桌面云建设思路

桌面云建设思路（精选七篇）

桌面云建设思路 篇1

随着信息化技术的快速发展,基于云服务平台的“云教室、PAD、手机、互联网电视、PC”等多终端融合教学环境的构建已迫在眉睫。

桌面云可以将所有终端设备配置、管理工作集中在数据中心进行,管理员可以在数据中心对所有终端设备及其应用进行统一配置,这样不但可以简化维护工作量并保证数据安全,还可以提高教育质量,改善学习者的学习体验,提升教师的教学方式,实现学、测、考、控一体化,促进优质教育资源共享,促进现代科技与教育的深度融合。

2 桌面云的概念

云计算(Cloud Computing),是一种互联网上的资源利用新方式,可为大众用户依托互联网上异构、自治的服务进行按需即取的计算。云计算的资源不但是动态易扩展,而且是虚拟化的,通过互联网统一提供。

桌面云是云计算的一种应用形态。桌面云,即桌面虚拟化,是一种以服务器为中心的计算模式。它将客户端的桌面操作系统/应用/数据转移到数据中心进行保存和运行,客户端仅保留基本的通信和图像处理能力。

3 解决方案

3.1 桌面云计算体系架构整体解决方案

桌面云计算体系架构解决方案如图1所示。

通过桌面云计算体系架构解决方案,数据中心可以对客户端的桌面操作系统、应用和数据进行统一管理,不但简化了维护工作量,也降低了安全风险,保证了数据安全。而客户在使用虚拟桌面时,客户体验也非常良好。针对多终端融合教学环境构建的宗旨,需要设计两个管理平台,分别是云服务器管理平台和云终端管理平台。除此之外,还需要设计相应的网络结构来维护网络安全。

3.2 云服务器管理平台

云服务器管理平台需要有几大模块:用户权限管理,镜像管理,计算机管理,学生机管理和监控及日志管理。

1)用户权限管理:提供用户名、密码给管理员,使用云服务器管理系统。在保证系统安全的前提下,充分发挥管理系统的优势。

2)镜像管理:镜像管理是指管理员对学生机镜像的管理,支持学生机镜像的导入、导出、启动、停止、挂起、删除功能。启动学生机后,管理人员可以安装与学校课程相关的教学软件、课程资料等,通过此镜像创建学生机,达到一键轻松部署所有机器的目的。导入和导出是为了管理人员更简便的操作和备份相关的重要镜像。

3)计算机管理:支持学生机的创建、删除、启动、关闭、重构等;支持学生机的各种状态的过滤。重构简化了管理人员的操作,特别是在安装新软件、操作系统等情况下。并且,系统为每位学生分配相关的数据存储区,供其保存相关资料。

4)学生机管理:一分钟内可以创建多台学生机,学生机里面的内容与镜像中安装的软件、资料一样。安装新的软件、操作系统等都可以通过重构,实现所有学生机的升级。

5)监控和日志管理:服务器的CPU、内存、磁盘等实时信息监控;提供清除数据功能,可以一键清理系统垃圾信息,也可以手动清理文件数据。

3.3 云终端系统

云终端系统人机界面友好,操作简单,上课时只要打开主机电源就可以立即投入使用。另外,管理方便,安全可靠,没有软驱、光驱和硬盘设备,从根本上防止了病毒从内部对系统的侵害。

3.4 网络结构

针对教室的网络结构,主要是实现内外网隔离,防止病毒的感染与传播,避免了整个校园网络发出网络攻击对内部网络造成的影响,保证局域网内部网络的畅通。其次,为所有云终端及要与云终端通讯的网络设备创建单独的IP网络段,隔离广播。此外,服务器使用千兆网卡,提高云终端与服务器之间的数据交换速度。云终端网络拓扑图如图2所示。

4 结论

限于篇幅,本文仅从多终端教学环境下桌面云建设思路进行了简单分析,但实际搭建桌面云还有很多技术细节需要进一步探讨。但总体上,这个专为教育行业的基础IT系统设计的基于云计算架构的终端系统平台,将桌面操作系统、应用和数据向数据中心迁移,并通过网络为用户交付虚拟桌面和应用的云服务,不但可以高效安全的管理终端,而且可以有效地降低学校IT系统的TCO和能耗。

摘要：为了构建一个多终端融合教学环境,该文针对桌面云建设的系统架构关键要点进行研究和分析,设计两个管理平台:云服务器管理平台和云终端管理平台,并设计了相应网络结构,可以有效简化维护工作量和保证数据安全,提高教育质量,促进现代科技与教育深度融合。

机房桌面云建设与应用 篇2

近年来,我国高校逐步向着教育信息化的方向大踏步迈进,并且在短短十年间取得了瞩目的成就,无论是主管部门还是高校本身,都十分重视信息手段在教育中的应用。信息化建设的投资之巨、范围之广、速度之快全社会都有目共睹,而且每年都有新内容。但是建设过程中也存在一些不太乐观的问题。

计算机网络已在当恰的高校教育系统中广泛应用,但是在普及的过程中也出现了以PC作为客户段设备的客户机/服务器(Client/Server,简称C/S)网络的许多问题:必须投入较高的成本来更新和维护计算机硬件设备;大多数信息管理员的技能水平落后,无法灵活应对复杂的网络问题;网络本身存在一定的安全风险等等,很多已建网的高校难以真正落实教育信息化的日常管理要求,而未建网的高校则徘徊不定,使C/S网络对中国教育信息化发展形成了严重障碍。

针对这一实际情况,本文根据网络机房建设要求,将具有国际标准、高可用性、高安全的云终端系统装入网路机房系统,在保证机房系统使用功能的前提下,重点对终端桌面系统进行净化、优化,以改进教育信息化建设中的用PC作为客户端,提高网络机房的功能,改善其运行环境。

1传统PC机房应用现状

1.1传统PC机房在应用中存在两个问题和困惑

在传统PC机房方案下,经常会遇到以下两个问题和困惑:

(1)在机房设备配置有限的情况下,如何保证学生的正常上机、电脑的正常运行,是解决问题的关键。

(2)为终端安装还原卡虽然可以实现PC机的重启还原,但依然还保留着相当程度的人工干预,存在诸多的问题及瓶颈。

1.2应用现状

而在学校传统PC机房的运维过程中,学生上机或实验难免因误操作对软件系统造成损坏。就软件安装来说,受各专业特殊应用的限制,管理维护起来也变的异常复杂。另外,学校机房一直是木马病毒的高发区,许多病毒难以清除,像机器狗这种病毒,还原卡根本无能为力。

总之,终端的安全性差、管理复杂、应用效率较差,现代社会网络信息化背景下,桌面云建设已经成为当今教育信息化建设的主流。

2桌面云系统的应用优势

(1)系统更安全,更稳定。系统采用权限控制保护,管理员统一控制用户权限,利用服务器完善的备份和容错机制,可确保系统和数据的快速恢复,并且不易感染病毒。

(2)支持远程管理、集中管理。虚拟化管理平台可以实现VDI桌面、Xen App、VPS(服务器虚拟化)的业务统一管理,提高了虚拟化平台的易用性和可维护性。提供了黑匣子、一键式桌面体验优化工具、自动数据迁移工具,提供全中文管理界面,特别适合于IT运维人员较少,运维压力较大的场景使用。

