高校教育教学工作离不开计算机实验室, 作为高校重要的实践教学基地, 不仅影响了课程教学效率与质量, 也体现了高校办学水平与信息化实现的程度。在这种发展背景下, 如何做好计算机实验室管理工作就显得极其重要。而近年来云桌面技术的发展, 为高校计算机实验室管理工作提供了新的思路, 尤其在管理人员紧缺的情况下, 有效提高了计算机实验室设备的使用效率。云桌面是在云计算与虚拟化技术的基础上发展起来的, 简单来说就是用户屏幕显示的桌面主要是虚拟运营提供的, 是以网络为载体, 实现对虚拟化技术、计算机软硬件、操作系统以及数据等资源的整合, 大大提高了计算机实验室管理水平和效率。
一、云计算和云桌面技术的概述
随着网络科技不断发展, 云计算应运而生, 并为社会和各行业发展带来了巨大变革和深远影响。云计算的出现在短时间内就引起了众多有识之士的关注, 甚至在全球范围都得到迅猛的发展。在2011年, 美国提出了《联邦云计算战略》、2012年欧盟委员开始了释放欧洲云计算潜力》的战略计划, 甚至澳大利亚、日本等众多国家都在开始在政策方面支持云计算技术的研发和推广[1]。同时, 全球知名的IT公司, 如微软、谷歌等也开始投入大量人力与资金研发自己的云计算产品。目前在我国, 如百度、腾讯等公司都研发了云计算产品并已经投入使用, 取得了很好的成效。
云桌面技术是云计算的最典型、最重要的应用, 具有很多优势, 如保障信息安全性、维护更加便利、节能以及设备更换频率低等[2]。由于云桌面技术的众多优势使其逐渐被引入到虚拟实验教学平台中, 并成为高校实验教学发展的重要方向和必然需求。在具体应用中, 云桌面主要是通过浏览器等应用提供虚拟操作环境, 其中包含的数据、文件以及系统的大部分运算都是存储在远端云服务器中, 只是向用户提供系统管理服务、虚拟实验数据空间等功能, 且用户会以桌面化的形式接收[3], 如图1是云桌面技术的原理图。在这种运行模式下, 学生可以不用受到设备、时间、地点等的现实, 还可以保证实验学习、教师授课等的有效开展及教学内容的扩展性与体验的一致性。
二、云桌面技术在高校计算机实验室管理中体现的优势
云桌面技术在高校计算机实验室管理中的运用是对传统管理模式的优化, 大大提高了计算机实验室的管理效率, 对云桌面技术的应用优势进行了如下分析:
(一) 云桌面技术使计算机实验室管理更加便捷
在传统的计算机实验室中, 为了确保响应速度达到要求, 每个管理员需要尽可能维护多台电脑, 一般为10台左右。但是云桌面技术的应用, 通过镜像模板, 每个管理员可以维护1000台电脑, 从这一数据对比就可以看出云桌面技术的管理效率更高。同时, 在利用云桌面技术管理计算机设备过程中, 管理员只需要调用课程模板就可以转换课程, 减少了频繁开关机的麻烦, 使计算机设备管理更加便捷和高效。
(二) 实现对计算机设备的实时监测
利用云桌面管理系统, 教师或实验室管理员只需要云终端就可以实现对计算机实验室的实时监测, 也可以实时追踪历史数据, 比如CPU、内存等, 帮助管理员更好的对整体进行判断, 保证各项性能的最佳状态。
(三) 云桌面技术的运维成本低
在云桌面中, 接收终端 (瘦客户机) 主要采用低功耗处理器并且进行了无风扇设计, 一般工作情况下, 功率会小于30W, 远远低于传统的PC能耗。如表1对云桌面接收终端和传统PC的功耗进行了比较。
此外, 采用云桌面技术对计算机实验室进行管理中, 机房设备更新只需要管理员升级服务器配置就可以了, 而云桌面接受接收终端的作用只是显示画面, 所以具有很长的使用寿命且不需要频繁的升级。如果在使用一段时间后接收终端出现硬件损坏的情况, 只需要更换接收终端 (瘦客户机) 就可以了, 在价格方面相对传统的PC要便宜很多。如表2对比了云桌面接收终端 (瘦客户机) 与传统PC机更换产生的废弃物。
三、传统计算机实验室管理的现状与不足
针对传统计算机实验室管理和维护工作中比较常见的问题进行了以下具体分析:
