淺析云桌面在高校網(wǎng)絡(luò)多媒體教室中的應(yīng)用

陳甜遠(yuǎn)

摘 要：針對高校網(wǎng)絡(luò)多媒體教室在使用和管理的實(shí)際，分析了傳統(tǒng)教學(xué)模式下面臨的問題，提出基于云桌面虛擬平臺新的管理模式，其5項技術(shù)優(yōu)勢為高校在減少建設(shè)投入、提高管理效率、保證數(shù)據(jù)安全等方面提供了有效途徑。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)多媒體教室；云桌面；瘦終端；集中管理

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展，許多高校已經(jīng)將信息技術(shù)引入到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，教育技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展引發(fā)了教育模式的變革，對推動教育現(xiàn)代化的發(fā)展起著重要的作用。目前許多高校已經(jīng)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)建設(shè)，信息化應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛。其中網(wǎng)絡(luò)多媒體教室是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化建設(shè)重點(diǎn)，它打破“講授—聽從”傳統(tǒng)授課方式，基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)平臺，通過授課過程中使用視頻、音頻、交互等多媒體技術(shù)，增加了老師與學(xué)生的交流互動，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，開創(chuàng)了現(xiàn)代化教育的新局面。網(wǎng)絡(luò)多媒體教室已經(jīng)成為大多數(shù)高校標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)場所。因此，管理維護(hù)好網(wǎng)絡(luò)多媒體教室，確保網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

當(dāng)前，由于教學(xué)需求多元化、軟硬件更新頻繁、安全問題等因素，致使網(wǎng)絡(luò)多媒體教室在建設(shè)和管理過程出現(xiàn)設(shè)備負(fù)載不均、資源利用率低、維護(hù)工作量大等問題，制約著高校信息化建設(shè)。而作為云計算新興技術(shù)所衍生的云桌面虛擬化平臺，以其自身集成化管理、成本優(yōu)勢、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，使多媒體教室所面臨的諸多問題迎刃而解。

1 網(wǎng)絡(luò)多媒體教室建設(shè)和管理中面臨的問題

1.1 前期建設(shè)投入大

傳統(tǒng)的多媒體教室建設(shè)，可以分為兩種：標(biāo)準(zhǔn)化教室和實(shí)驗室機(jī)房。前一個要配備網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備，后需要配備專業(yè)性能較高的軟硬件設(shè)備。前期需要投入大量資金用于不同教學(xué)場地的建設(shè)，針對開設(shè)課程內(nèi)容需求，采購相應(yīng)的服務(wù)器、終端設(shè)備、語音設(shè)備，其中實(shí)驗室機(jī)房的計算機(jī)終端，需要配置性能比較高主板、cpu、硬盤等硬件來滿足不同專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗軟件，花費(fèi)在購買高性能計算機(jī)的資金也比較可觀。同時，網(wǎng)絡(luò)多媒體教室大量的多媒體、終端設(shè)備需要許多管理員進(jìn)行維護(hù)，這也是一筆不小的人力開資。

1.2 管理任務(wù)繁重

多媒體教室的所有終端由管理員統(tǒng)一管理，包括所有硬件維護(hù)、系統(tǒng)升級、軟件安裝卸載都由管理員負(fù)責(zé)。而網(wǎng)絡(luò)多媒體教室分布位置一般比較分散，分散在不同教學(xué)樓的不同樓層，并且每個教室采購終端的批次、型號、配置、軟硬件環(huán)境不盡相同，加之一個教室要承擔(dān)多個專業(yè)教學(xué)任務(wù)，需要在一臺終端部署幾種教學(xué)軟件，由于教室位置分散、終端數(shù)量大、軟硬件環(huán)境的差異的原因，需要管理員消耗了大量的時間和精力進(jìn)行的維護(hù)工作，并且都是些重復(fù)、沒什么價值的勞動，對人力資源是種浪費(fèi)。[1]

