 桌面虚拟化产品比较

通过该表我们看到，微软的MED-V主要是解决自身产品兼容的问题，与我们的需要还相距甚远。Citrix XenDesktop则是一个用户口碑良好的产品，具有最好的用户体验，该产品的用户反映，使用iPAD连入云平台都能获得和使用个人计算机一样的效果。而且由于Citrix公司与微软结盟，使其产品极具竞争力。Vmware View则依靠Vmware服务器产品更大的市场占有率，拥有庞大的忠实用户群，并且Vmware公司也在不断地改进它们产品的性能。在选择方案时我们需要根据项目的规模，包括软件授权费用等因素综合考虑。对于学校教学来说，我们认为Citrix XenDesktop更能满足需要。

3 云教育平台接入设备的选择

桌面虚拟化技术的使用，使连入云平台的设备有了多种选择。无论是Vmware View还是Citrix XenDesktop都支持从瘦客户机到智能手机的多种设备。瘦客户机是一种廉价、低功耗、配置有限的计算机，但在云平台中，使用瘦客户机的用户可以得到和平常使用个人计算机一样的体验。对于一个成熟的云计算平台而言，它的用户端可以是瘦客户机、数据终端，甚至是智能手机、平板电脑这类便携式设备。这类设备与普通的个人电脑相比，价格和能耗都要低得多［3］。

就我院现有的电脑使用情况来看，除个别部门外，办公用的电脑大部分都用于文字处理（使用Word和Excel等软件）、上网（使用IE等浏览器软件）和即时通信（使用QQ或飞信等软件），即使使用一些专用的办公软件，对计算机性能的要求也不高。在云教育平台下，这些办公电脑完全可以采用瘦客户机或终端设备。这些办公电脑占到我院全部办公电脑的90%以上。

而我院教学实验实训所用的电脑，除信息与智能工程系图形与图像专业和艺术设计系外，其他各系的实训用电脑对性能的要求都不高，在云教育平台下，这些电脑也可以采用瘦客户机或终端设备。

也就是说，在云教育平台下，我院原有的教学和办公电脑大部分可采用瘦客户机或终端设备来代替。

4 桌面虚拟化可以降低网络运行费用

在云教育平台的建设中，因为有设备投资，还有正版软件的投资，因此，初次建设时在经济上恐怕一时难以显现出比传统网络教育平台的优势。但是，如果从长远的角度来看，由于运行费用降低而产生出来的效益是巨大的。

以我院为例，教学实验用的电脑有二千多台，一般的淘汰周期为六年，现在全部为个人电脑，以平均每台三千元计算，平均每年用于电脑更新的资金至少为一百多万元。而如果在云教育平台下采用桌面虚拟化技术，有90%以上的教学电脑可以用瘦客户机或终端替换，如果购买全新的瘦客户机或终端，每台的平均价格一般不会超过一千元，而且一些淘汰的电脑也可以改造成瘦客户机。粗略估算，每年电脑更新的费用至少节约70%以上。另外瘦客户机及终端比普通台式电脑更加节能。一台终端的耗电量只有几十瓦，一台瘦客户机的耗电量只有胖客户机的一半。假设原有电脑平均功率为200W，每天运行5小时，改造成瘦客户机后，每台每天节电0.5度，2000台电脑每年节约的电费就会超过30万元。

另外从保护知识产权的角度看，采用瘦客户机或终端的共享方式，需要正版软件的授权，软件的投资折算到每台机器并不高，而且对于解决软件的盗版问题具有正面的意义。

5 桌面虚拟化需要合理推进

既然采用桌面虚拟化技术，用户端大多采用瘦客户机或终端设备，是不是在云教育平台建设中原有的计算机设备都要立即进行更换呢？如果是那样，新的浪费就产生了。为了达到节约投入的目的，原有的计算机设备要有一个合理的处理方式。如果原有计算机性能良好，强行更换必将造成浪费，即使性能无法满足需要，只要是没有完全损坏，还是可以改造成瘦客户机，接入云计算平台，继续发挥作用。在我院，根据计算机的使用寿命和计算机硬件对软件的支持程度，办公用电脑大约平均六到八年就要更换，实验教学用电脑大约平均四到六年就要更换一批。当云教育平台建成后，对于状况良好的电脑，可以以胖客户机（功能完善的计算机，是相对于瘦客户机而言）的方式连接到网络中，云端服务器可以根据需要减少开机数量，降低能源消耗。虽然以闲置部分云端服务器为代价，但是可以为今后设备更新换代留有余量。而对于新添置的，无需强大计算能力的电脑，可以采用瘦客户机和终端设备。对于需要更新淘汰的电脑，首先考虑改造成瘦客户机，如果无法改造，才更新为全新的瘦客户机或终端设备。

另外，各系的机房一般来说都会有一两台性能突出的计算机作为服务器。在云教育平台建设完成后，这些服务器的作用就不大了。可以在云教育平台整体规划时将这些机器划入数据中心，这样在云教育平台建设投入时，减少购买服务器的数量，更进一步地节约投资。

6 桌面虚拟化技术与用户观念转变

目前来看，云计算对于大部分国内高校来说还是陌生的，尚缺乏成熟的样板，用户思想转变也很重要。在桌面虚拟化技术的应用中，用户对瘦客户机和终端的操作可能和原来操作个人计算机方法略有不同，文件的存储需要放在云端的存储器（也就是网盘）上，软件的安装采用集中安装、统一管理的方式。从个人计算机转移到云平台下，用户一开始会有些不适应，而且也有可能产生错误的心态，认为使用的用户端设备档次下降了，会抱有抵触心理。因此在云教育平台投入使用前就需要对用户进行培训，让用户认识到云教育平台的优越性，了解云教育平台下用户端瘦客户机或终端与个人计算机操作的一致性，能够轻松地从传统操作方式过渡到云教育平台的虚拟桌面。对于计算机使用非常普及的现在，这种转变应该是很容易完成的。

学校的校园网管理部门也要认识到采用桌面虚拟化技术后，用户的工作方式和传统的个人计算机连入网络的工作方式是有不同的，应当编写针对云教育平台客户端的操作使用说明，以保证每一个初次接触云教育平台的人都能很快地掌握使用方法。另外，还要在应用程序虚拟化方面做足文章，让用户得到完善的操作环境，尽情地享用云教育平台带来的便利和丰富的资源。

［1］黄 华.桌面虚拟化技术的现状及未来发展研究［J］.福建电脑，2009（9）：38.

［3］崔炜荣.桌面虚拟化技术在高校公共机房中的应用探讨.电子世界［J］2012（6）：8.