高校實驗室是實踐教學的主陣地。目前高?，F有的實驗室以PC機為主, 面臨著龐大的軟件更新量和與日俱增的硬件維護量, 再加上不斷的病毒侵入, 使得現有的實驗室設備無法滿足高效的實驗教學?，F階段, 云桌面實驗室如雨后春筍迅速成為了各高校實驗室采購的對象。云桌面技術是實驗室建設的又一次技術革命。它不僅改變了原有PC機管理模式, 更為廣大師生學習和工作提供了更加便利的條件。利用云桌面技術可以有效解決實驗室管理中遇到的軟件更新、系統升級、硬件維護、資源管理等困難。
一、云桌面技術
云桌面技術是云計算在實驗教學中的典型應用, 主要通過虛擬化的方式, 借助高精度計算, 將服務器資源有效的、安全的、簡捷的分發給所有可連接的終端, 提供最大服務能力。對于云桌面而言, 終端接入系統、云桌面系統和訪問業務系統是它的三大核心部分。首先用戶通過終端接入地址訪問前置的負載均衡器, 再由用戶管理服務系統驗證身份, 通過驗證后服務器給用戶分配一臺相應的虛擬機。
二、實驗室需求分析
(一) 教學需求方面
教學需求方面一般包括兩個方面。一方面是面對計算機基礎課程、訪問服務資源或者電子商務類課程的實驗室。另一方面是針對大型的數據庫軟件、多媒體編輯軟件和藝術類軟件等的實驗室。云桌面能實現對這些實驗室配置的合理分配, 將服務器資源得到最大化的利用。
(二) 虛擬化管理
虛擬化管理是指針對虛擬機的部署以及虛擬環境組建的管理過程, 是目前在虛擬化應用中不可或缺的重要組成部分, 提高運營效率。讓數據中心不會過時, 確保業務連續性。利用集成式備份和恢復來保護和訪問數據。讓數據有更強的可恢復性。
(三) 節能優化管理
云桌面的服務中心存在著嚴重的能量浪費現象, 所以建立有效的節能管理體制顯得尤為重要。目前云桌面能耗計算主要是通過控制動態電壓變化來實現對通信和空閑節點的優化。
(四) 建立合理的任務調度機制
云桌面的特點是按需分配、按量提取、動態多變。所以只有建立合理的任務調度機制才能實現對所有用戶任務的最優化調度, 并提升服務器的吞吐率, 提高服務質量, 增加負載均衡。
(五) 帶寬需求
云桌面的顯示協議對網絡帶寬有著較高的要求。接入終端的帶寬要大于終端數量和單個云桌面的帶寬的乘積。
三、云桌面設計
(一) 云桌面管理模塊搭建
用戶模塊:主要負責管理平臺和客戶端的用戶登陸驗證功能。系統管理模塊:主要完成系統的鏡像或快照的建立、修改等工作。桌面維護模塊:任務是完成模板與終端用戶的關系對應管理。以及桌面布署分發和系統信息查看等?？蛻舳四K:完成終端客戶對服務器的信息請求。
(二) 云桌面的平臺架構分析
在云桌面平臺的架構首先要考慮通迅協議的采用, 目前全球流行的桌面傳輸協議有MICROSOFT的RDP協議、VMWare的PColP協議、CITRIX的ICA/HDX協議和Redhat的SPICE協議。RDP協議是基于TCP/UDP協議的, 桌面傳輸速度流暢, 缺點是帶寬占用要求高。PColP協議基礎是UDP協議, 傳輸速度更快, 但安全性偏低[1]。ICA協議基于UXP協議, 具有極強的通用性, 而且占用帶寬較少。SPICE協議開發的虛擬云桌面性能較差, 占用帶寬較多, 圖像顯示效果差。為了更好的完成教學, 我們一般選用ICA協議。平臺的核心網關服務器, 它將以RedHatLinux為基礎, 安裝網關模塊管理軟件和后臺數據庫。負載均衡將應用主從方式實施, 處理所有主要服務器的負載不均問題。虛擬化平臺主要通過RedHat來部署安裝, 將管理平臺的模塊和虛擬化軟件部署于服務器上, 主要管理用戶和連接。虛擬化平臺的代理服務器, 主要是安裝windowsserver2008或windowsserver2012系統。在此基礎上安裝代理服務器中心控制模塊。采用集群管理, 負責各業務系統及客戶端與核心服務器的交流和通信。桌面虛擬化應用管理平臺, 負責管理所有的資源和系統設備。包括接收來自虛擬桌面、應用系統的一切指令, 并根據指令去分配資源、查找資源、收集整理等。
(三) 云桌面硬件平臺架構
在硬件設備的設計中, 主要包括服務器、存儲設備、網絡設備、安全防護設備等。根據實際情況確定容量, 購買合適的產品?，F階段, 主要采用X86架構的服務器和性價比較高的ISCSI結構的存儲。
(四) 網絡架構規劃
實驗室改造為云桌面管理, 需要將舊PC機設置為客戶端PC系統, 以及將原有的網絡設備全部升級改造。實現全光纖進實驗室, 劃分合理VLAN, 要求網絡能力滿足可以訪問各種服務器, 能夠流暢通信[2]。
四、總結
云桌面是集云計算、云存儲、云安全于一體的一個應用模式, 具有其獨特的能力。將給實驗室管理和實驗教學帶來前所未有的全新體驗, 也是一次實驗室管理的信息化變革。不僅明顯提高了管理效率, 改善了教學環境, 更將虛擬化技術提升了一個全新的應用高度。通過虛擬化的云桌面的應用, 降低了實驗室建設成本, 減少了實驗室無效設備, 節省了資源, 降低了能耗。從目前的發展趨勢分析, 云桌面全面取代PC將不是夢想。因此, 順著這波技術潮流的發展, 實驗室的硬件成本將不斷降低, 虛擬技術的需求將不斷提升, 云桌面技術需要更加成熟[3]!
摘要：高校實驗室是培養技術人才的搖籃, 實驗室的環境會直接影響高校人才的培養能力?，F階段, 實驗室建設處于一個新老交替的階段。PC市場逐漸萎縮, 而云桌面技術如春天的竹筍迅速占領了絕大部分市場。但新技術也有自身的缺點與不足。本文將通過對云技術的分析理解, 規避其主要缺點, 設計出屬于較為合理的實驗室建設方案。
關鍵詞：云桌面,技術,實驗室管理
參考文獻
[1] 陳經途, 陳發, 唐坤軍等.基于云桌面的內網信息安全管理系統實現[J].福建電腦, 2014 (10) :105-107.
[2] 石屹嶸, 龔德志.基于SPICE開源協議的云桌面技術架構研究[J].電信科學, 2013, 29 (8) :162-167.
[3] 朱一茹.虛擬云桌面的訪問控制算法研究[J].微電子學與計算機, 2017 (11) :114-118.
[4] 吳媛媛.云桌面技術在計算機機房管理中的應用[J].吉林工程技術師范學院學報, 2015, 31 (10) :94-96.