1.3 軟、硬件環(huán)境升級成本高

隨著課程內(nèi)容的更新發(fā)展，教學(xué)軟環(huán)境也發(fā)生新的變化。根據(jù)專業(yè)課程新的需求，需要對網(wǎng)絡(luò)多媒體教室終端安裝新教學(xué)軟件、升級軟件版本、更換操作系統(tǒng)，有些軟件需要授權(quán)許可，與每臺終端硬件綁定，軟件計費(fèi)是按終端數(shù)量計算，成本高。同時，由于教學(xué)內(nèi)容不斷更新伴隨著相關(guān)教學(xué)軟件的升級，原先的硬件可能已經(jīng)達(dá)不到新軟件運(yùn)行環(huán)境的要求，需要升級原有的服務(wù)器和終端硬件的性能，購置新設(shè)備和配件。所以，網(wǎng)絡(luò)多媒體教室的軟硬件環(huán)境頻繁更新所花費(fèi)的成本，已經(jīng)成為高校的信息化建設(shè)發(fā)展過程中的一個不得不面對的問題。

1.4 系統(tǒng)安全性不高

網(wǎng)絡(luò)多媒體教室作為公共場所，由于頻繁使用各種渠道交叉使用的U盤、光盤，致使計算機(jī)經(jīng)常感染病毒，導(dǎo)致硬盤里文件破壞、軟件運(yùn)行緩慢、系統(tǒng)崩潰等影響正常的教學(xué)。平時上課，學(xué)生和老師一般都把各自使用的文件資料存放在終端硬盤上，由于人為誤操作原因，保存的資料的可能會丟失或被刪除，致使下次無法使用而造成不便。即使采用殺毒軟件、防火墻、系統(tǒng)還原軟件還是不能徹底解除病毒帶來的困擾，給管理員帶來維護(hù)難題。

2 云桌面技術(shù)特點(diǎn)

云桌面采用虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)，是云計算的一種應(yīng)用模式。其原理是通過“瘦客戶端+胖服務(wù)器”的形式進(jìn)行部署，云服務(wù)器按客戶需求交付運(yùn)算結(jié)果及應(yīng)用。而在客戶終端只需一個性能要求不是很高且能夠連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，通過顯示器感覺就像使用本地電腦一樣訪問存儲在數(shù)據(jù)中心的云桌面及應(yīng)用。[2]

云桌面可輕松解決傳統(tǒng)PC模式的終端管理和數(shù)據(jù)安全問題，通過實(shí)施桌面虛擬化，可以達(dá)到減少終端硬件維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全隔離、軟件個性化部署、節(jié)能減排等目標(biāo)。云桌面的主要優(yōu)勢有以下幾個方面：

2.1 集中管理，維護(hù)部署方面便捷

云桌面系統(tǒng)將分散的、獨(dú)立的客戶終端集中在數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理，設(shè)備維護(hù)人員不必為逐臺安裝卸載軟件、維護(hù)系統(tǒng)、安全設(shè)置等，只需要在數(shù)據(jù)中心的桌面系統(tǒng)管理服務(wù)器里就能完成大部分管理維護(hù)工作，可以根據(jù)客戶終端的實(shí)際需求，快速的部署桌面系統(tǒng)軟件環(huán)境，提升桌面服務(wù)水平。這種管理模式，不但減輕了繁重的日常維護(hù)而且提高了工作的效率。

2.2 數(shù)據(jù)隔離，安全可靠

在云桌面系統(tǒng)中，用戶在桌面中保存了數(shù)據(jù)，感覺好像保存在本地硬盤里，其實(shí)不然，用戶本地?zé)o數(shù)據(jù)處理與存儲，本地只有一個無存儲功能的瘦客戶機(jī)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全部保留在數(shù)據(jù)中心，由服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)本身與客戶終端隔離，通過這樣的數(shù)據(jù)隔離措施，能夠有效的保證數(shù)據(jù)不被病毒感染損壞和人為丟失，使系統(tǒng)的破壞減小到最低，保障了數(shù)據(jù)安全。

2.3 多系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)需求

有些特殊工作需要不同的業(yè)務(wù)軟件運(yùn)行在不同系統(tǒng)桌面上，在傳統(tǒng)平臺下，由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)無法安裝在同一個桌面環(huán)境中，往往需要一人配備多臺電腦來實(shí)現(xiàn)不同的桌面系統(tǒng)環(huán)境。這樣不僅占用了工作空間而且還增加了設(shè)備投資。而在云桌面系統(tǒng)下，可以實(shí)現(xiàn)一個桌面里運(yùn)行多個不同的后臺桌面系統(tǒng)，用戶只要在桌面菜單里面根據(jù)軟件需要選擇相應(yīng)的桌面系統(tǒng)即可，系統(tǒng)切換快速靈活。這樣既減少了空間占用，節(jié)約了投資，又滿足了處理多個不同業(yè)務(wù)的需要，提升了用戶工作效率。

