浅谈基于桌面云的计算机基础实验室建设模式研究_优秀论文

1、 浅谈基于桌面云的计算机基础实验室建设模式研究 为了培养和提高大学生的计算机操作水平, 高校中绝大多数专业从一年级就开设计算机基础等操作课程。然而, 随着高校扩招, 在校生规模增长迅速, 传统的计算机基础实验室已经难以满足教学的需要, 给计算机教学质量带来了不利的影响。云计算是近些年来不断发展成熟的技术, 桌面云是云计算的典型应用, 桌面云能把所有的计算机教学资源进行统一管理, 并以虚拟桌面的形式提供服务。桌面云模式在性能、运维、投入等方面比传统模式有着明显优势, 桌面云的应用能有效改善传统计算机基础实验室存在的不足, 为计算机基础实验室建设提供新的途径。 一、高校计算机基础实验室的现状 (

2、一) 高校计算机基础实验室的使用现状 计算机基础实验室是高校计算机基础课程的授课场所, 上课人数众多, 课程安排很满, 使用频率高, 计算机往往都是超负荷运作, 大大降低了设备的使用寿命。计算机基础实验室主要面向新生群体, 其中的大部分同学虽然熟悉计算机的使用, 仍经常发生下述情况, 第一, 因为贪玩和摆脱教师机的控制而禁用甚至删除学生机的广播控制软件, 从而自由上网、打游戏、看视频等, 极大地影响了课堂教学秩序和教学环境; 第二, 因为不了解计算机网络安全知识而不能规范上网行为, 导致电脑容易中木马和病毒, 使计算机基础实验室成为网络病毒高发区, 甚至使整个网络机房瘫痪; 第三, 因为缺乏计

3、算机实践经验而经常误操作, 对计算机硬件的损害很大。 ( 二) 高校计算机基础实验室的管理与维护现状 计算机基础实验室的电脑都设置有系统还原, 之前的操作信息和数据会在电脑重启后删除, 得到一个干净的系统。系统还原虽然在很大程度上提高了电脑的可用性, 但是造成学生的练习与作业无法进行本地保存, 影响了教学的延续性。增霸卡等网络对拷技术是有效更新和维护机房软件的办法, 因为机房在白天时都有教学任务, 机房管理人员只能利用晚上和周末时间加班加点维护系统, 且一个管理员同时负责几间机房, 维护任务重、工作压力大, 加之使用频率高、人流量大, 导致电脑硬件故障率高, 硬件维修周期长, 使机房的有效使用

4、率大大降低。 ( 三) 高校计算机基础实验室设备与更新的现状 随着计算机软硬件建设的快速发展, 计算机基础实验室的电脑服役4 - 5 年就面临更新换代。一个机房的建设需要几十万资金, 高昂的重复投入大大增加了高校的办学成本, 很多高校因为经费紧张而难以及时改造计算机基础实验室, 严重制约了计算机教学质量的提高。 二、桌面云技术与优势 美国国家标准与技术实验室( NIST) 提出: 云计算是一种模式, 它能够方便、按需的接入网络, 访问共享的、可配置的计算资源( 例如: 网络, 服务器, 存储, 应用和服务) , 这些计算资源能够被快速地提供和释放, 在此过程中, 管理的开销或用户与服务提供者的

5、交互最少。 桌面云是基于云计算技术提供的桌面服务。桌面云采用虚拟化技术, 在服务器端为每个用户配置专用的操作系统和桌面环境, 用户使用瘦客户端通过网络访问桌面环境并进行操作, 在这个过程中所有的运算与存储都在服务器端完成, 瘦客户端只负责输入与显示。通俗点说, 云桌面就是一种无主机的电脑环境, 所有数据( 包括操作系统) 都存在服务器端, 只要配置显示器、鼠标、键盘及瘦客户端( 用来连接显示器、鼠标、键盘、网络的硬件设备) 就可以正常工作了。 桌面云有以下优势, 第一, 降低硬件成本投入。云服务器和瘦客户端的成本比传统PC 机高出太多, 但使用年限更久, 不需要每隔几年就更换设备, 从长远来看

6、, 硬件成本投入减少了。第二, 性能稳定、易管理、易维护。瘦客户端硬件结构较PC 机简单, 并采用集成化的系统结构设计, 性能稳定, 故障率低; 在桌面云环境下, 瘦客户端只是用于显示服务器端数据和传递输入设备指令给服务器端, 所有的运算和数据都在服务器端, 整个系统的安装、调试、管理、维护、升级都在服务器端统一实现, 大大降低了管理与维护的工作量和难度, 大幅提高了工作效率。第三, 节能减排、降低运行成本。传统PC 机工作时的噪音在55 分贝以上, 工作温度在35 - 45之间; 瘦客户端的工作噪音仅为1 分贝, 工作温度约为室温, 去噪降温, 营造绿色的办公学习环境; 传统PC 机的功率为

7、300W 左右, 瘦客户端功率不超过23W, 降低能耗、节约用电, 有效降低运行成本, 每年能为高校节省一笔不小的开支。第四, 开放自由。由于操作系统和数据都保存在云服务器端, 师生除了在机房里使用, 还可以随时随地使用不同的终端设备通过互联网接入, 桌面立即呈现。 三、基于桌面云的计算机基础实验室架构 桌面云系统主要包括瘦客户端、网络接入、管理控制台、身份认证及应用服务器五个部分4。其中, 瘦客户端部署在计算机基础实验室内, 用于显示教师和学生上课时使用的桌面云环境; 网络接入提供瘦客户端与服务器端连接的方式, 在校内使用局域网接入, 如果是架构开放式的桌面云计算机基础实验室环境, 则使用互

8、联网接入, 用户只要能访问互联网, 就能登录桌面云; 管理控制台是系统管理员配置、管理、监控桌面云系统的工具; 身份认证是用户能否登录使用桌面云和桌面云数据安全保障的重要一环, 应用服务器进行硬件资源动态分配、为用户提供桌面云操作系统和应用软件、提供计算能力、存储用户数据等。 笔者使用VMware View 产品构建桌面云系统, View 是基于VMware vSphere 构建, 首先部署vSphere;vSphere 的组件ESXi 直接安装在服务器硬件上, 并将服务器划分成多个具有处理器、内存、网络、存储器等完整的系统虚拟机, 这些虚拟机就是服务器。vSphere的组件vCenter 实

9、现对虚拟机的集中管理, 具体的实际操作是在系统管理员电脑上安装vCenter Client 对vCenter 实施远程管理。其次, 安装View 连接服务器View Connection Server, 用于View Client ( View 客户端) 连接View Agent( View 代理) 的一种软件服务, 通过它进行身份验证, 然后将传入的远程桌面用户请求重新定向到相应的虚拟桌面、物理桌面或终端服务器。再次, 安装View Composer, 它能让虚拟桌面使用克隆链接的虚拟机, 加快部署虚拟桌面的速度, 也能节省存储空间。然后, 准备一台虚拟机作为模板计算机, 安装Windows7 操作系统并更新最新补丁, 安装教学所需的应用软件, 如office2010、photoshop 等;配置好用户环境后安装View Agent 和配置View ConnectionServer, 创建虚拟桌面池并分配虚拟桌面, 最后, 安装客户端VMware View Client 就可以通过用户名和密码连接虚拟桌面。 在实际的运行过程中, 教师机与学生机的应用软件有所不同, 教师机登录专门的桌面, 学生机登录统一的桌面; 根据上课学生的人数情况, 适当增配物理服务器来保证足够数量的虚拟桌面以满足教学需要;在云服务器端划分适当的存储空间提供给师生