封伯燕

摘 要：一直以來(lái)，在各大院校或者教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)中，計(jì)算機(jī)機(jī)房是必不可少的基礎(chǔ)教育設(shè)施，而機(jī)房的建設(shè)普遍使用主機(jī)加顯示器，或者一體機(jī)等形式的具有獨(dú)立運(yùn)算能力的計(jì)算機(jī)終端來(lái)布置。近年來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展及各種云計(jì)算技術(shù)的成熟運(yùn)用，以云桌面形式出現(xiàn)的新型機(jī)房大規(guī)模實(shí)地布置，使傳統(tǒng)機(jī)房與云桌面機(jī)房的新建成為不可避免的問(wèn)題，文章通過(guò)對(duì)比兩種機(jī)房建設(shè)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，解決機(jī)房建設(shè)過(guò)程中選擇方式帶來(lái)的困擾。

關(guān)鍵詞：機(jī)房;建設(shè);云桌面

1 云桌面機(jī)房的建設(shè)思路

為更好滿足學(xué)校專業(yè)機(jī)房的建設(shè)需求，本文通過(guò)對(duì)教師和學(xué)生的上機(jī)需求進(jìn)行了分析，總結(jié)出用云桌面解決計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)的方案。簡(jiǎn)化管理、性能卓越、安全可靠、促進(jìn)教學(xué)是云桌面機(jī)房建設(shè)方案的四大核心構(gòu)成理念。根據(jù)每個(gè)學(xué)校對(duì)公共使用計(jì)算機(jī)機(jī)房的不同性能需求為主要依據(jù)，同時(shí)可滿足更多課程使用專業(yè)軟件的方式，提出以智能云桌面終端加云端管理主機(jī)的云桌面計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)方案。本方案既滿足了師生在專業(yè)課程實(shí)施及實(shí)訓(xùn)要求的同時(shí)，也能更好地提升師生上機(jī)體驗(yàn)的滿意感。在設(shè)備運(yùn)行維護(hù)方面，使用云桌面計(jì)算機(jī)機(jī)房可以大大地降低設(shè)備的運(yùn)維難度，降低維護(hù)配件的積壓成本，并能起到節(jié)能減排，綠色環(huán)保的功能。既滿足了日常上課對(duì)于設(shè)備性能的要求，又能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，靈活地提供多種教學(xué)系統(tǒng)鏡像，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)切換。

在日常教學(xué)過(guò)程中，智能云桌面終端的高性能滿足圖形圖像處理軟件等各種大型專業(yè)軟件對(duì)硬件的需求，能保障其流暢運(yùn)行;對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴小，設(shè)備性能可靠度高。云桌面的虛擬化具有易管理、易維護(hù)的特性，同時(shí)可以支持高校教育教學(xué)中各種復(fù)雜應(yīng)用軟件的需求。在學(xué)校專業(yè)機(jī)房中使用智能云桌面終端設(shè)備既可滿足高校機(jī)房各種應(yīng)用對(duì)硬件的需求，也能實(shí)現(xiàn)多間機(jī)房通過(guò)一臺(tái)云主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而提高師生在云桌面環(huán)境下較高信息處理能力的體驗(yàn)感受。將云計(jì)算技術(shù)融入課程教育教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)集中式的機(jī)房管理、智能化的課程教學(xué)效果，達(dá)到節(jié)能減排、簡(jiǎn)捷機(jī)房系統(tǒng)部署等目標(biāo)，并將學(xué)校專業(yè)機(jī)房帶入云的時(shí)代。

2 ? 傳統(tǒng)機(jī)房面臨的問(wèn)題

傳統(tǒng)機(jī)房一直以來(lái)普遍使用的是具有獨(dú)立運(yùn)算能力的單臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)終端。根據(jù)不同的使用環(huán)境及功能、建設(shè)造價(jià)預(yù)算等實(shí)際情況，單臺(tái)計(jì)算機(jī)終端在性能與功能上都能滿足建設(shè)要求，這種建設(shè)方式已經(jīng)被各個(gè)學(xué)?；蛘邫C(jī)構(gòu)中沿用了幾十年。但是，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展及各種云計(jì)算技術(shù)的成熟運(yùn)用，從節(jié)能環(huán)保、建設(shè)成本、建設(shè)周期等方面考慮，單臺(tái)計(jì)算機(jī)終端現(xiàn)已不是當(dāng)今最理想的機(jī)房建設(shè)解決方案。綜合本校傳統(tǒng)機(jī)房的實(shí)際使用情況，歸結(jié)出傳統(tǒng)機(jī)房目前存在以下6個(gè)問(wèn)題。

