黃景堅(jiān)，趙學(xué)孔

（1.南寧師范大學(xué)新聞與傳播學(xué)院，廣西 南寧 530029；2.廣西信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處，廣西 南寧 530021）

一、引言

近幾年來(lái)，IDV 云桌面技術(shù)不斷走向成熟，在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)當(dāng)中已得到推廣和應(yīng)用[1]。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著計(jì)算機(jī)教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)質(zhì)量對(duì)教學(xué)有直接的影響。在以往的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中，操作系統(tǒng)與軟件安裝方式都是以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行安裝，每間計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的主機(jī)都是獨(dú)立的，不但占用實(shí)驗(yàn)室空間，而且采購(gòu)電腦主機(jī)需要大量的資金，造成資金浪費(fèi)。從管理角度來(lái)說(shuō)，不同學(xué)科的專任教師教學(xué)所用到的系統(tǒng)及軟件不同，傳統(tǒng)的安裝方式會(huì)加大管理人員的軟件安裝的工作量。

為了提高管理效率，有針對(duì)性地對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，可以在實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器端構(gòu)建IDV 云桌面，發(fā)揮IDV 云桌面優(yōu)勢(shì)，便于系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。以IDV 虛擬桌面快速交付系統(tǒng)為例，虛擬桌面與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)用戶桌面有以下區(qū)別：一是操作用戶桌面，不是在PC機(jī)用戶桌面，而是在服務(wù)器終端的虛擬化桌面；二是利用虛擬化中間層向終端推送給操作用戶；三是依托物理主機(jī)服務(wù)器構(gòu)架虛擬云桌面，統(tǒng)一管理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室屬于公共資源，教師上課所用的軟件有各種版本，通過(guò)IDV 云桌面技術(shù)統(tǒng)一安裝，快速、便捷，減輕了機(jī)房管理員的工作量。

二、IDV高性能云桌面與PC機(jī)相比的優(yōu)勢(shì)

（一）統(tǒng)一管理及高性能運(yùn)算

在傳送鏡像時(shí)，服務(wù)器端可對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行多個(gè)鏡像系統(tǒng)同時(shí)發(fā)送，服務(wù)器端界面可查看終端設(shè)備業(yè)務(wù)狀態(tài)，如CPU、內(nèi)存、顯卡、存儲(chǔ)設(shè)備使用率，可監(jiān)控并遠(yuǎn)程操作終端界面，方便管理。終端運(yùn)行與服務(wù)端相連接，在運(yùn)行當(dāng)中所占的硬件資源比率，服務(wù)器占的比重最大。服務(wù)器配置決定終端的性能運(yùn)算，終端運(yùn)行系統(tǒng)分布在云終端節(jié)點(diǎn)，采用顯存穿透技術(shù)，實(shí)現(xiàn)終端運(yùn)行大型的圖形圖像設(shè)計(jì)軟件。

（二）多節(jié)點(diǎn)鏡像模式

終端采用獨(dú)有的鏡像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶的個(gè)性化需求。管理員可以根據(jù)終端不同的用戶需求，在原有鏡像節(jié)點(diǎn)的下級(jí)目錄生成新的鏡像節(jié)點(diǎn)，也可以把原有的節(jié)點(diǎn)刪除，只保留新的節(jié)點(diǎn)。在授權(quán)給用戶情況下，用戶可以調(diào)用其所需的環(huán)境；如用戶得不到授權(quán)，無(wú)法使用相應(yīng)的系統(tǒng)及其相關(guān)資源。

（三）支持離線使用

在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的情況下，終端支持離線功能，可以不用網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中斷或網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下，離線功能保證了終端使用的連續(xù)性。當(dāng)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備出現(xiàn)異?；蛑袛鄷r(shí)，能夠保障終端設(shè)備正常使用，終端運(yùn)行在離線脫機(jī)及無(wú)網(wǎng)絡(luò)下，不受任何影響，各項(xiàng)參數(shù)及策略離線后仍然生效。

（四）便于安裝、使用、管理

云桌面服務(wù)器端軟件安裝簡(jiǎn)單、便捷，運(yùn)用IDV 云桌面關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)終端用戶多種操作界面[2]。IDV 云桌面跟PC 機(jī)在軟件安裝方面相比，IDV 服務(wù)器端更為便捷，軟件安裝不需做任何配置，界面可視化，操作簡(jiǎn)單，對(duì)管理員和終端用戶而言都是通俗易懂的；而PC 機(jī)軟件安裝相對(duì)復(fù)雜，需要管理員逐臺(tái)安裝，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。

