近几年，高校的信息化建设逐步推进，信息化水平不断提高。作为体现信息化水平重要的参考依据，高校计算机机房的建设一直都是信息化建设的重点。本文是一篇教育核心期刊投稿的论文范文，主要论述了桌面虚拟化技术在高校机房中的应用研究。
摘 要：随着高校信息化建设的不断推进，对计算机机房的要求越来越高，面对高校庞大的计算机数目，机房的管理存在着或多或少的问题。本文从当前高校机房的现状开始分析，提出机房管理存在的问题和限制，在简要介绍当前云计算的一些基本情况后，研究将桌面虚拟化技术与传统的高校机房管理如何有效的结合起来。
关键词：云计算,高校机房,信息化
一、传统机房管理存在的问题
根据教育部的相关规定，高校应当按照在校学生比例配备一定数量的计算机，以满足科研和教学的要求，高校机房承担了所有与计算机学科相关的实践、教学、考试等任务，一定程度上影响了学校教学的成果，随着计算机机房的重要性不断提高，在管理的过程中，传统的计算机机房存在以下问题。
1.硬件配置不一，软件运维工作量大
随着高校扩招，人数不断增多，近几年的高校机房计算机保有量都在一万台以上，这些计算机一般都是批量在不同的时间采购，新旧设备年限跨度相对较大，一部分台式机硬件配置较为落后，已经逐渐满足不了如今功能越来越强大的科研教学软件配置要求，很多软件不得不使用较低的版本以减少系统的资源占用。使用低版本软件意味着存在较大的安全风险，同时，由于低版本的应用程序往往功能不是很全面，也间接影响了高校的科研和教学水平。从经济层面的角度来看，一次性更换所有落后终端将会带来一笔不小的经济开支，也会带来高强度的运维压力(如配置操作系统、安装教学软件等等)。
2.软件正版率问题依旧存在
随着信息化建设的不断推进，越来越多的办公软件、科研软件以及教学软件引入高校机房，这些软件对加强高校机房信息化建设、提升科研教学能力起了非常重要的作用，然而，由于经费等复杂现实原因，当前国内高校机房中使用的软件或多或少的存在使用非正版软件的现象，并且这些软件大多价格不菲，在国家提倡软件正版化的趋势下，如何解决软件正版率问题，是高校机房建设的一大难题。
二、云计算关键问题和解决方案研究
云计算是当前计算机界炙手可热的新兴技术，近几年更是霸占主流搜索引擎中的热门词汇，它所带来的虚拟化技术对现有的IT基础架构带来巨大的变革，更多的公司企业愿意引入虚拟化技术推动信息化建设，桌面虚拟化则是其中最具商用价值的典型代表。
桌面虚拟化即虚拟桌面，又叫桌面云(见图1)，它和传统桌面的区别是，虚拟云技术将信息数据的处理、运行、存储都放在云端，用户看到的是云端的桌面视图，通过桌面交付协议在用户的个人终端上显示，云端接收到用户键盘、鼠标等动作，及时处理并通过桌面视图反馈回用户。虚拟桌面不会影响用户体验，在用户看来，这一切都是透明的，仿佛是在自己的个人电脑上操作一样。
1.桌面云技术关键问题
要在高校机房中应用桌面虚拟化技术，关键是如何运维管理虚拟桌面平台，让员工获得和本地计算机桌面一样的用户体验，重点是以下几个问题：①桌面云架构的选择;②虚拟桌面管理与分配策略;③用户虚拟桌面性能监控;④用户虚拟桌面性能分析与优化。
2.桌面云架构的选择
部署桌面云系统，首先涉及到桌面云架构的选择，当前比较成熟的两个桌面虚拟化的公司分别是VMware和Citrix。
Citrix公司是业内最早研发虚拟桌面的企业之一，它提供的产品XenDesktop是一款成熟的桌面云解决方案，其主要优势是使用自己开发的ICA协议，采用Citrix HDX为使用者提供流畅的用户体验。
VMware公司在国内早已是耳熟能详的专注于虚拟化的一家科技公司，其带来的虚拟化桌面解决方案VMware View架构如图2所示。VMware View 是一个企业级的桌面虚拟化解决方案，它与自己的VMware vSphere 4协同工作，给用户提供的是一个完整的端到端的解决方案。
VMware View相比XenDesktop具有部署简洁、安装快速、管理复杂度低的特点，比较适合在高校机房中计划和部署。
3.虚拟桌面管理与分配策略
虚拟桌面管理策略：①指定云端的服务器的详细参数和权限;②桌面资源池中需要始终保持一定数量的桌面为启动状态，以便在用户请求连接时保证桌面云的快速响应速度，其他未使用的桌面则设置为关闭状态(维护模式例外)。③使用者关闭注销虚拟桌面后，应当根据不同类型的虚拟桌面(共享还是专用)，来决定如何操作(重启、挂起还是关闭)。
虚拟桌面分配策略：①接收到创建虚拟桌面的请求，请求中包括名称、类型、描述、数量、ID号等参数。②根据该请求的各项参数，在桌面云数据库中自动生成一项虚拟桌面记录并将初始状态设置为关闭状态。③根据用户的请求，将桌面池中符合条件的虚拟桌面分配给用户，并将该虚拟桌面设置为启动。
4.用户虚拟桌面性能监控
在高校机房中，我们对用户虚拟桌面进行监控，主要是为了以下三个目的：①当虚拟桌面出现问题时，以便管理员可以快速发现问题原因，及时处理;②为将来针对桌面云系统进行数据分析和数据挖掘提供样本数据;③减少管理人员的运维工作量，提高虚拟桌面使用者的用户体验。
