SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：随着信息化教学的深入,云桌面技术在高校实验教学中逐渐得到广泛应用。本文在介绍云桌面技术的基本概念和分类的基础上,阐述了云桌面实验平台的架构及其应用于计算机实验室的优劣势,并从完善实验室管理职能、满足个性化教学需求、整合多平台教学资源和多方位确保数据安全四个方面,分析了云桌面技术对计算机实验教学的影响。
关键词：云桌面；计算机实验室；实验教学
Application Research of Cloud Desktop Technology in Computer Experiment Teaching
ZHOU Xia1,XU Shanding2,LI Yan1
(1.School of Economics and Management,Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu 211167;2.Department of Mathematics and Physics,Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu 211167)
【Abstract】：With the deepening of information teaching,cloud desktop technology has been widely used in college experimental teaching.On the basis of introducing the basic concepts and classification of cloud desktop technology,this paper expounds the architecture of cloud desktop experiment platform and its advantages and disadvantages in computer laboratory,and analyzes the influence of cloud desktop technology on computer experimental teaching from four aspects:Improving laboratory management functions,meeting personalized teaching needs,integrating multi-platform teaching resources and ensuring data security in all directions.
【Key words】：cloud desktop;computer lab;experiment teaching
0引言
随着信息技术的不断发展,实践教学面临着教学管理模式转变的新局面。传统的高校计算机实验室存在硬件设备落后、管理工作繁重、地理位置受限、建设成本高、应用低效等问题,无法同时满足教学、科研、大创、竞赛、远程应用等多样化的需求。因此,如何在充分利用现有资源的同时,采用新技术进行灵活的实践教学和高效的机房管理已经成为亟待解决的问题。
云桌面又称桌面虚拟化,是一种以云计算技术和虚拟化技术为依据的可替代传统电脑的新模式。将云桌面技术运用于高校实验室的建设和管理,可以降低硬件投入成本和运维成本,实现资源的充分利用、按需分配,提高机房管理效率,促进实践教学改革,对于进一步深入发展教育信息化具有重要意义。本文就云桌面技术在计算机实验教学中的应用及其对计算机实验教学的影响进行探讨。
1云桌面技术概述
1.1基本概念
云桌面是基于云计算平台的一种虚拟化桌面应用,其对物理设备进行虚拟化处理,实现资源利用率和共享率的有效提升。简单来说,云桌面就是对桌面系统进行“云化”,以服务的形式提供给用户。随着近几年云计算和虚拟化技术的快速发展,云桌面解决方案越来越成熟,已成为后PC时代的大势所趋。VMware、Citrix、Microsoft等国际巨头公司以及华为、深信服、噢易等国内各大厂商陆续推出了云桌面产品,国内的专家学者也对云桌面相关技术在高校计算机实验教学中的应用进行了积极的探索[1-5]。
1.2云桌面分类
从云的提供者与网络用户的从属关系来划分,有私有云桌面、公有云桌面和混合云桌面三种。从技术架构来划分,当前典型的桌面虚拟化平台有VDI、IDV、VOI、RDS四种,不同架构适用于不同的应用场景[6]。
VDI：即虚拟桌面基础架构,采用集中存储、集中运算、服务器端虚拟化的架构,在集中管理控制、资源按需分配、数据安全性、桌面移动性方面具有很大优势,缺点是图形处理能力弱、外设兼容性差、网络依赖性强、离线不可用。
IDV：即智能桌面虚拟化,采用集中存储、分布运算、终端虚拟化的架构,支持离线可用,适用图形计算密集型的应用场景,但不支持资源的灵活分配和桌面移动性、且终端单一。
VOI：即虚拟操作系统基础架构,采用集中存储、分布计算、盘网混合、数据分流的架构,无任何硬件虚拟化层。其优点是桌面体验优,性能与PC一致、离线可用,缺点是不支持多终端接入、需为不同终端配置制作不同镜像。
RDS：远程桌面服务,仅适用于Windows环境且对软件兼容性要求不高的简单场景。当下云桌面市场上,VDI架构在高校计算机实验室中应用较多,本文对于云桌面的探讨也是关于VDI架构的。
2云桌面在计算机实验室的应用
2.1云桌面实验平台架构
