基于虚拟化技术的桌面云在高校机房的应用

张行

摘要 近年来，云计算和虚拟技术不断发展，将桌面进行虚拟化的桌面云方案化日渐成熟，在高校机房使用桌面云技术能够有效提高桌面安全性和灵活性，改善管理中传统机房存在的各种问题，降低成本，促进教学。本文以目前高校机房实际情况分析研究虚拟化桌面云应用可行性和解决方案。

【关键词】云计算 高校机房 虚拟化 桌面云

1 高校机房现状

机房是高校教学的重要形式，承担着学生上机、考试等任务。传统机房中都会配置还原卡等软硬件环境，为教学提供便利，但以往机房建设和管理方式还存在诸多问题，工作繁重且效率不高，己难以适应教学发展的需求，这主要表现在以下方面：

（1）各种批次型号电脑众多，且每年淘汰、更换，安装维护工作繁杂;用户数据存储在本地硬盘，无法进行统一备份;各种上机任务不断增加，教学环境管理和设备维护工作也日益繁杂。

（2）因各种专业、考试软件不断更新，经常需要对现有系统环境进行重新部署，频繁对传操作系统，费时费力;当一些新软件或系统不能在现有PC上安装时机房电脑就需要更换升级，设备投入增加使用寿命短;CAD等部分软件授权码需绑定终端硬件，软件安装后还需逐台激活，管理员需每台终端逐一操作，工作量增加。

（3）各种上机考试期间都需要为考试搭建所需临时环境，往往需要安装全新系统和相关软件，并按考试要求逐一修改配置，且因机房电脑硬件、配置不统一导致安装工作繁琐，维护费力。

（4）因教学机房有限，大多机房都需承担多个专业的教学任务，不同专业需要不同的软件和系统设置，且专业软件更新快、要求多，各种软件兼容性差，导致系统臃肿，使用性能下降。

（5）机房作为公共教学场所，学生交叉使用U盘等存储设备可带入大量病毒，使得系统中毒概率增加，且大多病毒木马具有自我传播和变异的特性，查杀困难、破坏性强，可能会因此导致文件误删、系统故障等问题，影响正常使用，同时加重维护工作。

（6）为加强知识产权保护，维护网络安全，满足学校教学、科研使用正版软件的需求，高校机房需安装正版软件。而在机房安装和升级软件时，很多批量安装的专业软件授权须按终端数量计算，导致软件成本高昂。

2 可行性分析

随着教育信息化改革不断深化，高校教学的方式和方法也在不断改进，为了更好的服务教学，很多高校都在采用云计算等新兴技术加强机房建设，构建云计算体系的信息化校园。云计算是教育信息化推进和校园IT技术架构的发展方向，桌面云的建设已是广大教育工作者的共识。虚拟桌面云是一种集中管控、分布运行的桌面虚拟化解决方案，目前该方案技术已经非常成熟，采用它来解决机房环境管理和资源灵活使用是未来的趋势。

云计算结合了虚拟化、自主计算和面向服务器架构三个特点，它优点在于能够通过云端提供计算、数据存储、桌面应用等功能。桌面云是虚拟技术的主要应用之一，它是采用服务器虚拟化、桌面虚拟化、云计算等技术的应用方案，它继承了云计算易于维护、数据集中、低成本高扩展等优势。它通过云服务器提供远程虚拟桌面，以云桌面的形式向用户提供所需的计算和应用程序等功能，用户的数据和应用都统一放在服务器它可按不同需求分配资源，既利于用户灵活使用，随时移动访问桌面，又方便管理员对终端集中管理。采用虚拟桌面云方式的机房具有高效管理、节能环保、数据安全等好处，能有效解决目前高校机房存在的问题，为教学提供灵活的实验环境。

3 解决方案

3.1 具体需求分析

虚拟化桌面云机房应以虚拟化技术为核心，建设易于操作的虚拟实验平台，让师生可随时随地使用PC、平板等各种终端进行教学和考试等任务，让管理员能快速、高效、方便地进行统一管理和维护。具体应满足以下需求支持Win7、Linux等常见系统;支持多套环境共存支持各种常见办公软件和专业课程软件支持CAD、PS等常见图形软件;支持NCRE等各类考试系统;可同时运行多个桌面环境并可快速切换;用户数据和配置可集中存储和管理并且漫游;有一定的扩展性可兼容目前流行的所有终端并支持虚拟桌面并发。

3.2 架构组成

本方案虚拟桌面云以VDI虚拟化、链接克隆、快速并发等技术构建，主要部件有数据中心、终端设备、负载均衡及接入网关、虚拟化软件、云管理系统等。它以云桌面代替传统PC，让终端通过网络获取资源，允许多个用户共享CPU、内存、硬盘等硬件资源。如图l所示，这种架构可根据需求精准分配资源，为用户提供简单、便捷的桌面，还能提供与传统PC -致的桌面体验。所有虚拟机相互隔离，这种设计能避免因其他用户活动所造成的系统故障和程序崩溃。可通过云桌面管理系统实现集中化管控，快速进行系统恢复、软件安装等工作，可管控性增强，且稳定性、安全性大幅提高。

3.3 方案优势

终端管理更容易：可通过管理平台统一、快速部署环境;可批量启动、编辑;可一站式管理也可多站点管理;可监控性能，动态调整资源。

整体安全水平提升：安全的架构设计、用户身份验证和网络传输，以及严格的USB外设管理，加密的桌面和存储，这些都进一步提高了安全水平。

访问使用更灵活：用户可使用各种终端随时随地接入，实现移动办公和学习;每个用户都拥有专属桌面和目录，并可实现单用户多桌面;可弹性计算和存储，提高使用性能。

终端支持更广泛：由于云桌面的计算和存储都发生在数据中心，因此客户端配置要求就很低，老的传統PC、一体机都可转为云终端。

运维成本降低：和传统PC比桌面云具有动态启动、负载均衡等优势，能耗降低，节能省电;且可利用旧PC，降低采购成本。

4 虚拟桌面云机房的不足

因为它依赖于网络而工作，所以一旦校园网络出现问题，将直接影响学生上机;终端数据集中在云服务器，一旦服务器损坏受攻击，用户数据可能出问题;高负载应用体验较差，如复杂办公、3D设计、音视频等。

5 结语

随着虚拟桌面云的机房架构日益成熟，传统机房面临的诸多问题迎刃而解。其拥有集中管理、安全可靠、低碳节能、部署灵活、运维方便等优势，是今后高校机房发展的必然趋势。通过云平台可构建一个开放、互动、多维的教学平台，是教学模式发展的创新，对高校机房管理和校园信息化有重大意义。

参考文献

[1]姜凡俊，云桌面技术在高校机房教学管理中的应用[D].东华大学，2016.

[2]周振兴，虚拟云桌面系统在高校计算机机房的应用探究[J].福建电脑，2017 （01）.

[3]秦涛，李占平，高校教学机房虚拟化桌面云建设实践探索[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2015 （09）.