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一、軟件實驗室面臨的問題

（一）實驗室軟件維護(hù)和更新的耗時耗力問題

軟件工程實驗室的設(shè)備往往以計算機(jī)為主。維護(hù)大規(guī)模計算機(jī)的軟硬件是一項繁瑣而艱巨的工作。特別是當(dāng)實驗室資源有限，不同課程所需的軟件工具或者相關(guān)開發(fā)環(huán)境不盡相同，在新課程開設(shè)前，經(jīng)常要臨時安裝或者更新許多軟件。另外，個別學(xué)生在使用計算機(jī)時可能進(jìn)行誤操作，導(dǎo)致計算機(jī)配置文件缺失或者其他原因，造成計算機(jī)系統(tǒng)崩潰等。所以，軟件的維護(hù)和更新一直以來成為實驗室管理人員感到頭疼的問題。傳統(tǒng)的解決方式是通過交換機(jī)使實驗室的主機(jī)連接構(gòu)成局域網(wǎng)，之后使用硬盤網(wǎng)絡(luò)同傳軟件進(jìn)行全局域網(wǎng)內(nèi)計算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的拷貝，這個方法一定程度上緩解了問題，但管理人員往往為了一個小軟件的安裝而同傳整個硬盤或者一個分區(qū)，仍然缺乏效率。隨著云計算等新興技術(shù)的發(fā)展，軟件維護(hù)和更新這一問題擁有了不少新的解決方案。本文介紹了兩種不同架構(gòu)的云桌面系統(tǒng)，并根據(jù)在實際中測試情況進(jìn)行比較，給出了兩者的優(yōu)缺點。

（二）計算機(jī)硬件更新?lián)Q代的問題

根據(jù)摩爾定律：當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。計算機(jī)硬件的發(fā)展在過去幾十年中一直基本遵循摩爾定律。但是高校實驗室的硬件設(shè)備的更新?lián)Q代速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上硬件設(shè)備發(fā)展的速度。實驗室的計算機(jī)一般使用6到10年以上才能報廢，在這期間，也較少有高校對計算機(jī)采用增加內(nèi)存、替換CPU的方式來提高其性能的。那么如何靈活升級計算機(jī)的性能呢？云桌面的一些技術(shù)也給了一些可能的解決方案。

二、基于云桌面的解決方案

云桌面主要基于VDI（Virtual Desktop Infrastructure）或者IDV（Intelligent Desktop Virtualization)等技術(shù)實現(xiàn)。VDI即桌面虛擬化架構(gòu)是指計算機(jī)系統(tǒng)的虛擬化。該技術(shù)將桌面操作環(huán)境與硬件運行環(huán)境分離，以實現(xiàn)桌面使用的安全性和靈活性。通過這項技術(shù)，用戶可隨時隨地使用任何設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)訪問個人桌面系統(tǒng)[1]。VDI技術(shù)下桌面計算資源一般都集中在數(shù)據(jù)中心上，界面也是由服務(wù)器發(fā)送到終端設(shè)備上的。而IDV技術(shù)則采用更多的分布式策略對系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)的管理，同時集中和簡化了服務(wù)器的管理部署功能，也充分利用了終端設(shè)備的資源。兩種技術(shù)有很大的不同，在實驗室建設(shè)中也有很多不同的優(yōu)缺點。

（一）基于VDI技術(shù)的云桌面系統(tǒng)

VDI技術(shù)采用“集中計算，分布顯示”的原則，借助服務(wù)器虛擬化技術(shù)構(gòu)造桌面的資源池，將終端所有的計算都放在服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理。終端僅安裝客戶端用于訪問服務(wù)器并獲取桌面，負(fù)責(zé)輸入輸出和界面的顯示[2]。我們與國內(nèi)某著名通信公司合作建立了40臺終端的云計算實驗室，在實際的測試使用中發(fā)現(xiàn)，在百兆帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，當(dāng)40臺終端同時啟動并使用時，服務(wù)器訪問量明顯增大，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量也相應(yīng)增大。此時對于一些簡單編程工具的操作尚能正常使用，但是對于桌面圖像變化較大的應(yīng)用來說則非常卡頓，例如使用視頻或者圖像生成工具等，嚴(yán)重影響用戶的使用體驗。為了提高VDI技術(shù)的可靠性，實驗室必須加大投入，配備足夠的帶寬與服務(wù)器資源，從而支持VDI技術(shù)的順利使用，提高終端的訪問體驗。VDI技術(shù)云桌面系統(tǒng)的優(yōu)點是軟硬件都依靠服務(wù)器提供，方便升級和管理。缺點是對網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的投入較大，特別是終端顯示圖像的大量傳輸需要借助高速網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)。

（二）基于IDV技術(shù)的云桌面系統(tǒng)

IDV技術(shù)由英特爾公司提出，主要目的是提供更加智能的管理用戶計算的系統(tǒng)。和VDI技術(shù)將計算資源高度集中在數(shù)據(jù)中心不同，IDV采取更多的是分布式技術(shù)實現(xiàn)桌面的虛擬化。IDV不需要進(jìn)行大量資金投入在網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的升級和改造上，不對現(xiàn)有桌面管理做大規(guī)模改造。一般來說，IDV系統(tǒng)會在服務(wù)器保存多份桌面的鏡像文件，在實驗室終端開啟時，終端會與服務(wù)器比對，下載鏡像文件差異部分，然后成功更新桌面系統(tǒng)，系統(tǒng)計算仍然使用終端資源進(jìn)行，用戶使用該系統(tǒng)時，不會與傳統(tǒng)的桌面系統(tǒng)感覺有較大差異。為了測試IDV云桌面的使用體驗，我們在一個50臺計算機(jī)的實驗室安裝配置了IDV云桌面系統(tǒng)，在百兆帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，我們首先在服務(wù)器端更新了100兆大小的軟件，當(dāng)50臺計算機(jī)同時啟動后，首先花費了2分鐘更新了本地系統(tǒng)，并下載服務(wù)最新更新的軟件工具，之后系統(tǒng)都可以流暢的運行，與在本地使用計算機(jī)沒有差異。IDV技術(shù)云桌面系統(tǒng)的優(yōu)點是前期資金投入較少，終端在啟動后使用起來與傳統(tǒng)計算機(jī)沒有太大差異。缺點是由于終端與服務(wù)器的交互，終端系統(tǒng)啟動較慢，另外，對終端的硬件配置要求更高，維護(hù)相對復(fù)雜。

三、總結(jié)

總的來說，不管是基于VDI，還是IDV技術(shù)的云桌面系統(tǒng)，都提供了比傳統(tǒng)方式更好的解決方案，極大的方便了實驗室管理人員的維護(hù)和更新工作。而對于需要進(jìn)行實驗室云桌面技術(shù)升級的高校或者相關(guān)單位，可根據(jù)自身情況和需求進(jìn)行不同的方案選擇和設(shè)計。