高校现阶段公共机房建设的探讨
时间：2021-01-27 16:02:32 来源：达达文档网 本文已影响 人 
王晓峰
摘要：随着计算机、网络、信息化等技术飞速发展，高校内各种课程都与计算机、网络密不可分，这使得高校公共机房的使用率不断上升。高校的公共机房建设与扩建就成了一个首要的问题。为此，促使高校公共机房提高资源使用率、提升集中管理、降低能耗的PC组网建设模式与云桌面建设模式将是我们探讨的方向。
关键词：公共机房;计算机;云桌面
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）23-0097-02
Abstract：
With the rapid development of computer， network and information technology. All kinds of courses in Colleges and universities are inseparable from computers and networks，It makes the utilization rate of public computer rooms in Colleges and universities rise continuously.The construction and expansion of public computer rooms in Colleges and universities has become a primary problem. to this end，The PC networking construction mode and cloud desktop construction mode， which can promote the utilization rate of resources， enhance the centralized management and reduce the energy consumption， will be our discussion direction.
Key words：
public computer room; computer; cloud desktop
计算机、网络技术的发展，使得各行各业都离不开计算机技术与网络技术，大数据、云服务等这些新名词经常出现在我们的生活中，高校为了适应社会的发展，各类课程、实验都与计算机、网络等技术相结合授课。这迫使高校公共机房的使用率不断上升，对新的机房实验室的建设与老机房实验室的扩建需求就摆在了我们的面前。而公共机房实验室内采用什么样的技术平台来实现我们的教学实验则是我们要探讨的内容，作为公共机房实验室的管理人员我们需要从提高资源使用率、提升集中管理、降低能耗等方面出发。目前各高校基本采用这两模式：PC组网建设模式与云桌面建设模式。下面我们来简要地分析一下这两种模式。
1 PC组网建设
1.1硬件组成
PC组网建设，主要是采用购置台式PC机、交换机等设备，将公共机房实验室的一间教室组建成一个小型的局域网，用于教学与实验。它的核心在于台式PC机的配置，考虑到公共机房的课程、实验种类多，应用软件繁杂，需要的机器运算速度也就要快速计算、存储数据量多。所以这里CPU方面推荐英特尔酷睿i5以上功能的处理器，内存方面采用DDR4、频率2666以上8～16G存储为佳，硬盘方面可用存储在1T～2T、转速7200的机械硬盘即可，如需快速開机可搭载一个固态硬盘用于操作系统。主板方面选择则建议选用集成显卡、声卡、千兆网卡的主板即可。为了满足各硬件之间的兼容与优化，更好的保证教学任务的使用可以购置等同配置的品牌台式PC机（如戴尔、惠普、联想等）。考虑到部分课程实验需要访问互联网，同时上课实验人数多，网络带宽需求大，建议使用千兆网络，配备千兆交换机设备。千兆网络的组网也会为后期的公共机房维护管理带来一定的便利。
1.2软件安装与管理维护
