云桌面技术在高校计算机实训室建设管理中的应用研究

杨鑫

关键词：云桌面；计算机实训室；管理；云端；终端设备

1云桌面技术的内涵

云桌面技术是虚拟化和云计算时代的典型应用，在数据中心的云服务器上能够生成大量独立的虚拟桌面操作系统，一台高性能的服务器可以虚拟1～50台不等的虚拟主机，将传统的计算机主机中的各种物理设备进行虚拟化处理，在虚拟桌面可进行集中式的统一管理，大大提高了用户的使用体验。在云服务器能够对终端进行操控，并且为终端提供计算和储存服务，用户利用PC机、手机或平板电脑等终端，并借助网络即可访问云桌面系统，还可以根据自己的需求完成实验操作、在线考试、信息储存等操作，以满足不同用户的使用需求。云桌面技术在高校計算机实训室中的应用，可有效降低设备的采购成本，因为云桌面技术对终端要求不高，用户使用终端即可通过网络访问云桌面进行各种操作，所以大大降低了采购成本。运行维护人员在云桌面即可实现对各项用户信息的统一储存和管理，包括对系统的升级、备份和安全防护等操作，大大提升了维护管理效率。不同专业的学生通过终端访问云桌面，可满足学生的多元化需求，有效提升资源的利用效率，为高校教学实训和在线考试等操作提供了巨大的便利。

2高校计算机实训室建设管理现状

2.1维护管理难度大

计算机实训室承担着高校教学、实训、模拟仿真实验、在线考试等重要任务，为了满足各种教学任务的需求，需要配置数量较大的计算机。尤其是在高校扩招后，学生数量增加，也增加了对计算机的需求量。现阶段，对于没有使用云桌面技术的计算机实训室，基本都是依靠维护管理人员对计算机进行维护管理，包括各种软件的安装、调试、升级、杀毒等操作，对硬件设备的维护检查，都需要逐个操作，需要耗费大量的时间和精力，且维护管理效率较低。在维护管理人员数量有限的情况下，要对所有的计算机进行软件安装或者升级等操作，就会对教学进度产生一定的影响。

2.2软硬件配置低

在高校计算机实训室建设环节，一般都会选择配置PC机，受到成本控制的影响，PC机的配置通常都较低，仅仅能够满足基础的教学需求。随着PC机使用时间的延长，CPU、硬盘空间、显卡等设备都会出现性能下降的现象，无法满足实训教学的需求。在计算机实训室承担较多教学任务时，单台计算机需要安装的操作系统和软件程序会逐渐增加，在硬件配置较低的情况下，计算机无法承载过多的软件安装，就会出现软件安装运行冲突，同时软件较多导致机器运行速度降低和卡顿，软件升级不及时等现象，严重影响计算机实训教学的正常开展。尤其是在我国推进教育教学现代化和信息化改革的背景下，对计算机的性能有了更高的要求，所以在软硬件配置方面需要进一步改善。

2.3安全防护难度大

计算机实训室一般都采用局域网的形式，由于局域网结构比较单一，因此，单台计算机受到病毒攻击后，很容易会通过网络传播的方式入侵局域网中的其他计算机。为了保证计算机的正常运行，维护管理人员需要定期对系统进行检测和杀毒。但因为计算机实训室承担的教学任务较多，每台计算机的用户不固定，每个用户的使用习惯和操作都有一定的差异，所以感染病毒的可能性较大。有些实训室计算机安装的杀毒软件不合格，或者更新不及时，都会对网络安全产生威胁，直接影响教学工作的正常进行。

2.4设备采购和更换成本高

在计算机实训室采用PC机的情况下，为了满足各个专业对系统和软件的需求，就需要采购硬件配置较高的PC机。而在学生数量增加以及使用计算机实训室频率增加的情况下，采购数量也会增加，进而增加了设备的采购成本。而每台PC机都有一定的使用寿命，在达到使用寿命后，就需要重新更换PC机，期间还会因为硬件损坏的原因更换各种零部件，这些都会耗费大量的资金。所以，传统的计算机实训室建设管理模式，需要投入较高的成本，且后期还会不断投入资金，这是高校计算机实训室面临的重要问题。