2.4 跨平臺遠(yuǎn)程接入，實(shí)現(xiàn)移動辦公

云桌面統(tǒng)一對上層應(yīng)用接口，屏蔽不同虛擬化平臺之間的差異，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行在異構(gòu)平臺的資源統(tǒng)一管理和操作，并且支持使用電腦、手機(jī)、平板等各種移動終端設(shè)備接入，無論身處何地，只要用戶連接網(wǎng)絡(luò)登錄個人云桌面，就像置身于辦公室一樣使用辦公電腦工作，這種網(wǎng)絡(luò)訪問的方式為用戶提供了非常靈活的工作處理方式和良好用戶體驗，實(shí)現(xiàn)隨時隨地真正的BYOD。

2.5 節(jié)約存儲空間、災(zāi)難恢復(fù)快

云桌面的數(shù)據(jù)都是集中存儲在數(shù)據(jù)中心，采用差分存儲方式，通過虛擬機(jī)快照可以在瞬間完成，基礎(chǔ)鏡像只需備份一次，每次備份時只需要備份擴(kuò)展鏡像，減少了備份存儲空間。當(dāng)存儲發(fā)生災(zāi)難性故障時，切換到備份存儲運(yùn)行，快速還原之前運(yùn)行的桌面數(shù)據(jù)，保證業(yè)務(wù)不間斷的持續(xù)運(yùn)行。

3 云桌面在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室中的應(yīng)用

根據(jù)云桌面技術(shù)特點(diǎn)，將云桌面部署在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室可以充分發(fā)揮云桌面的技術(shù)優(yōu)勢。云桌面采用服務(wù)器虛擬化、桌面遠(yuǎn)程控制等技術(shù)構(gòu)建該平臺，應(yīng)用虛擬機(jī)替代傳統(tǒng)的物理機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)環(huán)境，從而解決多媒體教室在建設(shè)和管理過程中的各種問題。

云桌面虛擬平臺的搭建，分為三部分即：虛擬化集群建設(shè)、桌面和應(yīng)用交付控制平臺建設(shè)、終端部署。

虛擬化集群：通過讓服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件資源轉(zhuǎn)換成可以動態(tài)管理的“資源池”，讓一臺服務(wù)器變成幾臺甚至之上百臺虛擬服務(wù)器，從而提升服務(wù)器資源利用率，并實(shí)現(xiàn)具有透明負(fù)載均衡、動態(tài)遷移、故障自動隔離、系統(tǒng)自動重構(gòu)的高可靠服務(wù)器集群環(huán)境。

虛擬桌面交付控制平臺：提供桌面用戶認(rèn)證管理、桌面/應(yīng)用資源訪問控制、虛擬桌面創(chuàng)建及啟動、桌面監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)以更低成本、更安全、更可靠地交付桌面資源。

終端部署：每個終端只需配備瘦終端、顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤即可，無需其他硬件配置。瘦終端是一個嵌入式操作系云終端設(shè)備，可以通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接到運(yùn)行在服務(wù)器上的桌面。用戶通過鼠標(biāo)或鍵盤的在虛擬桌面上的操作向后臺服務(wù)器發(fā)布指令完成相應(yīng)作業(yè)功能。云桌面虛擬平臺的體系架構(gòu)如圖1所示[3]。

4 云桌面技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室中應(yīng)用的效果

4.1 提高了教室和設(shè)備利用率

使用云桌面虛擬平臺，可以滿足多種教學(xué)需要，不用再為專業(yè)課程建立專門的實(shí)驗室，只需要課前按照課程要求，在后臺虛擬桌面交付控制服務(wù)器將所需的系統(tǒng)、軟件部署在云桌面上，然后推送到相應(yīng)的教室即可。同時，由于云桌面對終端設(shè)備的性能要求不高、兼容性好，可以利用不同型號、不同配置、不同批次的現(xiàn)有電腦作為云桌面終端，不用全部購買新終端。從而節(jié)省了建設(shè)實(shí)驗室和購買新設(shè)備的巨大開支，使現(xiàn)有教室和設(shè)備的利用率實(shí)現(xiàn)最大化。[4]

