虛擬云經(jīng)濟管理類實驗室中的實踐應用
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摘要：實驗環(huán)境部署與維護是實驗室管理人員的一項主要日常工作，本文通過東華大學經(jīng)濟管理實驗教學中心的虛擬云桌面的實踐應用，從選型到落實，采用桌面虛擬化技術(shù)，轉(zhuǎn)型經(jīng)濟管理實驗模式。根據(jù)課程需要，快速部署不同的實驗環(huán)境，滿足不同的實驗課程教學需求，實現(xiàn)了綜合實驗室實驗教學平臺的有效統(tǒng)一，提高實驗室管理人員的工作效率。
關(guān)鍵詞：虛擬云桌面；VDI；構(gòu)架；部署；實驗環(huán)境
近年來，計算機軟件規(guī)模越來越大，軟件對運行環(huán)境和網(wǎng)絡安全的要求日益提高，云計算的出現(xiàn)已經(jīng)改變了網(wǎng)絡時代的腳步。云計算是計算機網(wǎng)絡發(fā)展的一個趨勢，在云計算環(huán)境下，虛擬化層向應用層提供平臺的物理資源映射，使得平臺中的應用與硬件設備之間的關(guān)系解耦，虛擬化技術(shù)為云計算平臺提供了調(diào)節(jié)服務規(guī)模的能力，并使得管理操作更加靈活有效。
一虛擬云桌面建設背景
經(jīng)濟管理實驗環(huán)境主要是計算機及專業(yè)應用軟件。傳統(tǒng)的經(jīng)管類實驗室都是單機PC，再加保護卡分區(qū)管理。實驗軟件，實驗平臺，實驗課程，繁多復雜，環(huán)境部署時，大部分軟件不得不交叉并存于同一個物理系統(tǒng)上，很多系統(tǒng)共用相同的數(shù)據(jù)庫，兼容性沖突時有發(fā)生，稍有差池，還會影響到原來正常使用的系統(tǒng)。軟件應用種類數(shù)量、復雜度日益增長，操作系統(tǒng)和教學應用軟件的更新日益加速，桌面維護管理頻率和難度加大，需要找到一個高效管理桌面的解決方案。隨著計算機技術(shù)地進步，網(wǎng)絡環(huán)境不斷完善，桌面云解決方案應運而生，它將虛擬桌面技術(shù)、遠程桌面訪問技術(shù)和瘦客戶端技術(shù)結(jié)合，使用戶在任何時候、任何地方都可以方便訪問教學桌面，同時管理人員可以遠程方便有效地進行后臺管理。
二虛擬云桌面基礎(chǔ)構(gòu)架選型
虛擬云桌面是云計算時代的典型應用，它通過虛擬化引用，將數(shù)據(jù)空間，管理服務等通過桌面化的方式給各操作終端，真正實現(xiàn)了終端設備與桌面環(huán)境的結(jié)合。虛擬云桌面技術(shù)構(gòu)架主要以VDI和IDV為代表。虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)VDI，采用“集中管理、集中計算，分布顯示”的原則，支持客戶端桌面工作負載托管在數(shù)據(jù)中心的服務器上，用戶通過支持遠程桌面的協(xié)議的客戶端設備與虛擬桌面進行通信。每個用戶都可以通過終端設備來訪問個人桌面，就像是訪問傳統(tǒng)的本地安裝桌面一樣，從而大大改善桌面使用的靈活性。終端設備可以采用配置較低的瘦客戶機或陳舊計算機主機設備。智能桌面虛擬化構(gòu)架IDV，是直接安裝在客戶端的裸金屬架構(gòu)，多個操作系統(tǒng)可作為虛擬機并排安裝，類似服務器虛擬化一樣的方式。IDV要求每個終端桌面為胖終端(和PC機一樣)，在每個硬件終端上可以由服務器下發(fā)多個操作系統(tǒng)虛擬機，這些虛擬機可以被分配不同占用的硬件資源，即集中管理，分布運行。經(jīng)濟管理類實驗室實驗環(huán)境要求多，各類應用軟件復雜，軟件變化更新快，綜合考慮客戶端成本，網(wǎng)絡環(huán)境，管理模式等，VDI構(gòu)架更加符合經(jīng)濟管理實驗環(huán)境需求。
三虛擬云桌面網(wǎng)絡構(gòu)架
