桌面云在高校公共机房管理中的应用分析

周志成

(吉林化工学院 信息中心，吉林 吉林 130022)



桌面云在高校公共机房管理中的应用分析

周志成

(吉林化工学院 信息中心，吉林 吉林 130022)

摘要：文章以吉林化工学院为例对高校公共机房现状进行了分析，指出传统机房管理技术存在的问题，并对桌面云进行了介绍.通过对桌面云与传统还原技术的对比，桌面云具有明显优势.随着教育信息化的深入发展，文章认为桌面云将取代传统的还原技术.

关键词：桌面云；机房管理；教育信息化

1高校公共机房现状

随着在校大学生人数的增加和计算机技术的普及，高校公共机房的现状可以概括为“四多一少”.“四多”为机器数量多、上课学生多、安装的软件多、开设的课程多，“一少”则指机房的管理人员少.以吉林化工学院为例，该校在校大学生数量在15000人左右的规模，公共机房机器数量超过700台，每学期机房开设课程在20门以上，安装的软件数量超过20种，而机房维护人员为3人.每学期机房利用率高达45%以上.一方面由于机器数量多、机房利用率高，导致机器故障率高，严重影响正常的教学秩序.另一方面，随着计算机技术的快速发展，计算机的软、硬件变化都很快，一些新版软件对计算机硬件要求很高，如不能对计算机硬件升级，就会严重影响教学质量[1].这些都是近年来高校公共机房面临的共同问题.解决问题的方法或者是对计算机硬件升级，或者是对机房改造重建.选择一个高效、经济、合理的方案，同时又能减少机房日常维护量，是各高校公共机房面临的共同课题.

2高校公共机房传统管理技术分析

2.1　高校公共机房传统管理技术

目前，大部分高校在机房机器管理中，使用的最广泛的仍然是基于软件或硬件的还原技术[2].基于硬件的还原技术主要是指硬盘保护卡或把保护芯片集成在主板上.安装了保护卡的计算机，在操作系统启动前，先启动保护卡的引导程序，进行对硬盘读写的操作，从而实现保护卡对计算机的完全控制，按照设定的需求分别保护[3].基于软件的还原技术分为两种，一种是建立在操作系统基础上的，这种还原技术主要应用在单台计算机的还原上；而另一种是在硬盘中建立一个特殊分区，计算机先从这个分区启动，从而实现对计算机的完全控制，从而对整个硬盘保护还原.总之，无论是基于硬件的还原技术还是基于有软件的还原技术，虽然它们在工作原理上区别很大，但在功能和效果上基本相似.

2.2　高校公共机房传统管理技术存在的问题

无论是基于软件还是基于硬件的还原技术，在使用过程中均存在以下问题：

1．在系统同传时传输速度慢.系统同传的速度是由计算机的性能、传输的数据量和传输介质共同决定，传输介质包括网线和交换机.本文以吉林化工学院的一个机房为例，该机房传输介质使用的是五类双绞线、百兆普通交换机，计算机为某品牌机器，传输的有效数据约15 G，传输时间需要3 h以上.

2．无法真正保证计算机的安全.在学生访问互联网资源时，容易被病毒入侵和攻击.病毒能够穿透计算机的还原系统，导致还原失效.目前还原技术无法有效防止的病毒攻击.如“机器狗”病毒专门攻击保护卡.

3．使用还原技术以后，系统开机启动速度会变慢.系统开机启动速度会变慢的原因在于开机之前还原技术要将硬盘的部分或全部分区恢复到先前未保护的内容.

4．在系统同传时，机器经常掉线.如果机器掉线则需要对这些机器进行重传，严重影响同传的效率.

5．此外，还原技术还有一个缺陷，传输次数越多传输速度越慢.

3桌面云

3.1　桌面云介绍

虚拟化技术是一个广义的术语，包括硬件虚拟化、软件虚拟化、服务虚拟化和桌面虚拟化等.桌面虚拟化是指将计算机的终端系统(也称作桌面)进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性.可以通过任何设备，在任何时间、任何地点通过网络访问属于个人的桌面系统.桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统(虚拟机或者虚拟桌面)，同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备.用户终端通过网络登陆到虚拟主机上，实现随时随地的访问自己的桌面系统，从而实现单机多用户.桌面虚拟化与IAAS(基础设施即服务)相结合，就演变成DAAS(桌面即服务).IAAS提供基础资源平台，桌面虚拟化和云平台的完美融合达到类似于SAAS一样的效果，这便是桌面云[4].

3.2　桌面云特点

公共机房部署桌面云具有以下几个特点：

1、部署灵活、使用方便.桌面云部署时统一部署，使用时按需申请、快速发放，可以随时随地访问个性化桌面[5].

2、降低耗电，节能减排.传统计算机的耗电功率一般在200 W以上，而使用虚拟化桌面的瘦客户端功率在25 W左右，仅为传统功耗的1/8.虽然服务器端的运行会造成一定程度的耗电量上升，但是与大量学生机的耗电量相比，数值可以忽略不计.当终端的数量越多，虚拟化的优势越突出，节能减排的效果也越好.由于高校公共机房机器数量多，尤其适合部署使用桌面云技术.

3、资源利用率高、数据存放安全.桌面云统一管理和调度后台的资源，能够将资源的利用率最大化；同时数据存放在后台数据中心，安全可靠[6].

4、维护便利、管理容易.瘦终端无须，桌面云的管理工作可在后台统一进行，管理便利.

5、总体运行成本降低.由于桌面云先进，使用寿命较长，而传统PC机一般使用寿命为3-4年.同时考虑到桌面云低能耗，从长远角度看桌面云的运行成本将会大大降低.

