基于虛擬化技術(shù)的高校計算機實驗技術(shù)平臺構(gòu)建

陳　治　張　澤

1.昆明理工大學(xué)計算中心，云南　昆明　650093；2.云南師范大學(xué)文理學(xué)院，云南　昆明　650093

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基于虛擬化技術(shù)的高校計算機實驗技術(shù)平臺構(gòu)建

陳治1*張澤2*1

1.昆明理工大學(xué)計算中心，云南昆明650093；2.云南師范大學(xué)文理學(xué)院，云南昆明650093

摘要：通過對當前高校計算機實驗教學(xué)中存在的問題進行分析，提出了基于虛擬化技術(shù)來構(gòu)建計算機實驗教學(xué)平臺的方案，并闡述了采用該方案的優(yōu)勢所在。

關(guān)鍵詞：虛擬化；虛擬桌面；虛擬機

一、采用虛擬化技術(shù)的必要性

當前，我國眾多高校都建立了計算機實驗教學(xué)中心，通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了統(tǒng)一的計算機實驗教學(xué)環(huán)境。隨著實驗教學(xué)任務(wù)的日益繁重，管理工作量的大幅增加，傳統(tǒng)的實驗室管理模式已經(jīng)不能充分滿足提高資源利用率、降低管理成本、提高安全性和可靠性的要求[1]。必須采用新的技術(shù)和管理模式來面對當前的挑戰(zhàn)。同時，現(xiàn)在的大學(xué)生很多都已經(jīng)有了自己的計算機和平板、智能手機等移動設(shè)備，傳統(tǒng)的必須到學(xué)校計算機實驗室進行實驗學(xué)習(xí)的方式顯得越來越缺乏靈活性。采用虛擬化技術(shù)，可以將學(xué)校的計算機資源進行整合，讓教師和學(xué)生以一種更為靈活的方式來使用學(xué)校的計算機資源。虛擬化，原指資源的抽象化，就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源。資源的管理都按邏輯方式進行，完全實現(xiàn)資源的自動化分配。通過虛擬化技術(shù)可以最大限度地屏蔽軟硬件資源的差異性，根據(jù)需要靈活分配這些資源，減少總體成本[2]。

二、基于虛擬化技術(shù)的計算機實驗教學(xué)平臺構(gòu)建

針對當前高校計算機實驗教學(xué)中面臨問題，我們可以通過虛擬化技術(shù)整合服務(wù)器群，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心和實驗教學(xué)平臺，用戶可以使用任何一臺接入網(wǎng)絡(luò)的計算機或是移動互聯(lián)設(shè)備以虛擬桌面的方式訪問和使用實驗教學(xué)平臺提供的資源和服務(wù)。以VMware公司的軟件產(chǎn)品為例，用戶在自己的計算機或是移動互聯(lián)設(shè)備上安裝View Client客戶端后，就可以使用系統(tǒng)支持的各種設(shè)備啟動登錄View Connection Server服務(wù)器。該服務(wù)器與Windows操作系統(tǒng)的活動目錄功能相配合，對訪問的用戶進行身份驗證，通過驗證的用戶即可訪問運行在ESXi主機上的虛擬桌面。用戶和數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸通過View Transfer Server進行管理，而管理員則可以通過View Administrator在任何一臺計算機上對虛擬桌面以Web方式進行管理。

其中用到的相關(guān)軟件主要有：

VMware View Client：虛擬桌面客戶端軟件。通過VMware View Client，用戶可以從臺式機、iPad 和基于Android 的客戶端訪問在數(shù)據(jù)中心集中托管的虛擬桌面。如果用戶的計算機性能足夠，還可以使用 View Client with Local Mode，將虛擬機復(fù)制到本機上直接運行，這樣無論網(wǎng)絡(luò)是否可用，用戶都可以訪問在基于Windows的本地端點上運行的虛擬桌面。

