淺談利用云桌面技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房改造的應(yīng)用論文

淺談利用云桌面技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房改造的應(yīng)用論文

　　引言

　　機(jī)房是很多學(xué)校學(xué)生用來實(shí)踐上機(jī)操作的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，理論結(jié)合實(shí)際的特點(diǎn)奠定了機(jī)房管理在高校教學(xué)管理中的特殊地位。目前，高校的機(jī)房除了要滿足曰常的計(jì)算機(jī)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)之外，還要承擔(dān)學(xué)校組織的各種考試、培訓(xùn)、競(jìng)賽、實(shí)習(xí)等額外的任務(wù)。有些學(xué)校在業(yè)余時(shí)間還給學(xué)生提供了實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)。機(jī)房的使用率如此之高，那如何對(duì)機(jī)房進(jìn)行更有效的管理成為機(jī)房管理員目前面臨的主要問題。

　　1高校機(jī)房管理的現(xiàn)狀

　　1.1計(jì)算機(jī)軟硬件更新速度快

　　在日常的機(jī)房維護(hù)中，機(jī)房管理員的任務(wù)之一就是需要經(jīng)常的增刪軟件、更新軟件的版本。由于教學(xué)和課程的需要，為了緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，機(jī)房管理員需要經(jīng)常對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)和教學(xué)軟件進(jìn)行更新升級(jí)，有時(shí)還會(huì)重新部署操作系統(tǒng)。然而，計(jì)算機(jī)由于采購的時(shí)間不同、機(jī)型不同，配置也會(huì)存在很大的差異，這就導(dǎo)致機(jī)房管理員對(duì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)維護(hù)和軟件更新工作無法通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)批量傳輸，從而導(dǎo)致機(jī)房管理員的工作效率低、維護(hù)難度加大。

　　1.2上機(jī)環(huán)境復(fù)雜，行為管理難

　　每個(gè)機(jī)房每天都會(huì)接待不同的班級(jí)學(xué)生上課，而每個(gè)學(xué)生的使用習(xí)慣又不一樣，根本無法做到專機(jī)專用，這使得機(jī)房的相關(guān)管理規(guī)范很難真正落實(shí)到位。另外，由于現(xiàn)有的機(jī)房采用的是單點(diǎn)管理的模式，所以教師在講課或指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)時(shí)，教師無法對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理，只能依靠教師現(xiàn)場(chǎng)的督查，而對(duì)于有些學(xué)生玩游戲、看電影等異動(dòng)現(xiàn)象就不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和制止，使得教師在上課時(shí)的監(jiān)管往往達(dá)不到預(yù)期的效果。

　　1.3總體擁有成本高

　　雖然計(jì)算機(jī)的采購成本并不高，但這并不足以抵消它高昂的維護(hù)管理費(fèi)用。由于機(jī)房的使用頻率非常高，導(dǎo)致硬件的損壞和更換頻率也很大，每年用于維護(hù)管理的成本不斷增加。另外，由于目前機(jī)房是單點(diǎn)管理模式，機(jī)房的損耗電量非常大，而每臺(tái)計(jì)算機(jī)的主機(jī)耗電量比其他外設(shè)的耗電量都要大，很多學(xué)生用完電腦并沒有及時(shí)關(guān)機(jī)，造成了機(jī)房很大一部分電量的損耗，既沒有達(dá)到節(jié)能的目的，又給學(xué)校造成了很大一部分不必要的經(jīng)濟(jì)支出。

　　1.4網(wǎng)絡(luò)病毒木馬難防治

　　由于課程內(nèi)容的需要，部分機(jī)房可以上網(wǎng)和下載網(wǎng)上資源。雖然機(jī)房里安裝了一些防殺病毒軟件，但由于學(xué)生的流動(dòng)性大、使用習(xí)慣不同且殺毒軟件不能及時(shí)有效的更新等因素，加大了電腦中毒和被木馬入侵的可能性。這就導(dǎo)致一些計(jì)算機(jī)性能下降甚至不能正常使用，直接影響了教學(xué)效果。傳統(tǒng)的機(jī)房管理模式和早已顯現(xiàn)的弊端已不適用于高效管理的今天，隨著云計(jì)算的逐步落地和服務(wù)器虛擬化的逐步普及，云桌面為解決上述機(jī)房管理中存在的問題提供了很好的解決方案。

