封伯燕

摘 要：一直以来，在各大院校或者教育培训机构中，计算机机房是必不可少的基础教育设施，而机房的建设普遍使用主机加显示器，或者一体机等形式的具有独立运算能力的计算机终端来布置。近年来，随着大数据技术不断发展及各种云计算技术的成熟运用，以云桌面形式出现的新型机房大规模实地布置，使传统机房与云桌面机房的新建成为不可避免的问题，文章通过对比两种机房建设的优缺点进行分析，解决机房建设过程中选择方式带来的困扰。

关键词：机房;建设;云桌面

1 云桌面机房的建设思路

为更好满足学校专业机房的建设需求，本文通过对教师和学生的上机需求进行了分析，总结出用云桌面解决计算机机房建设的方案。简化管理、性能卓越、安全可靠、促进教学是云桌面机房建设方案的四大核心构成理念。根据每个学校对公共使用计算机机房的不同性能需求为主要依据，同时可满足更多课程使用专业软件的方式，提出以智能云桌面终端加云端管理主机的云桌面计算机机房建设方案。本方案既满足了师生在专业课程实施及实训要求的同时，也能更好地提升师生上机体验的满意感。在设备运行维护方面，使用云桌面计算机机房可以大大地降低设备的运维难度，降低维护配件的积压成本，并能起到节能减排，绿色环保的功能。既满足了日常上课对于设备性能的要求，又能根据教学内容的不同，灵活地提供多种教学系统镜像，并可进行实时切换。

在日常教学过程中，智能云桌面终端的高性能满足图形图像处理软件等各种大型专业软件对硬件的需求，能保障其流畅运行;对网络依赖小，设备性能可靠度高。云桌面的虚拟化具有易管理、易维护的特性，同时可以支持高校教育教学中各种复杂应用软件的需求。在学校专业机房中使用智能云桌面终端设备既可满足高校机房各种应用对硬件的需求，也能实现多间机房通过一台云主机进行统一管理，从而提高师生在云桌面环境下较高信息处理能力的体验感受。将云计算技术融入课程教育教学过程，实现集中式的机房管理、智能化的课程教学效果，达到节能减排、简捷机房系统部署等目标，并将学校专业机房带入云的时代。

2   传统机房面临的问题

传统机房一直以来普遍使用的是具有独立运算能力的单台个人计算机终端。根据不同的使用环境及功能、建设造价预算等实际情况，单台计算机终端在性能与功能上都能满足建设要求，这种建设方式已经被各个学校或者机构中沿用了几十年。但是，随着大数据技术不断发展及各种云计算技术的成熟运用，从节能环保、建设成本、建设周期等方面考虑，单台计算机终端现已不是当今最理想的机房建设解决方案。综合本校传统机房的实际使用情况，归结出传统机房目前存在以下6个问题。

（1）学校的计算机机房面向全校所有专业的师生服务，根据专业需求的不同，机房需要安装多种专业教学软件，这些软件随着版本的升级对使用的硬件环境的要求也越来越高，传统的计算机终端因其硬件升级问题，很难满足实际的教育教学需求。

（2）不同学科对教学软件需求不同，并存在需求多样性、复杂性的问题，传统机房采用多操作系统模式，不利于计算机终端的稳定。

（3）在教学环境部署问题上，存在教学应用软件相冲突，应用软件更新不及时，系统运行缓慢等问题。

（4）对于系统切换问题，因不同使用场景，需要在日常教学、各类专业考试、评卷等应用系统中切换，势必增加工作量，且在多操作系统之间进行切换往往会出现大面积故障。

（5）计算机终端维护问题，目前学校机房平均有450台以上的计算机终端，存在因学生的不规范使用、感染病毒等产生的问题。

（6）机房管理人员问题，目前存在维护人员严重不足的情况，面对出现大面积故障而无法短时间内完成处理。

3云桌面机房的建设

结合学校的实际情况，以建设优质学校为契机，推动学校机房数字化建设，将云计算技术运用至云桌面计算机机房建设中，用智能桌面虚拟化解决方案代替传统计算机终端，通过虚拟化管理，不但保留了传统桌面的功能，实现了计算机终端维护的便利性，而且在性能上也与同配置的计算机终端不相上下，满足各课程教学对计算机机房的需求。通过云主机+若干台智能云桌面终端的方式，实现了云主机统一管理，也达到了单台云桌面计算机的性能，既可以支撑各种专业设计软件的使用，如PS、CD等[1-3]，又能满足复杂应用的需求。使用云桌面计算机系统自带的多媒教学管理软件控制学生的教学桌面，可避免传统机房中使用的第三方软件不兼容問题，从而大大降低了师生使用的难度，实现了教学节奏的优化、上课体验感的提升，达到节能减排的效果，最终促进了学校打造信息化管理和服务的绿色校园。

3.1 总体架构设计

云桌面机房是由管理层、虚拟化层和客户端层组成，      3个层面实现紧密结合，为学科教学提供安全、可靠的教学环境。采用智能云桌面终端设备，能大大地降低硬件使用故障率。同时，本地终端具备的计算、存储能力，可以独立支持复杂应用软件的需求。智能云桌面终端设备具备图形处理器性能，能满足图形图像软件运行处理的需求。