View Connection Server：它是客戶端到服務(wù)器端連接的中介。View Connection Server需要Windows操作系統(tǒng)的活動目錄功能來協(xié)同工作，對用戶的身份進行驗證，將通過身份驗證的用戶請求定向到相應(yīng)的虛擬機或者是物理服務(wù)器上。

View Administrator：它的作用是幫助管理員配置 View Connection Server、對虛擬桌面進行部署和管理。View Administrator 通常隨著 View Connection Server 一起安裝。它是一個基于Web的應(yīng)用程序。通過這個應(yīng)用程序，系統(tǒng)管理員可以方便的從任何地方的任何一臺計算機上來管理 View Connection Server 實例。

該計算機實驗教學(xué)平臺的安裝部署步驟大致如下：

首先在安裝了Windows 2012R2 Server的服務(wù)器上通過Active Directory設(shè)置所需的管理員用戶及用戶組，以便于后面的用戶身份認證。接下來安裝VMware ESX/ESXi 主機和vCenter Server，并進行相關(guān)配置，這是整個系統(tǒng)最核心的部分。然后安裝View Connection Server和View Transfer Server并進行相關(guān)設(shè)置，以管理客戶端到服務(wù)器端的連接和數(shù)據(jù)傳輸。接下來就是創(chuàng)建所需的虛擬機，并以它為完整模版來創(chuàng)建桌面池，桌面池可以設(shè)計成專用池和浮動池兩種。在專用池中，每個用戶都有一個自己專屬的View 桌面，該用戶每次登錄時都是連接到他自己的虛擬桌面。用戶可以在他自己的專屬虛擬桌面進行各種操作，比如安裝應(yīng)用程序、保存數(shù)據(jù)等等。而在浮動池中，虛擬桌面并不是固定的，而是采用動態(tài)分配的方式。所有的虛擬桌面都能訪問所需的數(shù)據(jù)，但是沒有一個虛擬桌面是屬于特定的用戶。最后則是設(shè)置用戶的桌面訪問規(guī)則。至此服務(wù)器端的安裝配置結(jié)束。在最終用戶的客戶端上安裝了View Client后，他們就可以對虛擬桌面進行訪問了。前六個步驟由管理員在服務(wù)器和管理機上完成，而最后一步View Client的安裝既可以由管理員統(tǒng)一安裝在學(xué)校實驗室的計算機上，也可以由授權(quán)用戶自行安裝在其訪問云端的客戶端上。

三、采用虛擬化技術(shù)后的優(yōu)勢

(一)資源集中管理，按需動態(tài)分配

通過虛擬化技術(shù)將原有的服務(wù)器等資源進行整合，虛擬機在服務(wù)器上統(tǒng)一部署和管理。然后根據(jù)用戶的不同需求為該用戶動態(tài)分配相應(yīng)的虛擬機資源。用戶退出登錄后釋放其占有的虛擬機分配給其它用戶使用。

(二)提高設(shè)備利用率，降低采購費用

由于虛擬機運行在服務(wù)器端，對客戶端的要求并不高，所以學(xué)校一些老舊的計算機仍然可以作為客戶端繼續(xù)使用發(fā)揮余熱，同時服務(wù)器資源的利用率得到顯著提高。而且教師和學(xué)生也可以使用自己的計算機通過虛擬桌面訪問和使用平臺的資源，一定程度上也減少了師生們對學(xué)校計算機數(shù)量的需求，從而減少學(xué)校的計算機采購數(shù)量，降低購置費用。

[參考文獻]

[1]董焱.基于虛擬化技術(shù)的實驗教學(xué)中心環(huán)境構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理，2011(3)：299-302.

[2]張青，杜召陽，白佳.采用虛擬化技術(shù)優(yōu)化IT基礎(chǔ)架構(gòu)，有效提升IT服務(wù)提供能力[J].電信技術(shù)，2010(3)：82-84.

*作者簡介：陳治(1977-)，男，碩士，昆明理工大學(xué)計算中心，高級實驗師，研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)；張澤(1983-)，男，本科，云南師范大學(xué)文理學(xué)院，講師，研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)。

中圖分類號：TP311.52

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)12-0142-01