基于桌面云的多媒体计算机实验室管理研究

覃 冯，黄善斌，覃卫玲，廖安平

（广西民族大学设备实验管理处，广西南宁 530006）

基于桌面云的多媒体计算机实验室管理研究

覃 冯，黄善斌，覃卫玲，廖安平

（广西民族大学设备实验管理处，广西南宁 530006）

分析了多媒体计算机实验室管理工作易出现的困境及原因，探讨运用桌面云技术提升多媒体计算机实验室管理工作效率。针对广西民族大学多媒体计算机实验室的管理实际，提出采用Thin Puter公司产品Thinputer OVD桌面云平台搭建实验教学环境的方案。

桌面云；多媒体计算机实验室；实验室构建；实验室管理

当前，高校实践教学环节日益增多，很多课程教学也需要在多媒体计算机实验室进行。一些计算机实验室的计算机配置不统一，软件安装维护任务重，使教学工作受到一定影响。

本文针对广西民族大学多媒体计算机实验室的实际情况，探讨桌面云技术应用于多媒体计算机实验室管理的优势和可行性，提出利用Thin puter公司产品Thinputer OVD桌面云平台搭建实验教学环境的方案。

1 多媒体计算机实验室管理易出现的困境

广西民族大学多媒体计算机实验室包括语音计算机实验室、公共计算机实验室等，一般由一位管理员管理和维护几间实验室，每间实验室配备60～80台计算机，有学生机、教师机和备用机。在计算机的维护工作中，要通过批量克隆安装系统和升级软件，使用保护卡保护系统的安全运行。由于计算机配置不统一、需要安装的操作系统以及应用软件众多，使实验室的管理繁杂且维护工作量过大。

多媒体计算机实验室的管理工作主要是：

（1）局域网维护和管理，包括实验室内局域网故障修复、用户登录账号分配；

（2）硬件保养和更换，既有主机内部硬件（如硬盘、显卡、内存条）的清理保养，也有计算机外围设备（如键盘、鼠标、摄像头、耳机）的更换；

（3）信息安全及保护，包括安装系统补丁程序，安装防火墙及杀毒软件，定期更新病毒库；

（4）系统维护和软件更新，例如安装Windows XP和Windows 7等操作系统，根据实验教学要求安装、更新不同应用程序并解决兼容性问题。

在多媒体计算机实验室的管理工作中可能遇到的困境主要是：

（1）计算机配置多样化，需储备的配件种类多；

（2）用户需求差异性大，需安装的应用程序多种多样，易发生感染病毒、误删系统文件、软件冲突、软硬件不兼容等问题；

（3）操作系统的恢复需要同传或手工修复，既费时又费力；

（4）实验室工作量大，而技术管理人员配备不足。

2 桌面云技术

在高校数字化校园的建设中，教学资源的共享已成为构建教育服务体系的重要趋势。但传统的信息计算和存储平台存在资源独占、信息孤立、维护和管理费时费力、效率低下等突出问题。

例如，不同的多媒体计算机实验室的设备配置不一致，仅仅依赖网络来实现资源共享难度较大；高、低不同配置的计算机难以平等地共享资源；个体多媒体计算机实验室资源只能在小范围的局域网内访问，在全校范围内共享还有一定障碍等。又例如，以往计算机系统的保护和恢复模式是使用保护卡和网络同传方法，虽能较快恢复计算机操作系统，但个性化的应用程序及计算机驱动型号的差异增大了维护难度，对实验教学仍然会有较大影响。此外，一些连续性的教学任务在保护卡应用后容易造成数据丢失问题；保护卡对Mac操作系统不起作用［1］。

为提高多媒体计算机实验室管理效率和计算机维护工作质量，一种新的解决方案——桌面云，将出现在我校多媒体计算机实验室的管理工作中。

IBM对桌面云的定义为：“可以通过瘦终端或者其他任何与网络相连的设备来访问云服务器端的应用程序，以及整个客户桌面。”桌面云的瘦终端拥有独立的嵌入式操作系统，通过远程桌面协议访问云服务器端的虚拟桌面，所有支持操作系统以及应用软件运行的资源消耗均发生在云服务器端，云终端不承担计算、存储任务，其主要作用是提供人机交互功能。

桌面云借助分布式云计算技术，将用户端的用户数据、应用程序和操作系统转移到服务器端的数据中心，实现用户桌面的集中监控、管理和存储，使程序操作和程序运行分离［2］。桌面云的架构如图1所示。