(3)一键开机,操作简单。一键即开、开机即用,用户不需学习复杂的系统设置。可随时关机、断电,系统不受任何影响。

(4)免维护,不怕高温、灰尘,能胜任恶劣使用环境。

(5)总体拥有成本(TCO)比C/S网络节省80%,而且每台SUNDE云终端的功耗只是PC的5%,耗电极低。

3桌面云系统技术方案

3.1桌面云系统主体架构

桌面云基本架构如图1所示。其中,“教学计算机”是指每间多媒体教室里的教师使用的计算机。根据情况可以更换为瘦客户机,也可以利用原计算机;红色圈里是桌面云服务器集群,根据设计可能是单一服务器,也可能是几台服务器加NAS存储组成的集群。服务器安装在校数据中心里,由统一的系统管理员进行管理;在桌面部署时,可以和教学计算机绑定发布,即该计算机桌面是公共桌面,和以前教学计算机使用模式一样;也可以部署给教师,老师在任何一间教室里,都可以打开自己的教学桌面,进行教学。

3.2桌面云基本配置

以100台教学计算机为例。

每个桌面分配1个v CPU、1GB内存和5GB数据空间,可安装XP或Win7桌面;

1台服务器配置为:12核CPU(2路6核)、128GB内存和3X300GB SAS硬盘;

服务器千兆交换,百兆到桌面。

3.3云桌面工作流程

用户通过各种终端通过桌面显示协议访问云桌面接入地址或门户,该访问地址或接入门户一般前置负载均衡设备。由用户管理服务器,通过用户管理系统,通常是微软的AD(活动目录)验证用户身份,认证通过后请求被定向到随机或定制的云桌面。用户登录云桌面后,如同登录本地桌面一样访问业务系统进行操作。

3.4注意事项

桌面云采用服务器托管虚拟桌面的技术架构,完全的服务器计算模式,配合前端的工业化设计的瘦客户机,因此在应用过程中须注意把握以下几个要点:

(1)虚拟桌面架构在后台统一管理,快速交付各种教学应用桌面,XP、Win7以及Linux桌面,以及各种应用软件,无需现场逐一安装;

(2)如果配置给每个教师一个个人工作桌面,则教师可以永久使用该桌面,并保留自己的教学课件,在任何一间多媒体教室里的教学计算机上都可以打开自己的工作桌面,快速进入教学活动;

(3)瘦客户机的简洁快速特性,使得教学计算机更加耐用、启动快速、不被病毒所侵扰,简化了管理工作量,延长了设备更新寿命;

(4)瘦客户机提供了绿色环保的计算环境(无硬盘和风扇),更加节能(每台功耗20瓦左右),符合IT发展的趋势。

4云桌面应用效益分析

(1)更灵活的访问和使用,用户可以通过任何一种满足接入要求的终端设备,就可以访问我们的主计算机桌面。

(2)种IT架构的简化带来的直接好处就是终端设备的采购成本大量降低。

(3)集中管理、统一配置,所有桌面的管理和配置都在数据中心进行,保证用户不会带走、传播机密信息。

(4)降低耗电、节能减排,传统PC一般在200W以上,而瘦客户端在25W左右,耗电量接近十分之一,而服务器的计算压力会带来一定程度的耗电量的上升,但是与客户端的大数量相比,可以忽略。所以一年的电费也会降低90%左右。而耗电的减少,也意味这碳排放的减少,适应了低碳时代的要求。

5实证研究

某高校中设有4个网络机房,每个机房配备一套多媒体教学系统,每套系统配装1台教师总机和100台学生PC机。近两年来,该学院积极相应教育信息化的总体要求,积极申请教改资金,对学院原有的4个以传统PC机为主的网络机房改造成以桌面云为主的现代化网络教学系统。与传统PC机教学系统相比,桌面云系统不仅采购成本低,而且耗电量比PC机降低90%,运行半年以来未出现系统故障,充分满足了教育信息化的基本要求,具体的应用情况相见表1。

6结论

通过本文的论述以及实证研究可以看出,云桌面的实施可显著提高数据安全管理水平、降低软硬件管理和维护成本、降低终端能源消耗,无疑是对传统PC多媒体教学系统的深化改革,对于实现教育信息化有积极的推进作用。

桌面云的建设极大方便了校园众多师生的教育教学活动,随着桌面云的持续在实际教学活动中的深入应用,桌面云的便利性会得到越来越多的认可。通过部署华为桌面云系统,优质的教学资源的共享非常方便,并且共享权限受控,既防止了原有共享方式给核心知识资产带来外泄的风险,又实现了充分的共享。桌面云解决方案可通过多种移动终端接入,促进了移动教学的实现。桌面云上线之后,学生可以通过Pad平板电脑,智能手机等智能终端设备随时、随地地接入桌面云系统,充分利用“碎片时间”,极大地提高了学习效率和教学质量。统一部署、管理桌面及教学软件,教学IT资源集中构建、管理,按需交付,大大提升了资源的利用率,节省了资金投入,简化了IT管理,相对于传统的PC办公系统,桌面云的运维效率提升10倍以上。因此桌面云将在未来教育系统中得到普及应用,并且将大大提升教育教学效率。高校应该在各自的教育系统中有意识地引入桌面云系统。

摘要：如今云计算作为一个热门话题已经越来越多的被业界提起,小到私有云大到公共云,无时无刻不在影响着我们的生活。未来教育信息化的发展必定是教育与云计算的相结合。虚拟化将是构筑这一时代的基石,并将扮演着重要的核心角色。目前,云计算与教育相结合得最成功的是校园机房桌面云方案的应用。利用桌面云可有效把数据中心和物理终端相隔离,部署安全可靠的虚拟桌面为校园数据保驾护航,使学校迈向云时代。

关键词：云桌面,机房建设,云建设

参考文献

[1]吴昌雨,王善勤,李云松,刘青,邹军国.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(03).

[2]方国红.桌面云在高校机房建设中的应用[J].信息与电脑(理论版),2014(12).

桌面云在高校机房建设中的应用 篇3

我国高校学校机房基本上以pc组建局域网的模式, 它承担着很多计算机实验任务, 但是在计算机应用过程中存在很多问题, 主要有以下几方面:

1计算机应用环境复杂

近年来我国高校计算机信息化教学越来越丰富, 很多学科都开设上机教学、上机实验、多媒体教学、远程教学、在线考试等, 这些上机环境非常复杂, 基于PC方案设计和管理都非常复杂, 所以总体来说高校计算机应用环境非常复杂。

2不利于统一管理

我国信息产业快速发展, 各种应用软件对计算机的硬件系统提出的要求越来越高。近几年我国高校不断扩招, 学校机房的规模及计算机硬件配置都在不断完善。以某高校为例来说, 学校机房在五年内已经进行了两次大规模系统升级, 不断满足在校学生专业课和公共课的学习需求、考试需求, 新建机房也列入规划中。教学环境的提高及教学硬件设施的完善, 学校机房根本无法实现一步到位, 这导致每批次采购的计算机品牌、硬件配置及操作系统都不一样, 这给实验室的统一管理带来很多困难。

3系统运行维护效率较低

高校学校机房需要专业工作人员进行现场维护, 而实验室计算机数量很多, 现场维护需要大量时间, 而且效率低下。无论采用硬件还原还是软件还原, 在使用网络同传进行系统恢复, 或者拷贝量增加的时候, 都需要进行大量数据信息传输, 然而受到网络速度、稳定性等因素影响, 数据传输经常出现中断现象。

4安全性较低

高校学校机房使用人数较低、使用频率高, 学生上机需要使用各类存储设备, 但是实验室计算机的杀毒软件很难像个人计算机一样及时更新, 无法在第一时间抵御新型病毒。此外, 学校机房使用的还原卡由于卡槽氧化, 经常导致保护失效, 一旦出现病毒感染, 轻则危及一两台计算机, 重则可以在整个局域网内传播病毒, 危及整个机房的计算机数据安全。

