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浅析云桌面在教学实验基地的实际应用

2021-02-23 110 上传者：管理员

摘要：在实验基地的普通教学中，每一堂课所涉及的内容及应用的环境比较统一，可以流畅地播放视频、运行实验教学的软件或平台即可。在教学、实验中穿插着大量的师生互动，如广播教学、学生演示、共享资源等。选择云桌面方式，可以为实验基地提供更加统一、简便的部署、管理及维护方式，提供信息共享及保护信息安全，节省时间、资源和人力，提高效率。

关键词：
云桌面
实验基地管理
教学
教育环境
课堂教学
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1、引言

随着计算机应用的普及和发展，各行业所需的环境也跟着提升。在这样的背景下，学校实验基地教育环境也急需升级，以满足学生学习的要求。为满足这一需求，综合部署、应用及维护三个方面的因素，本文选择建设云桌面的实验室[1]。

2、云桌面部署简介

云桌面，即虚拟桌面构架基础（VirtualDesktopInfrastucture,VDI），采用了“集中计算，分布显示”的原则，所有客户端通过虚拟化技术在数据中心内进行集中运算，而桌面的用户仅负责输入输出与界面显示，不参与任何计算和应用。VDI是云计算的一种应用模式。利用桌面虚拟化技术，可以达到物理终端零维护、网络安全隔离、防止信息泄露、保护数据安全、节能减排等目的[2]。

江苏联合职业技术学院按照以下三个步骤部署云桌面实验室：

首先，分析实验室场地教学所需的功能、容量等，进行服务器云、终端和交换机以及所需系统和软件的配置规划计算。

云桌面的功能构架，主要包括了以下部分：（1）用户终端部分。云桌面支持多样化的接入终端，本文选择了瘦客户机，它体积小，散热量小，节能环保。（2）桌面资源池部分。根据功能和容量配置IT云桌面宿主服务器资源池，并根据实验室终端数量分配、管理、调度和监控资源。（3）桌面管理部分。每个实训室配备具有对桌面交付和应用交付的统一管理和控制的教师机。具体如图1所示。

基础架构及控制模块（提供AD域认证、许可服务和桌面交付控制）主要包括：（1）模板管理模块，提供模板或镜像的管理和交付服务。（2）应用交付模块，提供用户个性化数据的配置和管理服务。（3）用户配置模块，提供用户个性化数据的配置和管理服务。

其次，根据配置的计算针对网络部署、IT云桌面宿主服务器资源池部署、云桌面安全等进行部署方案的设计，如表1所示。

最后，根据设计好的方案，全面实施云桌面的安装测试，同时根据实验室设计的课程进行模板的创建、教室的划分和安装教师机的管理等。

图1VDI架构图下载原图

表1方案设计

3、云桌面的维护和应用

(1）实验室管理员

实验室管理员使用场景不受限制，所用软件为云管理软件。实验室管理员通过云桌面基础架构方式，可以实现快速灵活地部署实验室环境，将物理硬件、计算存储网络虚拟化资源统一监控和管理，计算、存储、网络等虚拟化软件进行极简的管理，有效降低整体TCO。

实验室管理员通过管理平台可以很容易地监测到物理资源及虚拟资源的使用情况，并通过一些监测信息及时、明了地查看每个虚拟桌面的运行、警告、报错的详细信息，便于实验室管理的日常维护，实现了实验室管理员可以不受场地的制约，随时随地地进行系统、环境、数据的维护。

(2）教师

教师使用场景为实验室，所用软件为云教学软件。在实训教室配置一台安装有云桌面的教学软件，教师选择自己需要上课的模板，运行该模板后，可以轻松的实现对该教室的教学管理，提供多样的教学手段。例如：终端开机和关机功能、屏幕的广播功能、电子教鞭、黑屏肃静、文件的分发及收作业、外网访问的控制、U盘外设重定向功能、素材空间及作业空间的访问，远程命令等，丰富了教师的课堂教学手段，使课堂教学丰富多彩。

