云架构下虚拟化桌面在高校实训教学中的应用
赵明
摘要：伴随信息技术的迅猛发展，云计算技术渗透到社会各个领域，在与教育的结合中引发了教育的颠覆性变革。云架构下的虚拟桌面在高校实训教学中广泛应用，成为高校实训基地建设的首要指导理念，也带来高校实训基地建设与管理模式的革新。文章主要就云架构下的虚拟化桌面在高校实训教学中的应用进行分析，以提升云架构虚拟化桌面在高校实训教学中的应用价值，明确其使用局限，在此基础上更好地推动高校实训教学。
关键词：云架构；虚拟桌面；高校实训；教学应用
信息技术的不断革新使得云计算不再陌生，教育领域也实现了云计算的尝试并且引发了一场关于教育云计算的革命性变革，云架构下的虚拟桌面不仅仅成为互联网时代的发展趋势，更成为高校实训教学的支撑理念与主导思想。而以云架构虚拟化桌面为载体的高校实训基地建设也开启了模式的创新之旅，这方面的研究更加深入与系统。
1.云架构下的桌面虚拟化技术介绍
云架构下的桌面虚拟化技术将计算机的桌面进行虚模拟，使得桌面使用的灵活性与安全性大为提升，可以借助任何终端设备，打破时间与空间的限制，对网络上属于个人的桌面系统进行访问。借助计算机服务器的计算模型，管理员和用户都能得到两种方式的优点体验，实现全部数据虚拟机在数据中心机房托管的统一化管理。而用户也能获得Pc机般的用户体验。桌面虚拟化技术以远程桌面技术为发展支撑，对于信息化进行统一管理。从技术层面解讀桌面虚拟技术就是将服务器资源模拟成为多个桌面，然后将每个镜像分配给一个客户机，每个客户机大部分计算在服务器上集合，运行镜像就实现了桌面程序的配置，降低客户机的配置需求，原来的胖客户机实现了瘦身，降低客户成本开支，也实现了对各种桌面的定制与资源分配，使得实训机房安全更有保障。简单地说云架构下的桌面虚拟技术就是集成服务器虚拟化、客户机和远程连接等多种技术，由完整的桌面虚拟技术解决信息问题。服务器及虚拟化软件、虚拟桌面主机、连接代理和客户机是四大基础组成部分。
2.高校实训机房运行建设情况
目前多数高校的实训教学依然依托实训机房，多数高校的实训机房还是使用还原卡进行计算机管理。能进行重唐恢复、每天恢复、手动恢复，并且可以进行机房半自动维修，运行情况较为稳定。但是其在具体运行维修过程中也存在很多问题，其一很多因素导致还原卡失效，还原卡有可能不能与配备的操作系统兼容，还原卡无法正常运行。其二因为还原卡对操作系统进行保护，导致不能对病毒定义码进行保留或者无法完成补丁升级处理，一些实训需要的环境配置也无法进行保存，导致实训室必须多次对环境重新配置，浪费时间与人力。其三因为教学既定需要，需要软件和操作系统根据环境变化而改变，但是每次软件和操作系统进行环境转变时都需要网络对传操作系统。其四虽然很多还原卡已经实现了操作系统的安装支持，但是一台计算机每次只能进行一个操作系统的开启，无法模拟多操作系统网络环境，如果想进行多系统网络环境开发就必须配置多台计算机，单台计算机只能打开一个操作系统。其五软件更新速度快，一些新的软件操作系统无法在现有计算机上安装，这使得设备的使用率大打折扣，设备投资回报率也很不理想。这些都是实训机房管理者需要思考解决的问题，而云架构下的虚拟化桌面为这些问题的破解提供了有效思路，借助桌面虚拟实现了实训教学的推进。
3.云架构下桌面虚拟技术的优劣势介绍