首先, 高校计算机实验室是公共计算机基础课教学的重要场所, 还有一些专业课或实训课也需要在计算机实验室中进行, 总体来说高校教学工作对于计算机实验室需求较大。为了满足各专业教学的需求, 就会增加实验室管理员的工作量, 花费更多的时间用来部署多操作系统和实验环境。或者还有很多考试需要在计算机实验室中进行, 比如计算机等级考试, 需要管理员在考试之前部署好考试环境并做好维护、检查以及调试等工作。此外, 不同专业实验教学过程中需要的软件系统也存在很大的差异, 不同课程和不同教师甚至对同一软件的版本要求也会有一些差异, 这就导致计算机设备中需要安装多种类型的软件, 但是过多的软件会影响程序的运行速度, 还会对实验教学质量产生影响[4]。
其次, 计算机设备在使用过程中很容易受到病毒的攻击, 为了保证设备和系统的安全性, 高校计算机实验室一般会安装还原卡或硬盘保护程序, 虽然提高了计算机设备的安全性能, 但是每一次对计算机进行修改以后都需要将该计算机作为“母机”传给其他计算机设备。当管理员遇到专业软件不能同传的情况下, 必须进行手动操作。此外, 机器型号不同、硬件配置不同也不能实现同传功能, 增加计算机管理难度[5]。
最后, 计算机实验室的还原卡有同传克隆的功能, 可以有效实现下发数据, 缺点在于不能实现断点续传和差异数据同传, 需要花费的时间较长且占带宽, 一旦出现数据更新的情况, 那么其他终端都没法正常使用, 这就需要管理员在机房加班加点工作。如果遇到考试任务时, 比如计算机等级考试, 要求管理人员在考试之前进行考试客户端安装、发系统和参数以及调试等, 考试结束以后, 再将系统恢复过来, 这就需要花费大量的人力和时间并且工作效率不高。如果在发系统过程中遇到故障瘫痪的情况, 会因为不能及时维修影响考试。
所以在计算机实验室管理过程中会遇到很多突发问题, 加上传统管理模式整体管理效率不高, 很显然已经不能满足高校计算机实验室大规模建设及维护的需求。而加强引进先进的管理技术, 实现计算机设备的智能化和信息化管理就成为高校发展中需要重视的问题。
四、云桌面交付技术在高校计算机实验室管理中的具体应用分析
通过上文的分析, 笔者认为, 云桌面交付技术在高校计算机实验室管理中的应用是必然趋势, 并且在很多高校中已经在采用云桌面交付技术并取得了很好的成效, 对云桌面技术的应用进行如下分析:
(一) 建立终端系统, 实现统一化管理
目前越来越多的高校开始重视扩大计算机实验室的规模, 使用的计算机终端数量也在增加, 而且不同专业都会开设实验室, 对于计算机型号要求也存在差异。在这种情况下, 校园网的应用已经成为高校计算机实验室实现集中统一化管理的良好管理凭条。一般来说, 计算机终端MAC地址是唯一的, 只要将计算机终端MAC地址收集到服务器中, 就可以实现统一化管理。在云桌面技术中, 包含了一套, 专门用于计算机实验室集中式管理系统, 可以实现MAC地址的自动智能化收集, 还可以为终端网卡提供IP地址以及计算机名称等, 然后根据计算机实验室分布情况确定每个实验室的功能用进行分组处理[6]。在这种计算机实验室管理模式下, 解决了传统分散管理模式的效率低和管理员工作量大的缺陷, 有效提高了高校计算机实验室管理水平。
(二) 构建系统软件云, 提高计算机实验室的整体水平
在计算机系统中软件是核心部分, 计算机实验室除了需要良好的硬件环境以外, 安全可靠的软件环境更为重要。软件系统中主要包括应用软件和操作系统, 对于软件系统的管理一般会采取磁盘管理的方式, 提高整体效率, 从而满足计算机实验教学的实际需求。随着课程改革的推进, 高校计算机实验室使用的频率不断增加而且教学计划也会频繁的更新, 加强计算机实验室管理工作就显得极其重要。而采用云桌面技术为计算机实验室管理工作提供了新的思路, 通过运用先进的技术建立系统和软件服务云, 不仅提高了实验室管理水平, 在设备维护方面也发挥了积极作用。在软件服务云系统中包含了操作系统以及数据存储分区等基础资源。将计算机实验室需要的系统和软件收集到服务器中, 管理员就可以对这些信息进行有效管理, 还可以随时添加或删除某些软件的功能, 保证系统和软件的最佳状态。此外, 云资源可以对计算机实验室开放, 在使用过程中, 也能根据实验室的需要将将信息传递到终端系统中, 有效提高系统维护水平。