（1）學(xué)校的計(jì)算機(jī)機(jī)房面向全校所有專業(yè)的師生服務(wù)，根據(jù)專業(yè)需求的不同，機(jī)房需要安裝多種專業(yè)教學(xué)軟件，這些軟件隨著版本的升級(jí)對(duì)使用的硬件環(huán)境的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)終端因其硬件升級(jí)問(wèn)題，很難滿足實(shí)際的教育教學(xué)需求。

（2）不同學(xué)科對(duì)教學(xué)軟件需求不同，并存在需求多樣性、復(fù)雜性的問(wèn)題，傳統(tǒng)機(jī)房采用多操作系統(tǒng)模式，不利于計(jì)算機(jī)終端的穩(wěn)定。

（3）在教學(xué)環(huán)境部署問(wèn)題上，存在教學(xué)應(yīng)用軟件相沖突，應(yīng)用軟件更新不及時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行緩慢等問(wèn)題。

（4）對(duì)于系統(tǒng)切換問(wèn)題，因不同使用場(chǎng)景，需要在日常教學(xué)、各類專業(yè)考試、評(píng)卷等應(yīng)用系統(tǒng)中切換，勢(shì)必增加工作量，且在多操作系統(tǒng)之間進(jìn)行切換往往會(huì)出現(xiàn)大面積故障。

（5）計(jì)算機(jī)終端維護(hù)問(wèn)題，目前學(xué)校機(jī)房平均有450臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)終端，存在因?qū)W生的不規(guī)范使用、感染病毒等產(chǎn)生的問(wèn)題。

（6）機(jī)房管理人員問(wèn)題，目前存在維護(hù)人員嚴(yán)重不足的情況，面對(duì)出現(xiàn)大面積故障而無(wú)法短時(shí)間內(nèi)完成處理。

3云桌面機(jī)房的建設(shè)

結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，以建設(shè)優(yōu)質(zhì)學(xué)校為契機(jī)，推動(dòng)學(xué)校機(jī)房數(shù)字化建設(shè)，將云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用至云桌面計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)中，用智能桌面虛擬化解決方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)終端，通過(guò)虛擬化管理，不但保留了傳統(tǒng)桌面的功能，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)終端維護(hù)的便利性，而且在性能上也與同配置的計(jì)算機(jī)終端不相上下，滿足各課程教學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的需求。通過(guò)云主機(jī)+若干臺(tái)智能云桌面終端的方式，實(shí)現(xiàn)了云主機(jī)統(tǒng)一管理，也達(dá)到了單臺(tái)云桌面計(jì)算機(jī)的性能，既可以支撐各種專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的使用，如PS、CD等[1-3]，又能滿足復(fù)雜應(yīng)用的需求。使用云桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自帶的多媒教學(xué)管理軟件控制學(xué)生的教學(xué)桌面，可避免傳統(tǒng)機(jī)房中使用的第三方軟件不兼容問(wèn)題，從而大大降低了師生使用的難度，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)節(jié)奏的優(yōu)化、上課體驗(yàn)感的提升，達(dá)到節(jié)能減排的效果，最終促進(jìn)了學(xué)校打造信息化管理和服務(wù)的綠色校園。

3.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

云桌面機(jī)房是由管理層、虛擬化層和客戶端層組成，? ? ? 3個(gè)層面實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，為學(xué)科教學(xué)提供安全、可靠的教學(xué)環(huán)境。采用智能云桌面終端設(shè)備，能大大地降低硬件使用故障率。同時(shí)，本地終端具備的計(jì)算、存儲(chǔ)能力，可以獨(dú)立支持復(fù)雜應(yīng)用軟件的需求。智能云桌面終端設(shè)備具備圖形處理器性能，能滿足圖形圖像軟件運(yùn)行處理的需求。