按照云计算技术的理念和规范,云桌面实验平台架构自下而上包含三个层次：基础设施层、管理平台层和应用服务层[7]。
基础设施层：包含硬件资源层和虚拟化层两部分。
硬件资源层由服务器、存储资源、网络设备组成。虚拟化层是对服务器虚拟化、存储虚拟化、桌面操作系统虚拟化的管理,其通过对物理资源进行虚拟化聚合部署,实现资源共享,按需分配给应用层。
管理平台层：保证底层资源与上层应用之间的联系,通过调用API接口来解决数据的互联互通,为资源的整合、集中、共享、开放提供支撑。此外,该层还实现对资源云的管理,包含资源管理、数据库管理、安全管理、用户管理和实验管理等。
应用服务层：是对云桌面实验平台的展示。用户可以使用PC、笔记本电脑、平板电脑、瘦客户端、手机等终端设备随时随地通过虚拟桌面传输协议经高速网络访问虚拟桌面。
2.2云桌面技术应用于计算机实验室的优劣势
云桌面实验室与传统的PC实验室相比有以下优势：
(1)高效的集中管理。管理员可以在后台实现对所有桌面及应用程序的集中统一管理,节约大量的人力成本和时间成本。
(2)灵活的资源分配。可对各类硬件资源进行灵活分配和调整,满足用户的个性化需求。
(3)便捷的接入方式。教师和学生可以使用多种终端,通过互联网随时随地访问云桌面教学环境,提高教学资源的使用率和共享率。
(4)有效的硬件整合。云桌面平台对计算机硬件配置要求不高,通常采用瘦客户机替代传统PC,或使用实验室中陈旧或计划淘汰的计算机设备,在节省实验室建设成本的同时,进一步提升了设备利用率。
(5)安全的业务数据。数据和运算集中在服务器上,管理人员可以通过权限设置等手段来保护数据安全性。
(6)降低的能量消耗。云桌面实验室的能耗远低于传统实验室,能够大幅度降低实验室用电量,达到节能减排的效果。
云桌面实验室全面革新了高校计算机实验室的建设模式,在各方面与传统实验室相比都有突出的优势,但也存在不足之处,主要表现在对服务器和网络资源要求较高,服务器资源不足或者网络不稳定等都会影响云桌面的使用[8]。
3云桌面技术对计算机实验教学的影响
3.1完善实验室管理职能
云桌面技术将传统的计算机实验室机房管理模式转变为云管理模式,实现了计算机机房的灵活部署和统一管理,极大提高了管理效率。通过云桌面管理平台,管理人员可以实现对云桌面平台的资源池(主机、存储、网络)、桌面池(教学桌面和个人桌面)、模板(桌面模板和硬件模板)、终端(教室场景和终端位置)、用户(用户类型和管理权限)的管理,同时可以进行性能监控、告警日志查看、课表计划、系统备份等操作,大大简化了实验室机房管理难度,提升了运维效率。
3.2满足个性化教学需求
云桌面技术将实验搬到云端,使教师和学生摆脱时间、地点和设备的限制,最大程度上实现对教学的支持与辅助。通过云桌面管理平台,管理人员可以制作不同镜像以满足不同教学环境不同软件的需求,学生只需根据课程安排选择相应桌面的系统进入即可,同时,教师能够通过控制台看到虚拟桌面当前的教学活动状况,及时掌握学生们的学习状况及进度,以满足个性化的教学需求。
3.3整合多平台教学资源
云存储的服务功能可以实现实验教学资源的整合,对实验课程中涉及的教学资源、实验报告、毕业设计等相关文档进行集中式管理。此外,还可以实现实验教学资源和课程教学资源的有机整合,让师生可以随时随地的获取所需的资源,进行开放式自主研究、学习,使得教学资源得到最大化的共享和使用,对课程教学质量和效果的提高,起到了积极的作用。
3.4多方位确保数据安全
云桌面技术可以从多方面保障数据的安全性。首先,云桌面技术将传统的数据分散化转变为云端集中化,通过服务器进行磁盘备份和统一管理,保证数据不落地,终端零数据,实现存储安全。其次,云桌面技术支持多种身份认证方式,可实现数据盘和传输协议加密,提供可靠安全的系统接入模式,实现访问安全。最后,云桌面技术具备高可用功能,当服务器出现故障时,可自动将虚拟桌面从一台主机迁移到另一台主机,而不对终端用户造成干扰,保障连续可用的桌面服务,实现使用安全。
4结语
云桌面技术为传统计算机实验教学提供了一种新的教学模式,带给教师和学生全新的体验。将来还需进一步挖掘云计算技术,使其提供的服务及资源能够提供更高效便利的实践教学和管理。
参考文献
[1]张萌.云桌面技术在高校教学管理中的应用[J].中共太原市委党校学报,2019(6):66-67.
[2]张颖,凌仕勇.VDI+VOI融合的多媒体教室桌面云设计与实践[J].实验室研究与探索,2017,36(10):145-148+168.
[3]吴智劲,曾祥东.高校计算机实验室云桌面技术的应用[J].电子技术与软件工程,2021(13):146-147.
[4]李丽山.云桌面技术在高校计算机实验室管理中的应用研究[J].电脑知识与技术,2021,17(23):126-127+147.
[5]李延香,袁辉,刘敏娜.基于云桌面技术的计算机实验室管理应用研究[J].网络安全技术与应用,2020(7):95-97.
[6]雷显臻,张晶.多种架构的桌面云模式选型及融合场景解决方案研究[J].智能城市,2020,6(20):16-17.
[7]刘海宁,王晓磊,楚丹琪,等.现代商科实验室信息化平台环境的构建与效用[J].实验技术与管理,2019,36(1):44-48.
[8]王欢,胡磊,李志宇.云架构桌面虚拟化的安全问题研究[J].网络安全技术与应用,2021(7):86-88.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jisuanjilunwen/40336.html
