云桌面技术在高校计算机通用实训室应用与实践

蒋燕翔，潘育勤

(海南外国语职业学院 公共教学部，海南 文昌 571321)

计算机资源的有机管理是指能够通过某种 操作，让资源能够进行综合的模拟、处理、共享，而在此过程中将计算机机资源虚拟化是关键的技术之一。云桌面技术就是通过虚拟化手段实现云计算，让操作者能够在不同操作环境之下对资源进行不同形式的处理。虚拟云桌面技术是指利用计算机的桌面虚拟化，让桌面的使用安全性和整体的灵活性效果更高，在任何时空之下不受其他因素影响，只要有网络，任何设备都可以登录和使用个人的桌面系统。云桌面技术大大简化不同设备中对桌面资源提取的难度，同时也整合个人使用权限下的不同资源，让整体办公和学习效率都得到极大提升。在云桌面技术便捷化的使用优势下，云桌面技术在高校计算机通用实训室的应用和实践方式值得展开探索和研究。

一、高校计算机实训室发展现状

（一 ）软件和硬件设备的双重落后

目前我国高校通用计算机实训室在实际教学发展中，承载着教学实践和机考任务两大教学功能。通用计算机实训室在不同课程开展过程中，软件的整体运载环境也存在关键性差异，在实训室中多数情况下，计算机的整体批次、型号以及配置都存在或多或少区别[1]。教师在实际教学工作承担过程中，需要针对课程内容的不同提供差异化的镜像和驱动，以便为软件提供最佳的运载环境。该种操作直接导致在高校通用计算机实训室中，同一电脑中存在多个操作系统或者不同版本的某一软件。而就计算机的整体使用角度出发，计算机硬件的更新速度越快，就越能够同新版本的软件进行匹配，但是目前高校通用计算机实训室中硬件的整体更新速度较慢，多数高校硬件设备更新周期较长，硬件整体使用资源受极大限度，导致当前高校中实训室的硬件设备难以同实际教学需求相符合。进一步就高校通用计算机实训室中软件的配置进行分析，硬件难以承担难以运载最新版本的软件，导致在实际使用过程中机器容易出现软件的运载故障，而在实训室中计算机软件的运载故障都是借助保护卡还原，解决相关问题。硬件配置较低，导致在保护卡运载过程中，机器出现蓝屏等情况，软件和硬件设备的同时不良循环影响，造成高校计算机实训室中软件和硬件出现双重落后，高校计算机通用实训室系统安全性受到威胁[2]。

（二 ）数据分享和使用效率的双低

高校计算机通用实训室在不同学科中均有所使用，因此导致大量软件积压在同一终端内，同样学生的基本课堂作业、教师基本课件等数据信息都被分布式存储在不同的计算机中，只有原始终端才能够访问存储于若干计算机之上的数据。但实训室计算机之间的IP段存在差异，造成数据之间的共享和传递较为困难。数据信息之间的传递和使用效率都较低，只有通过移动设备的备份才能够实现数据信息的共享，该种传递和共享性较差的数据信息传递方式，都导致在实际教学过程中，如果学生对完成作业并未保留，那么将会造成学生相关数据信息直接丢失，对学业带来一定影响。

二、两种虚拟云桌面技术的对比和分析

在当前云桌面虚拟技术主要发展方向为虚拟桌面的基础架构VDI和虚拟操作系统的基础架构VOI，因此本文研究将鉴于对两种发展方向在高校计算机通用实训室的使用情况展开对比和分析。

（一 ）虚拟桌面的基础架构（VDI）和虚拟操作系统的基础架构（VOI）简介

虚拟桌面基础架构，在实际的桌面管理工作开展过程中，云管理和运算都采取云端处理的系统架构方式，让所有的终端数据信息都被存储，同时在云端中进行运算。而终端仅仅只能够输入或输出相关数据端口。虚拟桌面基础架构在具体使用过程中具备移动性较高、安全性较高、可用性较高等优势，但对于虚拟桌面基础架构而言，其缺点在于高度依赖于网络[3]环境，如果遇到网络延迟等情况，将会极大的影响用户体验和感受。而当网络出现中断或异常情况时，虚拟桌面网基础架构将无法得到使用[4]。