（五）支持不同類型的USB外設(shè)

終端用戶USB外設(shè)接口，不需要任何設(shè)置和安裝驅(qū)動(dòng)軟件，在PC 機(jī)上安裝Windows 系統(tǒng)自帶的驅(qū)動(dòng)程序。云端支持各種類型的USB 設(shè)備，包括U盤存儲(chǔ)設(shè)備、移動(dòng)硬盤、耳機(jī)、不同類型的打印機(jī)、掃描儀等。

（六）快照能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)還原

服務(wù)器端可以制作快照，便于后續(xù)維護(hù)，如終端用戶數(shù)據(jù)損壞或被病毒破壞時(shí)，將鏡像進(jìn)行初始化，而C、D、E 盤等數(shù)據(jù)將被覆蓋。同時(shí)，寫入緩存被清空，重啟終端設(shè)備后就生效。

三、IDV高性能云桌面的工作原理

其一，IDV 高性能云桌面集成了局域網(wǎng)，云桌面數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為傳輸介質(zhì)，便于局域網(wǎng)統(tǒng)一管理、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、軟件更新等[3]。

其二，終端系統(tǒng)及軟件安裝完后，制作成鏡像并上傳到IDV 云桌面服務(wù)器，在終端遠(yuǎn)程操控IDV 云桌面服務(wù)器上的鏡像，所有的鏡像會(huì)轉(zhuǎn)輸?shù)浇K端各臺(tái)機(jī)器。

其三，服務(wù)器端劃分虛擬機(jī)，通過(guò)虛擬化技術(shù)將高配性能的服務(wù)器劃分成多臺(tái)邏輯主機(jī)，并進(jìn)行環(huán)境配置（包括內(nèi)存分配、存儲(chǔ)空間分配、線程分配等），虛擬機(jī)的程序在獨(dú)立的環(huán)境中運(yùn)行，互不影響，從而提高了計(jì)算機(jī)的資源利用率。

四、如何在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)IDV 高性能云桌面服務(wù)器

IDV 高性能云桌面應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于教育機(jī)構(gòu)、高校實(shí)驗(yàn)室、大中型企業(yè)、事業(yè)單位等。IDV 云桌面是一款功能強(qiáng)大的軟件，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。這款軟件在服務(wù)器端根據(jù)不同需求，可以掛載多個(gè)操作系統(tǒng)鏡像，可以分配多個(gè)用戶數(shù)，可以分配不同大小內(nèi)存、顯存及磁盤空間，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)傳送、斷點(diǎn)續(xù)傳和遠(yuǎn)程操作等。

（一）IDV云桌面服務(wù)器安裝環(huán)境

IDV 云桌面服務(wù)器搭建，需人硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)適配器等方面進(jìn)行。首先，服務(wù)器選擇聯(lián)想ThinkServerRD640CPU，CPU10 核、20 線程、內(nèi)存16G、硬盤3T、存儲(chǔ)控制器八通道、高性能磁盤陣列卡，該服務(wù)器運(yùn)行教學(xué)軟件比較流暢。其次，服務(wù)器操作系統(tǒng)選擇Microsoft Windows Server 2022 或更高的版本。最后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選擇華為千兆交換機(jī)S1720-52GWR-PWR-4P 或更高的版本。

（二）云終端運(yùn)行環(huán)境

云終端是通過(guò)終端的操作系統(tǒng)與服務(wù)器隨機(jī)生成的編號(hào)匹配成功后才能啟動(dòng)虛擬機(jī)，虛擬機(jī)通過(guò)DHCP的IP地址進(jìn)行自動(dòng)連接。虛擬機(jī)初始化時(shí)，會(huì)自動(dòng)彈出選擇項(xiàng)，按提示選擇操作系統(tǒng)類型啟動(dòng)。一般采用UEFI 模式啟動(dòng)，也可以采用IPV4網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)。

（三）創(chuàng)建IDV云服務(wù)器

云服務(wù)器硬件安裝、調(diào)試完成后，對(duì)服務(wù)器磁盤陣列部署。一是對(duì)存儲(chǔ)盤進(jìn)行分區(qū)，C 盤安裝系統(tǒng)、D 盤存儲(chǔ)鏡像、E 盤存放教學(xué)軟件。二是安裝服務(wù)器系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)。三是安裝IDV 管理軟件及WEB管理軟件。