图1 桌面云架构

桌面云平台由瘦终端、网络的接入、工作台和身份认证、操作系统或应用程序以及存储层构成。

（1）瘦终端。可以是瘦客户机、传统PC机、笔记本电脑、智能终端等，连接到运行在服务器上的桌面的设备（虚拟桌面需采用RDP、HTTP、TCP／IP等远程桌面协议来实现与服务器的通信）。

（2）网络的接入。有线网络和无线网络接入方式。

（3）工作台和身份认证。虚拟桌面控制器OVD、虚拟机管理平台OVP，用户的认证和授权，对运行着虚拟桌面的云服务器进行配置和管理，监控运行时云服务器的一些基础性能指标。

（4）操作系统或应用程序。虚拟机、共享服务采用共享服务的方式来提供桌面和应用，在特定的服务器上提供更多的服务。

（5）存储层。服务器集群和磁盘阵列为桌面云平台提供存储资源池。

3 用桌面云技术管理多媒体计算机实验室的优势

用桌面云技术管理多媒体计算机实验室的优势主要有以下几方面。

（1）节省采购成本。PC机平均更新周期为3～5年，而云终端的工作时间可达10年左右。虚拟化软件Thinputer VDI可以永久使用；服务器的寿命也远高于PC机。如果需要提升桌面的处理能力，只需要给服务器增加CPU和内存配置即可，众多的云终端无需更换。

（2）降低维护成本。随着桌面的集中，本地用户不用再考虑数据存储、数据同步、数据备份等问题，数据的备份和安全管理全部交给服务器管理部门或管理员来完成。通过授权控制用户USB拷贝数据，保护计算机数据安全。

（3）可持续节能和降低成本。传统PC机的能耗大多在250W以上，而云终端能耗小于10W，平均约为5W，云终端＋服务器的方式比传统PC机节约能耗约95%，能够大幅减少电费成本，实验操作环境绿色环保。

（4）提升管理效率。桌面云可以通过“资源池”来组织管理CPU、内存、磁盘等资源，同一资源池中的VM可以共享该资源池中的资源。管理员可以根据最终用户的资源需求灵活配置资源池中的资源，从而大大减少闲置资源和提高资源利用率。

4 桌面云实施方案

4．1 多媒体性能测试

由于多媒体教学已是当今很普及的教学模式，因此桌面云的多媒体性能指标（特别是动画、视频、图片等性能指标）在测试中就显得尤其重要，这也是衡量桌面云技术可行性的关键指标之一［3］。通过对虚拟桌面的协议比较（见表1）来看，VDX协议的性能还是稳定、可靠的。尤其是视频多媒体播放的流畅度方面，完美支持1080P的高清视频在线和本地播放，达到了与传统PC一致的用户体验，所以最终选择了Thinputer OVD桌面云平台的方案［4］。

表1 主流虚拟桌面显示协议比较

4．2 瘦客户端桌面云模型组建

瘦客户端通过开源的终端操作系统连接到服务器获取桌面服务，多媒体计算机实验室中的每个用户得到的虚拟桌面服务是一样的（见图2）。服务器资源可以由机房管理员动态分配，在出现闲置瘦终端时，可以为其他瘦终端用户分配专用的虚拟桌面。对于公共多媒体计算机实验室（主要是公共语音计算机实验室和公共计算机实验室），主要功能应用就是播放音频、视频和PPT以及联网服务，应用需求较单一。瘦终端完全可以取代以前较低配置的计算机，特别是低配置的计算机报废后，可以尝试在全校范围内更换瘦终端。还可以将瘦客户端扩展到教师桌面漫游，学校为每个教师分配一个专属的虚拟桌面，实现教室之间的无缝漫游。

图2 Thinputer桌面云平台特征

OVS是终端Linux操作系统。相比传统的Windows操作系统和原生的Linux系统，OVS摒弃了不必要的系统组件，对终端性能要求非常低，CPU主频在500MHz、内存512MB的终端即可安装OVS到终端，从而可低成本实现桌面云平台改造。同时，由于终端操作系统为开源系统，无需支付Windows系统授权费用，可大幅节约部署成本。无论是在旧计算机上部署OVS终端操作系统，还是用云终端完全取代传统PC机，对于机房管理员而言，都可以提高终端管理效率，快速实现桌面的还原和更新，实现计算机集中式远程管理，真正实现终端零维护。

