祝長(zhǎng)林

摘要：在信息化時(shí)代發(fā)展下，中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)、大數(shù)據(jù)思維、云計(jì)算平臺(tái)等優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室。將VDI桌面云應(yīng)用在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，有利于集中管理及維護(hù)，充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。該文將圍繞著VDI桌面云深入探究如何構(gòu)建中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，旨在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室管理，創(chuàng)造良好教學(xué)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：VDI；云桌面；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）28-0096-03

1 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育應(yīng)進(jìn)入新的階段，融合信息技術(shù)提升教學(xué)水平，為教育教學(xué)提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中采用VDI云桌面，重新構(gòu)架實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)，提升計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用效率，助力現(xiàn)代化教育的可持續(xù)發(fā)展。

2 VDI與桌面云

基于現(xiàn)代化教育發(fā)展及企業(yè)人才需求，中職應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)用型人才，不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建良好教育空間，依托現(xiàn)代化技術(shù)及現(xiàn)代社會(huì)需求優(yōu)化計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。

2.1 內(nèi)涵

桌面云是訪(fǎng)問(wèn)跨平臺(tái)的一類(lèi)應(yīng)用程序，創(chuàng)新了資源利用的方式，具有較為深厚的應(yīng)用價(jià)值。VDI（Virtual Desktop Infrastructure） ，即為虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)，是桌面云技術(shù)的一種，主要是通過(guò)桌面虛擬化完成桌面連接，VDI作為新興技術(shù)，在近幾年的發(fā)展中被廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)領(lǐng)域，VDI 基礎(chǔ)架構(gòu)，具有輕前端重后端的特點(diǎn)，通過(guò)在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器運(yùn)行Windows系統(tǒng)，完成桌面虛擬化。在當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展中具有前沿的技術(shù)就等同于提升了競(jìng)爭(zhēng)力，基于重視學(xué)生角度分析，應(yīng)用VDI桌面云有利于提升人才能力，應(yīng)依托前沿技術(shù)構(gòu)建計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，使其感受到科技革新環(huán)境下應(yīng)不斷提升自身專(zhuān)業(yè)能力?；趯W(xué)校角度分析，VDI桌面云的應(yīng)用既可以提高管理，又能夠有效控制成本，桌面云相較于傳統(tǒng)模式而言，性能強(qiáng)、成本低、能耗低，運(yùn)維效率較高，有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)VDI桌面云的應(yīng)用有效解決了原有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題。將VDI技術(shù)應(yīng)用于桌面云的框架中充分發(fā)揮了二者的技術(shù)價(jià)值，能夠按照需求優(yōu)化虛擬配置，當(dāng)完成系統(tǒng)操作后，可將虛擬機(jī)發(fā)布給終端的使用者，使用者也可以在終端服務(wù)器中完成桌面云的連接，結(jié)合上述分析VDI桌面云非常適合應(yīng)用于學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[1]。

2.2 優(yōu)勢(shì)

將VDI架構(gòu)應(yīng)用在中職計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的優(yōu)勢(shì)可從三個(gè)角度進(jìn)行分析，滿(mǎn)足中職院校的多樣化教學(xué)需求，以及提供不同考試環(huán)境的需求。一是基于安全角度，VDI是基于服務(wù)器的一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，在服務(wù)器運(yùn)行中VDI桌面是完全獨(dú)立的，相較于其他應(yīng)用程序共享技術(shù)而言，其具有較強(qiáng)的可靠性和安全性，能夠有效阻止未經(jīng)授權(quán)的訪(fǎng)問(wèn)，在集中管理中體現(xiàn)了VDI易于維護(hù)的特性，方便相關(guān)管理人員集中維護(hù)管理，修復(fù)漏洞以及完成軟件升級(jí)工作，提升客戶(hù)端的安全性和管理便利性；二是易于擴(kuò)展，在中職教學(xué)中，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室需要長(zhǎng)期投入使用，采用Scale—Out方式的VDI框架有效整合了資源，擴(kuò)展了存儲(chǔ)資源，能夠滿(mǎn)足當(dāng)前的使用需求，如果在未來(lái)的使用中出現(xiàn)容量不足的問(wèn)題，也可以通過(guò)橫向添置虛擬桌面云服務(wù)器的辦法完成擴(kuò)展，提升硬件設(shè)備和軟件的使用周期，有效控制計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的投入資本；三是具有靈活性，VDI框架下桌面云可以靈活部署、集中部署，有效提升計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室資源的利用率，其中包括計(jì)算資源和空間資源。另外，桌面云的應(yīng)用還具有附加價(jià)值，譬如能夠集中化管理，降低管理成本，雖然初期的成本較高，但在整個(gè)生命周期的管理與維護(hù)中能夠減少耗能，有效控制成本，且其安全性能夠保護(hù)中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的信息網(wǎng)絡(luò)安全，提升應(yīng)用價(jià)值[2]。

3 基于VDI桌面云的中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要點(diǎn)

