淺析網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

摘要：作者多年來(lái)從事高校網(wǎng)站建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)多媒體教室管理工作，接觸了大量網(wǎng)絡(luò)多媒體教室應(yīng)用與管理問題，在本科生、研究生和國(guó)際合作教學(xué)方式上，結(jié)合具體案例深入分析了作為輔助教學(xué)手段的網(wǎng)絡(luò)多媒體教室的系統(tǒng)功能、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置等。

關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué)；云；虛擬桌面；Windwos Server2008；PXE

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 23-0000-02

隨著教育信息化技術(shù)的迅速發(fā)展，跨時(shí)間、跨地域的異步與實(shí)時(shí)信息化教學(xué)手段日益豐富，新一代大學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)的高度關(guān)注，網(wǎng)絡(luò)多媒體教室在教學(xué)上日益顯示出其巨大的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)合我校網(wǎng)絡(luò)多媒體教室建設(shè)發(fā)展的歷程，總結(jié)多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，如何設(shè)計(jì)和配置多媒體教學(xué)設(shè)備，走出一條適合本校的發(fā)展方向，是我們一直追求的目標(biāo)。

1 我校現(xiàn)狀與需求

現(xiàn)狀：學(xué)校多媒體教室沒有統(tǒng)一中控管理，教師上課時(shí)誤操作設(shè)備頻率較多，造成很多不必要的教學(xué)事故；多媒體課件資源沒有統(tǒng)一的存儲(chǔ)空間，教師上課時(shí)存取資料不便。老師們使用U盤存取課件，導(dǎo)致教師機(jī)中毒比比皆是；教師資料存儲(chǔ)在教師機(jī)上不安全，易被盜取或感染病毒，無(wú)安全性可言；多媒體教室教師機(jī)上統(tǒng)一預(yù)裝的軟件，很多是專用軟件使用次數(shù)少，但占用存儲(chǔ)空間大，造成很多資源的浪費(fèi)；教師機(jī)分散零散，維護(hù)人員配置不足疲于奔命，不便于隨時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障。

需求：學(xué)校需要建設(shè)基于校園寬帶的多媒體教學(xué)中控管理平臺(tái)；需要建立基于數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的多媒體教學(xué)存儲(chǔ)子系統(tǒng)；需要建立多媒體教室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警和維護(hù)；需要建立教師機(jī)采用無(wú)盤工作站管理全校多媒體教室，集中多臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行分布式管理；需要改建多媒體錄播教室，開發(fā)實(shí)時(shí)錄播和點(diǎn)播功能，已適應(yīng)遠(yuǎn)程教學(xué)使用。

2 解決與應(yīng)對(duì)辦法

我校網(wǎng)絡(luò)多媒體教室建設(shè)起步較晚，功能不甚完善。最近詳細(xì)調(diào)查和研究了我國(guó)多媒體教學(xué)領(lǐng)域的設(shè)備和管理平臺(tái)，都各有特色。如何選取適合我校教學(xué)特點(diǎn)的多媒體教學(xué)設(shè)備和平臺(tái)，是一個(gè)值得考慮的問題。

2.1 多媒體教室系統(tǒng)管理平臺(tái)、存儲(chǔ)子系統(tǒng)的建設(shè)

考察了多家院校的設(shè)計(jì)方案和使用效果，經(jīng)過(guò)專家組的論證，最后制定了一個(gè)適合我校的建設(shè)規(guī)劃方案。

多媒體教學(xué)管理平臺(tái)采用網(wǎng)絡(luò)版中央控制系統(tǒng)，通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)管理全校上百個(gè)教室的電源和教學(xué)設(shè)備；利用網(wǎng)絡(luò)中心的Windows Server 2008 的AD數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行人員認(rèn)證和管理，再利用Microsoft云技術(shù)平臺(tái)為每位教師提供虛擬桌面系統(tǒng)；教師機(jī)采用無(wú)盤工作站，利用PXE遠(yuǎn)程引導(dǎo)技術(shù)接入虛擬桌面服務(wù)器；利用網(wǎng)絡(luò)中心的IPSAN存儲(chǔ)設(shè)備，為每位教師分配虛擬桌面存儲(chǔ)空間。

選取此方案的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）利用網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)可以統(tǒng)一控制和監(jiān)控每個(gè)教室的各種設(shè)備。如可以實(shí)現(xiàn)教室端視頻、音頻信號(hào)的多路切換，各種多媒體設(shè)備的方式控制，計(jì)算機(jī)的自啟動(dòng)與關(guān)閉，多媒體設(shè)備電源的開啟與關(guān)閉，控制投影屏幕的落下與升起，投影機(jī)燈泡使用壽命監(jiān)控等。同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)資源共享、網(wǎng)絡(luò)視音頻的傳輸和相互監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控與管理，方便了教學(xué)，減少了維護(hù)人員工作量，提升了工作效率。

（2）采用刷卡驗(yàn)證教師身份。教師刷卡后，總電源開啟，各設(shè)備加電，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)入教師虛擬桌面，即可授課。該卡采用現(xiàn)在流行的CPU射頻卡，能存儲(chǔ)大量身份驗(yàn)證信息，結(jié)合我校Windows Server 2008 AD驗(yàn)證，從而解決了無(wú)關(guān)人員亂用教師機(jī)的問題，加強(qiáng)了使用安全性。