用户虚拟桌面性能监控，我们重点监控四个指标：①CPU：监控CPU利用率等CPU占用情况;②内存：监控内存利用率等内存使用情况;③磁盘：监控磁盘读写时间、读写速率等磁盘使用情况;④网络：监控整个网络的传输速率、丢包率、利用率等使用情况。
5.用户虚拟桌面性能分析与优化
(1)建模用户的性能数据 对监控获得的性能数据，我们要对其数学量化和建模，性能数据可以表示为三元组，其中u表示用户，t表示时间，s表示性能(CPU、内存、磁盘、网络)。
随机抽取T个时间段，针对每个时间段内的每位用户提取N条记录作为一个样本，记为Xti=∈RN×1，t=1，2……T，然后针对这些样本进行分析。
(2)根据聚类算法将性能数据划分为三类
得到样本数据后，我们采用经典聚类算法K-means将这些样本数据聚成三类，分别为资源分配过量、资源分配不足和资源分配适当。首先，从这些样本中，随机选取xi，xj，xk作为初始聚类中心u1，u2，u3。
①对每一个样本xi，都计算其到每一类中心的距离，公式为：
dl(xi)=
xi-ul
2 (l=1，2，3)
②根据dl(xi)，判断样本xi的属类，公式为：
c(i)=
③重新计算每类的中心，公式为：
ul=
其中：c(i)=l=1 c(i)=l
0 c(i)≠l
④用函数ulk+1-ukl≤0.001来判断样本是否已经收敛，若收敛，结束算法，否则，跳转到第①步继续进行操作。
(3)判断用户使用虚拟资源情况
通过聚类算法收敛，得到样本的聚类结果之后，需要判断各类的具体类型，我们引入函数p(l)：
p(l)= c(ti)=l(xti-SiI)
其判断方法如下：
p(l)≥β {资源分配过量}
-β≤p(l)≤β {资源分配适当}
p(l)≤-β {资源分配不足}
其中l=1，2，3，Si表示当前分配给第i个用户的资源数目，I∈RN×1的全1向量，β为阈值，可以根据相关文献资料和各高校机房实际使用情况进行确定和调整。判别结果分类如表1所示。
(4)优化用户虚拟桌面性能
根据判别结果优化用户虚拟桌面资源分配，再对调整后的用户虚拟桌面进行性能分析，确定是否达到资源分配适当的状态，整个性能分析流程见图3。
三、桌面虚拟化对高校机房的应用价值
1.解决电脑硬件配置问题，提高运维效率
部署了桌面云技术后，使用虚拟应用桌面取代传统电脑，由于办公应用的运行、使用，数据的计算都在云端完成，对桌面终端的硬件要求大大降低，教职工和学生可以流畅使用某些配置要求高的软件应用，不受本地桌面终端配置的影响。
由于桌面云采用的是虚拟化技术，操作系统、应用程序和硬件都被虚拟为资源池，所有的资源都是从“云”中按需索取的，因此在虚拟桌面中不存在兼容性问题，原本在Windows XP中不能运行的软件，在虚拟桌面中一样可以正常使用，为教学和科研办公提供了极大便利。
在桌面云环境下，虚拟桌面的操作系统和应用程序是由管理者统一在后台的服务器进行安装管理的，用户可以自主选择需要的软件，这让虚拟桌面系统更好的满足了不同教学科研需求，同时，接入虚拟桌面系统的终端设备结构相对比较简单，故障率相对比较低，基本上就不需要日常的维护，极大的减少了硬件维护的工作量。使用桌面云后，信息运维人员可以同时管理运维所有桌面终端，对于一款办公软件，只需要在“云端”安装，用户即可在自己的桌面终端上使用运行，不再需要运维人员去每台电脑上重复安装，极大提升了运维效率。
2.提高软件正版率，确保软件使用无盗版
绝大多数正版软件，都有安装次数限制，在当前运维模式下，要想提高软件正版率，必须在机房所有电脑上安装，因此，同一套软件必须重复购买很多套，对于高校机房动辄上万的电脑数量，并且所需办公软件、科研软件、教学软件数目庞大，这无疑是一笔不小的成本支出。桌面云技术可以在保证软件正版率的同时节省经费开支，对于一款办公软件，只需要购买一套部署在“云端”即可全部使用，避免了不必要的重复购买，提高了经济效益。
参考文献：
[1]金洁.虚拟桌面管理系统的设计与分析[D].南京：南京理工大学硕士学位论文，2013.
[2]Miller K，Peqah M.Virtualization： virtual at the desktop[C]. Proceedings of the 35th annual ACM SIGUCCS fall conference.ACM， 2007：255-260.
[3]Zaid Haiman，Emilio Fuentes.A virtual-desktop revolution has arrived[J].Caribbean Business，2010，38(33)：32-33.
优秀教育核心期刊推荐《教育与职业》（EducationandVocation），主办：中华职业教育社，周期：旬刊，出版地：北京市，语种：中文，开本：大16开，国际刊号ISSN1004-3985国内刊号cn11-1004/G4，邮发代号：82-139，历史沿革：现用刊名-教育与职业，创刊时间：1917，核心期刊：中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)。
