基于云桌面的高校计算机实验室建设探讨

吴岸雄

(肇庆学院 计算机科学与软件学院，广东 肇庆 526061)

0 引言

随着大数据和虚拟化技术等信息技术的高速发展，学院各个专业班级以及实验课程对计算机实验室软硬件环境要求随之增高，学院计算机实验室软硬件和实验室管理面临着更加严峻的挑战。目前，肇庆学院计算机实验室采用的都是传统计算机部署模式，由于学院实验室分散在软件大楼和实验大楼，计算机实验室主要以微型计算机为主，机器数量比较多，设备一般使用7、8年，加上微型计算机因为实验室建设时间的先后，硬件配置不同，实验课程所安装软件繁多，造成实验室计算机系统维护和软件安装更新工作量大，加之实验室管理人员少，导致实验室管理效率低。将虚拟云桌面技术引入到学院计算机实验室的建设，能协助实验教学老师提高教学质量，同时能提高实验室管理人员的管理效率和降低工作量等[1]。

1 学院管理实验室面临的问题

1.1 实验室管理人员维护工作量大

实验室管理人员同时管理几个实验室几百台计算机设备，设备管理、设备维护的工作量非常大，实验室管理人员忙于处理设备故障，而且效率很低。

1.2 实验室微型计算机软硬件更新换代速度不断加快

摩尔定律显示，微处理器的性能每隔18个月提高一倍，而价格下降一半，微型计算机硬件升级速度不断加快，计算机软件升级速度愈加频繁，计算机硬件的性能的提高远远不能满足软件的发展要求。学院每年的实验室建设资金很有限，没有大量资金来进行设备的更新换代。

1.3 实验室微型计算机防范病毒传播的挑战

如何防范微型计算机病毒的入侵和传播是目前学院实验室面临的一个日益严重而且迫切需要解决的关键问题，现在采取的措施还简单停留在采用硬盘保护系统，通过硬盘保护系统的开机恢复功能来阻断病毒的传播，对大部分的病毒能够起到作用，如果遇到比较狡猾和隐蔽性比较高的病毒，硬盘保护系统无能为力，这些病毒一旦通过网络和自我复制进入局域网络，会导致大规模的计算机设备不能使用，将影响正常实验教学。

2 虚拟云桌面

云计算特别是教育云引起了各个行业，特别是教育行业的广泛关注和应用。高校建设的虚拟云桌面实验室是云计算应用的范例，云桌面运用虚拟化来统一客户端的桌面软硬件，来实现资源共享，让用户端脱离固定主机，通过瘦客户端或者其他任何与网络相连的设备来访问定制的属于自己的桌面实验环境，克服了固定主机的劣势，已经成为当前关键行业信息化、电子政务发展、高校实验室建设，以低成本提供最佳解决方案的主流趋势[2]。

3 学院微型计算机实验室运用虚拟云桌面技术优点

3.1 客户端桌面由云桌面服务器统一设置和发送，提高学院计算机实验室管理人员管理效率

云桌面管理平台通过虚拟云桌面服务器提前统一设置瘦客户端各门课程所使用的操作系统和应用软件环境及其参数，也可以对环境进行个性化设置。微型计算机实验室管理人员上课前根据实验的课程，选择客户机所需要进入的操作系统，上课的环境提前部署好，学生可以通过客户端访问桌面[3]。

3.2 降低学院因软硬件更新换代及设备维护成本，同时能节能

运用虚拟技术搭建的云桌面实验室，对服务器的配置要求很高，但是对瘦客户端配置要求很低，设备只要不坏，就可以一直使用，设备利用率高，降低了新设备采购投入，只需增加服务器数量和硬件数量，就可以跟上实验教学对硬件的需求，同时还能节省用电等开支，电费能显著降低[4]。

3.3 确保学院计算机实验室实验教学的可靠性

云计算管理平台使用共享存储来承载虚拟机及其数据，数据都储存在虚拟服务器里，根本不用担心用户终端的数据被病毒感染或者人为损坏，提高了数据的安全性，保证实验室实验教学的正常进行。

4 虚拟云桌面方案的实施

4.1 云桌面整体方案

肇庆学院计算机科学与软件学院计算机实验室较比分散，主要分布在实验大楼和软件大楼，实验大楼有2个计算机实验室共114台计算机，软件大楼有7个计算机共360台计算机，为了满足所有教学场景的功能需求，结合锐捷云课堂方案，建议采用每间计算机实验室使用锐捷智能云终端包括教师用机一共550台，通过云课堂管理主机对550台云终端进行集中管理，方案包括锐捷云课堂管理主机RG RCM1000 Edu一台，教师用机可用RG Rain410E，学生用机可用RG Rain310E，搭建的云机房总体架构，如图1所示。

图1 云桌面实施

4.2 云桌面实施步骤

每个教学机房从终端入手，分为3个部分，终端区、云课堂管理主机区和校园网链路，终端区和主机区通过校园网连接，实施步骤分为两部分：镜像部署和教师实验教学使用，镜像部署首先通过浏览器登录管理主机的web管理页面，选择需要的镜像下发到终端上即可，整个过程时间因终端多少而有差异。下发完成后，即可在智能云终端界面看到所下发的镜像列表，如果需要更新教学环境，同样在web管理页面下发镜像更新即可。教师实验教学使用首先老师首先开启教师终端，点选进入指定镜像环境，自动弹出教学管理软件Class Manger Rainbow，通过教学管理软件指定学生进入教学环境。另外还可以通过CLass Manager Rainbow进行电子教学管理，如屏幕广播视频广播等等操作，学生打开终端即可获得虚拟桌面，直接使用虚拟机上课或访问校园网系统。如果老师没有选择指定系统，学生可以在云终端上自主选择系统进入，最后老师点击“下课”按钮即可结束课程，所有虚拟机会被依次删除，云课堂主机回收计算资源，为下节课做好准备。按此步骤依次循环，老师和学生即可轻松获得一节节生动的云主机教学课程。

5 结语

目前将虚拟云桌面应用于实验室建设和管理还处于初步阶段，教师、学生和实验室管理人员都在适应这种新教学模式带来的变化。本论文对肇庆学院的虚拟化实验室进行了探讨，今后还将继续探索如何将云计算更好的应用于高校信息化建设及教学应用，不断提升教学质量。