云架构下的桌面虚拟技术既有优势也有劣势。其优势为在桌面云实训基地环境下，瘦客户端只是用于呈现服务器端的数据并实现设备指令的传输，不再有电脑主机，整个系统的安装调试都可以在服务器终端一举实现，这对于管理和维护来说意味着难度的降低，也切实提升了运行效率，确保工作的高效开展。瘦客户端有着自身的特性，其绿色环保，有助于节能减排，可以有效节约高校开支，也为师生教学提供便利。师生不仅仅在机房内甚至可以随时随地地使用不同终端设备进行互联网接入，而桌面自动呈现，数据传输稳定并且方便快捷，桌面云的诞生实现了高校实训基地建设与管理经济效益的提升。其劣势主要是在初始运行阶段需要较高的成本投入。虽然不需要购买成本高的Pc机，但是后台虚拟化技术成本依然不低，这也是不小的前期投入。云架构下的桌面虚拟技术发展到当前阶段还不能像物理桌面那样流畅自如，因此还有自身的局限性尚未突破。虚拟桌面的高度管控也可能会引发使用者的逆反心理，其实这本身就是一个矛盾性的问题，客户端用户自己想干什么就干什么的现象得以监控，多数学生会对桌面云持反感心理，当然也无法保证高校实训基地的正常运行管理。针对云架构下的桌面虚拟技术其对应的优缺点，再结合当前的科技发展，云架构下的桌面虚拟技术在实训基地中的深入运用将是必然趋势。但是综合其当前发展情况，也承担着来自移动互联网技术的挑战压力。
4.云架构下桌面虚拟技术在高校实训教学中的应用
4.1以云架构下的桌面虚拟技术实现实训教学桌面的集中管理
当云架构下的桌面虚拟技术应用于实训教学，桌面被集中托管并连接到实训机房服务器上，管理员可以对虚拟机进行管理及维护，桌面虚拟化的基础镜像与物理机镜像相似，管理员可以在基础镜像中自主安装各种应用程序，如果遇到应用程序需要更新的情况，只需要对系统模板进行更新处理，这时候用户就会得到一个新的桌面，—旦虚拟应用程序出现故障或者出现损坏的情况，管理员或者用户可以自助进行应用程序复位处理。云架构下的桌面虚拟技术让高校实训桌面管理更高效。
4.2云架构下的桌面虚拟技术使得用户界面操作更便捷
云架构下的桌面虚拟技术对用户的应用和操作系统的管理工作进行了系列整合，用户可以自主地在客户端上运行操作系统，并且能实现多个操作系统的同时运行，虚拟桌面也可以在任何位置和设备上访问，操作更为便捷。以云架构下的桌面虚拟技术为支撑高校教师和学生可以在任何地方进行学习并组织教学相关的活动，桌面虚拟化技术支持客户端的多样性，既可以是瘦客户端也可以是普通PC，可以是笔记本也可以是移动设备，校园信息化建设实现了与资源的轻松整合，操作便捷更高效。
4.3虚拟桌面技术大大降低了实训机房的建设成本
在高校的实训机房建设中积累了大量的PC机，而这些PC机会伴随计算机硬件更新不断更新，这就意味着旧硬件对于一些应用的制约性更为明显，而借助云架构下的桌面虚拟技术，可以在中心实训机房将一台或多台内存比较大的服务器进行资源整合，最终形成一个统一的硬件平台，安装上虚拟服务器及管理服务端软件。然后在高校实训机房的低端PC或瘦客户机上使用虚拟客户端软件进行桌面模拟。对于高校来说最直接的收益是实训机房建设成本的缩减和更新换代成本的降低。
4.4桌面虚拟技术实现了防病毒的安全管理
现有的云架构下桌面虚拟技术可以支持防病毒软件，此外其还有独有的防病毒软件，具有代表性的是赛门铁克和趋势等。桌面虚拟技术配备有专门的虚拟桌面防毒技术可以实现管理员对防病毒软件管理的简化，摒弃传统的在每个用户终端上安装防病毒软件模式，可以集中统一处理，安全性提升并伴随操作管理的高效。除了这些其在安全性能上也得到了质的改善，对比普通PC版本，其處理速度更快，这意味着其资源占用率更少，这是虚拟桌面技术在高校实训教学应用中的又一功能优势体现。
