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虚拟终端技术在高校的应用体验


缩短系统与应用软件升级所耗费的时间,杜绝学生上机时间游戏娱乐;实现多套不同班级的课程能共用一个机房,在硬盘保护模式下怎样让教师和学生们保存自己的课件与作业…… 这些可能是很多院校信息管理人员所思索与困惑的问题,笔者作为一名高校的信息中心管理者,也曾亲历但最终解决了这些问题。

遭遇困惑

笔者任职于湖北大学的专科学院,学院共有电教机房20间,约2000台终端。由于教学需要使用的软件以二维、三维设计类软件、图形处理及工业辅助制造类软件为主,为了让软件得到良好的运行效果,机房的终端电脑配置都比较高,部分教室的终端内存为2G并配有独立显卡。

机房正式投入使用之后不久,各种问题却是接连出现。首先是很多老师反映学生上机不认真操作,总是偷偷玩游戏。学院部分机房的配置比一般网吧还高,而且机房的宽带是光纤专线接入的,由此一些学生乐于将其用于体验游戏的快感。学院当时没有其他办法,只好采取断网或限速的方式减少学生对外网的接入,让其无法下载游戏。

接近放寒假,一位教CAD 的老师通知电教室,下学期课程大纲有调整,不再教AutoCAD2007 ,而是将直接升级到AutoCAD 2012,笔者和另一位老师用了一个下午的时间用一台终端作为母机安装好需要的软件,然后使用还原卡的广播克隆功能,用了近三个小时才将100台终端的硬盘同步完成。事隔不到三天,另一位教模具设计的老师要求电教室的老师也帮他升级一下UG 的新版本,电教室的老师不得不将更新不到三天的系统再重新广播克隆一次,虽然这两位老师是负责同一期班的学生,共用一个机房。

可是事情还没有结束,让人非常心烦的事情再次发生。新学期开学不久,总务处承接了一次职称考试的场地租用,电教室的老师需要为1000多名考生提供上机的考试环境,而当笔者和电教室的老师看到考试大纲时感到一种莫名的烦恼,因为大纲上几乎所有的软件版本都低于学院现在机房已经安装且正在使用中的版本。为了保障第二天的考试可以顺利进行,笔者和电教室的老师只得调动了信息处全部的老师和助教,备份现有的母盘,重新制作新母盘并进行每个机房的广播克隆。

在两天的考试结束之后,灾难才真正来临了。周一学院自己的学生的要上课了,未出借的机房满足不了人数的需要,刚借出的机房还没有来得及恢复备份的系统,考试安装所用的软件和他们上机所用的根本不同,而且由于长达40多个小时硬盘处于开放模式,已经有少机器感染了病毒、系统文件被误删除,甚至有好几台机器被人拔走了内存条。

尝试“虚拟化”

经历了这一次事件之后,笔者和电教室的老师开始静心反思并决心寻找一种新的技术管理手段,来取代还原卡。现在的高校机房管理工作所面临的已经不仅仅是系统保护和网络克隆。因为,上述问题如果处理不当随时造成教学事故。

于是,笔者开始在IT技术与信息管理类的网站中关注新的技术动态,由于平常的工作忙没有时间上网,笔者当时已经很久没有关注技术的发展,而云计算与虚拟化却在不知不觉中已经成为了当今信息化建设的主流。根据一些资料与数据来看分析,笔者当时觉得VDI (桌面虚拟化)技术应该非常适合学院的电教室,按照笔者的预想,只需要装好几台模板机,然后根据不同的教学场景推送不同的模板桌面到终端机,就能实现在同一个机房里快速的切换不同的操作系统与应用软件,而且相互不冲突,最重要的不再需要重新广播克隆。

后来,笔者被痛批一顿,原因是学生在终端上操作,出现严重卡屏现象,根本无法正常使用。最后服务器也因资源耗尽而无法响应,只好暂时切换回原来的系统。于是乎,笔者连夜上网向人求助,根据其推荐配置的服务器,笔者咨询供应商后告之造价在十万元左右,如此大的采购预算肯定很难向学院申请,而且万一有问题责任严重。就在笔者还为经费担心的时候,问题又出现了,刚刚上了虚拟桌面的机房教模具设计课,前一天教的是办公自动化没有出现大问题,今天则发生大面积的卡屏和屏幕重绘现象,教学课程几乎无法进行。

笔者再次上网咨询后告之如果要支持三维渲染必须服务器硬件满足,根据他们的推荐配置,服务器的造价从十万元上升了二十万元以上,而学院的终端本身配置都很高也有独立显卡,为何原本可以流畅运行的三维软件现在都不行呢?这一次笔者再也无法接受了,必须再换方案。

另辟“蹊径”

后来笔者在一个技术沙龙上了解到桌面虚拟化技术其实除了VDI 模式外,还有一个延伸方向为VOI ,已渐成桌面虚拟化技术的新标准之一。这种技术更适合于高配置的终端机使用,对服务器则没有过多的要求。但是由于中西文化差异与地域背景差异的原因,国外厂商在VOI 方面研发投入并不多,没有独立的产品售往国内,而国内厂商中真正有自主研发实力的企业并不多,一时不敢贸然选择。