随着上机课程实验的增多，需要给公共机房台式PC机安装的软件也在增加，软件部署过程中也出现了许多难题。主要表现在：操作系统与课程软件之间的兼容与设置，课程软件与课程软件之间的兼容与共存，高版本的课程软件与低版本的课程软件之间的同时安装。此外随着公共机房上机人次的增加，每个人对PC机操作习惯的不同，对操作系统、课程软件的参数设置也是“五花八门”，课程结束后想要恢复比较困难。并且学生的作业与实验报告主要使用U盘等移动存储设备上交，这就增加了公共机房计算机病毒的感染风险等等。公共机房内少则几百台PC机，多则上千台PC机，这就使得上述问题将成百上千的倍数出现，给日常的管理与维护带来巨大的压力。对此还原卡的使用可以帮我们解决这些难题，期初使用还原卡可用来解决学生上课实验后对PC机的设置改变、病毒的感染等方面的问题，随着技术的发展，还原卡的版本功能不断升级，增加了网络同传、硬盘分区、虚拟频道等功能，大大地减轻了公共机房的管理与维护工作。笔者所在学校使用了一款还原卡，该还原卡可以根据台式PC机的硬盘大小，对硬盘进行物理分区，或设立虚拟频道安装互不干涉的操作系统，来解决操作系统与应用软件之间的兼容、软件与软件之间的兼容、高低版本软件之间的兼容等问题，学生上课实验可根据课程实验的需要进入不同的操作系统，调用所需教学应用软件，来完成课堂实验。在网络同传方面可同时连接500台PC参加同传，又加了差异同传功能大大地减少了从母机同传硬盘数据的时间，平时更新杀毒软件的病毒库，给系统增加补丁，增加零星的小软件仅需几分钟完成。同时在主体还原功能上还分有立即还原、手动还原、定期还原设置，管理者可根据不同的教学实验需要来进行设置，如上机考试可设为手动还原或一天后还原来保留考试数据。
1.3优势与不足
PC组网建设的优势在于稳定性高，故障影响面小，投入成本稳健的特征得到管理者与使用者的认可。当一个新建机房实验室PC机系统与软件部署正确后，一般系统与软件出现问题的概率很低，PC重启还原后基本能够得到解决问题。管理人员维护故障的网络设备时也不会大面积的影响公共机房内的非网络使用者的上机，毕竟绝大多数的教学资源与软件是在本机上运行的。即便个别台式PC出现问题也可通过换机解决，不会影响到整班学生的教学使用。随着计算机技术的不断发展优化，台式PC机的性能不断增强，价格也逐步走低，使得学校硬件成本投入降低。
PC组网模式不足之处主要体现在管理人员的维护难度上：PC组网下系统与软件部署是通过网络同传到各台PC机上，母机什么设置，整个机房就是什么设置，所以部署一定要细致，一旦在教学过程中发现问题，势必影响整个公共机房的教学任务。随着社会经济的快速发展，各行各位的应用软件层出不穷，版本一升再升，作为教学的前沿单位公共机房，为了满足教学需求，系统与软件几乎每学期都要更新升级。不仅使得管理维护人员工作烦琐，还要辛苦任课老师一遍又一遍的现场确认。同时根据计算机网络的安全规定，PC机的安全补丁、病毒库都需要不断更新，为了不影响正常教学次序，这些工作只能管理人员晚上或周末加班完成。由于公共机房使用率较高，学生主体爱惜都不够，使得设备损坏率、老化率居高不下，主要在于：键盘鼠标、USB接口、耳机接口、主板、硬盘等，增加了管理维护的强度。经费投入的限制，公共机房的PC更新速度，跟不上社会发展速度。使得公共机房内的PC品牌、配置、式样等多样化，也在无形中增加了管理维护人员的难度。
2 云桌面建设
2.1 云桌面组成
随着云计算技术的发展，云桌面的运用慢慢地走到我们的面前。他主要是采用多台高性能的计算主机作为计算、存储中心，结合终端显示设备，通过高速网络完成互通。使得教师和学生通过终端显示设备操作计算主机上部署好的实验教学环境，体验效果与台式PC机完全一致。根据公共机房实验室的规模，建议每30个终端显示设备配备一台服务器作为云计算服务器完成计算与数据存储工作。配置：1）处理器：实配不低于2颗Silver 4116 12C/24T 2.1GHz;2）内存：实配不低于256 GB，最大支持3TB DDR4 RECC，频率最高支持2933 MHz;3）硬盘：实配3块1TB SATA硬盘和1块1TB PCI-E SSD，最大支持8个热插拔3.5”/2.5” SATA/SAS/SSD硬盘;4）阵列：支持RAID 0、1、10（Only for Windows），独立阵列卡;5）扩展槽：提供6个PCI-E 扩展插槽（3*PCI-E3.0x8，1*PCI-E3.0x4（inx8），1*PCI-E 3.0x16， 1*PCI-E 2.0x4（inx8））;6）网络I/O：集成2个10/100/1000M自适应以太网口;7）支持IPMI2.0，对外提供1个100/1000 Mbps RJ45管理网口，集成iKVM，支持远程管理;8）电源：550W冗余雙电源。