虚拟桌面技术在高校实验室机房升级改造中的实施分析

摘 要：随着计算机技术和信息技术的发展，虚拟化和云计算等新技术深刻改变着人们的工作与生活方式，影响了社会的方方面面。在科学技术日新月异的背景下，高校實验室机房管理面临着诸多问题，传统的管理方式已经无法满足多样化的需求。而虚拟桌面技术的应用有效避免了以往终端分布造成的成本高昂及管理困难等问题，为高校计算机机房的升级改造提供了全新的发展方向，有利于完善实验室的功能。本文就对虚拟桌面技术在高校实验室机房升级改造的实施进行分析和探究。

关键词：虚拟桌面技术 高校实验室 机房升级改造

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（c）-0163-02

在各大高校实验教学水平逐渐提升的趋势下，许多学科都已经具备或即将筹集自己专用的实验室。然而有些高校投入使用这些实验设施时存在一些问题，如实验室利用率问题，加上部分专业学生的人数相对较少或实验课时短，从而导致实验室设备的空置浪费，降低资源的利用率[1]。针对这种现状，高校应该充分利用虚拟桌面技术，加强实验室机房的升级改造，进一步完善实验室功能，为高校的教研工作提供有力的支撑。

1 高校实验室机房的使用与发展

为了解决实验室的利用率问题，可以构建通用实验室，即一个实验室机房由多个专业共同使用，而通用实验室的基本技术构架包括无盘系统和有盘系统，这也是许多高校实验室机房最为常用的方法。通常有盘系统是指系统内各终端节点都装有硬盘存储设备，具有良好的稳定性，利用硬盘保护卡能够确保数据的安全性，但是其往往不易于维护，硬盘开销相对较大，可以将这类实验机房看作为第一代实验机房。随着科学技术的发展，无盘系统逐渐取代了第一代有盘系统所支持的实验机房，这时可将无盘系统所支持的实验机房作为第二代实验机房。而无盘系统指的是由无盘工作站构成的局域网系统，即局域网内的全部工作终端都不安装硬盘，而在服务器端安装教学软件，使所有的服务器和工作终端共同处于同一个局域网内[2]。一旦工作终端开机，会通过网络请求服务器端，将预先指定的系统镜像进行传送；加载镜像之后，无盘终端可以像有盘终端一样进行工作，区别只在于无盘终端无法在本机硬盘中存储软件运行的结果，需要师生自备存储设施或优盘。与有盘系统相比，无盘系统更加节省人力，可维护性更好，能够省去各工作终端硬盘的成本，但是其稳健性较低，这一劣势在投入使用的初期尚不明显，后期则十分突出。无盘工作站是由不同形式的网卡启动芯片向服务器发动启动请求，收到请求信号之后，服务器会根据不同的机制发送必要的启动数据，以便工作站下载这些启动数据，使系统控制权继续引导操作系统或转移到内存某些特定区域。这一过程主要依赖于局域网来传递数据，因而局域网内的细小环节都会影响整体的稳健性，如网内的网线、服务器、路由器、交换机等影响系统的整体性能，设备投入使用后会激增无盘系统的故障，明显高于有盘系统。

当然要想保证系统的稳定性，兼顾系统的可维护性，确保学生的课下练习，可以采用另一种解决方案，即引入虚拟桌面技术。虚拟桌面的概念是由厂商VMware最早提出，已经实现标准化，能够统一集成管理所有的桌面信息，保障用户的使用性能。从理论上来看，用户能利用虚拟桌面技术，在任意网络支持的环境下通过平板电脑或手机等对网络上的个人桌面系统进行访问[3]。高校实验室机房在虚拟桌面技术的支撑下，有效解决系统稳定性和可维护性等问题，以现有条件为基础升级改造实验室，而实验室的客户端可为无盘系统，也可为有盘系统。如果属于无盘的客户端，只需提供互联网的接口，而若属于有盘系统，即便网络的某个环节出现问题，可以利用本机硬盘系统启动设备，以免机房内的设备出现全部瘫痪的情况。同时在其他互联网的环境下，学生可以利用手机或个人电脑访问自己的桌面，因此由虚拟桌面技术所支持的实验机房看做第三代实验机房。

2 虚拟桌面技术在高校实验室机房升级改造中的实 施

虚拟桌面基础的构架是以微软的远程演示协议而扩展产生，其中远程演示协议可利用TCP/IP来传递数据，确保客户端支持图片数据的压缩处理和多种资源的缓冲。一般虚拟桌面系统的整体架构可从如下几点进行分析：①用户定制。用户不同，其应用需求也有所不同，而用户定制允许用户以自己的需求为依据来定制自己的工作环境，这些特定的应用可由控制器进行识别，并将其分配给不同的用户。分别管理桌面系统的镜像和应用，可以在很大程度上简化维护，有效满足用户的个性化需求，降低数据信息的负担[4]。②基础构架。基础构架支持多台设备的物理资源共享，单个服务器上可以生成多个虚拟服务器，客户端通过访问虚拟服务器来传递信息、共享资源。③桌面配置。以基础构架为基础生成操作系统的镜像，然后向虚拟桌面提供这些镜像，当用户启动虚拟桌面后，其操作会通过网络向后台的虚拟服务器进行传送，这样虚拟服务器会利用操作信息来扩展基本操作系统的镜像，确保用户下一次启动虚拟桌面时，能充分体现这些改动。

虚拟桌面系统与无盘系统较为类似，都是由前台的客户端进行操作，通过后台服务器端保存数据，但是两者存在本质上的区别，其中无盘工作站上实施的操作多是本地操作本地执行，操作系统是在客户端的无盘工作站上进行运行。每次开机之后，无盘工作站都是由网络启动，然后从服务器上下载操作系统镜像，在此基础上进行运行；每次关机时不会保留操作运行结果，除非更新修改后台服务器端的镜像，否则服务器端下次运行时所发送的系统镜像与以往并无区别，而同一组群内的客户端工作站上加载的镜像业务也无任何区别[5]。由虚拟桌面技术支持的系统则完全不同，系统每次启动之后，前台客户端通过网络会将操作系统发送给后台服务器端，由虚拟桌面和后台所对应的虚拟服务器加以执行，而且因操作造成的变动会由虚拟服务器保存下来，即虚拟桌面技术支持后台执行。值得注意的是，无盘技术支持的系统和虚拟桌面技术支持的系统也存在其他方面的差别，如用户个性化、兼容性、可维护性等，具体如下表1所示。

3 结语

虚拟桌面技术作为一种全新的技术，其所支持的系统明显优于无盘技术支持的系统，若有不足之处，则是对服务器的性能和网络宽带具有较高的要求，这是因为许多数据都是在后台服务器端加以运行。总之，基于虚拟桌面技术的第三代实验机房将会成为高校未来发展的重要趋势。

参考文献

[1]孙宇，张衡.虚拟桌面技术在高校实验室机房升级改造中的应用研究[J].科技创新导报，2015（27）：25-26.

[2]宋蕾.虚拟技术在高校计算机机房实验室中的应用[J].实验室研究与探索，2013（6）：274-278.

[3]张微微.虚拟桌面技术在高校公共机房管理中的应用[J].软件导刊，2015（11）：197-199.

[4]张庆，戴娟，周莉萍.基于虚拟桌面架构的实验机房环境构建[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2014（3）：401-404.

[5]阮建华.桌面虚拟技术在高校实验机房中的应用[J].福建商业高等专科学校学报，2012（2）：101-108.

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