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浅谈利用云桌面技术实现对机房改造的应用

浏览: 作者:机房云桌面改造方案 来源:毕业论文 时间:2021-09-03 分类:NN-应用分析
在机房实行云桌面系统改造后,整个学校的包括计算机实训中心、信息中心、办公大楼、数字图书馆等的计算机既能在系统上相互独立,又实现了资源共享,不仅保证了教学活动的正常进行,还使得机房的维护效果得到了大大的提升,机房的管理成本也得到了明显的降低。

引言

  机房是很多学校学生用来实践上机操作的学习场所,理论结合实际的特点奠定了机房管理在高校教学管理中的特殊地位。目前,高校的机房除了要满足曰常的计算机教学和实训之外,还要承担学校组织的各种考试、培训、竞赛、实习等额外的任务。有些学校在业余时间还给学生提供了实训机会。机房的使用率如此之高,那如何对机房进行更有效的管理成为机房管理员目前面临的主要问题。



1高校机房管理的现状


1.1计算机软硬件更新速度快

  在日常的机房维护中,机房管理员的任务之一就是需要经常的增删软件、更新软件的版本。由于教学和课程的需要,为了紧跟技术发展的步伐、提高学生的学习效果,机房管理员需要经常对现有的系统和教学软件进行更新升级,有时还会重新部署操作系统。然而,计算机由于采购的时间不同、机型不同,配置也会存在很大的差异,这就导致机房管理员对计算机的系统维护和软件更新工作无法通过网络实现批量传输,从而导致机房管理员的工作效率低、维护难度加大。


1.2上机环境复杂,行为管理难

  每个机房每天都会接待不同的班级学生上课,而每个学生的使用习惯又不一样,根本无法做到专机专用,这使得机房的相关管理规范很难真正落实到位。另外,由于现有的机房采用的是单点管理的模式,所以教师在讲课或指导学生练习时,教师无法对学生的计算机进行统一有效的管理,只能依靠教师现场的督查,而对于有些学生玩游戏、看电影等异动现象就不能及时的发现和制止,使得教师在上课时的监管往往达不到预期的效果。


1.3总体拥有成本高

  虽然计算机的采购成本并不高,但这并不足以抵消它高昂的维护管理费用。由于机房的使用频率非常高,导致硬件的损坏和更换频率也很大,每年用于维护管理的成本不断增加。另外,由于目前机房是单点管理模式,机房的损耗电量非常大,而每台计算机的主机耗电量比其他外设的耗电量都要大,很多学生用完电脑并没有及时关机,造成了机房很大一部分电量的损耗,既没有达到节能的目的,又给学校造成了很大一部分不必要的经济支出。


1.4网络病毒木马难防治

  由于课程内容的需要,部分机房可以上网和下载网上资源。虽然机房里安装了一些防杀病毒软件,但由于学生的流动性大、使用习惯不同且杀毒软件不能及时有效的更新等因素,加大了电脑中毒和被木马入侵的可能性。这就导致一些计算机性能下降甚至不能正常使用,直接影响了教学效果。传统的机房管理模式和早已显现的弊端已不适用于高效管理的今天,随着云计算的逐步落地和服务器虚拟化的逐步普及,云桌面为解决上述机房管理中存在的问题提供了很好的解决方案。


2云桌面简介

  所谓云桌面,就是将计算机的桌面环境通过云计算的模式从物理机器中分离出来,如:vSpace Pro虚拟桌面软件。换句话说,学生位上没有主机,只有显示器,但是在网络的支持下即可获得与传统的PC机相同的效果。云桌面可以使每一个学生在使用计算机的时候与学号进行绑定,使之成为私有桌面,即无论学生任何时候用任何一个机位都只需要输入账号和密码,就可以进入自己的个人桌面,而学生对计算机的`操作、计算、存储资源等都集中于中央服务器上,云桌面负责将之通过网络传送给云电脑(又称云终端)。

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3改造需求分析


3.1便于对机房的维护管理

  正是由于云桌面技术把传统的计算机桌面与各自主机分离,实现了分离操作系统与计算机硬件之间的关联性,使得所有的客户端都只是云桌面环境下的一个访问接入点。所以机房管理员不需要再像以前一样对不同配置不同机型的计算机进行区别设置,使得管理员能够在统一的桌面环境下对不同机型的计算机进行统一配置。这样一来,如果学校重新采购电脑或更换新的硬件时,机房管理员则可以通过云桌面的环境快速的对新接入的计算机进行部署,不必像从前一样安装系统和相关软件。


