基于vdi虚拟化计算机实验教学平台探究

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1、基于VDI虚拟化计算机实验教学平台探究　　摘要：在计算机及自动化学科教学中，上机实验是必不可少的一环，随着众多课程实验被逐步纳入教学体系中，传统的实验教学平台由于其在投入成本、环境配置上的劣势，已不能有效满足不同实验课程对实验环境的需求。本文针对以上问题提出基于VirtualBox通过虚拟化的方式构建VDI（VirtualDesktopInfrastructure）计算机实验教学平台，详细介绍了虚拟化实验教学平台的构建方式，并对VDI平台的成本及效率进行分析论证。关键词：虚拟化；实验教学；远程终端中图分类号：G642.0文

2、献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）41-0255-037随着信息技术的发展与普及，我国高校普遍将计算机实践教学作为专业能力培养的必要环节，多数高校已投入大量经费建立了以计算机实验室为核心的实验教学中心，将实验教学中心作为统一的学科实验教学环境。然而随着各个专业课程逐步将实验教学纳入教学大纲中，计算机实验室所需面对的实验教学任务日益繁重，实验室需要具备多种操作系统及应用环境配置以满足教学需求。在这种趋势下，传统的实验室管理模式由于高投入、环境配置烦琐等问题已经无法满足现今实验教学体系的要求。虚拟化技术作为近

3、年来兴起的新型技术，由于其具有的可快速部署操作环境、对硬件性能要求低等众多优点，已被广泛应用于商业领域，而这些特性同样能够解决目前高校计算机实验教学所面临的管理问题。本文以信息学院自动化专业的计算机实验教学体系为例，系统地分析了目前教学中存在的问题，提出了基于VDI的虚拟化实验教学平台解决方案，并通过实验对其进行验证。一、计算机实验教学的现状及问题7计算机实验教学作为对理论课堂的补充，能够有效巩固学生理论知识，培养学生动手实践、解决实际问题的能力，在当今的计算机教学中已经成为不可或缺的环节。目前，多数高校的信息类专业都根据

4、专业自身的特点构建了计算机教学实验体系。以自动化专业为例，其作为一门以控制论为核心，以信息技术为主要研究手段的学科，教学体系中涵盖了机械类、计算机类、电子工程类、控制类等多种课程，而计算机实验教学均被引入各类课程的教学中，例如机械类课程“工程制图”设有“CAD计算机辅助设计实验”，计算机类课程“C语言程序设计”、“数据结构”均设有“VC++环境编程实验”，电子工程类课程“模拟电子电路”则设有“multisim仿真实验”。在各个课程教学实验中，其所需要的操作系统及应用软件均有所不同，不同实验要求的操作系统环境包括winXP、

5、win7、ubuntu、solaris等，而应用软件则根据实验内容各不相同，表一中展示了自动化本科教学中部分实验教学的内容及所需实验环境。在目前这种教学实验广度与深度均逐渐增加的情形下，由于各类课程实验环境各异，传统的计算机实验室教学方式无法适应实验教学在资源利用、环境配置、平台管理等多方面的需求，其主要表现在以下方面[1]。1.多类型实验环境配置困难。传统的实验教学中心需要满足多种实验的需求，故其需要同时配置有多种系统、多种应用，而随着更多的课程实验加入到实验教学体系中，更多的系统及应用需要加入到实验计算机中，同时由于传

6、统实验室由局域网互联的计算机组构成，在实验环境更新时，需要对每台计算机分别进行重新配置，这极大的增加了实验中心管理维护的难度及成本。2.实验设备损坏后恢复困难。由于实验的直接操作者为学生，在实验过程中，学生需要进行系统安装、网络配置、软件设置等多种操作，很有可能发生由误操作造成的实验系统损坏情形，由于实验计算机承担了多个课程的实验任务，计算机系统损坏时管理人员需要重新对所有课程所需环境进行重新配置而无法直接恢复。73.实验资源利用率低，消耗成本较大。传统实验室通过购置多台计算机的方式满足所有学生的实验需求，而当实验课程较多

7、时，一台计算机将无法满足全部课程的环境配置需求，高校需要建立多个环境配置不同的独立实验室以满足需求，这种情况下，硬件资源得不到有效的利用，消耗了过多资金成本。二、VDI系统在实验平台的应用VDI（virtualdesktopinfrastructure），即虚拟桌面基础架构，指的是以数据中心的形式运行操作系统，通过生成虚拟机的方式为用户提供虚拟化桌面，用户可通过终端设备对虚拟桌面进行访问。[2]基于VDI系统的计算机实验教学平台将呈现如图1架构，在该架构下，学生实验所用的是具备计算和存储能力的终端，由高性能的服务器主机生成

8、具有相应实验环境的虚拟机提供给各实验用户终端。VDI系统下的计算机实验教学平台具有如下优点。1.低成本。该系统下实验终端不需要具有计算存储能力，实验室只需购置能够支持完成一定数量虚拟机生成的高性能服务器。同时由于采用虚拟机生成的方式配置实验环境，当实验内容变更时，实验室不需要对硬件环境进行反复更新，大大