但是，桌面云初期建设成本是较高的。这是由于：（1）建立桌面云需要有服务器，瘦终端上的所有负载都加在服务器上，所有的虚拟机都在服务器上运行，因而对服务器的配置要求较高；（2）由于瘦终端的资源完全来自服务器，瘦终端访问外部设备（如外部打印机）时对网络带宽占用较多［5］，网络承担着瘦终端与服务器的连接和通信，因此，桌面云对于网络的依赖性也很高，网络布线的成本也比传统机房布线高。

桌面云有效地改变了传统PC整个生命周期的总体拥有成本（total cost of ownership，TCO）和能耗高的劣势。由于软成本的大大降低，且软件成本在TCO中比重非常大，所以总体TCO是不增反降，预计可以减少40%左右。

4．3 胖客户端模式桌面云模型组建

广西民族大学的实验课类型多种多样，其中一些专业实验软件并不适合在桌面云系统运行，如动漫设计、Photoshop、3ds MAX等，仍然需要沿用原来较高配置的计算机，即胖客户端。机房管理员对该类专业多媒体计算机实验室的分类管理是通过配置模板操作系统和应用程序模块，并将模块推送给胖客户端，胖客户端可以通过服务器网络镜像启动操作系统［6］。

由于多媒体计算机专业实验室为不同专业所用，硬件配置种类较多，胖客户端的模式能够较好地支持不同型号客户端的硬件。胖客户端能够快速从网络镜像中获取操作系统，大大节省了机房管理员对批量计算机系统修复和安装的时间。例如多媒体计算机专业实验室每学期都要承担校内专业设备共享及对校外提供社会服务的任务，例如新汉语水平考试（HSK）、ATA考试、思科网络工程师考试、国家职业资格考试和银行系统招聘考试等。对于这些不同的考试环境，机房管理员只需通过桌面云胖客户端模式将不同的模板保存在服务器上，将相应的考试模板推送给客户端使用即可，省去对多台计算机格式化硬盘、重做系统、还原系统的工作。机房管理员的工作只是维护若干刀片服务器，工作效率会得到明显提升。

5 结束语

利用桌面云改善高校多媒体计算机实验室管理工作是切实可行且高效的，涉及的各种构架技术已比较成熟，已得到很多高校的认可。桌面云技术最终将轻松应对多媒体计算机实验室维护和管理面临的挑战，实现绿色环保和低碳节能的长远规划目标。

（References）

［1］程雷，金艺．桌面云在计算机课程教学中的应用［J］．价值工程，2013（8）：193－195．

［2］丁鼎，何进．面向一体化桌面云架构的资源调度与管理策略［J］．计算机系统应用，2012，21（4）：31－35．

［3］雷育铭．桌面云技术在高校计算机实训室建设中的应用：以华为SingleCLOUD为例［J］．清远职业技术学院学报，2013（6）：5－8．

［4］华为技术有限公司．SingleCLOUD V100R002C01桌面云IT基础知识03［EB／OL］．［2014－07－25］．http：／／support．huawei．com／support／pages／kbcenter／view／product． do？actionFlag ＝searchManualTableOfContents＆web＿doc＿id＝SC0000733275＆doc＿type＝ProductManual．

［5］贾宝军，周巍，何进．桌面云系统中的带宽及网络需求研究［J］．互联网天地，2013（3）：16－19，23．

［6］崔益峰．桌面云在高职院校教学用计算机管理中的应用［J］．电脑与电信，2012（7）：66－68．

Research on management of multimedia computer laboratory based on desktop clouds

Qin Feng，Huang Shanbin，Qin Weiling，Liao Anping
（Laboratory Management Department，Guangxi University for Nationalities，Nanning 530006，China）

This paper analyzes the difficulty and causes of multimedia computer laboratory management．The desktop clouds technology is brought to improve the efficiency of multimedia computer laboratory management．Finally，according to the actual situation of Guangxi University for Nationalities（GXUN）．Thinputer OVD produced by Thin Puter is chosen to construct the experimental teaching environment．

desktop clouds；multimedia computer laboratory；construction of laboratory；management of laboratory

TP393．09

A

1002－4956（2015）3－0164－03

2014－08－05

广西高校人才小高地建设创新团队资助项目（桂教人〔2011〕47号）；广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目（GXTSZY008）；广西民族大学青年教改项目（2011XJGC18）

覃冯（1982—），男（壮族），广西宜州，硕士，工程师，主要研究方向为实验室建设与管理

E－mail：qinfengxiren＠126．com

廖安平（1964—），男，广西兴安，教授，党委组织部部长，主要研究方向为生物化工教学研究工作．

E－mail：gxanping＠sina．com