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虚拟云桌面在实验教学中的应用与实践

传统实验室软件冗余繁多,维护烦琐。虚拟云桌面是一种集中在服务器上的虚拟化技术,更易于部署和利用实验资源,可以提高应用系统和设备的利用率、简化运维管理、满足高可用环境等需求。

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传统实验室管理的弊端

实验室教学用机和空间都有限,可操作的设备数量有限,学生进行实验只能分批次、分时间段完成,而不能利用学生的碎片化时间,这给学生实验选课带来不便。实验室存在品牌型号不统一、保护卡故障率高、教学应用需求复杂等问题,这就导致管理人员需要投入大量精力进行机器维护,费时费力且效率较低。实验室计算机的安全漏洞较多,容易被蠕虫和木马等恶意软件攻击,甚至给学校网络环境安全带来巨大威胁。

虚拟云桌面的架构设计

虚拟云桌面是指将计算机桌面进行虚拟化,可以达到桌面使用的安全性和灵活性。虚拟云桌面依赖于服务器虚拟化,在数据中心的虚拟化服务器上生成大量独立的桌面操作系统,即虚拟桌面,通过专有的虚拟云桌面协议发送给终端设备。学生可以通过任何设备,在任何地点,任何时间通过网络访问属于学生个人的桌面系统,进行课程实验,可以更好地利用学生碎片化时间,也能够分散实验室服务器的工作负载。这种虚拟化技术实现了单机服务于多用户的要求,提高了设备的利用率。

虚拟云桌面设计是以网络化虚拟系统启动运行为主、本地操作系统启动运行为辅助的双系统工作模式。建设统一的管理平台,采用统一的存储资源池、统一的应用服务器虚拟资源池、统一安装网络版杀毒软件防止病毒侵扰,实现系统软件安装维护高效化,最大程度上保障实验教学。

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虚拟云桌面的结构架构

实验室虚拟云桌面采用 VMware 软件构建虚拟云桌面。用 VMware ESXi 软件构建可以运行的虚拟机,从而构建完整的桌面环境—操作系统、应用程序和配置。管理员可使用 VMware vCenter 集中管理环境中的所有虚拟机。最终用户可使用远程显示软件,从 PC 或瘦客户端访问其桌面环境,

信息学院实验室在 VMWare 架构基础上,结合信息学院专业特色,设计了独特的虚拟云桌面。虚拟云桌面是以高性能服务器、大容量存储、网络交换机和光纤交换机为主要设备的,将实验室原有计算机集成到一起的超融合架构。超融合架构解决了实验室空间受限问题,可以将不同配置的计算机集成到一起。从而实现将每一个云终端的能耗降到最低,使得管理和维护简化,降低了产品的损坏率。同时节省了软件授权费用,还拥有较高的数据安全性。

虚拟云桌面的建设和应用为信息学院以及全校学生的实验教学提供了安全、高效、共享的服务保证。虚拟云桌面以网络虚拟实验教学机房的形式对实验教学场地进行“扩容”,消除了实践教学环节的场地、设施限制,学生可以随时随地完成实验,增强了学生的实践动手能力,更好地促进理论与实践相结合的教学改革。实验室管理也更加便捷高效,提高了维护效率,实现了实验设备和实验资源的共享。