淺談利用云桌面技術實現對機房改造的應用論文
引言
機房是很多學校學生用來實踐上機操作的學習場所，理論結合實際的特點奠定了機房管理在高校教學管理中的特殊地位。目前，高校的機房除了要滿足曰常的計算機教學和實訓之外，還要承擔學校組織的各種考試、培訓、競賽、實習等額外的任務。有些學校在業余時間還給學生提供了實訓機會。機房的使用率如此之高，那如何對機房進行更有效的管理成為機房管理員目前面臨的主要問題。
1高校機房管理的現狀
1.1計算機軟硬件更新速度快
在日常的機房維護中，機房管理員的任務之一就是需要經常的增刪軟件、更新軟件的版本。由于教學和課程的需要，為了緊跟技術發展的步伐、提高學生的學習效果，機房管理員需要經常對現有的系統和教學軟件進行更新升級，有時還會重新部署操作系統。然而，計算機由于采購的時間不同、機型不同，配置也會存在很大的差異，這就導致機房管理員對計算機的系統維護和軟件更新工作無法通過網絡實現批量傳輸，從而導致機房管理員的工作效率低、維護難度加大。
1.2上機環境復雜，行為管理難
每個機房每天都會接待不同的班級學生上課，而每個學生的使用習慣又不一樣，根本無法做到專機專用，這使得機房的相關管理規范很難真正落實到位。另外，由于現有的機房采用的是單點管理的模式，所以教師在講課或指導學生練習時，教師無法對學生的計算機進行統一有效的管理，只能依靠教師現場的督查，而對于有些學生玩游戲、看電影等異動現象就不能及時的發現和制止，使得教師在上課時的監管往往達不到預期的效果。
1.3總體擁有成本高
雖然計算機的采購成本并不高，但這并不足以抵消它高昂的維護管理費用。由于機房的使用頻率非常高，導致硬件的損壞和更換頻率也很大，每年用于維護管理的成本不斷增加。另外，由于目前機房是單點管理模式，機房的損耗電量非常大，而每臺計算機的主機耗電量比其他外設的耗電量都要大，很多學生用完電腦并沒有及時關機，造成了機房很大一部分電量的損耗，既沒有達到節能的目的，又給學校造成了很大一部分不必要的經濟支出。
1.4網絡病毒木馬難防治
由于課程內容的需要，部分機房可以上網和下載網上資源。雖然機房里安裝了一些防殺病毒軟件，但由于學生的流動性大、使用習慣不同且殺毒軟件不能及時有效的更新等因素，加大了電腦中毒和被木馬入侵的可能性。這就導致一些計算機性能下降甚至不能正常使用，直接影響了教學效果。傳統的機房管理模式和早已顯現的弊端已不適用于高效管理的今天，隨著云計算的逐步落地和服務器虛擬化的逐步普及，云桌面為解決上述機房管理中存在的問題提供了很好的解決方案。
2云桌面簡介
所謂云桌面，就是將計算機的桌面環境通過云計算的模式從物理機器中分離出來。換句話說，學生位上沒有主機，只有顯示器，但是在網絡的支持下即可獲得與傳統的PC機相同的效果。云桌面可以使每一個學生在使用計算機的時候與學號進行綁定，使之成為私有桌面，即無論學生任何時候用任何一個機位都只需要輸入賬號和密碼，就可以進入自己的個人桌面，而學生對計算機的操作、計算、存儲資源等都集中于中央服務器上，云桌面負責將之通過網絡傳送給終端。
3改造需求分析
3.1便于對機房的維護管理
正是由于云桌面技術把傳統的計算機桌面與各自主機分離，實現了分離操作系統與計算機硬件之間的關聯性，使得所有的客戶端都只是云桌面環境下的一個訪問接入點。所以機房管理員不需要再像以前一樣對不同配置不同機型的計算機進行區別設置，使得管理員能夠在統一的桌面環境下對不同機型的計算機進行統一配置。這樣一來，如果學校重新采購電腦或更換新的硬件時，機房管理員則可以通過云桌面的環境快速的對新接入的計算機進行部署，不必像從前一樣安裝系統和相關軟件。
由于云桌面環境使得每個客戶端都是獨立的，這樣即使再出現設備中毒或系統崩潰等現象，都不會再影響到其他用戶的使用。同時機房管理員還能通過遠程診斷和云桌面恢復等功能，在服務器端實現遠程化維護，這樣就不必到教室即可高效快捷的維護好機房設備，從而大大減輕機房管理員的工作負擔，把他們從大量重復的工作中解脫出來。
3.2滿足個性化的教學及學習需求
