虚拟化技术在计算机+实验室整合的应用

来源：职称阁分类：电子论文时间：2020-12-02 14:41热度：

　　通过对高校“计算机+”实验室中存在的问题进行分析，探讨了“计算机+”实验室整合的必要性。作为虚拟化核心技术之一，桌面虚拟化技术可以在不影响用户终端体验的前提下，方便实现实验室的集中化管理，减轻维护工作量。将桌面虚拟化技术应用到“计算机+”实验室整合中，可以重组旧电脑资源，减少系统升级、更新等操作对终端设备的依赖，有效提升运营时效，节省运营成本。同时有效实现集中、统一、高效、良好的桌面IT运维。

虚拟化技术在计算机+实验室整合的应用

　　关键词:桌面虚拟化技术;“计算机+”;整合

　　“计算机+”实验室是基于计算机平台下实验教学的载体，也是保证计算机平台下实验教学质量的硬件要素，它在大学信息化教育中发挥的作用越来越显著，对于培养学生的实践能力、提升学生的创新精神、提高学生综合素质等方面都具有十分重要的意义。随着高校扩招、新兴学科专业的兴起与发展、信息化技术的普及与突破，“计算机+”实验室面临着实验资源不足、设备更新换代频繁等因素的挑战，这些直接影响了它作用的发挥和效果的彰显，只有有效破解这些难题才能促进其更好地发挥作用［1］。

　　1“计算机+”实验室现状

　　近年来，各高校都投入大量的资金进行“计算机+”实验室的建设，“计算机+”实验室的设备运行是否正常，直接影响到师生的教学活动能否正常进行。目前，在“计算机+”实验室的维护、管理和使用过程中普遍存在一些难题，主要表现在以下几个方面［2］。

　　1．1配置不统一，管理维护困难

　　因实验室的建设时间不统一、经费投入不集中等原因，“计算机+”实验室大多不是统一建设的。不同时期建设的实验室，其计算机型号和性能均有可能存在不同。这些差异，对于实验室管理人员而言，给设备的整合、维护等增加了难度，加大了工作量。例如，当计算机发生故障，系统需要重装时，不能统一进行重装，而是必需区分和备份不同计算机的驱动程序。当硬件损坏时，由于设备的品牌、型号和性能的差异，所更换的零部件要求也就不同。由于硬件配置不统一，无法使用相同的系统镜像快速完成系统的安装，既降低了解决问题的时效性，也增加了许多额外工作量［3］。

　　1．2软件安装与更新工作量大

　　为满足排课需要，“计算机+”实验室中除了需要安装多种不同的系统和软件外，通常还需要安装硬盘还原保护卡来保护计算机系统，才能有效预防病毒感染或人为攻击。安装硬盘还原保护卡后，虽能在一定程度上起到保护作用，但也有被破解的可能。同时，当计算机有升级或安装新软件的需求时，管理员要先去除保护卡，等软件安装完成后，再逐台设置保护卡，重复地安装、去除和设置，会带来大量的维护工作。高校的“计算机+”实验室均数量较多，并且分布不一定集中，频繁的软件安装与更新，对管理员来说是一项十分繁琐的工作［4］。

　　1．3维护人员少，机房分布广

　　学校的“计算机+”实验室不是集中在某一栋教学楼，而是分布在不同的楼栋，同时，从人员的配备方面来看，实验室管理员的配备普遍存在人员较少、专业不对口、年龄结构不合理等问题。在处理机房的突出问题或对设备进行维护工作时，实验室管理员需要在不同楼层、楼栋之间来回查看，当设备发生故障时，难以在最短的时间做出及时有效的处理［5］。例如，根据以往的经验，每周一的第一节课，通常是设备故障的高发时间，在这一时间节点，如果不同楼层和楼栋的多个机房设备同时出现故障，就有可能顾此失彼，不能及时解决问题，从而影响了教育教学秩序和教学效果。