3云桌面技术在高校计算机实训室的应用优势

3.1维护管理效率高

云桌面技术在高校计算机实训室建设管理中最大的优势就是能够实现集中管理，因为实训室中所有的程序和数据都存储在云平台，实训室管理人员可以在云终端对所有的程序和数据进行统一管理和操作，包括系统和软件的安装、调试、杀毒、升级、数据备份等工作，而不再需要对计算机进行逐一操作，进而大大提升了工作效率[1]。

3.2建设管理成本低

应用云桌面技术，对用户端的设备配置要求较低，用户端只需要配备显示器、键盘、鼠标和网络接口，然后领一台云终端，即可使用云桌面进行实训学习，而且其设备的使用年限也比传统设备时限长。用户端的这种配置方式，大大降低了采购成本。在软件安装方面，为了保证实训教学的顺利开展，一般需要购买正版软件和操作系统，而不同专业都有专用软件，所以采购软件成本大幅提升。在使用云桌面技术后，可根据实际需求单次购买各类型的操作系统和软件，然后在云桌面系统中创建虚拟机镜像模板，根据需求数量批量生成虚拟机，学生在登录账号后下载相应的实训资源、程序和软件即可，无需反复购买，大大降低了软件采购成本。利用云桌面技术还可降低功耗，实现能源节约，降低成本。

3.3资源分配灵活

不同教学任务以及不同的专业，对计算机资源的需求有一定的差异性。在传统的实训室建设管理中，为了满足全部专业的实训需求，根据预留冗余性能的原则安装高配置的硬件设备，不仅增加了成本投入，还会造成资源和能源的浪费。使用云桌面技术后，可在服务器对每个终端的操作系统和软件进行统一部署，根据不同专业来创建课程的个性化虚拟桌面。云桌面系统具有自动分配计算机资源的功能，在用户提出申请后，可向用户分配相应的计算机资源，资源分配较为灵活，可满足实训教学的实际需求[2]。云桌面技术不仅能为计算机实训室提供服务，还能使学生通过自己的计算机、智能手机连接到云桌面进行实训学习，这为高校灵活教学提供了巨大便利。

3.4安全性高

信息和系统安全是计算机实训室管理的重要内容，传统的计算机实训室建设管理模式容易出现安全隐患，造成信息丢失，程序和文件损坏等现象。云桌面技术的应用，可以有效提升安全性。因为所有的数据都储存在云平台，在本地没有任何数据，所以在用户端无法进行拷贝和刻盘等操作。如果用户有需求，终端用户在使用U盘等外接设备时，会对外设数据进行安全校验，只有通过安全校验后才能够为用户提供服务，且会有选择性地开放部分访问权限，以有效保证系统安全。实训室管理人员在云平台对所有数据进行保护、杀毒、升级、备份等操作，并对各类数据进行隔离，以防止重要数据和信息的丢失，切实保证实训室的安全[3]。

4云桌面技术在计算机实训室建设管理中的应用策略

4.1虚拟化云桌面在高校计算机实训室中应用的架构

现阶段，在高校计算机实训室建设中常用的虚拟云桌面系统架构主要有VDI虚拟桌面基础架构、VOI虚拟操作系统基础架构、IDV智能桌面虚拟化架构、RDS远程桌面服务架构。每种系统架构都有各自的特点，在适用范围、使用功能和用户体验方面存在一定的差异性，所以在实际应用中，高校应该根据自身的实际需求选择适宜的系统架构类型，以确保云桌面技术在计算机实训室建设管理中能够发挥最大的作用，从而切实提升计算机实训室的使用效率。