在后来,就是笔者选择了一份某国产VOI 虚拟终端管理系统的安装教程与试用版的下载。阅读了一下教程,感觉安装非常简单,无需配置专门的域服务器、会话主机和专门的模板机,据其教程中描述只要一台服务器就可以实现带机500台。它不仅简化了机房维护管理,而且考虑了成本预算,更方便部署和提高终端性能。

为了万无一失,笔者进行了一次测试。根据教程,首先安装好了“虚拟终端管理系统”的服务端程序,服务端的程序非常小不到20M,不到两分钟安装完成,根据配置向导就能完成设置。不像之前的VDI 虚拟桌面需要安装大量的.NET 库与MSSQL 数据库等插件支持。

关闭了客户机还原卡后,笔者在正常使用的机器中选择了一台作为标准,安装好了客户端程序,重启之后客户机就自动连接上了服务器,根据教程笔者将现在的系统盘作为标准映像迁移动了虚拟系统中,再次重新启动后,客户机就能以从虚拟终端系统启动,启动出来的呈现在眼前的一切与之前从硬盘启动的场景完全一致,没有任何改变。再将其他客户机依次启动,均能正常进入虚拟终端系统,所有的用户体验与呈现的场景都没有改变,不是助手特意观察还以为仍然是从本地硬盘启动的。笔者一共启动了一百台终端机,测试三维软件、测试视频播放,经历了两个小时的烤机,都没有发生问题。

经验总结

下面是笔者归纳的机房管理需求与结合虚拟终端技术的解决对策,希望对业界同仁有所启发和帮助。

1. 禁止学生上机时玩游戏、聊天、上无关网站

策略:之前笔者采用的办法禁止上网,让学生没有办法下载游戏更没有办法玩网络游戏,但是学生居然带入移动硬盘,而且完全禁止上网会影响一些学生上网收集素材。

虚拟终端管理系统提供了进程、网址的黑白名单功能,也提供了外设端口控制功能,因此在启用虚拟终端技术之后,笔者设置了USB 接口禁用、添加了仅允许访问的几个素材网的URL 地址,以及常用软件进程列表。这样学生就无法运行未经许可的软件程序,也不能随意的访问外网,U盘等在未经许可时也不能直接使用,这样的方式比传统直接断开外网接连更加灵活有效。

2. 快速更新和安装应用软件

策略:之前笔者都是采用网络克隆的方式来为整个机房做批量更新,之前一次由于老师间的沟通没有到位,导致为了更新一个软件要重新克隆整个硬盘,每次网克都要耗费大量的时间,网克过程中学习无法使用,因此只能选择在晚上加班进行。

而在采用虚拟终端技术后,只需要在任何一台终端机开启超管模式,进行系统与软件的更新及升级,不影响其他终端机学生正常上课,更新完成后学生再次进入系统就能得到更新后的系统,无需在学生不上课时加班操作。

3.一个机房可以灵活切换多套系统与应用软件

策略:如果是采用VDI虚拟桌面技术,笔者就需要安装两台甚至更多台模板机或虚拟机,安装好系统与各种应用软件,推送和指派客户机连接模板机的虚拟桌面,这样效率经测试其实并不高,但如果是采用VOI虚拟终端技术则只需要多制作几个映像系统就可以了,一个映像系统在服务端仅相当于一个大文件,可以指定学生机或由学生机自主选择需要的系统,比如平面设计和学生和模具设计的学生用的系统和软件不同,笔者就可以分成两个系统,学生上机时自选即可。 因此,笔者需要在虚拟终端管理系统中设置多上磁盘组策略,并开启磁盘组选择功能。

4.保护系统不受侵害,重新启动后可以自动还原

策略:其实重新启动后可以自动恢复只是终端虚拟化技术的基本功能,与还原卡不同的是,还原卡在恢复数据时差异越大还原耗时越长,即学生如果在上机前大量改变了硬盘中内容,重新进入系统时还原系统需要恢复的数据就越多占用的时间也就更长,而虚拟终端则不同,学生修改的数据写入的是虚拟硬盘,重新启动之后瞬间就可以得到原本的标准映像。不占用任何恢复数据的时间。

而且重启自动还原功能是虚拟终端管理系统默认为每台终端开启的,如果有需要也可以为指定的终端关闭还原功能。

目前这套虚拟终端管理系统在笔者学院已经使用了半年多时间,经历了300多个课时和两次校外考试的考验均表现正常,笔者的日常维护工作也大减轻,从前技术几次改造的体验来看,笔者觉得重要的还是自身需求分析要整理恰当,根据需求来寻找技术方案,不要盲目迷信国际先进技术,在实施前一定要先实地测试比较,针对学校自身的硬件环境、网络环境与教学需要,拟定好策略方案。从笔者学院的实际应用情况来看,基于VOI 的虚拟终端技术,可以很好地为电教机房提供保障服务。

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