在虛擬化層，由運(yùn)營(yíng)商根據(jù)用戶的需求開(kāi)發(fā)或者提供的成熟的虛擬化平臺(tái)或者資源集成，通過(guò)虛擬桌面服務(wù)，在智能云桌面終端上運(yùn)行;通過(guò)虛擬化平臺(tái)為智能云桌面終端提供云桌面服務(wù)，并通過(guò)調(diào)用云桌面終端的物理硬件，實(shí)現(xiàn)將硬件資源直接傳輸?shù)教摂M機(jī)當(dāng)中，讓虛擬機(jī)擁有與真機(jī)同樣的物理硬件性能。同時(shí)，可以在智能云桌面終端同時(shí)儲(chǔ)存多種系統(tǒng)鏡像，使用者在使用的時(shí)候能實(shí)現(xiàn)快速切換到任一系統(tǒng)，最終解決了教學(xué)過(guò)程中對(duì)多系統(tǒng)切換的需求。智能云桌面終端搭載的虛擬化層可以獨(dú)立運(yùn)行虛擬機(jī)，不依賴云主機(jī)性能。另外，通過(guò)虛擬化層的關(guān)機(jī)即還原的機(jī)制，可以讓機(jī)房短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到初始環(huán)境，大大增加了管理便利性，并有效地降低了故障出現(xiàn)的幾率[4]。

云主機(jī)的Web平臺(tái)的管理功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)環(huán)境、智能云桌面終端、存儲(chǔ)、教學(xué)終端配置等方面的統(tǒng)一管理;也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)一間機(jī)房?jī)?nèi)所有的云桌面終端或者多間機(jī)房的云桌面終端進(jìn)行統(tǒng)一管理[5] 。

3.2? 具體實(shí)施

云桌面機(jī)房建設(shè)方案的核心構(gòu)成是使用云桌面管理主機(jī)和智能云桌面終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)線相連接，教師、學(xué)生用機(jī)同樣使用智能云桌面終端，無(wú)需再單獨(dú)購(gòu)買計(jì)算機(jī)。在云桌面管理主機(jī)中制作多種教學(xué)鏡像模板的同時(shí)，將教育教學(xué)中所需要的教學(xué)軟件安裝在云桌面管理主機(jī)的各種對(duì)應(yīng)的教學(xué)鏡像中，然后以機(jī)房為單位，根據(jù)實(shí)際課程教學(xué)需要下發(fā)不同的課程教學(xué)鏡像，教師機(jī)的鏡像環(huán)境可以不同于學(xué)生機(jī)的鏡像環(huán)境。在開(kāi)啟云桌面終端后，用戶只需要選擇相應(yīng)的教學(xué)環(huán)境即可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)入。如果教師需要在課上將教學(xué)環(huán)境進(jìn)行集中切換，只需要通過(guò)教師機(jī)上的教學(xué)管理軟件對(duì)學(xué)生機(jī)進(jìn)行集中控制并完成切換，實(shí)現(xiàn)一鍵切換。教師點(diǎn)擊“下課”，所有學(xué)生端的虛擬機(jī)進(jìn)入釋放環(huán)節(jié)并再次進(jìn)入鏡像選擇環(huán)境。同時(shí)所有的云桌面終端的操作記錄、運(yùn)行情況、系統(tǒng)監(jiān)控等均可以通過(guò)云課堂管理主機(jī)進(jìn)行集中管理。管理員均可通過(guò)Web圖形化管理界面一覽無(wú)遺，統(tǒng)一運(yùn)維。面對(duì)用戶的使用場(chǎng)景時(shí)，可從以下4點(diǎn)出發(fā)。

（1）集中管理多機(jī)房：智能云桌面終端存在故障率低的優(yōu)勢(shì)，能大大降低硬件維修工作量。通過(guò)云管理主機(jī)對(duì)若干終端實(shí)行集中管理的功能，為機(jī)房管理員降低了教學(xué)環(huán)境安裝、維護(hù)的工作量。