桌面云技术

1云计算概述

所谓的云计算在基维百科给出的定义是:一种基于互联网技术的新型计算方式, 通过使用这种计算方式, 计算机共享的软件资源和数据信息可以按照使用者的需求提供给计算机或者其他媒体设备。

云计算的主要特点:1.云计算是给予虚拟技术实现快速资源部署或者获得其他服务2;根据用户对资源的需求实现动态可伸缩扩展;3.通过网络对海量信息进行处理;4.便于用户亲自参与;5.减少用户终端的处理负担;6.降低技术难度, 解除用户对IT专业知识的依赖。

云计算是当前世界范围内广泛使用的一种新型计算模式, 是最新一代的网络计算平台核心技术。谷歌、微软、亚马逊、IBM等世界级IT巨头都在以前所未有的速度开发云计算相关科技产品。换言之, 云计算十八存储资源、网络服务器等设集中在一个平台上, 根据用户的需求对资源进行灵活的配置, 最终通过网络交付给客户。

2网络虚拟技术

网络虚拟化的目的是在一个物理网络上实现支持多个逻辑网络, 通过相应的虚拟技术保留原网络设计的基本结构、数据通道及其所提供的服务, 让最终用户可以体验到独享物理网络。网络虚拟技术可以借助物理服务器来虚拟出多个计算机设备, 这些虚拟的设备可以共用一个物理服务器硬件资源, 提高硬件的效用效率。此外, 虚拟网络技术还可以提供超大规模的组网, 对空间、能源、设备容量实现高效利用, 提高整个网络资源的使用性能和工作效率。

3桌面云技术

桌面云技术发展的基础是云计算和虚拟化技术, 是新一代云软件环境管理解决方案。计算机使用桌面云技术, 可以通过“瘦客户端” (瘦客户端指的是在客户端-服务器网络体系中的一个基本无需应用程序的计算机终端) 或者其他任何可以与网络间接的设备实现跨平台访问应用程序或客户的整个桌面。

桌面云的应用模式

1云计算的应用现状

云计算在社会的各个行业应用中, 其大规模的数据分析处理、海量数据存储、资源动态分布、信息共享、虚拟化等功能普遍受到用户的重视。大数据时代的到来, 使得云计算快速发展, 逐渐成为IT市场发展的主流。据相关调查显示, 截止到2012年初, 在已经部署过云计算系统, 或者使用云计算的用户中, 超过90%是企业, 4%左右是政府, 2%是营利性组织, 仅有1%是学校及培训机构。其中, 虚拟化技术是最主要的云计算应用, 大规模数据处理分析、海量数据存储是一些行业用户最希望通过云计算不断完善的功能。

2学校机房应用云计算的优势

高校学校机房引入云计算技术, 无论从教学、实验室的建设和管理来说都具有很大的优势, 主要体现在以下几方面:

(1) 安全有效。容灾技术与数据备份可以保证云存储中的数据不会丢失, 即使服务器终端出现故障也不会影响正常教学, 数据加密技术更加可以保证存储在云空间的数据不会被未授权用户访问窃取, 可以有效保障学校教学资源。此外, 云计算还可以有效降低服务器出现故障的频率, 例如在教学活动中, 使用者可以不用移动设备拷贝文件, 只需要通过一个账号登陆云计算终端就可以进行文件的存储, 这样可以有效减少病毒传播, 为实验室营造一个安全的环境。

(2) 工作量减少。高校机房的使用频率非常高, 机房管理人员不仅需要掌握所有计算机的基本情况, 还要保证系统软件正常运作。但是, 如果机房充分使用云计算对机房进行全面管理可以减少工作人员的工作压力, 同时减少机房设备出现故障。云计算可以中心可以对整个机房系统进行设备维护, 而这些不需要管理员亲自操作, 只要在云端就可以完成软件升级。即使软件出现故障, 云端也可以即使处理, 节省机房的系统维护工作。

(3) 稳定性较高。一般来说, 网络服务器的服务能力和处理数据的能力是有限的, 而且会受到很多因素影响。例如用户访问量过多的时候网络过于拥挤, 此时服务器就会拒绝用户的访问需求。例如有些计算机学科的考试, 往往需要学生上机亲自操作来完成某些实验题目, 此时, 一批学生考试会同时进行选题操作, 系统经常出现死机现象, 这样严重影响考试时间和学生的考试情绪。但是云计算的功能非常强大, 可以有效对系统资源进行合理配置, 这样一来, 机房基本上不会在出现服务被拒绝。

(4) 降低机房建设成本。计算机产品更新换代的周期非常短, 为了保证日常教学使用, 学校机房需要定期对软件进行更新、淘汰或升级, 但是云计算对于接入端计算机的配置要求并不高, 不需要对计算机进行必要的设置, 不需要追求高性能的硬件配置, 这对于高校来说节省了大量建设成本。

3桌面云的应用价值

通过上文的分析高校计算机房如果使用桌面云系统, 可以全面实现电脑、网络、系统、维护工作交由后台进行统一管理, 全面提高机房工作人员的工作负荷。设计一个相对完善的桌面云部署方案, 不仅可以满足不同学科的教学需求, 同时可以实现资源集中构建与管理维护, 提高学生和教师的使用质量, 提高工作和学习的效率, 防止受到软件或者系统频繁出现故障带来的影响。高校机房如果可以全面实现桌面云的使用, 除了满足使用者和管理者的需求, 还可以节约机房建设维护成本, 降低能源消耗。此外, 桌面云具备较好的综合定位分析能力, 可以帮助机房管理者解决复杂的工作问题, 对于传统机房来说, 桌面云可以成倍提高学校机房的工作效率。

桌面云设计方案

从设计上来说, 学校机房使用桌面云主要依赖虚拟化基础, 通过对机房配置虚拟服务器和相应的虚拟存储设备来实现计算机桌面的虚拟化, 最终可以实现实验环境、上机用户管理、应用程序访问的统一, 有效提高机房设备的使用效率、计算机使用寿命, 有效降低机房管理工作任务。此外, 应用桌面云可以让机房环境的配置更急灵活, 提高上机环境的安全性。

由于桌面云相对来说是一项新技术, 在高校学校机房应用也存在两方面的困难:

第一, 学校机房要面对很多人, 每一个人都希望独占计算机系统, 长期保存自己需要的文件。针对这一问题, 机房可以利用虚拟化技术, 统一镜像的批量创建, 在整个机房内形成一个虚拟资源池。每一个使用者都可以用自己的账号登陆系统, 实现资源的自动分配, 让每一个人都享有一个存储空间。当学生登陆系统的时候, 系统自动映射网络驱动, 如此一来, 每一个人都可以在机房长期保存自己需要的数据信息。

第二, 学校机房作为公共场所, 难以对网络控制、移动设备、软件安装等进行统一管理, 如果管理不当则有可能增加管理员的工作量, 增加计算机网络的风险。针对此问题, 可以采用1:1的分配方式对域账号、瘦终端和虚拟机分别进行绑定, 此时虚拟机就可以实现相对集中的管理, 用户没有管理员权限, 所以无法对计算机展开使用, 大大降低了桌面云的使用风险。 (见图2)