4.2 減少了人力投資，提高了管理效率

云桌面技術(shù)在后臺數(shù)據(jù)中心定制桌面環(huán)境，將原來位置分散的終端設(shè)備集中統(tǒng)一管理，在服務(wù)器端完成對校園內(nèi)所有終端進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和軟件更新，并根據(jù)教室課程需要為相關(guān)終端分發(fā)不同的軟件，有針對性的快速創(chuàng)建教學(xué)環(huán)境。從而減輕了對每個教室每臺終端繁重的日常維護(hù)工作，提高了管理效率，減少了在設(shè)備管理和維護(hù)方面的人力投資。對用戶來說，也不用擔(dān)心在上課過程中因為軟件運(yùn)行錯誤、系統(tǒng)崩潰而影響使用，可以把精力投入到上課當(dāng)中。

4.3 提高教學(xué)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全性

通常由于終端系統(tǒng)崩潰、服務(wù)器故障、網(wǎng)絡(luò)中斷等原因，可能造成課堂中正在使用的軟件或?qū)嶒灁?shù)據(jù)無法保存，而排查故障、恢復(fù)運(yùn)行也需要一定時間才能完成，影響了正常的教學(xué)進(jìn)程。云桌面具有優(yōu)異的容災(zāi)特性，采用基礎(chǔ)鏡像和備份鏡像“雙保險”的存儲方式，將所有系統(tǒng)軟件的運(yùn)算都放在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器內(nèi)運(yùn)行，運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果也保存在其磁盤陣列里，所有運(yùn)算和數(shù)據(jù)都不在用戶終端里存儲。當(dāng)服務(wù)器故障或網(wǎng)絡(luò)中斷時，云桌面會一直運(yùn)行，通過在其他瘦終端上登錄云桌面賬號，還可以繼續(xù)使用，這種完美的數(shù)據(jù)遷移性保持了教學(xué)過程了連續(xù)性。同時由于數(shù)據(jù)都儲存在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器里，所以不用擔(dān)心用戶終端的數(shù)據(jù)被病毒感染或者人為損壞，提高了數(shù)據(jù)的安全性。

4.4 能耗小、節(jié)省建設(shè)成本

云桌面的瘦終端的功耗低，一臺瘦終端功耗大概2-5W，而一臺傳統(tǒng)PC功耗大概50-250W，瘦終端比傳統(tǒng)臺式主機(jī)可節(jié)省電力95%以上。對于擁有成百上千臺終端的高校來說，這種小功耗瘦終端的部署將每年節(jié)省不少電費(fèi)開支，并可大量減少噪聲與碳排放。同時，云桌面強(qiáng)大的服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以優(yōu)化服務(wù)器和存儲基礎(chǔ)架構(gòu)，更有效地利用服務(wù)器和存儲資源，自動根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小啟動或終止某些虛擬機(jī)和物理服務(wù)器的運(yùn)行，節(jié)省電力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。[5]

5 結(jié)語

當(dāng)前，許多高校都在以發(fā)展信息化建設(shè)為牽引，大力推進(jìn)教育改革，將數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)引入到教學(xué)、管理、生活的各個環(huán)節(jié)。面對高校網(wǎng)絡(luò)多媒體教室建設(shè)和管理過程中出現(xiàn)越來越多問題，采用云桌面虛擬化平臺技術(shù)，不僅把應(yīng)用對低層系統(tǒng)和硬件的依賴抽離出來，將各種應(yīng)用資源整合到統(tǒng)一的共享平臺上，方便終端用戶按需使用，還且還提高了多媒體教室的管理效率，使設(shè)備資源利用率最大化，在高校網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)建設(shè)方面有很大的應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]林飛躍，林先津.云桌面在教學(xué)管理中的應(yīng)用[J].實(shí)驗室研究與探索，2013，10（10）：336-337.

[2]崔文博，馬衛(wèi)民.淺析云桌面的應(yīng)用及其優(yōu)勢[J].中國管理信息化，2013，6（11）：45.

[3]李凡，何嘉，柳岸.云桌面在高校計算機(jī)類課程實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)教育，2013，12（24）：110-111.

[4]翁國秀.云桌面技術(shù)在高校計算機(jī)實(shí)驗室建設(shè)和管理中的應(yīng)用[J].信息與電腦，2012（11）：110-111.

[5]蔡丹倩，雷俊智，龔靖，等.云桌面多技術(shù)方案落地，取代傳統(tǒng)PC指日可待[J].通信世界，2011（11）：7-9.