由于云桌面支持需求化定制的獨立軟件系統，這使得任課老師可以從云桌面的環境中調用自己所需要的任何程序，使實驗的安排更為靈活，從而不必再受到機房沒有某款軟件的局限性。這樣不僅方便了任課老師，同時也減輕了機房管理員為滿足不同的教學需求要提供不同的實驗環境的麻煩，從而提高了機房管理的工作效率。
另外，由于所有的軟件資源都放在云服務器上，這樣使得每一個機房都能根據不同的課程要求靈活的申請資源，教師和學生在任何時間任何終端都可以保留所有的操作，而不必再像以前一樣受到計算機所在位置和使用時間的影響。
便于集中化的課堂管理由于云桌面技術支持遠程監控功能，這樣機房管理員或任課老師都可以通過監控軟件對機房中的任何設備的運行情況進行及時掌握。如果學生在上課期間出現玩游戲、看電影等與學習無關的事情，機房管理員或老師都可以及時發現并予以遠程關閉。
3.3降低成本，節能環保
就機房建設成本而言，以某學校建設10個機房為例，傳統的配置大概需要花費444萬元左右，其中配置電腦就要花費400萬，另外防火墻4萬，服務器、殺毒軟件各需要20萬。而使用云桌面技術來建設同樣數目的機房，總成本可能只需要花費315萬元左右，其中配置電腦只需300萬，另外防火墻0.8萬，服務器、殺毒軟件共花費14萬。可見，采用云桌面技術部署機房不僅降低了建設成本，還能大大的降低日后高額的維護成本，如更換CPU、內存條等。
傳統的計算機機房由于運行時會產生大量的熱量，所以一般機房都安裝了必備的空調或電風扇，以一個機房60臺電腦，兩臺空調為例，所有設備平均每天運行8小時計算，傳統主機常規功率一般在200瓦左右，而云終端耗能不到20瓦，這樣算下來，一個機房每天可節約20度電，如果按平均每個學期以18周算的話，一個機房即可節約1800度用電，對于機房開出率多的學校來說，這樣每個學期可以節約的電量相當可觀。
4云桌面改造機房的具體部署方案
由于是對現有機房進行云桌面改造，所有利用了現有的顯示器、鍵盤和鼠標等輸入輸出設備，只需要新采購虛擬化服務器群和存儲。首先在實施階段，必須解決的是通路的問題，本改造方案中采用的是現有的線路，只是在中間節點進行穿透，這樣做雖然在網絡傳輸速度上會相對降低點，但基本上還是能夠保障整個方案的完整實施，而且這樣做整個改造工程的費用相對比較低廉，并且改造工期比較短。
4.1體系構成
本改造方案的云桌面環境主要包括服務器、終端設備、存儲、網絡和虛擬化軟件等。本方案以一個部署50臺終端的機房為例:服務器推薦1個最多能虛擬出8個VCPU的物理CPU，在內存方面推薦按照1:1的分配方案，最好不要超過150%的分配，而且在分配內存時還要注意預留20%給物理服務器進行虛擬化運行。具體的CPU與內存的分配要點如表一所示。
終端設備考慮是對舊機房的改造，所以充分利用原有的PC機是比較經濟的方法。存儲考慮兩個問題(1)每個VDI桌面提供足夠的存儲空間;(2IOPS能力。由于本方案是對舊機房進行改造，所以采用了現有的存儲設備，存儲空間和IOPS都能滿足方案要求。具體如表二所示。網絡考慮到機房的終端數在50臺，所以機房要求上下行總帶寬在100M左右。具體VDI桌面的實際操作流量測試數據如表三所示。虛擬化軟件：國內的有H3C、銳捷等品牌，國際的有Ctrix、VMWare等品牌。
4.2VDI桌面配置
在安裝好云桌面系統、確定組網并對基礎的網絡建設成功實施之后，接下來就要正式進行云桌面的業務了。學校可以根據所需使用的規模來合理的選擇服務器，并在服務器上安裝相應的云桌面軟件，即可開始創建云桌面的模板。具體過程如圖一所示。
5結束語
在機房實行云桌面系統改造后，整個學校的包括計算機實訓中心、信息中心、辦公大樓、數字圖書館等的計算機既能在系統上相互獨立，又實現了資源共享，不僅保證了教學活動的正常進行，還使得機房的維護效果得到了大大的提升，機房的管理成本也得到了明顯的降低。
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