结论

桌面云建设思路 篇4

关键词：云桌面,虚拟化,节能减排

1 概述

在信息技术高速发展的今天, 高校信息化也在不断完善。高校的许多教学任务都日益依赖信息化技术, 而随着计算机多媒体技术的发展使机房的计算机配置3-5年已经不能跟上新技术的发展, 这给高校计算机教室的建设带来了极大的挑战。以西亚斯国际学院为例, 各类计算机教室有32个, 每个教室有50-70台个人计算机组成, 使用的学生超过25000人。故机器数量大, 使用频率高, 教学软件安装频繁, 学生操作技能高低不一。使管理员很难对其进行统一管理, 维护工作量也大。随着桌面虚拟化技术的发展和应用, 不但在业务连续性、安全性、节能环保等方面得到巨大的价值提升, 也能够与现有的管理技术和手段进行很好的融合, 极大提升工作效率。这为高校计算机教室建设和管理提供了新思路。

2 背景

2.1 高校计算机教室在使用和管理方面存在的主要问题。

2.1.1系统和应用日常维护量大。因学校机房的PC数量比较大, 当遇到更新应用程序或教学软件、操作系统升级打补丁等工作和病毒发作时都需要管理员花费大量的时间和精力重建教学环境, 降低了网络管理人员的维护和管理效率, 并时常影响正常教学。2.1.2教学的连续性和控制性比较差。为减轻一定的维护量而普遍使用“还原卡”的方式, 以防止学生随意安装软件破坏管理员部署的教学环境, 就导致了教师的课件和学生作业不能存盘, 上节课未完成的实验也不能留到下节课继续完成, 也会产生广播桌面不能完全控制到位等问题。2.1.3从教学的先进性角度来看。由于高校专业和教材不同、软件种类多、数量大、成本高, 造成采购周期较长, 导致所使用的教学软件, 可能比社会、市场的主流软件至少落后1-2年以上。且有些软件的部署复杂程度较高, 或对于硬件和网络环境存在特别要求, 使其无法在学校快速部署使用。所以如何加快新技术、主流软件的上线应用和快速部署也是高校比较关注的问题。2.1.4 IT资产管理不完善。分布在各教室的PC机配置统计和保护好硬件的安全相对麻烦, 较易造成登记不清, 或登记和实际配置不相符等情况。2.1.5资金投入和管理维护成本高。高校因种种原因, 对计算机教室的建设资金投入有限, 再加上IT技术的快速发展, 一般3-5年就需要淘汰更新一批性能落后的机器。而这种反复采购、淘汰、再采购、再淘汰的方式实际上是一种严重的资源浪费。另外台式计算机在能耗方面比比较高, 与低碳环保的理念相违背。所以如何在保障教学环境的前提下, 降低校园计算机的资金投入和管理维护成本也是高校一直关注的问题。目前高校普遍面临以上问题, 急需一种新的IT技术解决以上问题, 达到集中管理、高效运维、安全可靠、节能环保的目的, 从而提高效率、节约成本。

2.2 云计算和云桌面技术。

云计算是近几年信息技术的热点和发展趋势。对云计算的定义有多种说法。对于到底什么是云计算, 至少可以找到100种解释[1]。现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院定义:云计算是一种按使用量付费的模式, 这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池 (资源包括网络, 服务器, 存储, 应用软件, 服务) , 这些资源能够被快速提供, 只需投入很少的管理工作, 或与服务供应商进行很少的交互[2]。云计算的应用为降低成本、提升生产效率和业务系统快速部署带来了不可估量的价值。云桌面是云计算时代的典型应用, 基于分布式云计算存储技术, 集成互联网精华应用, 依托高度加密算法, 为互联网各个层次用户提供最简便、最丰富、最安全、最贴心的服务。其核心技术是桌面虚拟化, 是一个新的解决方案和基础架构理念, 其原理是在服务器侧为每个用户准备专用的虚拟机并在其中部署用户所需的操作系统和各种应用, 然后通过桌面显示协议将完整的虚拟机桌面交付给远程的用户使用。这样可以将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理, 同时用户能够获得完整PC的使用。其价值体现在信息安全、维护方便、节能、快速部署、设备更换频率低、在外办公便捷等方面。

3 目标和意义

高校计算机教室通过桌面虚拟化技术, 管理人员可以获得在中心机房集中管理桌面应用、对桌面应用实现统一配置与管理的能力。同时, 因为桌面集中管理、虚拟化和随需交付, 可以说基本解决对传统PC的管理、维护和安全难题, 维护工作大大降低。这样, 管理员可以不必花大量的时间从事繁锁的客户端配置、版本升级、系统修复等操作。同时也为用户提供充分灵活的操作空间, 降低成本。

总体来讲, 在高校计算机教室应用云桌面技术, 能实现以下目标和意义:

3.1 提供集中、统一的管理平台。

能够对教学课件, 教师桌面, 教学终端进行高效的统一管理, 同时提供教学终端的资产管理, 让管理员足不出户就能解决所有运维管理问题以及快速交付不同的教学环境。提高软件部署效率, 降低网管人员工作强度, 提高工作效率。

3.2 提高教学连续性, 提高学习效率。

通过服务器发布的用户桌面具备超过“还原卡”功能的“还原”能力, 同时能够使学生和教师保留自己的学习和教学环境, 以备以后的课程使用和学习、教学回顾。

3.3 丰富、完整的用户体验。

不但提供普通的教学环境、办公环境, 还可提供高端的设计类教学环境、多媒体教学环境等, 不同的用户都能享受到完美的用户体验。

3.4 灵活性。

不受空间位置的限制, 可以让学生和老师在校园内任何有网络连接地方都可以使用自己的桌面系统, 构建灵活的学习、教学环境, 真正实现可移动工作。

3.5 降低学校总体拥有成本。

用户端使用的云终端设备桌面云一体机具有体积小, 低功耗, 长达5-8年使用寿命的特性, 节能环保。可以减少高校对计算机教室建设的投资及最大限度的保护原有资产和利用, 更要降低高校管理维护成本。

3.6 高安全性。数据集中存储在后台服务器上, 终端无数据, 外设使用受控, 加强工作桌面的安全性。

4 云桌面技术在计算机教室的具体应用

虚拟化技术正在成为被广泛使用的技术, 其主要包含:服务器虚拟化, 应用虚拟化和桌面虚拟化技术。以桌面虚拟化技术为核心的云桌面技术在国内外知名IT企业如Citrix、VMware、华为、中兴等的研究和推广下, 许多国内外大型企业特别是电信、银行业、大学等, 已经开始用云桌面来代替原有的计算机办公和教学模式。

早在2011年10月, 上海中学华为桌面云项目正式通过验收, 表明桌面云技术在教育行业结合的可行性[3]。但是, 高校计算机教室主要为全校学生提供计算机基础课的上机实验和部分专业课实验, 学生人数庞大, 每台机器的使用人员不固定, 上机内容与上机环境要 ( (转转下下页页) ) 求不太统一等, 与公司和中小学的情况有较大差异。所以针对高校实验机房的应用特点, 结合云桌面技术, 提出以下基于云桌面的云教室建设方案。

4.1 技术架构。

桌面虚拟化方案提供一种端到端的桌面管理解决方案。可动态按需产生虚拟桌面, 该桌面所有的运行都发生在远程数据中心的机房里, 不用再担心数据驻留在客户端导致的安全漏洞。用户每次登录时都能获得一个干净的、个性化的全新桌面———从而确保性能不会下降。桌面虚拟化完整的解决方案整体架构如图1所示。由TC终端和VDI+IDV桌面系统组成:VDI桌面主要用来承载用于教师课件、Offices办公软件、网页浏览等桌面系统的运行, 终端采用嵌入式系统的安全云终端, 通过Free VDI协议连接数据中心的虚拟桌面, 集中管理高效运维的要求;IDV桌面主要承载用于3D MAX、Photoshop、Autocad、Pro/E等三维设计软件的桌面系统的运行。