　　2云桌面簡介

　　所謂云桌面，就是將計(jì)算機(jī)的桌面環(huán)境通過云計(jì)算的模式從物理機(jī)器中分離出來。換句話說，學(xué)生位上沒有主機(jī)，只有顯示器，但是在網(wǎng)絡(luò)的支持下即可獲得與傳統(tǒng)的PC機(jī)相同的效果。云桌面可以使每一個(gè)學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)的時(shí)候與學(xué)號(hào)進(jìn)行綁定，使之成為私有桌面，即無論學(xué)生任何時(shí)候用任何一個(gè)機(jī)位都只需要輸入賬號(hào)和密碼，就可以進(jìn)入自己的個(gè)人桌面，而學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的操作、計(jì)算、存儲(chǔ)資源等都集中于中央服務(wù)器上，云桌面負(fù)責(zé)將之通過網(wǎng)絡(luò)傳送給終端。

　　3改造需求分析

　　3.1便于對(duì)機(jī)房的維護(hù)管理

　　正是由于云桌面技術(shù)把傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)桌面與各自主機(jī)分離，實(shí)現(xiàn)了分離操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)硬件之間的關(guān)聯(lián)性，使得所有的客戶端都只是云桌面環(huán)境下的一個(gè)訪問接入點(diǎn)。所以機(jī)房管理員不需要再像以前一樣對(duì)不同配置不同機(jī)型的計(jì)算機(jī)進(jìn)行區(qū)別設(shè)置，使得管理員能夠在統(tǒng)一的桌面環(huán)境下對(duì)不同機(jī)型的計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一配置。這樣一來，如果學(xué)校重新采購電腦或更換新的硬件時(shí)，機(jī)房管理員則可以通過云桌面的環(huán)境快速的對(duì)新接入的計(jì)算機(jī)進(jìn)行部署，不必像從前一樣安裝系統(tǒng)和相關(guān)軟件。

　　由于云桌面環(huán)境使得每個(gè)客戶端都是獨(dú)立的，這樣即使再出現(xiàn)設(shè)備中毒或系統(tǒng)崩潰等現(xiàn)象，都不會(huì)再影響到其他用戶的使用。同時(shí)機(jī)房管理員還能通過遠(yuǎn)程診斷和云桌面恢復(fù)等功能，在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化維護(hù)，這樣就不必到教室即可高效快捷的維護(hù)好機(jī)房設(shè)備，從而大大減輕機(jī)房管理員的工作負(fù)擔(dān)，把他們從大量重復(fù)的工作中解脫出來。

　　3.2滿足個(gè)性化的教學(xué)及學(xué)習(xí)需求

　　由于云桌面支持需求化定制的獨(dú)立軟件系統(tǒng)，這使得任課老師可以從云桌面的環(huán)境中調(diào)用自己所需要的任何程序，使實(shí)驗(yàn)的安排更為靈活，從而不必再受到機(jī)房沒有某款軟件的局限性。這樣不僅方便了任課老師，同時(shí)也減輕了機(jī)房管理員為滿足不同的教學(xué)需求要提供不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的麻煩，從而提高了機(jī)房管理的工作效率。

　　另外，由于所有的軟件資源都放在云服務(wù)器上，這樣使得每一個(gè)機(jī)房都能根據(jù)不同的課程要求靈活的申請(qǐng)資源，教師和學(xué)生在任何時(shí)間任何終端都可以保留所有的操作，而不必再像以前一樣受到計(jì)算機(jī)所在位置和使用時(shí)間的影響。

　　便于集中化的課堂管理由于云桌面技術(shù)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，這樣機(jī)房管理員或任課老師都可以通過監(jiān)控軟件對(duì)機(jī)房中的任何設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)掌握。如果學(xué)生在上課期間出現(xiàn)玩游戲、看電影等與學(xué)習(xí)無關(guān)的事情，機(jī)房管理員或老師都可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以遠(yuǎn)程關(guān)閉。

　　3.3降低成本，節(jié)能環(huán)保

　　就機(jī)房建設(shè)成本而言，以某學(xué)校建設(shè)10個(gè)機(jī)房為例，傳統(tǒng)的配置大概需要花費(fèi)444萬元左右，其中配置電腦就要花費(fèi)400萬，另外防火墻4萬，服務(wù)器、殺毒軟件各需要20萬。而使用云桌面技術(shù)來建設(shè)同樣數(shù)目的機(jī)房，總成本可能只需要花費(fèi)315萬元左右，其中配置電腦只需300萬，另外防火墻0.8萬，服務(wù)器、殺毒軟件共花費(fèi)14萬�？梢�，采用云桌面技術(shù)部署機(jī)房不僅降低了建設(shè)成本，還能大大的降低日后高額的維護(hù)成本，如更換CPU、內(nèi)存條等。