1.配置IDV云桌面服務(wù)器。

在服務(wù)器端硬件安裝完成后，需要對(duì)IDV 服務(wù)器搭建環(huán)境，在瀏覽器輸入配置IP 地址后，點(diǎn)擊Web Manager 管理端程序，輸入用戶名和密碼登錄管理端，系統(tǒng)將引導(dǎo)并開始配置IDV 云桌面系統(tǒng)。

（1）創(chuàng)建用戶：在云桌面中創(chuàng)建用戶，設(shè)置用戶名和密碼，并分配相應(yīng)的權(quán)限。

（2）配置桌面環(huán)境：根據(jù)用戶需求，配置云桌面的應(yīng)用程序和設(shè)置，比如安裝常用軟件、設(shè)置壁紙。

（3）啟動(dòng)云桌面：確認(rèn)配置無(wú)誤后，點(diǎn)擊啟動(dòng)云桌面，等待云桌面啟動(dòng)完成。

（4）遠(yuǎn)程登錄：使用遠(yuǎn)程桌面工具或者提供鏈接，遠(yuǎn)程登錄到云桌面。

（5）網(wǎng)絡(luò)地址分配：虛擬桌面在使用過(guò)程中都要分配網(wǎng)絡(luò)地址，如DHCP 名稱、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、首選DNS 服務(wù)器、IP 地址的起始范圍，輸入完整完后，點(diǎn)擊保存按鈕。

（6）設(shè)置用戶端。

①系統(tǒng)盤設(shè)置。

服務(wù)器端：客戶終端所產(chǎn)生的緩存存放路徑與盤符相同，空間大的磁盤存放緩存，提高制作快照速度。

客戶端：客戶端所產(chǎn)生的緩存存放路徑與盤符位置相同，盤符分區(qū)格式化，緩存性能最高，加載軟件最快。

②數(shù)據(jù)盤設(shè)置。

服務(wù)器端：客戶端緩存數(shù)據(jù)架設(shè)在服務(wù)器端的盤符。當(dāng)提示磁盤空間不足時(shí)，用戶可以向服務(wù)器發(fā)出指令提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)或緩存釋放后，不需要網(wǎng)絡(luò)便可以使用服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。

客戶端：客戶端緩存數(shù)據(jù)存放在客戶端位置?？臻g不足時(shí)，用戶終端通過(guò)加載數(shù)據(jù)、釋放緩存，性能會(huì)自然提高。

2.IDV云桌面WEB管理端界面。

IDV 云桌面服務(wù)器端、鏡像、存儲(chǔ)，以及當(dāng)前服務(wù)器的使用率；服務(wù)器和用戶終端是在同一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控管理范圍內(nèi)，可查詢服務(wù)器和用戶終端的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，管理該服務(wù)下所有的用戶終端可對(duì)用戶終端進(jìn)行集合群分配、操作終端屬性、終端操作、遠(yuǎn)程操作等設(shè)置。通過(guò)創(chuàng)建用戶，可對(duì)不同的用戶進(jìn)行權(quán)限分配。IDV 云桌面鏡像創(chuàng)建、鏡像擴(kuò)容、編輯、映射、刪除快照、虛擬機(jī)制作快照等。在端口設(shè)置時(shí)，對(duì)客戶端的通用端口進(jìn)行設(shè)置，加強(qiáng)對(duì)客戶端的安全管理。對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置、添加、刪除、編輯等。IDV云桌面的DHCP、相關(guān)設(shè)置、客戶端、服務(wù)端高級(jí)選項(xiàng)、配置信息都要進(jìn)行相關(guān)的操作。

五、創(chuàng)建IDV云桌面種子機(jī)

（一）安裝UEFI本地系統(tǒng)

首次開機(jī)按F2 或DEL 鍵進(jìn)入到BIOS 設(shè)置，選擇模式需要選擇UEFI 模式。進(jìn)入安裝界面之后，按下“Shift+F10”進(jìn)入CMD 模式，使用DISKPART 或DISKGEN 磁盤工具，將分表轉(zhuǎn)為GPT 分區(qū)表，依次輸入命令來(lái)進(jìn)行磁盤格式轉(zhuǎn)換。根據(jù)轉(zhuǎn)換好的格式，查看是否是MPR 格式。系統(tǒng)安裝完畢之后，可以通過(guò)“磁盤管理”和命令方式來(lái)查看當(dāng)前系統(tǒng)是否是UEFI啟動(dòng)。