(3）学生

学生使用场景为实验室，使用工具为云终端设备。云桌面配置的实验室为每一个学生提供了一个可供使用的终端。学生根据老师的设定，可以使用已经选定的模板，也可以自由上课。每一个终端都可以进行独立地操作，可以很方便地收取到老师下发的素材。学生利用模板提供的应用软件进行练习，最后向教师提交最终作业[3]。在这过程中，还可以利用终端与教师端进行通讯，提出问题，解决问题。同时保障了自己数据的安全，不受其他终端的影响。云桌面提供了从终端到平台的数据可靠性保障，保障了学生进行实训的有效性。

4、桌面虚拟化的优点

与传统的PC相比，云桌面具备以下优点：

(1）数据的安全性。云桌面的所有数据均存储在服务器端，可以统一管理，统一备份，不易泄密。而传统PC机存储在终端本地，数据分散，不易管理，容易造成丢失及泄露，且一台PC中毒，则有可能感染到局域网内的其他电脑。而虚拟的终端独立运行，一旦中毒，不会影响到其他虚拟机，只需要重新下发一台新的虚拟机就可以继续进行操作[4]。

(2）性能提升方面。云桌面的提升比较灵活，可以不用更换终端，只对服务器端进行升级就可以实现简单的性能提升。而传统的PC端进行更换时，则需要升级所有终端的性能才，而且还需要重新维护数据，成本巨大。

(3）管理配置方面。采用VDI技术对用户桌面进行集中管理、统一配置。用户所有的操作都是在服务器上运行的，管理员可以不用到现场就可以对桌面镜像和相关的应用进行统一的管理和维护，实现了桌面标准化管理。

(4）日常维护方面。如果云终端出现硬件故障，只需要更换一台终端，对数据不会产生影响，用户可以继续进行操作。若所需软件环境发生变化，管理员只需要更新模板即可，不需要像传统PC一样一台一台的去安装。

(5）节能环保方面。VDI终端可以大大延长使用的周期，避免计算机硬件设备的循环升级，降低产生电子垃圾的数量。而且瘦终端的功耗只有传统PC的10%甚至更少，既减少了电能的消耗，也减少了碳的排放量，满足节能减排的时代要求[5]。

5、桌面虚拟化的缺点

当然，云桌面也是有缺点的。

首先，云桌面的性能具有局限性。云桌面通过网络传输数据到前端展示的虚拟桌面，性能和传统PC相比具有一定的差距。一般的应用还可以，但是需要运行一些高负载的应用时，云桌面的性能还是不如传统PC。

其次，云桌面的兼容性也有待提高。

最后，云桌面的初始成本比较高。云桌面的实施及应用降低了整体的TCO，但是初始成本要进行的IT基础构架改造及对IT人员的要求导致初始成本较高。

6、总结

综上所述，云桌面具有使用方便、环保节能、安全有保障等优点，也具有它的局限性。它比较适用于应用场地环境并不复杂、性能要求并不很高的实验场所。云桌面给老师带来了多样的教学手段，让学生有独立用户的体验，给管理员带来了便捷的维护方式。随着技术的发展，云桌面会越来越成熟，可以满足更高的需求，给人们带来更便捷、高效的体验。

参考文献：

[1]南永新.浅谈云桌面在高职院校计算机实训教学和办公中的应用.课程教育研究,2018(26):42-243.

[2]张昊.云桌面技术在计算机机房管理中的运用.中外企业家,2018(31):76.

[3]陈翠娥.云桌面解决方案.课程教育研究﹒学法教法研究,2019(06):78-79.

[4]温荷,万里.基于KVM的云桌面虚拟化实验设计.实验技术与管理,2016(5):132-134,142.

[5]焦文欢,冯兴杰.基于云桌面的实验室虚拟化管理与应用.实验技术与管理,2019(9):250-253.

高沙沙.云桌面在教学实验基地的实际应用[J].福建电脑,2021,37(02):128-130.