云桌面在计算机实训室中的應用，主要包括基础设施层、服务与管理层、前端用户应用层等。其中，基础设施层主要包括后台服务器、存储设备和网络交换机等硬件，VDI，RDS或ICA网络传输协议、虚拟化资源池等软件。通过I/O接口的连接完成计算机虚拟化、数据任务响应和信息整合服务。服务与管理层主要包括身份认证、配置管理、资源管理、权限管理、数据计算、软件服务、数据存储、性能监测等模块，以实现不同的功能。前端用户应用层主要包括主机申请、人机交互、仿真实验等模块，网页端口和客户端窗口作为交互渠道，完成用户的使用需求[4]。

4.2云桌面系统计算资源规划

为了保证计算机实训室的高效运行，需要对云桌面系统的计算资源进行系统的规划，以确保各项配置能够满足教学实训的需求。在系统设计之前，应对学校各类需要使用计算机的课程进行统计，包括基础课程、专业课程以及在线考试等，通过与各个专业教师的沟通，搜集各类课程需要使用的软件程序，以及每种软件有多少学生使用，然后总结出在不同的情境下需要使用的计算资源，以便对服务器的配置数量以及其他各项设施的配置进行规划。在规划CPU资源时，要对每个桌面的最小需求进行统计，然后按照1.5倍的容量来计算CUP资源，内存可以按照单个桌面系统4GB计算。为了保证系统的可用性，应遵循冗余需求的原则，额外设置单台或者多台物理服务器，以确保发生特殊情况时能够满足系统的运行需求[5]。比如，某高校的计算机实训室在设计云桌面系统计算资源时，如果按照400个虚拟桌面用户计算，并按照1.5倍容量计算CPU资源，得出在理论层面应配置8台物理服务器即可满足所有虚拟桌面的承载需求，但是遵从冗余设计原则，可选择配置9台或者10台服务器。

4.3云桌面技术在计算机实训室建设管理中应注意的问题

云桌面技术在高校计算机实训室建设管理中的应用，要根据云桌面技术的特点，制定全新的实训室管理体系。因为云桌面技术应用时间不长，所以很多高校都是在现有计算机实训室的基础上进行改建，此时就需要对原有设备以及新增设备进行合理规划。从节约成本的角度出发，对于计算机实训室中原有的硬件设备，要对其进行相应的评估，对于使用年限少于8年以及开机后能够进入云终端盒子的计算机，仍然可以作为客户端使用，以充分利用原有硬件设施的剩余利用价值，进而减少成本投入。同时，要统计学生自备计算机的数量，只要向其提供网络接口即可使用，这种做法可减少新机配置数量，避免设备闲置浪费。从可靠性的角度出发，可分阶段对原有计算机实训室进行改建，每个阶段选取部分计算机进行尝试，在获得成功经验后，再分批改建，以确保实训室改建的可靠性。实训室管理人员要做好与各个专业教师的沟通，详细了解各专业课程需要使用的操作系统和软件程序，然后在云平台统一批量下载和调试。

5结束语

高职院校传统的计算机实训室建设管理模式存在应用效果差、管理效率低下等问题，直接影响高校教学、实训和在线考试等工作的效果，进而制约了高校现代教学管理和创新人才培养的发展。云桌面技术融合了计算机技术、网络技术和虚拟技术，通过深度整合服务器虚拟化、桌面虚拟化和存储虚拟化，并借助云桌面一体机和云终端2种设备，可以创造出多种使用环境。云桌面技术在高校计算机实训室建设管理中的应用，不仅破除了目前实训室建设管理存在的弊端，而且管理效率得到显著提升，在降低管理成本的同时，满足了各个专业的教学和实训需求。虽然云桌面技术应用时间相对较短，但是优势较为明显，随着这项技术的不断发展，势必会在各大高校的计算机实训室中得到广泛应用，进而为高校教学实训工作的高效开展奠定坚实的基础。