VDI融合了管理、云技術(shù)、云存儲(chǔ)等特點(diǎn)，是新興的技術(shù)架構(gòu)之一，在采用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)要明確其“集中計(jì)算”“分布顯示”的相關(guān)原則，在后臺(tái)終端服務(wù)器中運(yùn)行客戶(hù)端桌面，基于VDI桌面云建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室要點(diǎn)應(yīng)從以下角度進(jìn)行分析。

3.1 資源虛擬化

VDI的工作原理是在ESX服務(wù)器建立虛擬機(jī)，并安裝VDI代理連接，而后在虛擬機(jī)上安裝桌面操作系統(tǒng)，例如Windows系統(tǒng)，安裝完成后在虛擬機(jī)上連接桌面應(yīng)用系統(tǒng)，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用遠(yuǎn)程控制選項(xiàng)訪(fǎng)問(wèn)虛擬桌面。因此，在應(yīng)用VDI桌面云中應(yīng)體現(xiàn)資源虛擬化，以虛擬化資源提供虛擬直面系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)資源的合理分配，充分實(shí)現(xiàn)資源共享，有效避免了因設(shè)備性能較差而產(chǎn)生的相關(guān)問(wèn)題[3]。

3.2 控制成本

隨著時(shí)代的發(fā)展科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)產(chǎn)品更新迭代的速度非常快，為了確保教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，中職院校必須要及時(shí)升級(jí)或更新計(jì)算機(jī)的硬件和軟件，其投入成本較多，但基于VDI桌面云，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中學(xué)生應(yīng)用的終端設(shè)備可以根據(jù)實(shí)際的教學(xué)要求更換不同的終端，避免了硬件不斷更新的成本支出，同時(shí)有效提高了硬件設(shè)備的管理工作，避免資源浪費(fèi)。桌面云在初期硬件上的投入較多，需要重新購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器運(yùn)行云服務(wù)，但在后期的軟件管理中能夠有效降低成本，減少成本支出，適合應(yīng)用于中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建立。且VDI桌面云的應(yīng)用中能夠有效減少能源的消耗，在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中不難發(fā)現(xiàn)，其耗電量非常大，這對(duì)于中職院校的運(yùn)營(yíng)管理而言是一筆不小的成本支出，且消耗了較多的能源，基于VDI桌面云每個(gè)瘦客戶(hù)端的用電消耗僅占傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)桌面的8%左右，因此VDI桌面云的應(yīng)用對(duì)于學(xué)校運(yùn)營(yíng)管理是雙贏的選擇[4]。

3.3 降低故障率

在VDI架構(gòu)下，用戶(hù)端可以選擇瘦客戶(hù)端設(shè)備，有效降低硬件的故障率，不需要通過(guò)本地資源完成維護(hù)管理工作，降低實(shí)驗(yàn)室管理工作量、提升工作效率。其中瘦身客戶(hù)端具有集中管理、易于部署、零客戶(hù)端的特點(diǎn)，學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室不需要專(zhuān)業(yè)的工程師，在一定程度上也節(jié)約了學(xué)校的成本投入[5]。

4 基于VDI桌面云的中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)策略

4.1 明確需求

中職院校在建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，應(yīng)分析自身發(fā)展規(guī)劃、教學(xué)需求等因素，根據(jù)自身的需求完成計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)工作。譬如中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目的是拓展計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)課程，建立計(jì)算機(jī)相關(guān)考試場(chǎng)地，則計(jì)算機(jī)桌面部署中應(yīng)搭載基礎(chǔ)辦公軟件或是編程軟件。在以往的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，一般搭載的是傳統(tǒng)PC端模式，數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的是還原卡技術(shù)，如計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室需要完成軟件、系統(tǒng)更新等工作，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)管理人員需要投入大量的時(shí)間和精力完成軟件、系統(tǒng)的更新工作，或是中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室要承接上機(jī)考試任務(wù)時(shí)，為了保證安全、公平的考試環(huán)境，要在投入考試前完成維護(hù)與安裝工作，還需要投入時(shí)間測(cè)試其安全性。采用VDI框架，應(yīng)用桌面云系統(tǒng)，將軟件升級(jí)、計(jì)算機(jī)維護(hù)等工作集成在后臺(tái)中統(tǒng)一完成也能夠管理工作，能夠滿(mǎn)足學(xué)校對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的不同使用要求，例如計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室可以快速切換教學(xué)模式和相關(guān)上機(jī)考試模式，不必再投入大量的時(shí)間和精力完成軟件安裝等工作，在不同的環(huán)境中自由切換，來(lái)滿(mǎn)足不同教學(xué)任務(wù)與考試需求，同時(shí)大幅度降低了設(shè)備、系統(tǒng)的故障率，從一定程度上有效控制了投入成本，降低能耗?；赩DI桌面云建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，則能夠解決上述問(wèn)題，根據(jù)中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的需求，提高實(shí)驗(yàn)室改造效率，以集中管理、靈活布局的方式提高管理效率[6]。

