基于云桌面的实验室资源优化研究

陈曦+张晨

摘要：该文的契机在于虚拟实验室建设对于桌面优势进行全面结合，基于桌面云的实验室建设的提出是建立在客户机虚拟化、服务器虚拟化、网络系统设计，对资源优化模型进行实验室的优化探讨，对实验室资源优化设计的方法进行相对提出。基于桌面云的实验室资源优化整合是一种资源，一种实验室软硬件的资源，将虚拟实验室的建设成本有效的降低，提升了实验室的利用率和共享度，将实验室的重复建设进行有效的降低，使其推广价值变大。

关键词： 云桌面；实验室；资源；优化

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）16-0040-02

计算机技术的突飞猛进，高校的教育教学与计算机互联网的关系越来越密切，理工科专业的学习更是无法离开计算机，现代化教学中，计算机已经成为重要的工具之一。近些年来，大量人力物力对高校中的计算机实验室的投入，充分证明了实践教学中对于计算机的需求和重要性。投入使用后的计算机实验室，日益突出的问题是维护和管理问题。从维护的角度上来看，高校的计算机数量是相当多的，其故障明显也是很多，也就说明其工作量越来越大；从管理和规划的角度上讲，专业实验室是比较独立的，主要表现出来的问题是实验室资源共享不足和实验室的重复建设，这些都是需要迫切解决的问题。除了这之外，大幅度增加的传统实验室庞大的计算机数量对于能源消耗也是一种增加，也是对一些能源消耗问题进行暴露。

为了加大对于高校的低碳化管理的奖励力度，在2008年的时候，《关于推进高等学校节约型校园建设进一步加强高等学校节能节水工作的意见》的颁布推广，将实验室在建设过程中的运营成本充分考虑在内，使其实验室尽可能的低碳化。

在政府的公共服务机构日益增多的应用是计算机虚拟技术，现在在高校中也进行引用了。有效整合计算机软硬件资源，对于实验室重复建设减少，实验室维护成本进行充分降低的技术是虚拟化技术，它能给实验室带来管理优势，但是这项技术在高校中普及率并不是很高，需要进一步研究的是实验室融合和资源优化。一般情况下分离的是高校实验室的维护人员与服务器管理人员，具有较高的技术的是虚拟化技术要求工作人员，对于悉服务器的相关知识进行熟悉。

1 对桌面云的实验室的建设

1.1 虚拟化的服务器

服务虚拟技术是用来分离服务器的软硬件的，对于那些分散的服务器资源进行集中化管理，硬件资源池进行有效的形成，对各个服务或应用之间的资源需求进行动态分配，对于计算机资源也是一种节约，计算机性能也是一种提升。在软件层面的虚拟化技术其能力是全面整合的，计算机设备与软件应用之间的分离也是一种有效的实现。“一虚多”的技术主要是指把一台物理服务器虚拟化为多台逻辑服务器在高校实验室中应用起来，主要使用的技术是服务器虚拟化技术。

通过对服务器虚拟化软件将服务器虚拟成多个教学平台的利用，实现不同专业和课程的需求的针对性优化。定期进行虚拟桌面的虚拟化软件的消耗，新学期开始初期，高校务必需要将实验教学的任务和环境准备好，探讨虚拟服务器的利用率的方法。

把每个实验室的相应数量的虚拟机进行规划是桌面云建设必须需要的，主要基准是实验室的教学需求，选择性的进行虚拟主机选择，完整的应用软件（含操作系统和教学软件）应该在住集中进行完整安装，在虚拟机中主要运行的是操作系统和软件等数据，把其他的虚拟机规划好之后进行同步数据。基于桌面云的实验室虚拟机安装基本流程图如下。

因为软件安装、维护全部集中在服务器上，桌面实验室主要是为了方便管理，对于应用软件的重复安装是一种降低，但是提出较高要求的是对服务器资源的使用率和实验室管理人员的要求。

2 虚拟化的客户机

站在应用领域的角度上讲，虚拟化技术的一种应用也就是桌面虚拟化。（Virtual Desktop Infrastructure，VDI）即桌面虚拟化技术，也就是一种基于服务器的计算模型，借用传统的瘦客户端模型，多面的桌面虚拟机是虚拟服务器的目的结果，瘦客户端实在用户面前展示的，数据主要集中在服务器当中，用户的操作如同普通的PC机一样的。基于桌面云的客户机主要接入方式，一个是专业瘦客户端，内置相应的远程桌面接入协议主要是由提供商来进行的，相对便捷的是操作和配置，不需要在本地继续宁额外的安装操作系统，开销很低的是本地资源，比普通 PC 机长的是服务年限。云终端也就是传统意义上的专业客户端，比普通 PC 便宜近一半的单价是相当诱惑人的，比普通 PC 低近十倍的是它的运行功耗；再者就是普通的PC，桌面虚拟化的版本主要是Web 方式或安装与服务器对应的，对于客户端软件和远程桌面协议进行桌面虚拟化，对于本地操作系统的运行的支持主要是一定的硬盘空间和计算资源，集中在服务器上的是计算；实现硬盘上操作系统和应用程序的分离的技术是将普通 PC 结合无盘工作站技术；同样也可以访问虚拟化系统通过学生自带笔记本电脑通过配置 VMware View 客户。

3 网络系统建设的虚拟化

在桌面云建设的实验室中形成的空间上的物理隔离，主要存在在客户端和服务端，主要通过网络系统承载的是客户端与服务器的交互，虚拟化技术的关键是中间网络传输；网络故障的出现，主要会导致服务器与客户端连接不到位，容易瘫痪的是实验教学。传统的实验室网络拓扑图，如下图。

通过单一链路通讯将实验室与服务器进行链接，当网络发生鼓掌的时候，网络拥塞也会使服务器与实验室之间的网络自动断开。网络的承载能力的加强和通讯的持续稳定性也是一种增强。并且要保持稳定其通讯，需要使用备份连接的是基于桌面云建设的实验室网络，网络的健壮性需要提升，下图是交换机冗余链路拓扑图。

在逻辑上主要是冗余协议的需求余链路设计，当正常链路的通讯被冗余协议进行控制的时候，不需要工作的是备份链路；当正链路出现机械故障的时候，马上起用的是备用链路，这就能有很好的保证正常通讯的进行。

4 实验室资源优化模型

可以集中管理的服务器资源，在逻辑上主要是物理实验室的转变，这一系列操作可以在虚拟实验室中进行，对于各个物理实验室之间的专业限制是一种打破，给实验室资源提供合理的解决方案，对于各种资源进行整合、统筹规划，提升实验室资源的利用率，是现阶段需要迫切需要解决的问题。

参考文献：

[1] 卢民荣，许邓艳.基于桌面云的实验室资源优化研究[J].福建江夏学院，2015（7）.

[2] 王柯柯.基于云计算的高校虚拟化实验室建设研究[J].实验科学与技术，2015（5）.