  由于云桌面环境使得每个客户端都是独立的,这样即使再出现设备中毒或系统崩溃等现象,都不会再影响到其他用户的使用。同时机房管理员还能通过远程诊断和云桌面恢复等功能,在服务器端实现远程化维护,这样就不必到教室即可高效快捷的维护好机房设备,从而大大减轻机房管理员的工作负担,把他们从大量重复的工作中解脱出来。


3.2满足个性化的教学及学习需求

  由于云桌面支持需求化定制的独立软件系统,这使得任课老师可以从云桌面的环境中调用自己所需要的任何程序,使实验的安排更为灵活,从而不必再受到机房没有某款软件的局限性。这样不仅方便了任课老师,同时也减轻了机房管理员为满足不同的教学需求要提供不同的实验环境的麻烦,从而提高了机房管理的工作效率。

  另外,由于所有的软件资源都放在云服务器上,这样使得每一个机房都能根据不同的课程要求灵活的申请资源,教师和学生在任何时间任何终端都可以保留所有的操作,而不必再像以前一样受到计算机所在位置和使用时间的影响。

  便于集中化的课堂管理由于云桌面技术支持远程监控功能,这样机房管理员或任课老师都可以通过监控软件对机房中的任何设备的运行情况进行及时掌握。如果学生在上课期间出现玩游戏、看电影等与学习无关的事情,机房管理员或老师都可以及时发现并予以远程关闭。


3.3降低成本,节能环保

  就机房建设成本而言,以某学校建设10个机房为例,传统的配置大概需要花费444万元左右,其中配置电脑就要花费400万,另外防火墙4万,服务器、杀毒软件各需要20万。而使用云桌面技术来建设同样数目的机房,总成本可能只需要花费315万元左右,其中配置电脑只需300万,另外防火墙0.8万,服务器、杀毒软件共花费14万。可见,采用云桌面技术部署机房不仅降低了建设成本,还能大大的降低日后高额的维护成本,如更换CPU、内存条等。

  传统的计算机机房由于运行时会产生大量的热量,所以一般机房都安装了必备的空调或电风扇,以一个机房60台电脑,两台空调为例,所有设备平均每天运行8小时计算,传统主机常规功率一般在200瓦左右,而云终端耗能不到20瓦,这样算下来,一个机房每天可节约20度电,如果按平均每个学期以18周算的话,一个机房即可节约1800度用电,对于机房开出率多的学校来说,这样每个学期可以节约的电量相当可观。



4云桌面改造机房的具体部署方案

  由于是对现有机房进行云桌面改造,所有利用了现有的显示器、键盘和鼠标等输入输出设备,只需要新采购虚拟化服务器群和存储。首先在实施阶段,必须解决的是通路的问题,本改造方案中采用的是现有的线路,只是在中间节点进行穿透,这样做虽然在网络传输速度上会相对降低点,但基本上还是能够保障整个方案的完整实施,而且这样做整个改造工程的费用相对比较低廉,并且改造工期比较短。


4.1体系构成

  本改造方案的云桌面环境主要包括服务器、云终端设备、存储、网络和虚拟化软件等。本方案以一个部署50台终端的机房为例:服务器

推荐1个最多能虚拟出8个VCPU的物理CPU,在内存方面推荐按照1:1的分配方案,最好不要超过150%的分配,而且在分配内存时还要注

意预留20%给物理服务器进行虚拟化运行。具体的CPU与内存的分配要点如表一所示。

  云终端设备考虑是对旧机房的改造,所以充分利用原有的PC机是比较经济的方法,如:LEAF OS云桌面改造软件。存储考虑两个问题(1)每个VDI桌面提供足够的存储空间;(2IOPS能力。由于本方案是对旧机房进行改造,所以采用了现有的存储设备,存储空间和IOPS都能满足方案要求。具体如表二所示。网络考虑到机房的终端数在50台,所以机房要求上下行总带宽在100M左右。具体VDI桌面的实际操作流量测试数据如表三所示。虚拟化软件:国内的有H3C、深信服、锐捷等品牌,国际的有CtrixVMWare、NComputing等品牌。


4.2VDI桌面配置

  在安装好云桌面系统、确定组网并对基础的网络建设成功实施之后,接下来就要正式进行云桌面的业务了。学校可以根据所需使用的

规模来合理的选择服务器,并在服务器上安装相应的云桌面软件,即可开始创建云桌面的模板。具体过程如图一所示。


5结束语

  在机房实行云桌面系统改造后,整个学校的包括计算机实训中心、信息中心、办公大楼、数字图书馆等的计算机既能在系统上相互独

立,又实现了资源共享,不仅保证了教学活动的正常进行,还使得机房的维护效果得到了大大的提升,机房的管理成本也得到了明显的降

低。

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