4.5虚拟桌面技术实现了机房软件的快速部署
实训机房一般由任课教师提前对软件系统进行部署安排，甚至需要一周前就开始做准备，做基础软件安装工作。但是也不排除学校存在课程较多而教室数量有限的情况，这就意味着对单机软件的装载量达到很高的要求，但是高校很多实训机房计算机性能都不是很高，软件运行也比较缓慢，教学效果不理想是常态。而采用桌面虚拟技术实现了上述问题的解决。管理员在信息中心进行软件的统一部署分发，机房只需要按照规定进行软件分发，大大提升了计算机的实际运行效率。而且用户与管理者相分离，用户桌面访问摆脱时间与空间的限制，教师在软件部署方面也更简单了。
4.6桌面虚拟技术实现了系统的维护与还原
云架构下的桌面虚拟技术实现了系统的有效维护与还原。其主要实现过程是管理员借助View manager进行桌面虚拟化处理或者对桌面进行更新，使得所选的桌面被还原到快照的状态，此外该技术还附带数据还原软件，借助数据还原软件可以对虚拟机及用户数据进行有效备份并恢复。这对于高校实训教学来说也是有利的方面，给实训教学带来诸多便利。
5.虚拟桌面技术目前应用中的局限性
在看到云架构下虚拟化桌面在高校实训教学中的积极应用，也应该意识到其运用中的不足，这些将是该技术改革调整的主要方向。目前来说其局限性比较集中地体现在3个方面。其一对网络具有很强的依赖性。当前高校都建成了具有较快运行速度的校园网络平台，这是虚拟桌面运行的前提。但是一旦出现网络中断或者产生网络故障，客户端就无法访问后台，也无法开展独立工作，而网络运行稳定性始终难以得到百分之百的保证。其二运行前期需要大量的费用投入。不同架构的虚拟桌面系统价格不尽相同，但是无一例外地都需要在前期投入很多经费。尤其是瘦客户端方式其投入成本更高，主要用来建设后台的服务器，存储器和对应软件。但是从长远来看，其会节省很多费用，这些费用主要来源于购买客户端PC机。其三在个人信息保护方面还有一定的局限性。多数教师的数据信息会被存储在后台，这些数据有着功能强大的安全保障体系，但是即使是如此功能区强大的安全保障体系也往往会被黑客入侵甚至遭到病毒的侵袭。很多教师做实验导出的数据都存放在单机版的电脑上，就是担心数据的安全性。虽然当前云架构技术不断成熟，但是各种安全保障机制和管理制度还亟待完善，因此对个人信息的保护不到位也是云架构下虚拟桌面化的应用局限。正是因为这些局限性意味着云架构下的虚拟桌面还有较大的提升改进空间。
6.结语
云架构下的虚拟化桌面作为一种新兴的技术在高校实训机房问题解决上优势明显，因此在高校实训教学中也很受欢迎与推崇。本文对该技术进行详细论述解读的基础上，对其当前高校实训应用情况及该技术自身的优劣势进行了梳理。重点部分是对该技术在高校实训机房中的具体应用的论述，指出了其建设成本较低、经济效益好、操作便捷高效、安全性能提升等几大方面的优势，充分证明该技术的光明应用前景。当然在分析其积极应用性的同时，也从3个方面对其局限性做了说明，这也指明了其后期技术调整与改进的方向。随着虚拟技术的不断完善与发展，其在高校实训中的应用将会越来越广泛，而且其将跳出高校实训应用的狭窄空间，在更大的领域带去便利的应用。