東華大學經(jīng)濟管理實驗教學中心有三個綜合實驗室實施了虛擬云桌面解決方案，分布于兩幢大樓。樓層之間，以萬兆光纖通過學校網(wǎng)管中心鏈接。千兆光纖到每一個實驗室。旭日樓的實驗室有121個虛擬桌面就至少需要1210Mbps的帶寬，千兆光纖線路并無法滿足。因此將現(xiàn)有的兩條光纖鏈路從故障轉(zhuǎn)移的模式下改為鏈路捆綁，擁有了2Gbps的帶寬后就足以支撐。在項目實施完畢后進行了壓力測試，通過所有虛擬桌面均播放高清視頻的方式測試系統(tǒng)穩(wěn)定性與網(wǎng)絡質(zhì)量，并達到預期效果。
四虛擬云桌面建設實施
（一）虛擬云桌面硬環(huán)境建設
VDI虛擬云桌面通過構(gòu)建虛擬化服務器群，建立虛擬資源池。虛擬資源池是通過不同的技術(shù)將相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或近似同構(gòu)的虛擬資源池；可以屏蔽掉物理資源的復雜性，實現(xiàn)從物理資源向邏輯資源的轉(zhuǎn)化。選用X86服務器，每臺服務器配置2顆8核高性能CPU，128G內(nèi)存，800G固態(tài)硬盤用于模板系統(tǒng)，若干塊SAS硬盤用于桌面數(shù)據(jù)存放。一臺這樣的服務器可以虛擬出30臺虛擬桌面，動態(tài)分配共享虛擬的CPU，內(nèi)存，硬盤等資源。VDI虛擬云桌面客戶端，選用配置較低的瘦客戶端，節(jié)能省電,每臺設備平均功耗20多瓦；或者利用即將淘汰的舊電腦，繼續(xù)發(fā)揮使用，綠色環(huán)保。
（二）虛擬云桌面軟環(huán)境實施
東華大學經(jīng)濟管理實驗教學中心虛擬云桌面建設，采用云機雙系統(tǒng)模式，實驗環(huán)境的穩(wěn)定性至關(guān)重要，利用瘦客戶端或PC終端安裝獨立的操作系統(tǒng)，保障在虛擬云桌面遇到故障可以啟用本地系統(tǒng)，確保實驗課程教學順利進行。中心使用噢易教育桌面云OS-EASY，登錄分為教學桌面和個人桌面。教學桌面進入實驗教學環(huán)境。經(jīng)濟管理實驗環(huán)境包括Win7、Server2003、Server2008、Linux等不同的操作系統(tǒng)環(huán)境，根據(jù)教學需求安裝不同的操作系統(tǒng)，桌面場景可以按專業(yè)、年級、系統(tǒng)環(huán)境、教師要求等創(chuàng)建教學環(huán)境模板，統(tǒng)一快速部署到需要使用的實驗室，學生按照實驗要求選擇相應的系統(tǒng)進行登陸；個人用戶選擇個人桌面，可以私有地、連續(xù)地、靈活地配置使用桌面學習環(huán)境，允許用戶按照自己的需求來定制自己的工作環(huán)境,不同的用戶可以有不同的應用需求。管理員維護通過網(wǎng)絡登錄后臺管理，只要有網(wǎng)絡，任何一臺機器都可以進行管理操作，包括資源池、桌面、模板、終端、用戶、監(jiān)控、排課等管理功能。每個桌面系統(tǒng)配置廣播多媒體軟件，有屏幕廣播、下發(fā)作業(yè)、收取文件、行為管控等功能，行為管控可以對學生機上的行為進程、上外網(wǎng)、使用U盤等外設進行限制。虛擬化云桌面解決方案，本地客戶端幾乎不需要維護，管理人員只需要通過網(wǎng)絡在管理平臺中操作，點幾下鼠標就可以完成維護管理工作，方便快捷。
五結(jié)語
經(jīng)濟管理實驗教學中心通過虛擬化云桌面建設，實現(xiàn)了綜合實驗室實驗教學平臺的有效統(tǒng)一，極大地提高了管理維護使用效率。從管理角度來看，實驗室面對的專業(yè)多、學生多、科目多、學生流動性大，使用云平臺構(gòu)架，搭建新一代實驗教學平臺,轉(zhuǎn)型經(jīng)濟管理實驗模式，打破了傳統(tǒng)實驗條件和環(huán)境的壁壘,是教育信息化發(fā)展的必然趨勢。
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作者:晏愛敏 黃基誕 單位:東華大學旭日工商管理學院