　　1．4计算机硬件建设投入大，使用周期短

　　随着信息技术的发展，软件升级和硬件更新的速度越来越快，周期越来越短。一般情况下，“计算机+”实验室内的计算机一般的使用年限为五年，五年以后便需要更新换代，这就导致了“计算机+”实验室的初期建设投入资金多，而实际使用周期却不长，效益发挥得不明显。若持续对设备进行升级维护，必需投入较大的人力、物力和财力。如何把这些设备有效地利用起来，减少投入，增强实效，是很多学校及实验管理员需要思考的问题［6］。

　　2“计算机+”实验室整合的必要性

　　目前，一些高校在如何提高实训机房的管理效率和使用效益，保证其运行的稳定性等方面做了大量工作，均面临一系列问题。

　　2．1缺乏专业管理维护人员

　　实验室管理人员的业务水平不高、专业不对口、缺乏管理经验是普遍存在的问题，甚至还有些实验室没有专业管理人员，由专任教师兼任，从而导致实验室设备得不到及时维护，管理人员服务质量不高，实验室的整体性能得不到充分发挥。

　　2．2实验室共享度低

　　这个问题主要表现在各个教学学院实验室管理各自为政的现象比较明显，实验管理人员力量分散、实验室资源缺乏统一调配等，这些突出的问题导致了实验室的共享程度低。然而，正是由于实验室共享程度低，既造成了资源的浪费，又导致各学科之间的交叉和融合难以顺利实现［7］。

　　2．3部分教学学院机房利用率低

　　有的机房的建设及设备购置，针对的对象仅为一个学科1～2门课程，使用后便处于闲置、休眠状态，致使实验室使用率低，导致资源的闲置和浪费。

　　2．4专业实验场所缺乏

　　根据高校学科专业发展的实际，各个教学学院的实验室虽然规模一般不大，但大多“麻雀虽小，五脏具全”。各教学学院都不同程度地建设了用于基础教学的“计算机+”实验室，占用了大量专业实验室的建设用房资源，造成学院在建设专业实验室时无房可用［8］。针对上述情况，为提高实验仪器使用效率，从根本上解决实训机房分散、规模小、不成体系等问题，提高实验室整体效应，对全校相近专业或不同专业功能相近的“计算机+”实验室进行资源整合，实行集中统一管理。很多学校在“计算机+”实验室建设与运作模式上进行了大胆的改革尝试，构建了综合性、整体优化、跨学科的公共“计算机+”实验平台，这对于实现“计算机+”实验室资源共享，提高实验室使用率，延长设备使用寿命，缓解高校实验用房紧张，培养高素质应用型人才等方面发挥了积极作用。但在整合过程中也不同程度地出现一些问题，比如整合的机房分布在不同的楼宇，管理人员不方便管理;各学院的教学需求不统一，软件的管理维护不方便以及旧电脑的处理问题等［9］。

　　3桌面虚拟化技术在机房整合中的优势

　　桌面虚拟化这种客户端/服务器端的计算模式，使得终端用户操作的桌面环境和应用环境集中托管在机房的服务器上，从而降低了对终端的配置要求，大部分管理维护的工作都在服务器端完成，运维人员不必再四处奔波，一些旧电脑都可以得到充分利用，可以实现集中交付、管理和运维，主要优势包括以下几个方面。

　　3．1桌面资源云化，灵活配置

　　虚拟桌面环境承载在虚拟机上，虚拟机通过调用后台服务器虚拟化平台的逻辑资源提供运行环境。因此虚拟桌面与物理硬件进行有效分离，使得云桌面配置、运行环境更加灵活。

　　3．2集中掌控，提升桌面运维效率

　　所有桌面、应用程序、数据均在网络信息中心运行，实现机房终端设备弱化为访问终端，部署后实现零维护。学校机房管理员在服务器上就可对全校所有“计算机+”实验室进行统一的运行和维护，包括软件更新、故障排除、系统升级、桌面管理等操作，从而有效实现集中、统一、高效、良好的桌面IT运维。

　　3．3实现内外网安全高效的移动办公，提升用户工作效率和便捷性

　　桌面虚拟化托管在网络信息中心，终端用户无论在内网还是外网均能高效、灵活进行桌面访问实现移动办公和教学，并能够支持多种移动智能终端设备的访问，如平板电脑、智能手机等设备的无缝接入。用户无论在任何地点，使用任何终端设备，均可以安全、高效、快速地进行办公。