4.2 云教室安装配置需求。

4.2.1保证教学应用软件的业务连续性, 提高应用上线的速度, 进行集中管理, 降低管理中心的工作量, 充分的整合计算资源, 节能降耗, 延缓服务器等硬件采购的周期, 从而降低IT成本。4.2.2标准、灵活、快速的部署教学环境给学生和老师使用, 管理人员可以根据授课内容提前创建不同的虚拟模板, 每种虚机模板只创建1个, 然后根据排课安排手动、自动或者半自动的部署教学环境。管理员可以将一些通用的软件应用, 集中部署在一个应用服务器上, 节省存储空间;为方便学生文件的拷入拷出, 需要灵活控制前端PC或者瘦前端的USB、光驱、打印及端口、网络等外设端口, 防止病毒侵入。为流动授课老师分配自己的虚拟机, 处理日常工作。而且老师可以不受地理位置限制, 即使在家也可以远程登录自己的办公环境。

4.3 云桌面技术在计算机教室应用效果主要体现在以下几点。

4.3.1操作简单, 管理统一、简化。云桌面技术带来的便捷是师生只需通过瘦客端登录在数据中心的桌面系统, 与传统计算机一样操作, 不需要进行操作培训。IT管理人员基于可视化管理软件, 对服务器端资源、虚拟机进行统一管理和监控, 远程处理终端问题, 将硬件事故率直降为零, 提高了工作效率, 管理统一方便快捷。4.3.2管理运维成本减少。由于所有的运算处于服务器中, 不依赖本地设备资源。云桌面架构基本不需要终端设备更新硬件资源, 极大延迟设备的更换时间, 并且实现统一管理, 简化运维和技术支持, 从而降低整体管理费用和采购成本、电力费用和空调冷却费用。通过计算发现首次安装终端设备成本节省达到22%, 运维方面节省了60%, 随着时间增加, 管理维护成本可以节省80%。4.3.3低碳节能, 实现“绿色IT”。在测试中, 采用低功耗、低辐射、低噪音的终端代替原有的个人电脑机, 有效降低了机房密集环境下的温度和噪声问题, 减少用电量。以采用Dell服务器 (Dell R720, 配置2颗10核CPU和128G内存) 为例, 其功率为750w, 而每个云终端功耗不到10瓦, 相对于原来150瓦左右的PC主机, 在原60台PC机的机房使用云桌面一年 (34个教学周) 可以省电11424度, 可减排二氧化碳超过11吨[4];并延迟终端设备的更换时间, 减少IT垃圾的产生, 真正做到“绿色IT”。4.3.4安全性加强。虚拟桌面的操作系统是置于数据中心, 相对于传统的PC, 不易遭受恶意攻击, 信息保存在数据中心保证了数据的安全性;并且安全补丁可以在数据中心仅需对标准Windows映像进行安装, 当桌面硬件被其他“瘦设备”代替时, 它可以通过禁止使用如USB等可移动存储设备, 降低使用者偷取信息和导入计算机病毒的可能。从而让高校计算机教室达到更高的安全性、可管理性。

5 总结和展望

通过测试发现, 云桌面解决方案需将传统的桌面计算转换到服务器计算, 就必须投入一定数量的服务器与桌面虚拟化软件, 并且云桌面的使用效果依赖于服务器的性能;而已投入的桌面计算机由于计算压力的调整, 可能无法充分发挥其计算能力, 云桌面运行也必须连接到网络才可以, 故改造或新建机房比较适用。但总体来看, 随着虚拟化技术的不断发展完善, 硬件成本不断降低, 云桌面对比于传统本地桌面, 从成本, 管理, 安全和环保层面, 都有很大优势, 而且已经成为了未来趋势, 云桌面技术将会有更广阔的前景。

参考文献

[1]2014年云计算大会云计算标准化体系草案形成[J].中国云计算, 2014, 3, 5

[2]十种方法保持云中数据安全[J].Tech Target云计算, 2013, 8, 23

[3]蒋均牧.上海中学华为桌面云项目正式通过验收[EB/0L].飞象网, http:/tech.hexun.com/2011—11—16/135289765.htm].2011—11—16.

云桌面在实训室建设与管理中的应用 篇5

随着IT技术和教育信息化技术的发展, 各种教育信息化系统和软件不断在教学过程中应用。计算机专业的实验实训室对PC机的硬件性能、软硬件系统安全、运行维护管理及时性等要求越来越高, 对PC系统的可靠性、稳定性等方面的要求也越来越高。为计算机专业课程提供服务的实训室, 是在物理PC机上安装部署桌面操作系统和教学所用的各种程序软件。桌面操作系统、应用程序软件和数据, 这些组件都是以紧耦合模式组成系统。其中任何一个组件出现问题, 必然影响实训教学活动的正常开展。

计算机专业实验实训教学过程中需要数据库系统、UML建模工具、代码管控工具、集成开发环境 (IDE) 、虚拟计算机软件等软件程序。这些软件安装过程复杂, 对PC机的硬件性能要求较高。管理人员需要不断地升级、安装和配置PC机的硬件。同时为保证PC机系统的稳定性, 实验实训室的PC机上都要安装硬件或软件保护卡。因为病毒、木马等系统安全威胁不断出现, 实训室管理人员又要解除保护卡后安装系统补丁, 升级软件程序。PC机物理位置上分散在不同的楼层或房间, 以上这些因素导致实训室管理人员维护成本和工作量不断增加。

2 应用云桌面优化实训室建设和管理工作

如基于虚拟化技术实现云桌面系统的应用, 上述问题可以获得有效解决。云桌面可以将计算机实训室所使用的计算机硬件设备和资源、桌面操作系统、应用程序软件、数据进行逻辑分离。对于最终用户而言, 使用的软硬件资源都是完全透明的。云桌面可实现计算机实训室管理人员对软硬件资源进行集中分配、管理和控制, 这样就可以满足用户自由使用软硬件资源的需求。

2.1 优化实训室建设的硬件投资效益

传统PC机的硬件一般用到3~5年就需要更新, 换掉旧硬件, 造成硬件的重复再投资。云桌面系统只需对服务器硬件进行更新换旧, 或者在保留原用硬件的基础上, 增加新的硬件资源。通过简单的操作就可平滑地将所有云桌面和数据迁移到新设备上。云桌面所需要的硬件建设成本、系统升级改造成本和人力维护成本远远低于传统PC的建设、维护和升级成本。

2.2 将软硬件资源以服务的形式提供给最终用户

传统PC硬件采购完成后, 管理员还面临着繁重的系统及应用程序的安装与维护任务。云桌面系统可以实现资源管理集中化。在云端实现软硬件资源的自由分配。因为每个实训室支持的实验实训课程不同, 所以每个实训室对硬件性能的需求也不同。云桌面系统将服务器的硬件资源集中配置, 虚拟化为相对独立的虚拟桌面。虚拟桌面安装操作系统和应用程序软件后, 即可将硬件资源、桌面操作系统和应用程序以服务的形式提供给终端用户。实训室管理人员可以动态分配每个实验室的硬件资源, 减少了管理工作量, 增强了管理的灵活性。

2.3 资源虚拟化后优化管理工作

云桌面系统中使用桌面虚拟化解决方案, 实训室管理员在统一工作区的集中管理界面, 对软硬件资源进行管理和操作。可实现跨物理设备、物理位置、介质和连接, 将虚拟桌面和应用交付给用户。可集中管理所有计算机实训室终端用户, 通过对终端用户授权, 用户可通过网络在任意位置、使用各种数据终端设备访问虚拟的桌面操作系统和应用。如将实训室终端数据移动至数据中心, 集中强制实施端点安全性和策略配置, 可以提高安全性。将实训室管理技术人员从日常繁琐的桌面管理工作中解放出来, 进行更多的创新工作。