4桌面云在高校公共机房管理中的应用

4.1　桌面云与还原技术比较

高校机房管理广泛使用还原技术，通过表1对桌面云与还原技术进行对比.

表1　桌面云与还原技术对比表

通过对比，不难发现如果高校公共机房使用桌面云进行管理优势明显.

4.2　桌面云在高校公共机房中的应用

桌面云作为一项新兴的计算机应用技术，在高校公共机房中具有广泛的应用空间，它以独特的管理方式集中整合了服务器和客户端的资源，使得安装和部署都简单、合理.每个桌面镜像就是一个带有应用程序的操作系统[7].高校公共机房桌面云由服务集群、存储、核心交换、机房瘦终端等组成，其拓扑结构如图1所示.

图1　公共机房桌面云拓扑结构

桌面云的核心在服务器虚拟化，服务器虚拟化主要有四种显示协议，分别是RDP协议、ICA协议、PCoIP协议和SPICE协议.RDP是微软终端服务应用的协议，服务端基于Win2000/WinNT，终端服务使任何一台有权限的终端机，用已知的账号登录服务器.所有的计算都在服务器端进行，客户端只需要处理网络连接、接收数据、界面显示和设备数据输出.ICA协议是Citrix独自开发，该协议具有平台独立性，能够适应不同的客户端操作系统，包括UNIX、Macintosh、Java和MS-DOS.ICA协议稳定性更好，支持各种类型的客户端设备，同时支持音频、视频和多媒体带宽控制，在视频观看、Flash播放、3D设计等应用上，ICA协议用户体验很流畅.PCoIP协议为VMware推出，最大特点就是，将用户的会话以图像的方式进行压缩传输，对于用户的操作，只传输变化部分，保证在低带宽下也能高效的使用.该协议是一种高效率的数据交换协议，采用了数据压缩、加密和连接优化技术，用户在非常低的网络带宽下均能使用.SPICE协议为Redhat推出，以多层架构为基础，旨在满足目前桌面用户的丰富多媒体需求.设计的核心是实现对终端设备(CPU、RAM等)对主机虚拟服务器上可用系统资源的智能访问.作为访问的结果，协议会以动态方式判定是在客户端设备上还是在主机服务器上对桌面应用程序进行呈现，从而在任何网络条件下都能生成最佳用户体验.各大厂商还在加大各自协议的研发和优化，这也意味着，在不远的将来，用户将接触到体验度更好的虚拟桌面.

高校公共机房在应用桌面云时，首先，应当考虑桌面云对硬件设备和应用软件的支持程度，有些硬件设备与虚拟化软件并不兼容，同时有些应用软件在桌面云上无法运行，因此，在部署前应进行必要的软硬件测试.其次，需要考虑虚拟化能实现的功能.将学生经常使用到的学习方面资料和教学软件安装于虚拟化服务器中，当服务器端配置好后，就要考虑部署大量虚拟机.部署虚拟机时先创建模板，模板对于后期管理非常关键，创建时要尽量多样化，保证兼容各种教学应用软件.这样虚拟机的部署会变得相对简单.有一点需要注意，在机房虚拟机建设方面，不要盲目认为虚拟空间是无限的，可随时添加或更改，应整体规划、留有余量，保证后期扩容需要.在使用过程中，如虚拟机内存调的过大很容易造成虚拟机崩溃[8].

5结论

对于高校而言，利用虚拟化技术可以大大降低管理传统IT系统的复杂性，让高校达到更高的安全性、可管理性、更低的总体拥有成本和更好的用户体验[9].只有在使用中不断探索、总结，才能更好地掌握桌面云的相关技术.桌面云技术能够解决高校公共机房目前的困境，因此采用桌面云代替传统PC技术已得到了高校的广泛认可.桌面云将颠覆高校机房建设和管理的传统观念.

参考文献：

[1]吴昌雨，王善勤，李云松. 基于自主学习模式的计算机类专业整合探索与实践[J].吉林化工学院学报，2015，32(3)：17-21.

[2]李鑫.软件工程课程的教学改革研究[J].吉林化工学院学报，2012，29(10)：103-105.

[3]高飞.虚拟化桌面技术在高校机房管理中的应用[J].中国现代教育装备,2013(23):15-17.

[4]朱凯中.计算机虚拟化桌面与双网设计的技术应用[J].信息技术,2013,8(4):77-80.

[5]方国红.桌面云在高校机房建设中的应用[J].信息与电脑,2014,12(6):88-90.

[6]张楠.通过桌面云提升高校IT应用和管理水平[J].实验技术与管理,2014,9(31):126-128.

[7]董向军,张恩刚,张沛.桌面虚拟化技术研究[J].中国信息界,2010(4):50-52.

[8]常伟鹏.浅谈桌面虚拟化技术在高校信息化建设中的应用[J].中国信息界,2012(6):36-37.

[9]沈尧林.桌面虚拟化技术在高校中的应用[J].时代教育,2010(8):107.

Application Analysis of Desktop as a Service in the Management

of Public Computer Room in Colleges and Universities

ZHOU Zhi-cheng

(Information Center,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin City 132022,China)

Abstract:In this paper,the present situation of university public computer room is analyzed through Jilin Institute of Chemical Technology,and the problem of traditional computer room management technology is pointed out,and the desktop cloud is introduced.Through comparison with the traditional management techniques,which the desktop cloud has obvious advantages.With the development of education informationization,desktop cloud will replace the traditional reduction technology in the future.

Key words:desktop cloud；computer lab management；education informationization

中图分类号：TP 391

文献标志码：A DOI：10.16039/j.cnki.cn22-1249.2015.11.017