　　3．4实现用户内外网访问的数据安全保障

　　虚拟桌面提供满足用户访问内外网资源的前提下实现内外两网的安全有效隔离，通过虚拟化技术，实现两个网络的虚拟化隔离，用户看到的仅是应用程序的执行画面结果而并非真实数据，虽然不能够将内网数据传输到外网，但可以操作使用内网资源，保证了学习数据安全的同时满足用户的应用需求。

　　3．5单一镜像，简化管理

　　云桌面解耦合的分层结构，使得云桌面的OS操作系统、云桌面虚拟机可进行分层管理。即利用虚拟化技术为所有用户提供了桌面操作系统镜像。这个被创建的基本镜像包含操作系统和应用程序的配置。当终端系统启动时，操作系统会经由网络流技术交付给虚拟桌面。管理员只需要通过对一个镜像的管理，就可以简单、有效地实现对成百上千的虚拟桌面的部署和升级维护，这在很大程度上简化了计算机桌面管理的流程，避免了重复操作，大大减少了工作量，使得桌面管理更加简捷、高效。

　　3．6降低信息化总体拥有成本

　　通过云桌面建设，客户端设备能够得到最大化的投资保护。将旧电脑改装成生命周期更长、能耗更低、软硬件免维护的瘦客户机，可以减少系统升级、更新等操作对终端设备的依赖，最大程度地减少客户端的维护和管理工作，有效提升了运营的时效，节省了运营成本。

　　4结语

　　通过云桌面建设，桌面环境运算所需的资源要求卸载到服务器端，终端弱化为接收端。后续对于桌面的升级、更换只需针对于服务器进行升级和更换，而更换之后的服务器可以再利用，整合为低负载要求的服务器。利用桌面虚拟化技术的实训机房整合，实现了对实验室管理体制的全面改革，将实训机房实行校、院两级管理，学校业务管理部门为主，各教学学院为辅。在一级学科目录下，对功能相近实验室进行深层次整合，扩大实验室规模，提高实验层次，拓宽实验室的受益面，扩大服务范围，延长开放时间，满足学校非计算机专业基于计算机平台下的基础实验教学任务，实现各学院与实验实训中心之间资源共享、人才共享，提高机房使用效益，为学校节约“计算机+”实验室维护资金，同时缓解学院专业实验室建设用房紧张的问题。桌面虚拟化技术能够高效地解决“计算机+”实验室整合中碰到的瓶颈，能够根据不同的专业配置不同的教学环境，通过不同的终端随时随地接入虚拟设备。同时，桌面虚拟化技术还能够整合旧电脑资源，提高电脑运用寿命，提升用户体验。

　　参考文献(Ｒeferences):

　　［1］王瑞丽．桌面虚拟化技术在高校机房管理中的应用［J］．文化创新比较研究，2018(16):168－170．

　　［2］薛文君．桌面虚拟化技术在高校机房升级改造中的应用研究［J］．科技与创新，2018(2):157－158．

　　［3］杨宏，张喜成，普奕，等．桌面虚拟化技术在高校机房管理中的应用［J］．软件导刊，2015(9):184－185．

　　［4］唐浩祥，徐燃柏．桌面虚拟化技术在高校公共机房升级改造中的应用［J］．顺德职业技术学院学报，2015(3):34－36．

　　［5］陈丽燕，吕光金，何士产，等．桌面虚拟化技术在高校机房中的应用研究［J］．中国教育信息化，2015(1):75－77．

　　［6］张晓德，王述红．“双一流”背景下实验室资源整合与优化［J］．科教文汇，2019(3):68－69．

　　［7］曾光．虚拟化技术在高等院校计算机实验室管理中的应用研究［J］．信息系统工程，2018(10):87－88．

　　［8］刘芬．探析虚拟化技术在高校计算机实验室中的应用［J］．福建电脑，2017(7):149－150．

　　［9］陈华东，陆娇．桌面虚拟化技术在计算机实验室管理中的应用研究［J］．计算机工程应用技术，2016(1):235－236．

　　作者：万李胡晓

文章名称：虚拟化技术在计算机+实验室整合的应用