（二）安裝計(jì)算機(jī)IDV云桌面客戶終端程序

IDV 云桌面系統(tǒng)要求管理員選擇一臺(tái)安裝好操作系統(tǒng)、補(bǔ)丁已升級(jí)、驅(qū)動(dòng)程序已安裝、各種軟件已安裝完成等，并且調(diào)試完好的客戶終端計(jì)算機(jī)作為種子機(jī)，將種子計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)鏡像上傳到IDV 云桌面服務(wù)器中，其他所有的計(jì)算機(jī)都可以繼承使用種子計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)鏡像，如果需要更新軟件或進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，只需要維護(hù)種子計(jì)算機(jī)即可，不需要通過(guò)傳統(tǒng)的方法對(duì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

（三）種子計(jì)算機(jī)BIOS設(shè)置

對(duì)種子計(jì)算機(jī)BIOS 設(shè)置完成后，需要修改從網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，設(shè)置完成后，需要重新啟動(dòng)種子計(jì)算機(jī)，進(jìn)入BIOS 設(shè)置界面，將BIOS 設(shè)置為從網(wǎng)卡啟動(dòng)，或把網(wǎng)卡啟動(dòng)作為啟動(dòng)的首選項(xiàng)，設(shè)置完成后重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。

（四）生成IDV云桌面虛擬磁盤鏡像

在鏡像管理界面，新增的鏡像需要進(jìn)行命名，選擇已創(chuàng)建好的鏡像位置，把鏡像及產(chǎn)生的緩存存放在不同的硬盤上，輸入鏡像大小，并對(duì)磁盤進(jìn)行格式化，系統(tǒng)將根據(jù)要求自動(dòng)創(chuàng)建并格式化鏡像，創(chuàng)建完畢后，列表中會(huì)增加一項(xiàng)記錄。

六、IDV 高性能云桌面關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)現(xiàn)

在鏡像制作完成后，把鏡像上傳到云服務(wù)器端。首先，在終端啟動(dòng)客戶機(jī)，客戶機(jī)會(huì)從網(wǎng)絡(luò)IP 地址啟動(dòng)。在云服務(wù)器端選中其中一臺(tái)客戶端，對(duì)該客戶端進(jìn)行群組管理、客戶端管理、客戶端操作和遠(yuǎn)程管理等操作。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配該客戶端的名稱和IP 地址，在客戶端管理啟動(dòng)模式設(shè)置下，選擇原先制作好的鏡像，并保存。對(duì)種子計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)并進(jìn)入系統(tǒng)界面，在“我的電腦”界面會(huì)出現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)硬盤，卷標(biāo)為“OS”，在種子計(jì)算機(jī)窗口右擊桌面屬性，菜單欄中會(huì)出現(xiàn)IDV 云桌面客戶端菜單欄選項(xiàng)，單擊該客戶端信息與部署系統(tǒng)選項(xiàng)。單擊部署按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)上傳客戶終端鏡像。其次，根據(jù)提示要求，需對(duì)種子計(jì)算機(jī)啟動(dòng)兩次，方可完成。最后，把種子計(jì)算機(jī)啟動(dòng)模式改成網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，對(duì)種子計(jì)算機(jī)再次重啟。也可在IDV 云桌面管理端界面設(shè)置默認(rèn)啟動(dòng)鏡像菜單，可配置客戶端的默認(rèn)啟動(dòng)方式、啟動(dòng)菜單，以及設(shè)置是否需要還原系統(tǒng)等，以便其他客戶端啟動(dòng)到服務(wù)器端。

七、結(jié)語(yǔ)

13基于IDV高性能云桌面服務(wù)器具有性能優(yōu)越、管理集中、高效靈活、部署集中、數(shù)據(jù)不落地、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，采用IDV 高性能云桌面技術(shù)構(gòu)建高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器端統(tǒng)一管理客戶終端，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)異地存儲(chǔ)，不僅對(duì)系統(tǒng)維護(hù)、軟件更新、鏡像刪除及創(chuàng)建帶來(lái)諸多方便，同時(shí)很好地保障了教學(xué)、系統(tǒng)安全、管理便捷等[4]。