终端显示设备：1）处理器不得低于Intel四核，处理器主频不得低于2.0GHz，内存容量不低于2GB;提供不少于32GB的SSD存储空间; 2）I/O端口：≥4个USB2.0端口，1个VGA端口，1个HDMI端口，1个RJ45端口，1个音频输入口，1个音频输出口;3）支持Spice、RDP虚拟桌面等连接协议。通过千兆交换机与桌面虚拟化软件完成组建。
2.2 云桌面服务平台
云桌面服务平台主体采用了当前流行的VDI（Virtual Desktop Infrastructure，虚拟桌面基础架构）虚拟化技术，将客户端的运行计算，全部移植到云服务主机上，在数据中心集中处理，客户端只负责界面的显示与用户的输入输出。通过云服务主机数据中心运行所需要的操作系统，将操作系统的桌面虚拟化。每个虚拟化的桌面就相当于一个独立的PC机，它的好坏不会影响到其他生出的虚拟桌面的访问操作。在VDI技术下，管理人员可在云桌面服务平台上根据教学实验的需要，制作不同的操作系统与教学软件的虚拟化模板，模板完成后可通过模板克隆技术，批量统一制作出需要的虚拟化的桌面数，并且每个桌面独有自己独立的计算机名与IP地址。终端用户可以使用云服务终端显示设备来访问这些在云服务主机上虚拟桌面。在虚拟化的桌面的启动速度上，使用固态硬盘（SSD）加多内存缓存技术，解决云服务主机上一般硬盘在批量虚拟化的桌面开始启动时硬盘读取负载的瓶颈，使得虚拟化的桌面并发启动、程序运行速度更快。在虚拟化模板维护上，通过云桌面服务平台可以随时对现有的模板进行更新，添加运用软件，软件版本升级。所有操作与台式PC操作完全一致，同时使用差异更新技术后台批量统一更新需要的虚拟化的桌面，更新过程不影响终端用户的使用。同时管理维护人员可以根据公共机房教学实验的需要设置不同的虚拟化的桌面是否还原。此外，在VDI技术下，多台服务器组成云服务主机，通过云桌面服务平台分配资源管理，达到各个服务器负载均衡，一旦某台服务器出现问题，可在其他的服务器上重启虚拟桌面，且原有的计算机名、IP地址等不改变。
2.3 优势与问题
云桌面建设的公共机房模式可以将所有软件资源最大化的利用起来，再也不会出现某某课程只能在某个机房实验室上课的情况。所有公共机房实验室都是云终端显示设备，上课实验时直接调用云服务主机上的虚拟桌面，课表安排变得灵活。软件升级与更新也变得简单化，维护更加便利，后台云服务主机上更新，按模板分配虚拟桌面数，与终端使用无关。再也不需要另行找无课时间完成维护工作，减少了管理人员的加班数与工作量。
同时云桌面建设的公共机房模式也存在一些问题：对网络的基础设施依赖性较大，整体网络环境需要带宽大，需要新建千兆带宽基础设施，原有百兆环境很难实施。一旦网络设施出现问题，整个公共机房内的教学任务将无法完成。公共机房内开展大型制图实验不可避免，如UG、BIM等大型制图软件的使用，会占用大量的服务器资源，导致服务器资源紧张。如增加服务器显卡，投入硬件成本也会相应增加。
随着计算机、网络技术的发展，台式PC机的性能越来越强大，云桌面技术也变得越来越成熟。高校公共机房可以根据自身的经费投入、教学安排需求，结合PC组网建设模式与云桌面建设模式的优缺点，同时也要兼顾管理人员的工作安排，来考虑建设我们的公共机房。此外也需要管理员们不断摸索、学习，新技术、新模式，总结新经验，提高技术与管理技能服务于我们的公共机房。
参考文献：
[1] 孙玉良，黄漫红 高校文科类实验教学示范中心云桌面建设探索[J].实验室技术与管理，2017.
[2] 施建.浅析高校公共计算机机房管理与维护[J].电脑迷，2018.
[3] 王丽华，杨学志，王仲宾.噢易桌面云虚拟化平台在高校公共机房中的应用探讨[J].科技创新导报，2017，14（2）：100-102.
【通联编辑：梁书】