(1) 云桌面管理简化。云桌面系统中, 软件、硬件和操作系统不再紧密耦合, 将桌面操作系统和应用程序虚拟化为一个主映像。创建主映像后, 通过复制主映像可以快速创建虚拟桌面。实训室管理人员只需对一个映像中的系统和软件实施更新, 就可几分钟内用一个更新好的映像克隆出任意数量的虚拟桌面。主映像更新时, 不会影响用户正在使用的虚拟桌面系统。最终用户的终端设备上不需要实际安装操作系统软件和应用程序, 由云桌面系统的云端为用户统一提供、管理和更新所有桌面操作系统和应用程序。实训室管理人员对桌面操作系统和应用程序的安装、配置和测试工作变得轻松快捷, 降低了IT管理成本。

(2) 云桌面自动调配。云桌面系统提供了单个管理工具来分配和管理新桌面或桌面组, 并提供了用于设置桌面策略的简单功能。通过使用模板, 管理人员可以对虚拟桌面池进行自定义并设置策略。可设置池中可以包含多少虚拟桌面, 也可注销池中的虚拟桌面。实现虚拟桌面调配的自动化和集中化, 从而提高IT管理效率。

3 云桌面系统架构设计

V Mware提供了成熟稳定的虚拟化技术实现云桌面应用。v Sphere根据需求使用少量的物理服务器, 就可在云桌面系统中搭建底层虚拟化平台。通过对硬件资源的高度整合, 平台可以承载大量的终端用户接入和管理服务器的运行。Horizon中的组件可对虚拟桌面, 物理桌面进行统一管理、运维监控。

3.1 数据中心管理设计

v Center Server作为数据中心端的所有服务器的中心管理节点, 在数据中心内为虚拟机分配资源, 提供安装、配置和管理虚拟机的功能。v Center将虚拟机作为虚拟桌面池的资源, 可使用虚拟机来承载View的服务器组件的运行, 包括v Center Server实例、View连接服务器实例、Microsoft RDS主机和Active Directory服务器。

3.2 桌面连接服务设计

云桌面系统中需要设计一个软件服务作为客户端连接的控制器。应用View连接服务器, 通过Windows Active D i r e c t o r y对用户进行身份验证, 并将用户请求准确定向到相应的虚拟机系统、物理PC系统或Windows RDS主机上。View连接服务器可实现如下功能: (1) 用户身份验证; (2) 控制用户访问特定的虚拟桌面; (3) 通过Thin App可将应用程序分配给特定的虚拟桌面; (4) 集中管理远程桌面和应用程序会话; (5) 在终端用户和远程桌面及应用程序之间建立安全的连接; (6) 支持单点登录; (7) 设置并应用安全策略。

View Manager管理用户和虚拟桌面之间的连接。当用户登录View Manager后, 用户可看到有权访问的虚拟桌面。连接进入虚拟桌面系统后, 用户就能使用系统中的应用程序, 用户感觉应用程序和在本地运行一样。

在桌面连接安全设计中, 使用AD域控制器负责虚拟桌面用户帐户信息的存储与访问验证。用户通过客户端连接到连接服务器时, 需要先通过AD域控制器的身份验证。虚拟桌面与用户的OU设计和组策略对象的管理都必须在AD域控制器中完成。

3.3 多种类型客户端接入

云桌面系统需支持用户通过各种PC, Mac电脑、移动设备以及专用的瘦终端设备来接入虚拟化环境中。用户通过客户端软件, 可在任何时间, 任何位置, 通过任何设备对虚拟桌面系统和应用程序进行安全的访问和使用。计算机实训室建设方案中配置专用的瘦终端设备提供接入, 可节约硬件成本和管理成本。

如一个客户端要连接数据中心端的虚拟桌面或虚拟应用, 可在设备中安装View Agent软件, 通过View Agent可以为客户端提供连接监视、虚拟打印和访问本地终端设备连接的USB设备等功能。虚拟桌面系统中, 可对终端设备的本地USB接口连接的USB设备进行访问。

4 云桌面系统资源规划设计

4.1 计算资源规划设计

云桌面系统和虚拟化都需要有物理服务器来提供计算资源。计算机实训室应用场景中, 不同功能的实训室中虚拟桌面所需求的计算资源存在差异。以200个虚拟桌面用户计算, 系统架构如图1所示。每个桌面系统最少需要800 MHz的CPU资源。实际应用每个桌面用户同时占用800 MHz的情况出现概率较低。因此按照1.5倍的容量来设计。内存按照每桌面用户4 G内存设计。CPU资源需求为200×800/1.5=106666 MHz。内存资源需求:200×4 GB=800 GB。

如单台物理服务器配置采用2路8核CPU, CPU为2.6GHz主频, 256 G内存。考虑性能的最佳实践, CPU和内存使用率不超过80%的资源。每台服务器可以提供的CPU资源为2600×2×8×80%=33280 MHz。每台服务器可以提供的内存资源为256×80%=204.8 GB;则需要4台物理服务器可以承载200个虚拟桌面。同时考虑到N+1的高可用性原则, 共需要5台服务器用于虚拟桌面。

如v Center Server, Connection Server, Windows Active Directory管理服务器等采用虚拟主机方式, 需要1台物理服务器;如考虑HA高可用备份, 需要1台物理服务器, 共需要2台服务器。

按照全冗余可靠性架构 (配置备份服务器) 共需要7台物理服务器才能维持200个虚拟桌面和相关的服务器组件的云桌面系统正常运行。如不考虑冗余可靠性 (不配置备份服务器) , 则至少需要5台服务器才可运行200个虚拟桌面和相关的服务器组件的云桌面系统。

4.2 容量及性能规划设计

普通桌面用户对存储的性能需求相对GPU高需求用户要低, 以50∶50的读写比例来计算桌面用户对磁盘IOPS的要求, 通常20个IOPS就可满足虚拟桌面的需求。对于GPU高需求用户, 因为需要使用复杂的3D图形, 所以在IOPS的性能上要求会比普通桌面用户要高, 读写比较仍然以50∶50来计算, 对于GPU, 则需要按40个IOPS才能满足需求。两种类型的桌面用户都使用50 GB的数据空间。

5 结语

与传统PC机相比, 基于虚拟化技术实现的云桌面系统和瘦客户终端设备结合应用, 可以有效提高计算机实训室建设成本效益。管理人员集中管理所有实训室的终端桌面系统资源, 可以简化各项维护任务, 包括系统升级补丁, 应用程序变更和升级等。随着硬件成本降低, 云计算技术不断发展, 在计算机实训室中云桌面会逐步地替代传统PC的应用。

参考文献

[1]陈慧芬, 卢庆.云计算在高校机房管理中的应用[J].实验室研究与探索, 2013 (7) :213-216.

[2]郑俊.虚拟化云桌面在高校计算机实验室中的应用[J].电脑知识与技术, 2015 (14) :249-251.

[3]王天明, 刘树林.云桌面技术在高校教育信息化建设中的应用[J].计算机光盘软件与应用, 2015 (2) :228.