在虚拟化层，由运营商根据用户的需求开发或者提供的成熟的虚拟化平台或者资源集成，通过虚拟桌面服务，在智能云桌面终端上运行;通过虚拟化平台为智能云桌面终端提供云桌面服务，并通过调用云桌面终端的物理硬件，实现将硬件资源直接传输到虚拟机当中，让虚拟机拥有与真机同样的物理硬件性能。同时，可以在智能云桌面终端同时储存多种系统镜像，使用者在使用的时候能实现快速切换到任一系统，最终解决了教学过程中对多系统切换的需求。智能云桌面终端搭载的虚拟化层可以独立运行虚拟机，不依赖云主机性能。另外，通过虚拟化层的关机即还原的机制，可以让机房短时间内恢复到初始环境，大大增加了管理便利性，并有效地降低了故障出现的几率[4]。

云主机的Web平台的管理功能可以实现对教学环境、智能云桌面终端、存储、教学终端配置等方面的统一管理;也可以实现同时对一间机房内所有的云桌面终端或者多间机房的云桌面终端进行统一管理[5] 。

3.2  具体实施

云桌面机房建设方案的核心构成是使用云桌面管理主机和智能云桌面终端设备通过网线相连接，教师、学生用机同样使用智能云桌面终端，无需再单独购买计算机。在云桌面管理主机中制作多种教学镜像模板的同时，将教育教学中所需要的教学软件安装在云桌面管理主机的各种对应的教学镜像中，然后以机房为单位，根据实际课程教学需要下发不同的课程教学镜像，教师机的镜像环境可以不同于学生机的镜像环境。在开启云桌面终端后，用户只需要选择相应的教学环境即可实现快速进入。如果教师需要在课上将教学环境进行集中切换，只需要通过教师机上的教学管理软件对学生机进行集中控制并完成切换，实现一键切换。教师点击“下课”，所有学生端的虚拟机进入释放环节并再次进入镜像选择环境。同时所有的云桌面终端的操作记录、运行情况、系统监控等均可以通过云课堂管理主机进行集中管理。管理员均可通过Web图形化管理界面一览无遗，统一运维。面对用户的使用场景时，可从以下4点出发。

（1）集中管理多机房：智能云桌面终端存在故障率低的优势，能大大降低硬件维修工作量。通过云管理主机对若干终端实行集中管理的功能，为机房管理员降低了教学环境安装、维护的工作量。

（2）选用虚拟化平台：虚拟机关机重启后，虚拟机系统会被依次删除，不会存在病毒遗留等问题，另外学生虚拟机每次都是一个新的实例，大大降低了因长期上课或者机器使用年限长而导致的体验差、速度慢等问题的出现几率。

（3）制作镜像：以一个计算机机房为单位，在该机房内结合实际教学环境的需要制作一个相对应的虚拟机，在虚拟机中安装操作系统、教学应用软件和教学管理软件，满足正常教学的基本条件后，将虚拟机保存封装成镜像模板并根据实际需要命名，在使用相关课程教学时，云桌面终端直接调用该镜像系统就可保证正常上课。

（4）系统应用兼容性：云智能终端将传统计算机终端的各个组成部件集成在主板中，减少了各部件的接触故障率，在相同型号的配件使用过程中具有良好的信息处理性能，能满足PS、CD、CAD等应用软件及高清视频播放等功能。

4 云桌面机房的建成与使用

4.1  机房一键配置、轻松管理

机房的管理能真正实现批量化、制动化和智能化，可以实现定时开关计算机终端;管理员可通过一键开启/关闭计算机，减少了学生重复手动开关机给智能终端的物理按键带来磨损。也可以针对部分智能终端进行开关机操作，以延长终端寿命。可通过批量配置桌面，采用还原/非还原模式，大大提高计算机系统维护的便利性及维护效率。

4.2  设备安全稳定、可靠

智能终端与传统计算机的区别在于，智能终端是一体化设备，这是它最大的一个特点，它将传统计算机的各种部件全部都集成在主板上，无接插件，这样就减少各配件接口产生的故障，大大降低设备的故障维护率，从而提高设备的使用率和体验效果。可实现对智能终端实时在线情况查看，快速了解哪些没有连接上管理主机，从而确定是否存在故障。

5 结语

随着智慧校园建设的推进，大数据+云计算不断升温，基于“云”的应用场景正在不断扩大，在机房建设总预算不变的前提下，建设云桌面计算机机房是首选。它以较低的成本和较高的可靠性正在逐步占领各大教育及培训机构。它的高兼容性特性，可將现有教学系统和应用需求平稳过渡到云桌面终端环境上，不会给教师和学生带来使用上的差异感。它的管理特性与易用性，决定了云桌面终端计算机使用更简单，在管理维护量上明显优于传统计算机。在整个使用过程中，管理员用在系统安全的维护和数据的保护上的时间少于传统机房维护的时间，学生也不需要了解后台的工作原理或者采用的软、硬件平台，教师可以更轻松地上课，从而大大提高了使用者的体验感受。

[参考文献]

[1]徐燕雯.基于KVM的桌面虚拟化架构设计与实现[D].上海：上海交通大学，2012.

[2]贾敏瑞.超融合在高校私有云建设中的研究与实践[J].电脑知识与技术，2018（15）：38-39.

[3]史家俊.高校云机房建设方案的研究与分析[J].信息记录材料，2020（10）：189.

[4]王光烨.云机房与传统机房的分析比较[J].科技与信息，2020（6）：104-105.

[5]王磊.基于云计算的公共机房云课堂管理平台构建研究[J].信息与电脑，2019（19）：236-237.

（编辑 傅金睿）