基于教育云的学校计算机室规划

季娜

摘要：计算机实验室是一种特殊的局域网，是重要的云端部分，能够实现Internet的各种基本功能。其不仅承担各种计算机课程的教学实验，学生自主学习、自由上机实践等任务，还作为各种无纸化考试的重要场所等，因此，计算机实验室的科学管理、自动化管理就显得尤为重要。本文从构建终端地址池、云部署服务平台，建立系统软件云、硬盘模板库几个方面进行阐述，以期为增强计算机实验室的管理提供参考。

关键词：计算机实验室;安全;管理

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）04-0111-02

● 计算机实验室管理面临的问题

计算机实验室管理工作量大，涉及硬件管理、软件管理、上机管理等，往往面临很多问题：①实验室电脑数量多，统一部署软件环境非常困难;②每台电脑上的软件环境必须能够支持各种不同的应用需要;③每台电脑的使用者不固定，软件容易被破坏;④大量软件安装在一套系统中，导致软件冲突;⑤学生上课时找软件不方便，浪费了教学的时间;⑥做系统时需要尽量收集所有需要用到的软件，否则后期再装非常麻烦。

计算机实验室管理工作不仅要有较强的责任心，更需要采用先进的技术管理手段和管理理念，探索和建设以云桌面为核心技术的新一代实验室管理系统是实验室管理的发展趋势。

● 云桌面

云桌面系统是通过云存储和虚拟化技术为终端电脑提供统一桌面应用环境的灵活解决方案。云桌面系统为所有的终端用户统一定制桌面环境，保存在服务端，IT管理人员可以根据不同的需要订制多个针对不同应用的云桌面，并通过分配云桌面来决定终端用户可以看到和选择的云桌面，使终端用户专注于自己的应用。

1.构建终端地址池，实现集中统一管理

当前，学校计算机终端数量多，型号也比较复杂，校园网的建成为实验室的集中统一管理提供了很好的网络管理平台。桌面系统必须是专为计算机实验室集中管理而量身定制的一套管理系统，除了可以自动收集终端网卡MAC地址，并为其分配相应的IP地址、计算机名称外，还可根据终端所属计算机实验室物理分布情况和用途划分为多个分组。由此，将实验室传统的分散管理模式变为基于校园网的计算机实验室门户管理平台。

2.建立系统软件云，提高机房响应能力

计算机实验室作为云端，不仅需要好的硬件基础，更需要提供安全可靠的系统环境，才可使师生享受校园云中的各项资源。随着课程改革的深入和教学手段的更新，学校计算机公共实验室的使用率不断提高，同时教学计划的不断变动，需要经常搭建各种各样的教学环境以满足教学需要，这给实验室管理带来了极大的挑战。唯有建立起强大的系统及软件服务云，并将对系统及软件云的管理和维护从实验室本身迁移出来，才能从根本上提升管理和应用水平。

系统及软件服务云应包括操作系统、应用软件及数据存储分区等，可以定义为云中基础资源。系统将各实验室所需要的系统及软件环境上传到服务器以镜像方式存储在服务器中，作为可向终端提供的基础服务资源。管理者可随时添加镜像或者对镜像更新、删除等，来不断壮大和优化系统及软件云，以灵活应对和满足教学实验要求。作為计算机实验室，系统及软件服务云中的资源属于公共基础资源，这个云中的资源仅对实验室管理者直接开放，由实验室管理者根据教学试验和上机需要决定是否提供给终端，并进行管理和维护。

3.建立硬盘模板库，提高机房管控能力

系统将计算机软件系统抽象为磁盘、镜像、策略三个层面，通过对这三个层面的组合和设置来搭建硬盘模板（也可称之为磁盘镜像），并以此模板来向终端使用者提供服务，最大化提升终端设备利用率和可管理性。

①模板集中化管理：云桌面系统采用虚拟技术，在服务器上为各终端或各组创建对应的虚拟磁盘作为终端硬盘模板，由服务器对所有的模板进行集中管理。日常仅需远程对模板进行管理维护即可。②模板积木式搭建：系统采用镜像和磁盘关联管理，积木式搭建的模式，对实验室管理以及提供良好的终端系统软件环境带来了极大的方便。根据教学需要从镜像库中任意添加一个或多个系统镜像到磁盘中，即使需要临时搭建教学环境或者考试系统，也不会影响其他系统，更无须重新安装系统和重新规划硬盘。③模板策略化管理：对磁盘或其中的系统镜像根据管理和使用的需要，可设定相应的使用管理策略，强化对终端的管控。

4.构建云部署服务平台，实现智能化管理

客户端通过网络启动便可自动选择对应的硬盘模板（磁盘镜像）进入系统并使用。磁盘镜像通过网络而不是本地硬盘装载，单个磁盘镜像在网络中可被多个客户端共享访问，这不是传统意义上的虚拟化——不存在虚拟化平台，客户端首次在裸机上全速运行，系统采用边使用边部署的方式会自动将该模板交付到本地硬盘。

①按需部署：即终端需要什么就交付什么，并将交付的数据缓存到本地硬盘。缺点是所有的启动和应用都必须依赖网络和服务器，这样势必会导致终端启动和使用效率低下，甚至终端无法运行的情况发生，而计算机实验教学经常是多人同时启动电脑，同时使用大型软件，并承担着各种无纸化考试等。这对计算机实验室而言，存在很大的安全隐患，一旦出现意外，则会酿成严重的教学事故，这是实验室管理者不允许发生和不能承受的。②完全部署：即保证终端在正常使用中，在遵循按需优先交付的原则下，后台主动将模板中的所有数据完全交付到本地，且对系统提供本地保护还原功能。这种交付方式很好地保障了大批量终端同时使用时的启动和运行效率，杜绝了网络故障引起的终端无法启动和使用的安全隐患。

按需交付和完全交付两种方式，都无需实验室停机停课进行部署维护，且可根据教学的实际需要自由选择和任意切换。即使选择了完全部署，也不是非得一次性部署完毕。只要客户端开机即可自动增量部署。这样不仅提高了机房的使用效率，而且提高了机房管理维护工作的灵活性和机动性。

③先进的P2P网络传输技术：客户端不仅能从服务器上下载所需数据，还能从网络中的其他客户机上获取所需的数据。在技术上采用集中式处理与分布式处理相结合的方式，充分利用了网络带宽和客户机的资源，部署的速度快，稳定性好，不因个别机器故障影响整体的部署。同时，针对终端数量巨大，且可能同时需要部署的情况，系统允许管理者自行决定增加代理服务器集群的模式以实现负载均衡。

尽管基于云计算的实验室管理系统还处在不断发展和完善中，但只要充分考虑到系统冗余和技术服务能力，在不影响实验室的正常管理和开放的原则下，可以大胆尝试和创新，从而更好地为师生提供灵活方便、快速优质的服务，满足计算机实验教学的需要。