张园园，冯光南

（安徽工业经济职业技术学院,安徽 合肥 235100）

0 引言

计算机技术的飞速发展为虚拟机的使用提供了非常便捷的条件，高等院校的计算机实验室在传统的架构模式下呈现出管理分散、成本高以及用户使用不便等一系列缺点。通过桌面虚拟化技术对高等院校的计算机实验室进行改造具有非常重要的作用。

1 桌面虚拟化概述

桌面虚拟化的技术最早是基于服务器而提出的一种更加便捷的计算机管理模型，计算机系统的组成中主要包括最基本的硬件、架构在硬件系统上的操作系统以及各种具有特定功能的软件，桌面虚拟化主要是从人的操作和管理的角度对整个计算机系统进行优化所形成的产物，其特点是可以将计算机的物理部分与人们的操作环节进行相对彻底地分离，这些虚拟化的桌面可以直接存储在远程的中央服务器上，其具体构成可分为4个主要部分。将计算机终端进行虚拟化处理之后可以让人们在不受时间和地点限制的情况下方便地通过网络访问个人的桌面系统，完成其操作活动。

计算机桌面虚拟化技术可以将计算机的硬件设备、操作系统、应用软件以及使用者进行有效的绑定，操作人员只需要通过虚拟化的桌面系统就可以对整个计算机进行有效的管理并指挥其完成具体的工程任务。

现阶段计算机的桌面虚拟化技术发展正在接受新的挑战，主要原因在于互联网技术和智能硬件技术的发展导致终端系统的类型、功能和数量出现了大幅度的增加，层出不穷的新型智能硬件系统导致计算机桌面虚拟化的需求越来越多，旧的硬件系统和新的硬件系统在架构上存在的差异也会导致桌面虚拟化工作的开展具有一定的难度[1]。

2 建设需求分析

第一，传统架构下的高效计算机实验室往往是在每一台计算机上安装操作系统以及教学课程所需的各种软件，这种管理模式带来的弊端在于计算机系统上存储的数据非常分散且对后续的管理带来了较大的难度，例如，数据的存储和备份需要逐一去完成。第二，学生在利用网络或者使用某些移动式硬件设备的过程中可能会受到病毒的攻击，传统的计算机系统在安全防护水平方面的管理也存在着比较松散且难以集中统一管理的问题，这就为计算机安全管理带来了困难，严重的情况下可能会造成计算机课实验室数据丢失或者严重损坏等。第三，传统的架构模式下学生在上课时必须在计算机实验室中去完成相关的操作，而且一旦设备出现故障就会出现停滞不前的情况，这种计算机系统管理模式导致学生在学习的过程中受到时间和空间上的巨大限制。第四，实验室内众多的计算机在日常的管理中需要老师对其软硬件系统进行及时的维护，这种分散化的管理模式需要消耗大量的时间和人力成本，一个简单的软件升级就可能产生很大的工作量[2]。

3 桌面虚拟化的作用

3.1 集中化管理

个人计算机的出现可以让用户在更加广泛的场合和时间下去完成某些特定的任务，用户的使用相对于更早的大机器时代得到了大幅度的改善，由此带来的问题是计算机的分散化导致管理工作大幅度增加。桌面虚拟化技术的出现可以让学生在不限于实验室环境的情况下访问自己计算机，管理员只需要借助实验室的数据管理中心就可以实现对每一台计算机的管理，进而将原本相对分散的管理模式改变为集中式的管理模式，并有效地提高了工作效率。管理人员通过数据中心就可以对实现统一的系统配置、数据同步。

3.2 灵活的访问方式

传统的计算机管理模式下学生在进行实验时必须在特定的时间内进入实验室完成各项工作，而桌面虚拟化技术的应用可以让学生通过互联网在各种时间和各种地点下方便地访问虚拟化的桌面，进而借助桌面上的软件系统去完成相应的实验任务，学习效率大大提升[3]。