（2）選用虛擬化平臺(tái)：虛擬機(jī)關(guān)機(jī)重啟后，虛擬機(jī)系統(tǒng)會(huì)被依次刪除，不會(huì)存在病毒遺留等問(wèn)題，另外學(xué)生虛擬機(jī)每次都是一個(gè)新的實(shí)例，大大降低了因長(zhǎng)期上課或者機(jī)器使用年限長(zhǎng)而導(dǎo)致的體驗(yàn)差、速度慢等問(wèn)題的出現(xiàn)幾率。

（3）制作鏡像：以一個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī)房為單位，在該機(jī)房?jī)?nèi)結(jié)合實(shí)際教學(xué)環(huán)境的需要制作一個(gè)相對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)、教學(xué)應(yīng)用軟件和教學(xué)管理軟件，滿足正常教學(xué)的基本條件后，將虛擬機(jī)保存封裝成鏡像模板并根據(jù)實(shí)際需要命名，在使用相關(guān)課程教學(xué)時(shí)，云桌面終端直接調(diào)用該鏡像系統(tǒng)就可保證正常上課。

（4）系統(tǒng)應(yīng)用兼容性：云智能終端將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)終端的各個(gè)組成部件集成在主板中，減少了各部件的接觸故障率，在相同型號(hào)的配件使用過(guò)程中具有良好的信息處理性能，能滿足PS、CD、CAD等應(yīng)用軟件及高清視頻播放等功能。

4 云桌面機(jī)房的建成與使用

4.1? 機(jī)房一鍵配置、輕松管理

機(jī)房的管理能真正實(shí)現(xiàn)批量化、制動(dòng)化和智能化，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)計(jì)算機(jī)終端;管理員可通過(guò)一鍵開(kāi)啟/關(guān)閉計(jì)算機(jī)，減少了學(xué)生重復(fù)手動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)給智能終端的物理按鍵帶來(lái)磨損。也可以針對(duì)部分智能終端進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)操作，以延長(zhǎng)終端壽命。可通過(guò)批量配置桌面，采用還原/非還原模式，大大提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)的便利性及維護(hù)效率。

4.2? 設(shè)備安全穩(wěn)定、可靠

智能終端與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的區(qū)別在于，智能終端是一體化設(shè)備，這是它最大的一個(gè)特點(diǎn)，它將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的各種部件全部都集成在主板上，無(wú)接插件，這樣就減少各配件接口產(chǎn)生的故障，大大降低設(shè)備的故障維護(hù)率，從而提高設(shè)備的使用率和體驗(yàn)效果?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)智能終端實(shí)時(shí)在線情況查看，快速了解哪些沒(méi)有連接上管理主機(jī)，從而確定是否存在故障。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著智慧校園建設(shè)的推進(jìn)，大數(shù)據(jù)+云計(jì)算不斷升溫，基于“云”的應(yīng)用場(chǎng)景正在不斷擴(kuò)大，在機(jī)房建設(shè)總預(yù)算不變的前提下，建設(shè)云桌面計(jì)算機(jī)機(jī)房是首選。它以較低的成本和較高的可靠性正在逐步占領(lǐng)各大教育及培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。它的高兼容性特性，可將現(xiàn)有教學(xué)系統(tǒng)和應(yīng)用需求平穩(wěn)過(guò)渡到云桌面終端環(huán)境上，不會(huì)給教師和學(xué)生帶來(lái)使用上的差異感。它的管理特性與易用性，決定了云桌面終端計(jì)算機(jī)使用更簡(jiǎn)單，在管理維護(hù)量上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。在整個(gè)使用過(guò)程中，管理員用在系統(tǒng)安全的維護(hù)和數(shù)據(jù)的保護(hù)上的時(shí)間少于傳統(tǒng)機(jī)房維護(hù)的時(shí)間，學(xué)生也不需要了解后臺(tái)的工作原理或者采用的軟、硬件平臺(tái)，教師可以更輕松地上課，從而大大提高了使用者的體驗(yàn)感受。

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（編輯 傅金睿）