桌面云建设思路 篇6

关键词：云计算,虚拟化,多媒体实验室

1 引言

随着中职学校教学管理体制改革的深入, 传统的多媒体实验室管理观念和老旧的管理方法需要转变。为最大限度发挥多媒体实验室效益, 提高资源的利用率, 客观上需要一种智能、高效和集成的、能为多媒体管理提供实时的信息支持模式。云计算技术的发展, 为适应多媒体实验室的信息需要提供设计解决方案。在云计算的技术背景下, 促进多媒体实验室信息化发展, 旨在充分有效地整合资源, 创新管理平台, 以满足现代教育对中等职业教育的创新要求。

2 多媒体实验室信息化进程中存在的问题

目前大多数中等职校多媒体实验室基础设施相对薄弱, 主要是缺乏信息技术资源, 低层次的信息管理, 使有限的资源不能得到充分利用, 严重限制了多媒体实验室信息技术的发展。

2.1 传统多媒体实验室技术资源缺乏, 难以及时维护

大多数中等职校普遍缺乏技术型管理人员, 没有足够的拥有专业技能的IT人员, 没有足够的后端基础设施和足够的IT预算, 运维人员相当于消防员, 即使在前端安装了防病毒、防火墙、入侵检测等整套安全系统, 但仍存在许多不足, 当多个PC出现问题时, 运维人员难以及时对所有出现问题的PC安装安全补丁, 学校安全风险日益增加。

2.2 传统多媒体实验室信息存储较为分散, 不利于管理

由于学校的信息数据主要存放在个人电脑上, 不同教职工因个人操作习惯不同, 所采用的存储方式也会有差异, 这会造成学校信息存储较为分散, 常出现同一份数据重复存储在不同的PC上的现象, 造成硬盘存储空间的浪费, 同时, 信息的分散使得领导无法及时获取准确的数据, 不利于学校管理决策的快速执行。

2.3 传统多媒体实验室服务器资源紧张, 缺乏状态监控

学校的服务器资源较为紧张, 学校现有的服务器资源不仅要支撑整个校园网的运行, 同时还要支撑开发系统、测试系统以及培训系统;学校的服务器使用情况无法得到有效监控, 不能够动态复用, 存在硬件资源浪费等现象。

3 应用云技术构建多媒体实验室信息化平台和资源

3.1 云计算技术的特点

云计算是通过提供虚拟化、容错和并行处理的软件将传统的计算、网络、存储资源转化成可以弹性伸缩的服务。云计算通过资源抽象特性来实现云的灵活性和应用广泛支持性, 最终用户不知道云端的应用运行的具体物理资源位置, 同时云计算支持用户在任意位置使用各种终端获取应用服务。

3.2 云计算的优势

基于云技术的多媒体实验室部署具有以下优点:各种应用程序运行在服务器上, 数据也保存在服务器上, 提高了学校数据的利用率和安全性, 这不仅免除了对数据失窃的担忧, 而且备份也增加了可靠性, 所有数据统一存储在校园云平台, 数据的备份变得更加容易实施。基于云计算技术的多媒体实验室解决方案比传统的多媒体实验室具备很多优点。

3.2.1 维护与管理方便

操作系统、应用程序、用户数据统一存储在云端, 终端性能云端弹性配置, 突破传统电脑硬件配置瓶颈;支持远程统一管理, 在云端即可完成对所有终端的管理与维护。

3.2.2 降低管理成本

云服务平台彻底改变传统分散、独立的部署模式, IT技术人员只需在云端即可完成所有桌面云系统的部署和管理, 缩短系统的部署周期, 大大降低IT运维成本;应用自动化管理流程, 90%的维护工作可由云端自动控制完成, 大大减少IT的管理工作量。

3.2.3 资源优化, 提升资源利用率

云服务平台可实现性能的弹性配置, 根据用户需求, 弹性扩展CPU、内存、硬盘等容量, 弹性伸缩, 一切由用户决定, 最大化利用资源。

4 多媒体实验室云计算平台设计

云桌面平台解决方案, 采用时云桌面替代传统PC, 整合现有的基础架构, 通过应用虚拟化技术和自动化管理技术, 构建私有的云数据中心;云终端通过网络和云端建立连接构建桌面云系统, 用户可在桌面云系统中, 进行看视频、聊天、编辑文档等任意操作。

4.1 传统PC应用云化改造

云桌面方案将应用和操作系统部署在服务器上, 用户使用云终端与服务器建立连接, 云终端本地无存储, 所有的存储、运算由云端服务器处理, 实现了对学校硬件资源和软件资源的统一管理、统一部署、统一监控和统一备份;用户使用云终端电脑与服务器建立连接获取桌面云系统, 这是一种将PC功能提供给用户的高度可管理、有效、安全的方法。

4.2 桌面云技术计算机平台架构设计

桌面云平台运用桌面虚拟化技术, 将用户数据、操作系统、应用程序分开, 信息统一在云数据中心进行维护、备份和管理;根据用户需求, 动态拼接出虚拟的用户桌面, 每个虚拟桌面之间是相互隔离的, 即一个用户在自己的个人桌面中操作的数据不会影响他人的个人桌面;即时、按需地将应用交付给使用各种终端设备的用户, 使得用户在不同的终端可访问他们在数据中心的个人桌面。

5 多媒体实验室管理创新平台

在云计算环境下, 硬件、平台、软件及服务等资源已不再局限在服务器、网络带宽等物理范畴, 逻辑上, 呈现给用户的单个集成软件, 提供虚拟化服务。这些资源和服务可以动态延伸并配置, 使得资源的大小可以动态适应网络中的实际应用和用户的变化。使用基于云的资源的用户, 定制系统并根据实际需求, 以达到有效利用资源的目的, 给实际用户负载分配资源。一般情况下, 有效的多媒体实验室管理, 多媒体资源可以更好地组织类别。学生可以迅速找到自己需要的资源, 规范化管理教师和管理人员的信息, 为学生提供服务的最有效的方法。

云计算技术的演进给多媒体实验室管理带来了最先进的管理模式, 中等职校多媒体实验室借助云计算实现信息化的规划、体系建设及关键信息化项目的实施, 能有效满足多媒体实验室对信息化管理、科学研究支撑等需求。

6 结语

本文从需求分析、资源计算出发, 给出了基于云桌面技术的多媒体实验室建设方案。建设实验室时应用云计算, 不仅可以解决缺乏基础建设资金以及浪费实验资源的问题, 还可以大大改善实验管理教学凌乱的现象, 基于云桌面技术的多媒体实验室建设方案可进一步推广应用。

云计算的时代已逐步到来, 云计算技术解决了资源利用率、计算能力不足和成本问题, 多媒体实验室信息化的进一步发展也确实需要依靠云计算。中等职校在充分了解和认识云计算技术的基础上, 构建基于云计算的资源节约型多媒体信息环境, 对中等职校信息化管理、创新实验教学模式具有重要意义。

参考文献

[1]陈昌兴.高校实验室信息化的云计算策略与方法[J].实验技术与管理, 2014 (1) .

[2]韩宁.云桌面技术在高校信息化建设及教学中的应用[J].软件导刊, 2012 (5) .

[3]黄健.基于云计算的高校机房管理方法[J].电脑编程技巧与维护, 2012 (7) .

