何靜

摘 要 計算機(jī)實驗機(jī)房作為學(xué)生上機(jī)實踐的公共機(jī)房，承擔(dān)著高校計算機(jī)類課程的教學(xué)、實踐及相關(guān)考試、培訓(xùn)等任務(wù)。隨著高?？焖俚陌l(fā)展，傳統(tǒng)的高校實驗室建設(shè)中存在的成本、資源利用及管理方面的問題尤為突出。本文討論運用虛擬化技術(shù)解決實驗室建設(shè)成本高、資源利用率低、管理困難等問題，讓實驗室更好地為師生服務(wù)。

關(guān)鍵詞 虛擬化技術(shù) 計算機(jī) 實驗室管理

中圖分類號：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

高校計算機(jī)類課程實驗與課堂教學(xué)相輔相成，是十分重要的動手實踐環(huán)節(jié)，但實驗教學(xué)環(huán)境不同于課堂教學(xué)，一般是學(xué)生一人一機(jī)，而配置的計算機(jī)要滿足多門課程的軟、硬件環(huán)境要求，存在計算機(jī)資源有限、上機(jī)需求多樣化、實驗教學(xué)管理難度大、維護(hù)成本大等問題。

1高校機(jī)房現(xiàn)狀分析

目前，高校計算機(jī)類課程實驗室存在以下問題：

（1）建設(shè)成本高、利用率低。實驗室采購的都是比較先進(jìn)的、主流的配置，因此，整體實驗室建設(shè)成本較高。而由于計算機(jī)技術(shù)發(fā)展快，造成有些設(shè)備無法滿足當(dāng)前軟、硬件環(huán)境的要求被閑置，使用率不高。

（2）管理問題較多。高校的計算機(jī)實驗室要滿足各專業(yè)學(xué)生的實驗需求，由于實驗環(huán)境的多樣性使得實驗室對設(shè)備的維護(hù)和管理提出巨大的挑戰(zhàn)。一般，實驗室的每臺學(xué)生機(jī)上都預(yù)裝了幾個操作系統(tǒng)以適應(yīng)不同課程對系統(tǒng)的需求，同一學(xué)生機(jī)上安裝多個專業(yè)的實驗軟件，這往往導(dǎo)致軟件沖突，系統(tǒng)反應(yīng)緩慢。

（3）學(xué)生機(jī)存儲數(shù)據(jù)受限制。高校計算機(jī)類實驗室為了保護(hù)計算機(jī)的穩(wěn)定性和安全性，一般都采取安裝硬件保護(hù)卡或還原軟件的辦法對用戶使用后的計算機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行還原，以保護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)不受病毒的侵害或人為破壞。這使得學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)卻無法長時間保存在學(xué)生機(jī)上，破壞了學(xué)生實驗的連續(xù)性，影響了學(xué)生實驗的積極性。

2虛擬化技術(shù)

虛擬化是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運行，是一個為了簡化管理、優(yōu)化資源的解決方案。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同的需求進(jìn)行重新規(guī)劃以達(dá)到最大利用率的技術(shù)就是虛擬化技術(shù)。虛擬化技術(shù)是將各種計算和存儲資源充分整合和高效利用的關(guān)鍵技術(shù)。

（1）桌面虛擬化技術(shù)是一種基于服務(wù)器的計算機(jī)模型，并且借用了傳統(tǒng)的瘦客服端模型，讓管理員和用戶能夠同時獲得兩種方式的優(yōu)點：將所有桌面虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行托管并進(jìn)行統(tǒng)一管理；同時用戶能夠獲得完整PC機(jī)的使用體驗。

（2）服務(wù)器虛擬化技術(shù)是將系統(tǒng)虛擬化技術(shù)應(yīng)用于服務(wù)器上，將一個服務(wù)器虛擬成若干個服務(wù)器使用。它能幫助降低成本和系統(tǒng)復(fù)雜度。消除設(shè)備大批量投入，減少運營成本、提高利用率；快速劃分服務(wù)器資源等。

3虛擬化技術(shù)在計算機(jī)類課程實驗教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)為高校計算機(jī)類實驗室建設(shè)的傳統(tǒng)問題帶來了有效的解決方案。虛擬化技術(shù)采用在服務(wù)器集群中為每個用戶生成其專用的桌面環(huán)境，用戶使用精簡的瘦客戶機(jī)端通過網(wǎng)絡(luò)訪問桌面環(huán)境，進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，將各種在傳統(tǒng)計算機(jī)部署方式下需要的個人電腦所完成的運算及存儲交付給性能強(qiáng)大的服務(wù)器集群處理，運算結(jié)果最后在瘦客戶機(jī)端顯示出來。這里的桌面環(huán)境在實際上包括詳細(xì)的軟、硬件資源，而且界面上和傳統(tǒng)計算機(jī)桌面幾乎沒有分別，用戶能夠在不用接受任何培訓(xùn)的情況下迅速適應(yīng)。

利用虛擬化技術(shù)，我們可以做到：

（1）我們只需要為每個需求點配備具有足夠處理輸入和顯示功能的終端設(shè)備，與傳統(tǒng)機(jī)房建設(shè)相比大大減少了在學(xué)生機(jī)硬件設(shè)備方面的投入。

（2）利用虛擬桌面技術(shù)，為每門課程的實驗需要定制不同的桌面環(huán)境，能夠適應(yīng)各種教學(xué)需求，做到按需定制。也就意味著不必再為不同的專業(yè)設(shè)置不用的機(jī)房或?qū)嶒炇?，也不必為不斷更新的教學(xué)內(nèi)容重建機(jī)房或?qū)嶒炇遥@樣可以在很大程度上減少高校計算機(jī)類實驗室建設(shè)的持續(xù)投入。

（3）利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，管理員可以很方便地對任意選定的桌面進(jìn)行管理維護(hù)，能夠通過管理服務(wù)器完成對實驗室多臺終端進(jìn)行補(bǔ)丁的安裝、軟件的控制與維護(hù)等，降低了日常管理及維護(hù)的成本。

（4）虛擬化技術(shù)的使用，使瘦客戶機(jī)終端比傳統(tǒng)計算機(jī)體積更精簡、功耗更低等。

（5）采用虛擬化技術(shù)，可以根據(jù)每個用戶的需求分配計算機(jī)資源，避免了傳統(tǒng)計算機(jī)類實驗室中高性能設(shè)備資源閑置造成的資源浪費。

（6）虛擬化技術(shù)的使用能提高實驗室安全性能。由于所有的運算和存儲實際上是在服務(wù)器集群端完成的，所以終端設(shè)備不會再受到病毒感染的威脅；另一方面是桌面環(huán)境和服務(wù)器集群之間只執(zhí)行單一協(xié)議，減少了終端攻擊系統(tǒng)的可能性。

4結(jié)束語

虛擬化技術(shù)將用戶使用與系統(tǒng)管理進(jìn)行了有效的分離。管理員可以集中在服務(wù)器端管理和配置PC環(huán)境和其他終端所需要的軟件，對數(shù)據(jù)、應(yīng)用和系統(tǒng)進(jìn)行集中管理、維護(hù)和控制，減少了工作量。同時，對終端機(jī)設(shè)備要求不高，減少了建設(shè)成本。虛擬化技術(shù)是現(xiàn)代高校計算機(jī)類實驗室的發(fā)展趨勢，如何將虛擬化技術(shù)更好地應(yīng)用于高校實驗室建設(shè)及信息化教學(xué)方面是我們接下來需要思索的問題。

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