　　傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)機(jī)房由于運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以一般機(jī)房都安裝了必備的空調(diào)或電風(fēng)扇，以一個(gè)機(jī)房60臺(tái)電腦，兩臺(tái)空調(diào)為例，所有設(shè)備平均每天運(yùn)行8小時(shí)計(jì)算，傳統(tǒng)主機(jī)常規(guī)功率一般在200瓦左右，而云終端耗能不到20瓦，這樣算下來，一個(gè)機(jī)房每天可節(jié)約20度電，如果按平均每個(gè)學(xué)期以18周算的話，一個(gè)機(jī)房即可節(jié)約1800度用電，對(duì)于機(jī)房開出率多的學(xué)校來說，這樣每個(gè)學(xué)期可以節(jié)約的電量相當(dāng)可觀。

　　4云桌面改造機(jī)房的具體部署方案

　　由于是對(duì)現(xiàn)有機(jī)房進(jìn)行云桌面改造，所有利用了現(xiàn)有的顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等輸入輸出設(shè)備，只需要新采購虛擬化服務(wù)器群和存儲(chǔ)。首先在實(shí)施階段，必須解決的是通路的問題，本改造方案中采用的是現(xiàn)有的線路，只是在中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行穿透，這樣做雖然在網(wǎng)絡(luò)傳輸速度上會(huì)相對(duì)降低點(diǎn)，但基本上還是能夠保障整個(gè)方案的完整實(shí)施，而且這樣做整個(gè)改造工程的費(fèi)用相對(duì)比較低廉，并且改造工期比較短。

　　4.1體系構(gòu)成

　　本改造方案的云桌面環(huán)境主要包括服務(wù)器、終端設(shè)備、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和虛擬化軟件等。本方案以一個(gè)部署50臺(tái)終端的機(jī)房為例:服務(wù)器推薦1個(gè)最多能虛擬出8個(gè)VCPU的物理CPU，在內(nèi)存方面推薦按照1:1的分配方案，最好不要超過150%的分配，而且在分配內(nèi)存時(shí)還要注意預(yù)留20%給物理服務(wù)器進(jìn)行虛擬化運(yùn)行。具體的CPU與內(nèi)存的分配要點(diǎn)如表一所示。

　　終端設(shè)備考慮是對(duì)舊機(jī)房的改造，所以充分利用原有的PC機(jī)是比較經(jīng)濟(jì)的方法。存儲(chǔ)考慮兩個(gè)問題(1)每個(gè)VDI桌面提供足夠的存儲(chǔ)空間;(2IOPS能力。由于本方案是對(duì)舊機(jī)房進(jìn)行改造，所以采用了現(xiàn)有的存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)空間和IOPS都能滿足方案要求。具體如表二所示。網(wǎng)絡(luò)考慮到機(jī)房的終端數(shù)在50臺(tái)，所以機(jī)房要求上下行總帶寬在100M左右。具體VDI桌面的實(shí)際操作流量測(cè)試數(shù)據(jù)如表三所示。虛擬化軟件：國內(nèi)的有H3C、銳捷等品牌，國際的有Ctrix、VMWare等品牌。

　　4.2VDI桌面配置

　　在安裝好云桌面系統(tǒng)、確定組網(wǎng)并對(duì)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成功實(shí)施之后，接下來就要正式進(jìn)行云桌面的業(yè)務(wù)了。學(xué)校可以根據(jù)所需使用的規(guī)模來合理的選擇服務(wù)器，并在服務(wù)器上安裝相應(yīng)的云桌面軟件，即可開始創(chuàng)建云桌面的模板。具體過程如圖一所示。

　　5結(jié)束語

　　在機(jī)房實(shí)行云桌面系統(tǒng)改造后，整個(gè)學(xué)校的包括計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中心、信息中心、辦公大樓、數(shù)字圖書館等的計(jì)算機(jī)既能在系統(tǒng)上相互獨(dú)立，又實(shí)現(xiàn)了資源共享，不僅保證了教學(xué)活動(dòng)的正常進(jìn)行，還使得機(jī)房的維護(hù)效果得到了大大的提升，機(jī)房的管理成本也得到了明顯的降低。

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