（3）利用Microsoft云技術(shù)，為教師授課提供虛擬桌面系統(tǒng)服務(wù)。該系統(tǒng)利用兩臺(tái)Windows Server 2008做群集，啟用Remote Desktop Service服務(wù)，通過(guò)定制的操作系統(tǒng)模板，為每位授課教師創(chuàng)建遠(yuǎn)程虛擬桌面操作系統(tǒng)，安裝相應(yīng)的教學(xué)應(yīng)用軟件，操作系統(tǒng)部署可在5分鐘之內(nèi)完成，也可以批量部署。同時(shí)由于服務(wù)器上有統(tǒng)一殺毒軟件，可以控制教師染毒文件上傳。即使教師的虛擬機(jī)染毒不能使用，也可以在幾分鐘之內(nèi)再為教師創(chuàng)建一個(gè)新桌面。

（4）為每位授課教師分配個(gè)人存儲(chǔ)空間。利用我校現(xiàn)有IPSAN存儲(chǔ)，分配給教師相應(yīng)空間，使其可以存儲(chǔ)個(gè)人資料文檔，利用Windows AD及相關(guān)技術(shù)可將存儲(chǔ)空間掛接到教師虛擬桌面操作系統(tǒng)上，這樣就可以使教師教學(xué)應(yīng)用更方便、快捷。存儲(chǔ)空間與虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的分離，很大程度上加強(qiáng)了安全性和可操作性。

（5）教室無(wú)盤工作站設(shè)置。教師機(jī)只是一臺(tái)無(wú)光驅(qū)、硬盤的瘦主機(jī)，利用網(wǎng)卡上的PXE ROM，寫入引導(dǎo)程序即可。機(jī)器接到刷卡信號(hào)后啟動(dòng)，首先執(zhí)行網(wǎng)卡引導(dǎo)程序，連接遠(yuǎn)程終端服務(wù)器，然后啟動(dòng)相應(yīng)教師桌面系統(tǒng)。教師機(jī)沒有硬盤和光驅(qū)，很大程度上減少了系統(tǒng)故障的出現(xiàn)和人為破壞，穩(wěn)定性更高，投資更少。

2.2 多媒體教室網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

面對(duì)日益飛速發(fā)展的教育信息化技術(shù)，多媒體教室建設(shè)日益離不開網(wǎng)絡(luò)。多媒體教室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分利用了校園網(wǎng)絡(luò)資源，我校網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)大致分為三層：萬(wàn)兆核心骨干層、萬(wàn)兆匯聚層、百兆和千兆接入層。

萬(wàn)兆核心層利用H3C公司的雙臺(tái)萬(wàn)兆交換機(jī)構(gòu)成，啟用IRF2交換機(jī)虛擬協(xié)議，將核心層交換虛擬成一臺(tái)核心，增強(qiáng)了核心冗余度，確保了高可靠性。各樓匯聚層交換也使用IRF2協(xié)議，實(shí)現(xiàn)跨鏈路匯聚，多光纖匯聚接入核心層，確保匯聚層高可靠性的實(shí)現(xiàn)。

接入層交換機(jī)多光纖匯聚至上層交換，各教室多媒體子系統(tǒng)皆雙路網(wǎng)線至接入層交換機(jī)，啟用教師機(jī)雙網(wǎng)卡聚合功能，既起到負(fù)載均衡，又能做到冗余備份，確保教師機(jī)不能因網(wǎng)絡(luò)故障而進(jìn)入不了遠(yuǎn)程虛擬桌面系統(tǒng)。充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)對(duì)媒體教室的投資，增強(qiáng)了系統(tǒng)高可靠性和安全性。

2.3 多媒體錄播子系統(tǒng)建設(shè)

現(xiàn)在各大高校都在應(yīng)用課程自動(dòng)錄播系統(tǒng)，我校也使用很長(zhǎng)時(shí)間，錄播系統(tǒng)為我校錄制了多部精品課程，充實(shí)了我校的資源庫(kù)建設(shè)，為網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程授課提供了良好的先天條件。鑒于我校與日本北陸大學(xué)國(guó)際合作課程項(xiàng)目，在原有錄播系統(tǒng)基礎(chǔ)上，我校又增加了一臺(tái)新錄播系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中心為其申請(qǐng)了一條10M的MSTP專線，確保網(wǎng)絡(luò)連接通暢。此系統(tǒng)建設(shè)后，應(yīng)用效果良好，為兩校國(guó)際合作奠定了合作基礎(chǔ)。

3 小結(jié)

系統(tǒng)的統(tǒng)一化設(shè)計(jì)、管理和實(shí)施，可以提高多媒體設(shè)備應(yīng)用水平，簡(jiǎn)化了教師操作流程，減少了維護(hù)人員工作量，增強(qiáng)了系統(tǒng)安全性和可靠性，更好的為教學(xué)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝志昆，尤偉光.高校網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室的設(shè)計(jì)與建設(shè)[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)（ 自然科學(xué)版），2009，31（S1）：128～ 130.

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[作者簡(jiǎn)介]

趙云飛，男，網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用工程師，主要研究方向：教育信息化、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等；尹寶坤，男，項(xiàng)目管理師，主要研究方向：信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理；修長(zhǎng)虹，男，系統(tǒng)分析師，主要研究方向：系統(tǒng)架構(gòu)分析；