4.2 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的重點(diǎn)內(nèi)容。首先要明確服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接問(wèn)題，VDI框架下，桌面云服務(wù)器需要通過(guò)v Sphere平臺(tái)建立集成容器，為虛擬機(jī)環(huán)境提供高級(jí)別的硬件隔離度，提升其靈活性及擴(kuò)展性，滿(mǎn)足學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的需求。譬如將桌面云服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)分離，置于獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)接口的選擇要滿(mǎn)足高效、高速、高性能等特點(diǎn)，可選擇千兆以太網(wǎng)接口，同時(shí)要選擇背板容量高的二層交換機(jī)，其中如果涉及使用距離較長(zhǎng)的情況應(yīng)選擇光纖通信，保證網(wǎng)絡(luò)通暢。其次在桌面云與客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，應(yīng)滿(mǎn)足學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室使用需求，譬如匯聚層交換機(jī)與接入層交換機(jī)間應(yīng)選擇千兆以太網(wǎng)絡(luò)。

4.3 集群與存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

在集群設(shè)計(jì)中應(yīng)滿(mǎn)足中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室桌面使用要求，基于硬件資源提供合理的桌面云服務(wù)，有效提升桌面云的價(jià)值。例如學(xué)校根據(jù)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的用途劃分為高性能桌面實(shí)驗(yàn)室與普通性能桌面實(shí)驗(yàn)室，滿(mǎn)足中職院校的不同使用需求。在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，要選擇科學(xué)的虛擬化儲(chǔ)存方式，例如選擇具有良好兼容性的存儲(chǔ)方案，保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性與可靠性。比如Virtual SAN上完成備份，Virtual SAN是一種虛擬機(jī)的專(zhuān)用存儲(chǔ)，以軟件方式定義的存儲(chǔ)，該軟件定義方式所具有良好的靈活性和敏捷型，可以根據(jù)應(yīng)用程序需要，自動(dòng)控制所需要的服務(wù)級(jí)別。

4.4 GPU虛擬化設(shè)計(jì)

虛擬顯卡是當(dāng)前主流的虛擬化系統(tǒng)，其工作原理是利用應(yīng)用層接口虛擬化，在應(yīng)用完成攔截動(dòng)作后與GPU相關(guān)的應(yīng)用程序編程接口，通過(guò)重定向的方式完成相應(yīng)功能，而后執(zhí)行結(jié)果傳輸?shù)綉?yīng)用程序中。GPU虛擬化技術(shù)是將顯卡進(jìn)行切片，同時(shí)把顯卡時(shí)間片分配給虛擬機(jī)使用。通常情況下，支持顯卡虛擬化的顯卡一般可以根據(jù)需要切分成不同規(guī)格的時(shí)間片。對(duì)此，基于GPU虛擬化技術(shù)可以分配給多臺(tái)虛擬機(jī)使用，更適用于中職計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，有效優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)GPU資源的細(xì)粒度劃分，以及重組再利用，同時(shí)GPU虛擬化設(shè)計(jì)支持多機(jī)并發(fā)、掛起恢復(fù)等虛擬機(jī)高級(jí)特性，能根據(jù)需求分配顯卡資源，完成資源的動(dòng)態(tài)調(diào)整，滿(mǎn)足更多專(zhuān)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的使用需求。

4.5 瘦客戶(hù)端

基于VDI桌面云，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室學(xué)生使用的終端設(shè)備并不是桌面的計(jì)算資源，而是通過(guò)虛擬化資源完成的遠(yuǎn)程桌面連接，在此期間需要瘦客戶(hù)端支持遠(yuǎn)程連接協(xié)議。在學(xué)術(shù)上瘦客戶(hù)端是指在客戶(hù)端以及服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)體系中的一個(gè)基本無(wú)須應(yīng)用程序的計(jì)算啞終端，能夠依托協(xié)議進(jìn)入局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，瘦客戶(hù)端帶寬能夠有效提升VDI用戶(hù)的使用體驗(yàn)。例如，在集中管理特點(diǎn)中，應(yīng)用VDI框架的瘦客戶(hù)端可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，使用者可以在服務(wù)器上放置一些文件并使用網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，向瘦客戶(hù)端發(fā)起申請(qǐng)，而后找到這些文件，以扁平化的管理方式提升管理效率，有效促進(jìn)中職計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)工作[7]。另外，瘦客戶(hù)端在 VDI 云桌面架構(gòu)下可以滿(mǎn)足中職現(xiàn)代化教育中計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的需要，充分發(fā)揮了瘦客戶(hù)端優(yōu)勢(shì)。例如，其硬件成本較低能夠有效控制成本，在運(yùn)行中能耗降低體現(xiàn)了節(jié)能型，同時(shí)該技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛、生命周期較長(zhǎng)，非常適合應(yīng)用于中職計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，且考慮到原有設(shè)備的處理問(wèn)題，可以通過(guò)分體式瘦客戶(hù)機(jī)取替原有的計(jì)算機(jī)主機(jī)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，桌面云相關(guān)技術(shù)趨于成熟，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教育系統(tǒng)中。在中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過(guò)程中，也用基于VDI桌面云提升了應(yīng)用效率和管理水平。無(wú)論是基于人才培養(yǎng)還是基于學(xué)校發(fā)展角度分析，都具有較高的應(yīng)用價(jià)值，基于桌面云管理系統(tǒng)優(yōu)化中職院校的基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建智慧校園，為人才培養(yǎng)創(chuàng)造有利條件。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】