(三) 建立系统硬盘模板库
云桌面技术在计算机实验室管理过程中是以虚拟技术为主, 建立了虚拟键盘, 并将其作为终端硬板模式进行分析, 提高服务器管理效率, 而且日常使用过程中只要做好模板的维护管理就可以了, 有效减少了管理员的工作量;其次, 模板积木式搭建进行磁盘关联管理, 为管理人员的计算机管理工作提供了良好的条件, 而且根据实际教学需求从系统磁盘中获取信息, 并不会对其他系统的运行造成影响, 也不用考虑重新规划硬盘;最后, 监控管理方面, 需要在系统硬盘模块库中构建策略化管理, 根据实际情况设定管理策略与形式, 比如可以用系统分析和策略分析加上串口禁用的方法, 加强对终端系统的监控。
(四) 构建云服务平台实现智能化管理
在系统客户端中采用了网络启动方式, 实现自动选择对应的硬盘系统, 并以网络为载体实现各项功能的发挥, 而且单个磁盘镜像可以在网络环境中实现多个客户终端共享与访问, 系统会自动将模板存储在本地硬盘中, 再根据需要进行部署。分析终端信息时要结合实际需求, 然后将信息交付到数据缓存系统中, 而不是存储到硬盘中, 可以起到降低系统终端启动效率的作用。因为高校计算机实验室经常会出现多人同时启动电脑的情况, 会增加实验室系统终端的安全隐患, 或对教学过程产生影响。因此需要对系统的部署方式进行改进和优化, 比如完全部署就是比较有效的措施, 保证系统终端的稳定运用, 而且可以将所有数据完全交付到本地, 并加强对系统的保护, 提高终端同时启动的运行效率和网络安全。此外, 在云服务平台的支持下, 用P2P网络传输技术下载数据, 然后用客户端对数据进行分析, 主要包括集中式管理和分布式管理两种形式对系统进行管理, 实现客户资源以及网络宽带资源等综合有效运用, 提升系统整体效率和稳定。在这种模式下, 会减少单个机器出现故障对整个系统部署产生影响的突发情况发生, 切实保障了计算机实验室系统及终端的运行。
五、结语
综上, 云桌面技术是目前应用在高校计算机实验室管理中的比较先进的模式, 充分发挥了信息技术和网络技术的优势, 为高校计算机实验室管理提供了全新思路和全新的体验, 真正实现了计算式实验室的智能化、自动化管理, 有效提高了高校计算机实验室管理水平, 这也为虚拟化技术向新高度提升奠定了基础。从当前发展趋势来看, 云桌面技术全面取代传统PC已经指日可待。
摘要：面对信息技术和网络通讯技术不断发展以及高校办学水平和规模不断壮大的背景, 传统的计算机实验室管理模式显然不能满足高校发展的需求。在这种背景下, 实现计算机实验室管理的信息化和智能化就成为主要趋势, 而云桌面技术的研发与推广应用无疑是对计算机实验室管理提供了新的思路。基于上述背景, 笔者对云桌面技术在计算机实验室管理中运用的优势、存在的不足以及具体应用进行了研究。
关键词：云桌面,计算机设备,实验室管理,应用
参考文献
[1] 孟占永, 郭强, 韩跃龙.基于云桌面技术的高校计算机教室建设[J].黑龙江科技信息, 2016 (15) :8-9.
[2] 王双庆.云桌面技术在计算机机房管理中的应用[J].信息与电脑 (理论版) , 2016 (11) :239-240.
[3] 于伟波.试析云桌面技术在计算机机房管理中的应用[J].无线互联科技, 2016 (16) :123-124.
[4] 姜宁, 何婧媛, 牛永洁.基于虚拟云桌面的高校计算机实验室管理[J].延安大学学报 (自然科学版) , 2016, 35 (3) :36-37.
[5] 康玉虎云桌面技术在高校计算机实验室中的应用[J].自动化与仪器仪表, 2016 (9) :213-214.
[6] 姜凡俊.云桌面技术在高校机房教学管理中的应用[D].上海:东华大学, 2016.