3.3 降低设备采购和维护成本

传统架构模式下需要为每一个学生都提供一台物理机器以及安装各种实验所需的软件，这些软硬件设备的采购成本相对来说是比较高的。桌面虚拟化架构模式下学生使用的每一台虚拟机器的采购成本可以降低到传统物理机器的50%左右，整体的成本可以得到大幅度的压缩。与此同时，通过虚拟机器节省下来的费用还可以用来改善实验室的服务器设备，学生在使用过程中可以获得更大的内存、磁盘空间以及更加优秀大的计算能力。

3.4 终端设备更加简洁

传统的实验室计算机系统架构需要为每一个学生提供良好的计算机硬件系统，因为硬件配置直接关系到CPU计算能力、内存大小、磁盘存储能力以及系统安全防护等一系列性能。但是虚拟桌面技术和远程服务其的应用可以让用户使用一些具备简单上网功能的硬件设备来完成远程服务器的操作，例如个人电脑、手机或者瘦客户端等。这些用于操作远程服务器和虚拟桌面的硬件设备本身不需要具备非常优秀的配置，也就是说用户使用的终端设备在这种情况下得到了大幅度的简化。

3.5 节能

传统的物理计算机系统在应用过程中需要消耗更多的电能，而现阶段基于云服务技术所构建的虚拟机可以大幅度降低电力能源的消耗量，进而有效地节约高校实验室的电力成本。

4 虚拟桌面建设方法

4.1 瘦客户端方案

这种架构模式需要利用服务器的资源池来实现显卡图形运算、CPU计算以及数据存储等计算机常用功能，用户在使用时需要通过网络直接访问服务器资源池上运行的虚拟机桌面并借此来完成各种任务。此时，用户使用的终端在硬件配置方面的要求是比较低的，虚拟桌面的操作系统一般是Linux，这种操作系统的主要优势在于其具备非常良好的安全性且在这种系统下可以更好地进行网络编程任务的管理。需要指出的是这种架构模式在某些情况下也具有较多的局限性，具体如下：（1）如果高等院校的实验室中外接了打印机、扫描仪等多种设备就可能造成虚拟桌面出现兼容不良的问题；（2）高等院校的计算机实验室一般具有较大的使用需求，同时上百台虚拟机运行的情况也是非常普遍的，这种情况就对学校实验室的网络配置能力提出了较高的要求。例如，宽带不足的情况下可能会导致学生在使用虚拟服务时不能获得流畅的运行体验；（3）这种架构方案对服务器的性能具有比较高的要求，并且在配置系统的过程中需要根据学生终端的数量合理地提升服务器性能，整体成本是比较高的。系统在运行过程中还可能因为网络故障或者服务器故障而导致所有的学生终端都不能正常地使用[4]。

4.2 X86架构的虚拟桌面方案

采用这种架构模式可以让管理人员快速地部署计算机终端系统并有效地降低整体的维护成本，管理人员可以在服务器上将各个终端的相关系统数据部署上去并在此基础上实现集中化的管理。学生访问虚拟终端时服务器会以数据流的形式将其传输给每一个用户，在这种架构模式下通常包括了客户端、服务器、管理端，而且服务器需要进行备份。这种架构形式下服务器的主要作用是向客户提供各种必要的数据以及存储虚拟磁盘文件，管理端可以从远程实现用户虚拟桌面发送以及操作等重要的工能，用户终端主要是X86架构的个人计算机，然后在上面安装一些云桌面客户端，然后用户就可以通过这些客户端来访问远程的虚拟桌面。

在这种架构模式下用户的访问终端需要支持内存、CPU计算以及显卡等物理功能，而服务器则根据用户的需求将相关的软件数据和操作系统数据通过网络发送到用户的个人终端上，传统架构下的所有计算机在这种模式下依然可以得到有效的利用，因而对传统架构体系进行改造时可以利用这种X86架构的虚拟桌面系统来降低成本。

5 结语

虚拟机和虚拟桌面技术的应用可以让用户通过网络直接访问桌面并借助各种软件来操纵远程服务器。高等院校的计算机实验室可以借助这种技术来降低运行成本、提高集中管理度以及改善学生的使用体验，学生在这种架构模式下可以不受时间和地点的限制，从而非常方便地访问远程服务器。在具体实现过程中可以采用瘦客户端方案或者X86架构下的虚拟桌面方案等。