鉴于虚拟桌面基础架构在实际模式开展过程中其存储和运算都需要在云端进行，因此需要配置硬件条件较高的服务器，同时需要不同云端软件的授权，在整体运营和建设过程中投资成本将较高；其次虚拟桌面技术架构需要相当管理人员进行运营和维护，同时需要培养具有云技术知识储备和相关服务器管理使用经验的人才；最后，图像类处理等大运载模式内容的处理体验较差。

虚拟操作系统技术架构则是将终端采取虚拟化处理手段，以终端作为容器池，将系统的所有内容物部署在容器池内，其基本架构不同于虚拟桌面基础架构。虚拟操作基础架构需要将数据进行集中存储，集中存储在云端，但其运算过程则为分布式运算，本地计算机需要参与运算过程[5]。虚拟操作系统技术架构能够支持不同设备的离线运行，同时也能够支持桌面统一和集中的管理，用户对整体网络的依靠程度大大降低。

（二 ）实际使用和应用场景中VDI和VOI对比

鉴于高校计算机通用实训室对云桌面技术的使用需求，将对虚拟桌面技术架构和虚拟操作系统技术架构使用特点进行对比，对比分析将从以下几个方面开展。第一管理模式的对比。虚拟操作系统基础架构，便于集中化的掌控和管理；虚拟桌面基础架构也支持集中化的管理和掌控。两种模式，在管理模式对比上不分伯仲，都能够支持对相关事务的统一管理；第二离线模式的对比。虚拟操作系统基础架构支持离线模式的使用，便于在离线后学生对相关数据信息的访问，便于离线后对虚拟云桌面进行操作，但虚拟桌面技术架构并不支持离线后的任何操作，一旦脱离网络，虚拟桌面基础架构形同虚设；第三服务器配置的对比。从服务器对比配置进行分析，虚拟桌面技术架构对服务器配置的要求较高，需要达到一定运载水平的服务器，才能运营桌面。但虚拟操作系统技术架构对服务器配置的要求较低；第四桌面性能的对比。虚拟操作系统基础架构对桌面性能的整体表达较高，可以借助本地计算机使用和计算相关数据信息。但桌面基础架构需要依赖于服务器的配置和网络环境，桌面性能表现较差；第五用户体验的对比。虚拟操作系统技术架构在使用过程中和传统桌面技术使用并无过多区别，在使用过程中不需要对学生进行培训，其使用界面可媲美PC端。但虚拟桌面基础架构在使用过程中需要进行学习和反复操作，实际体验感较差；第六网络依赖程度对比。虚拟桌面基础架构对网络依赖度较高，虚拟操作系统技术架构对网络依赖度较低。在运载图片、视频等需要较大载荷软件时，虚拟操作系统基础架构整体表现要优于虚拟桌面技术架构整体表现；第七应用场景的对比。虚拟操作系统技术架构能够支持各项软件设计和图形运载模型的正常运行，同样也支持高清影音功能。但虚拟桌面技术架构并不支持高清影音等软件的运载，整体性能较低，可应用的软件也较为单一；第八日常维护的对比。虚拟操作系统技术架构的计算部分在本地计算机展开，因此对于相关维修和运载维护人员的技术要求较低，但虚拟桌面基础架构对相关管理工作人员的云技术知识储备和服务器管理经验都有着严格的要求[6]。

如图1所示，在高校云桌面技术应用过程中，虚拟桌面基础架构的整体运营难度和要求程度，都要远远高于虚拟操作系统基础架构的运营难度和要求程度。因此，在实际高校计算机通用实训室中可以应用虚拟操作系统技术架构作为主要技术进行使用。

