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从物理实验室迁移到 Azure 实验室服务的注意事项

重要

Azure 实验室服务将于 2027 年 6 月 28 日停用。 有关详细信息，请参阅停用指南。

借助 Azure 实验室服务，可以提供用户可随时随地访问的实验室环境。 从物理实验室迁移到 Azure 实验室服务时，应重新评估实验室结构，以最大程度地降低成本并优化实验室创建者和用户的体验。 在本文中，你将了解从物理实验室迁移到 Azure 实验室服务的注意事项和好处。

迁移到 Azure 实验室服务的注意事项

将物理实验室迁移到 Azure 实验室服务时，应考虑以下方面：

• 实验室结构是什么？ 实验室是用于不同目的（共享实验室），如多个班级，还是专用的（单一用途实验室）？
• 实验室的软件要求是什么？
• 实验室硬件要求是什么？ 共享实验室必须满足所有使用场景的需求，因此要求更高。

为了获得最佳效果，需要重新评估实验室和映像内容的整体情况。 不建议按原样重用物理实验室中的相同实验室映像。

实验室结构

通常，物理实验室由来自多个班级的学生共享。 因此，所有班级的软件应用程序都会一次性安装在每台实验室计算机上。 当一个班级使用实验室时，学生只运行与他们班级相关的一小部分应用程序。

这种物理计算机实验室往往会导致硬件要求增加：

• 安装共享实验室的班级所需的应用程序组合可能需要较大的磁盘空间。
• 与其他应用程序相比，某些应用程序需要更强大的处理能力，或者需要专用处理器，例如 GPU。 在同一实验室计算机上安装多个应用程序时，每台计算机都必须有足够的硬件来运行计算量极大的应用程序。

对于只使用实验室运行内存、计算能力或磁盘空间要求较低的应用程序的班级来说，这种级别的硬件是浪费。

Azure 实验室服务旨在更高效地使用硬件，使你仅需为实际需要和使用的内容付费。 有了 Azure 实验室服务，实验室的结构将更加细化：

• 每个班级（或班级的每个课程）会创建一个实验室。
• 在实验室的映像上，只安装该特定班级所需的软件应用程序。

这种结构有助于根据特定工作负载确定每个班级的最佳虚拟机大小，并有助于降低磁盘大小要求（Azure 实验室服务目前支持 127 GB 的磁盘大小）。

使用 Azure 实验室服务时，建议使用单一用途实验室。

在 Azure 实验室服务管理员指南中详细了解如何构建实验室。

好处

使用单一用途实验室（例如，一个实验室一个班级）有多种好处：

• 通过为每个实验室选择正确的虚拟机大小来优化成本。 请参阅以下示例用例和成本分析。

• 实验室虚拟机仅包含其用途所需的软件。 这简化了实验室创建者对实验室的设置和维护，并为实验室用户提供了更清晰的信息。

• 对每个单独实验室的访问是受控制的。 实验室用户仅有权访问所需的实验室和软件。 了解如何添加和管理实验室用户。

• 利用以下功能进一步优化成本：

  • 计划用于根据每个班级的计划自动启动和停止实验室内的所有虚拟机。
  • 配额允许你控制每个班级的学生在计划时间之外访问虚拟机的时间量。

示例用例

考虑以下物理实验室配置，其中实验室由多个班级共享：

• 一个使用 SolidWorks 的工程班级，有 100 名学生报名参加。
• 一个使用 MATLAB 的数学班级，也有 100 名学生报名参加。

由于我们的物理实验室由这两个班级共享，因此每台实验室电脑都安装了 SolidWorks 和 MATLAB，以及其他各种常用应用程序，如 Word 或 Excel。 此外，值得注意的是，SolidWorks 的计算量更大，因为它通常需要一个 GPU。

要将此物理实验室移动到 Azure 实验室服务：

• 创建两个实验室：一个用于工程班级，另一个用于数学班级。
• 创建两个虚拟机映像：一个安装了 SolidWorks，另一个安装了 MATLAB。

由于 SolidWorks 需要 GPU，因此工程实验室使用小型 GPU（可视化）虚拟机大小。 数学班级的实验室只需要中等虚拟机大小。

下图显示了将此物理实验室移动到 Azure 实验室服务时实验室结构的变化。

成本分析

在这个示例中，两种虚拟机大小的每使用小时成本存在显著差异：

• 小型 GPU（可视化）：提供高计算能力，因此成本为每小时 160 个实验室单位。
• 中等：提供的计算能力较低，但适合多种类型的班级。 成本仅为每小时 55 个实验室单位。

通过使用单独的实验室并为每个实验室分配最小的适当虚拟机大小，可以节省运行实验室的总成本。

假设学生总共使用虚拟机 10 个小时：

• 使用小型 GPU（可视化）大小的单个实验室由工程班级和数学班级的学生共享，估计使用情况如下：

  10 小时 * 200 名学生 * 160 个实验室单位/小时 = 320000 个实验室单位

• 分别为工程和数学班级使用小型 GPU（可视化）大小和中型 GPU 大小的单独实验室的预计使用情况如下：

  • 工程班级实验室：10 小时 * 100 名学生 * 160 个实验室单位/小时 = 160000

  • 数学班级实验室：10 小时 * 100 名学生 * 55 个实验室单位/小时 = 55000

  工程实验室和数学实验室的总计为 215000。

通过采用更细化的实验室结构，实验室运行费用总共节省了 33%。 此外，请记住，你只需按照学生实际使用虚拟机的小时数付费。 若学生减少对虚拟机的使用，实际成本会降低。

重要

成本估算仅用于示例。 有关定价的最新详细信息，请参阅 Azure 实验室服务定价。

准备迁移到 Azure 实验室服务

开始使用 Azure 实验室服务时，IT 和教师应在规划过程中尽早协调，以便：

• 确定每个班级所需的特定软件应用程序。 详细了解实验室软件要求。
• 了解学生使用实验室执行的工作负载。

此信息对于在创建实验室时选择合适的虚拟机大小以及在模板虚拟机上设置映像是必需的。 详细了解 Azure 实验室服务中的虚拟机大小调整。

为确保选择合适的虚拟机大小，我们建议从满足应用程序硬件要求的最小虚拟机大小开始。 然后，让教师连接到实验室虚拟机，验证学生执行的常见工作负载，以确保性能和体验是足够的。 参考班级类型很有帮助，其中展示了如何为班级设置应用程序的实际示例以及建议的虚拟机大小。

此外，Azure Compute Gallery 还可用于创建和存储自定义映像。 通过计算库，能够一次性创建映像，并重复使用它来创建多个实验室。

结束语

Azure 实验室服务在优化实验室运行成本、简化设置和维护以及精细访问控制方面具有诸多优势。 为了获得最佳效果，建议在 Azure 实验室服务中将实验室结构设计为单一用途。 例如，为每个课堂培训创建一个单独的实验室。

后续步骤

• 首先，请创建实验室计划。
• 了解成本估算和分析。
• 了解实验室要求。
• 详细了解 Azure 实验室服务中的虚拟机大小调整。