桌面云建设思路 篇7

1.1 地方高校计算机实验室现状

计算机实验室是高校开展科研实验和教学实训的重要场所。近年来, 计算机技术的快速发展对实验教学环境提出了更高的要求。而传统计算机实验室面临很多挑战, 已无法满足实验教学的需要, 必须进行升级改造。为了了解地方高校计算机实验室现状, 分别对本地区四所高校进行调查, 结果如表1、表2所示。

1.2 传统计算机实验室面临的主要问题

据调查, 本地区高校的计算机实验室主要承担计算机基础学习、图像编辑及设计、工业设计、语言辅助学习以及虚拟仿真等实验教学课程。从表1可知, 在这些高校的实验室中, 实体PC机仍然占据较大比例。这种实验室在管理维护、资源共享、成本等方面都存在不足。

1.2.1 软硬件维护量大, 管理难度大

由于受经费等因素影响, 地方高校在进行计算机实验室建设时往往分期分批进行, 导致实验室之间的硬件配置不一致;同一间实验室的实体PC机经过一段时间的使用后, 也可能出现硬件配置不一致的情况;实体PC机是由多个部件组装起来的, 故障率比一体化设计要高很多。大多数情况下, 软件的安装、注册以及定期升级, 必须通过人工方式进行, 导致软件维护量巨大;软件之间兼容性问题往往也给管理人员造成很大的困扰。尽管可以运用磁盘克隆或网络同传技术进行辅助管理, 但是这些工具功能有限, 且要求计算机配置必须一致, 效率及灵活性大打折扣。

1.2.2 资源利用率低

从表2可知, 实体PC机的各类计算资源使用率都低于50%, 这与不断增加的实验室使用需求不相适应。传统实验室的软硬件资源只能局限于某个实验室使用, 无法实现资源共享, 造成巨大浪费。例如, 在上述高校中, 采用高性能图形工作站的非线性图像编辑实验室, 只有少数专业的学生可以使用, 当设备空闲时这些高性能计算资源却无法提供给其他用户使用。另外, 实验室使用还受使用时间和地点的限制, 无法满足跨时空学习的需要。

1.2.3 建设及运行成本高

由于版权等因素, 实体PC机上安装的软件只能在本机使用, 即软件的成本按所安装的实体PC机数量计算, 而不是按实际并发使用数量计算, 使软件成本居高不下。如果采购的是价值更高的开发类或专业实验类软件时, 软件成本会在总体建设成本中占很大比例, 这也是制约实验室建设发展的重要因素。另外, 从表2中可知, 实体PC机平均每小时能耗在550瓦左右。按每套计算机每天平均运行6小时、每周5天、每学年36周计算, 能耗为594千瓦时/每学年。按中等规模高校1 500台实体PC机数量计算, 每学年总能耗为891 000千瓦时, 按0.6元/千瓦时计算, 费用为534 600元。由此可见, 计算机实验室的能耗是学校一项不小的负担。

1.3 建设先进计算机实验平台的需求

要解决上述的这些问题, 必须建立一个技术先进的计算机实验平台。这个平台应该是高度智能化, 支持集中管理, 能实现软硬件资源调配和共享, 并且能保护之前的投资, 实现效益最大化。

2 云桌面技术

云桌面技术是一种以虚拟桌面集中托管, 并交付为目标的云计算模型。虚拟桌面实例是以云端服务器为宿主运行的虚拟机, 用户通过远程显示协议 (如RDP、ICA、PCo IP以及Spice等) 接入远程服务器上托管的虚拟机, 获得同使用PC机桌面一样的使用体验。目前, 云桌面产品的提供商主要有VMware、Citrix、Microsoft、青葡萄和华为等。

与传统计算机显著不同之处在于, 云桌面与用户端的硬件不相关, 桌面的所有计算是在云服务器端而不在用户端运行。只要能安装远程桌面协议软件的终端设备, 如普通PC、瘦客户机以及移动终端设备通过网络就能使用云桌面。这主要运用云计算和虚拟化技术得以实现的。

2.1 云计算技术

云计算是一种基于互联网相关服务的增加、使用和交付的模式, 用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的软硬件及平台资源。云计算技术通过三个层次向用户提供服务:基础设施即服务 (Iaa S) 、平台即服务 (Paa S) 以及软件即服务 (Saa S) (如图1) 。Iaa S通过网络向用户提供软件运行所需的硬件环境, 如网络、计算以及存储等资源。通过虚拟化的逻辑简化技术, 屏蔽了物理层的复杂性, 使系统对外呈现出简单的逻辑形态, 这样便于将网络中所有的设备统一管理, 形成共享资源池;通过管理程序将资源当成一个实体来管理, 根据不同的负载动态重新配置软硬件资源, 从而实现资源分享、资源定制和按需服务[1]。Paa S提供一个软件集成环境, 包括操作系统、编程语言环境、数据库以及Web服务器等。Saa S提供的是一个应用软件服务, 用户通过网络就可以直接使用该软件, 不用部署和维护任何软件。

与传统IT系统架构相比, 云桌面架构的优点有如下几方面。 (1) 集中管理。由于云桌面是在云服务器端集中管理的, 易于维护, 便于快速部署、快速响应用户桌面的需求变化。 (2) 便于访问。用户可以通过网络随时随地使用桌面, 且支持多种终端设备接入。 (3) 更安全。用户数据和计算都在云服务器端运行, 拥有更专业的安全防护。 (4) 成本更低。简单的客户端以及共享性更高的服务器端都使建设成本更低;节省的人力和能耗使运行成本大幅下降。

云桌面架构的不足有如下几方面。 (1) 后台管理维护难度大, 维护人员需要较强的专业知识。 (2) 云服务器端的图形图像处理能力不足。传统服务器没有专门的图像处理单元GPU, 利用CPU来虚拟GPU, 会导致开销过高且效果不佳;采用GPU直通虚拟机的方式会受服务器插槽和成本过高的双重限制[2], 对于地方高校来说, 代价较高。

2.2 无盘工作站技术[3]

无盘工作站是指不依赖本地磁盘而运行的计算机。这种计算机的操作系统和其他数据都寄存在服务器上的镜像文件和工作目录中, 启动时使用网卡PXE方式远程引导与服务器连接, 将当前所需的数据下载到本地内存中, 在本地运算工作站的程序。本文引入无盘工作站技术, 对高性能图形工作站进行改造, 以解决云桌面服务器图形图像处理能力不足的问题。

3 基于云桌面技术的计算机实验平台模型

本文提出一种整合无盘工作站技术的云桌面实验平台模型[4], 这种模型以网络存储作为整合基础, 无论是云桌面交付方式还是无盘工作站交付方式, 都可以使用同一个系统镜像 (或虚拟机虚拟磁盘) 。模型主要包含:云桌面系统、无盘工作站系统和统一存储系统。云桌面系统用于实现虚拟桌面生命周期管理、计算节点管理、存储管理以及用户管理等。无盘工作站系统包括DHCP服务器、TFTP服务器。通过交互取得系统启动引导文件和系统镜像, 实现后台镜像在无盘工作站上的有效运行, 支持多媒体桌面的交付和运行。统一存储系统用于实现虚拟机虚拟磁盘和无盘系统镜像的合并存储, 使一个系统镜像既可以交付给虚拟机运行, 又可以交付给无盘工作站运行, 从而实现用户桌面环境的一致性。模型的系统结构图如图1所示, 平台的实现原理如图2所示。

4 结语

本文根据地方高校计算机实验课程的特点, 提出一个整合了虚拟化和无盘工作站技术的云桌面平台模型。该模型一方面满足了用户桌面统一管理及快速交付的要求, 另一方面满足了支持大型图形图像处理的要求。最后, 该模型的优化与实现将是下一步的研究重点。

摘要：本文首先阐述了目前地方高校传统计算机实验室的主要问题和未来建设需求, 然后介绍了云计算技术和无盘工作站技术, 最后提出一种基于云计算虚拟桌面技术的计算机实验平台模型, 并分析该平台实现的原理。

关键词：计算机实验室,云计算,虚拟化,无盘工作站

参考文献

[1]孔燚.云计算在高校计算机实验室建设管理中的应用[J].中国教育技术装备, 2013 (12) .

[2]王凡, 陈纯炼.基于桌面云的高校计算机实验室组建与管理[J].实验科学与技术, 2015 (6) .

[3]倪伟.无盘站在多媒体教室管理应用中的思考与实践[J].淮南师范学院学报, 2015 (2) .