图1 两种虚拟技术的架构对比图

三、云桌面技术在高校计算机通用实训室的架构和部署

（一 ）云桌面技术在高校计算机通用实训室的架构

基于云桌面技术，高校计算机通用实训室中的云桌面架构部署，需要达到以下的基础服务功能，如图2所示。第一用户管理；第二存储管理；第三软件管理；第四平台管理；第五安全管理。首先用户管理是指能够对管理员和学生用户进行管理，在高校通用计算机课程中，管理员通常指教师，教师需要负责云桌面的整体创建和配置访问控制以及资源的有效维护，而学生则可以通过注册使用云桌面中存储的各项资源。在此过程中，用户管理中的管理员包括老师和运营管理员，教师负责创建不同课程下的云桌面，而运用管理员（多为教师助理）则负责对相关配置以及访问控制等进行设计存储管理；存储管理是指将服务器中的数据池各项信息设置到云端存储和备份，以达到相关数据信息的共享目的；软件管理是需要对云桌面中使用的各项软件进行定期维护和安装；平台管理中是指需要对云桌面平台使用过程中的相关内容进行管理和维护；安全管理是指基于整体系统使用的安全性，对数据的信息备份账号等进行安全管理。

图2 云桌面技术在计算机通用实训室的部署架构图

在以上功能实现的目的基础之上，云桌面基本架构主要由四个部分组成，包括控制层、终端层、接入层以及调度层，在终端层中需要对主体客户端的整体输入信息进行设计，其中包括客户端的页面显示，声音以及鼠标键盘等信息的输入；控制层则包括对鼠标、键盘声音等数据信息进行传递和控制，让用户能够对相关后台进行访问，同样需要控制在固定时间内流量的分支，以便能够实现各个服务器之间的均衡负载；接入层需要对相关用户的身份进行认证，例如在学生登录接入层过程中，通过身份认证认证能够登录到云桌面平台。以学生认定的角色，对不同专业课程所属角色之下的访问权限进行设置，在此过程中主要是保障不同专业学生能够访问到课程内容所属之下的数据资源信息，而非让资源进行混杂导致学生难以找到，及时找到在课堂中完成的相关数据信息；调度层是指利用云计算的手段，让服务器之间形成若干独立的云桌面，并能够为云桌面提供计算和存储服务。

（二 ）云桌面技术在高校计算机通用实训室的部署

在前文中对云桌面两种技术进行比较，从中选取虚拟操作系统基础架构作为高校计算机通用实训室中主要的技术对云桌面进行部署。云桌面部署第一步是需要构建具有完整功能的服务器集群，并将其中一台性能较为优越的服务器作为主控服务器。在实际高校计算机通用实训室云桌面设计过程中，为了保障服务器的正常使用和服务器较长的使用年限，建议采用高密度计算的模块化技术架构服务器作为主控服务器，从而能够保障在庞大数据库之下能够具备强大的计算能力，处理负载较为繁重的各项任务；其次，以嵌入式操作系统作为独立客户端，以便能够让资源呈现出最大化的利用，在架构设计过程中需要对传统桌面做出挑战和改变，让桌面能够在服务器上以更良好的方式呈现和运载；最后，需要以千兆以太网作为云桌面的布线设计，让实训室中不同的IP地址作为安全子域的划分，保障虚拟云桌面在使用过程中受到访问权限的控制，从而能够让实训室中各个计算机中在局域网可以相互使用，但不同的虚拟网之间不能够相互使用，提高数据的安全性。

四、结语

综上所述，就现阶段云桌面计算技术在高校计算机通用实训室中的实际使用和实践角度进行分析，高校计算机通用实训室要迈出云桌面使用的第一步，才能够保障高校计算机通用实训室后续建设的不断完善。而对于高校计算机通用实训室发展和建设而言，云桌面技术本身并不是较难的技术，但在长期的教学实践中都并未采用云桌面技术，这意味着在实际高校发展中对新型技术的使用和应用存在严重不足，也揭示了我国当前高校教育教学发展中对新型技术和实践教学之间的融合工作并未做到位。无论是从学科的发展，还是时代发展对人才的综合性需求角度出发，高校首先应该在技术使用上做出表率，率先使用各类创新技术，深度融入教学实践中，让学生在技术应用、技术实践中感受到技术带来的变革，从而能够更好的理解实践和理论的统一性，才能培养出高水平的复合型人才。