高校文科類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心云桌面建設(shè)探索

孫玉良, 黃漫紅

(北京農(nóng)學(xué)院 經(jīng)管學(xué)院, 北京 102206)

高校文科類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心云桌面建設(shè)探索

孫玉良, 黃漫紅

(北京農(nóng)學(xué)院 經(jīng)管學(xué)院, 北京 102206)

根據(jù)高校文科類實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際需求,探索出能夠?qū)崿F(xiàn)中心服務(wù)器、存儲(chǔ)空間到機(jī)房終端的虛擬化,形成更適合高校文科類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的安全、綠色的云端教學(xué)環(huán)境,提高資源利用率,降低能耗,提升集中管理水平,實(shí)現(xiàn)教育信息化發(fā)展新目標(biāo)。

文科類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心； 云桌面； 虛擬化

傳統(tǒng)的高校文科類實(shí)驗(yàn)機(jī)房以各種型號(hào)的PC為主,所有組件都綁定在用戶的PC 上,機(jī)房多采用PC+還原卡的模式,任何一個(gè)組件出現(xiàn)問題都可導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作,而且應(yīng)用軟件更新和維護(hù)困難[1]。由于機(jī)房人流量大,需花費(fèi)大量的人力和各種資源來進(jìn)行維護(hù)和管理各種硬件與軟件,保證系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性與安全性。無休止的應(yīng)用升級(jí)、操作系統(tǒng)補(bǔ)丁、防病毒更新造成人力和綜合資源的浪費(fèi)。由于設(shè)備使用時(shí)間的延長(zhǎng)和用戶數(shù)據(jù)量的增加,設(shè)備與數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)難度越來越大,各種故障頻繁出現(xiàn),用戶數(shù)據(jù)與設(shè)置易丟失,給教學(xué)帶來?yè)p失,影響教學(xué)的正常進(jìn)程[2]。

基于云計(jì)算桌面虛擬化技術(shù)的桌面云系統(tǒng),在物理服務(wù)器和桌面虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)上,將計(jì)算機(jī)、服務(wù)器的硬件、教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等不同的應(yīng)用,用虛擬化手段調(diào)配計(jì)算資源,將這些應(yīng)用分開,使更新、升級(jí)、維護(hù)更易實(shí)施,簡(jiǎn)化了管理,能夠更有效地利用IT資源,滿足隨時(shí)隨地提供或更新數(shù)據(jù)資源的靈活性。桌面云技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),不同的用戶終端以虛擬機(jī)的方式來獨(dú)立運(yùn)行,這些虛擬機(jī)共用物理存儲(chǔ)、中央處理器、網(wǎng)絡(luò)接口等底層物理硬件資源,將終端用戶的桌面虛擬化,把不同的用戶隔絕開來,達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性,使每位用戶都擁有獨(dú)立的操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)精確的資源分配,滿足各種不同需求讀者的應(yīng)用需求[3-4]。此外,該技術(shù)采用鏈接克隆技術(shù)快速置備所需的虛擬桌面,大幅減少設(shè)備及應(yīng)用環(huán)境的維護(hù)和管理成本。

云計(jì)算應(yīng)用的方案更方便、成本更低、安全性更高,可以靈活快捷操作,越來越來實(shí)用。

1 文科類實(shí)驗(yàn)室維護(hù)復(fù)雜

文科類的實(shí)驗(yàn)絕大部分都是在實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)房依靠計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和模擬軟件完成的,文科類的實(shí)驗(yàn)室主要為本科生、研究生、?？粕母鞣N教學(xué)模擬軟件的課程實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)提供相應(yīng)的計(jì)算機(jī)環(huán)境,每學(xué)期都要承擔(dān)繁重的教學(xué)任務(wù),除此以外,有的時(shí)候還要為學(xué)生提供額外的自由上機(jī)時(shí)間,以保證部分學(xué)生在課外繼續(xù)學(xué)習(xí)的需求[5]。所以實(shí)驗(yàn)室所承擔(dān)的計(jì)算機(jī)機(jī)房的日常維護(hù)和管理工作非常復(fù)雜,具體體現(xiàn)在：

(1) 計(jì)算機(jī)的更新速度不可能趕得上教學(xué)模擬軟件更新的速度。教學(xué)軟件的不斷更新,導(dǎo)致授課內(nèi)容不斷更新,隨之機(jī)房軟件需要時(shí)時(shí)更新。軟件更新后,老的計(jì)算機(jī)不能適應(yīng)這些軟件環(huán)境,被閑置或淘汰,因此不少計(jì)算機(jī)使用幾年就需要更新?lián)Q代[6]。

(2) 經(jīng)常部署教學(xué)系統(tǒng),更新軟件越來越困難。為了快速跟上教學(xué)軟件環(huán)境的需要,每學(xué)期課程軟件升級(jí)更新需求更加旺盛,為提高學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境跟上信息發(fā)展的要求,學(xué)校會(huì)經(jīng)常對(duì)現(xiàn)有的軟件教學(xué)環(huán)境進(jìn)行更新,對(duì)新的要求進(jìn)行開發(fā),也會(huì)更新一個(gè)全新的操作系統(tǒng)。而傳統(tǒng)的環(huán)境已經(jīng)不能滿足教學(xué)多樣化的要求,學(xué)生的軟件應(yīng)用環(huán)境僵化,如果對(duì)某一個(gè)軟件進(jìn)行更新,則整個(gè)機(jī)房進(jìn)行維護(hù)時(shí)都需要對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行改變,而每次的改變都需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的或單機(jī)的系統(tǒng)復(fù)制,費(fèi)時(shí)費(fèi)力[6]。

(3) 多環(huán)境多應(yīng)用。由于學(xué)校開設(shè)課程眾多,現(xiàn)在的課程內(nèi)容每次都不一樣,每次課如果都把軟件安裝在一個(gè)系統(tǒng)上可能有沖突,而每臺(tái)計(jì)算機(jī)一天之內(nèi)要換多個(gè)人使用,環(huán)境應(yīng)用變化多,每個(gè)使用者的習(xí)慣也不一樣[7],計(jì)算機(jī)維護(hù)存在問題較多。

(4) 計(jì)算機(jī)機(jī)房電腦品類多,維護(hù)管理沒有統(tǒng)一方案?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)機(jī)房的計(jì)算機(jī)有不同時(shí)代采購(gòu)的,配置不一樣,安裝的軟件不一樣,每次維護(hù)都不能統(tǒng)一維護(hù),只能單獨(dú)維護(hù),不能提高維護(hù)效率,同時(shí)也不能發(fā)揮計(jì)算機(jī)的最佳效能。

(5) 計(jì)算機(jī)機(jī)房運(yùn)行維護(hù)成本高。計(jì)算機(jī)使用導(dǎo)致的硬件損壞頻繁、更換快速,而隨著年限的增加,實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的PC如果每3～4年都更新一次,總體PC投入成本居高不下,并且軟件部署、更新以及打補(bǔ)丁都需要管理人員實(shí)時(shí)操作。對(duì)各種事后的應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試部署與審核缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),如果需要專業(yè)技術(shù)人員上門服務(wù)來指導(dǎo)解決處理問題及支持,成本會(huì)更高[8]。

云計(jì)算教室方案是將若干高性能的去主機(jī)作為云端計(jì)算機(jī)中心,終端采用綠色節(jié)能的云終端。教師和學(xué)生通過云終端即可使用集中部署于云主機(jī)的桌面環(huán)境,體驗(yàn)與高性能計(jì)算機(jī)完全一致。通過這種方式,學(xué)校的計(jì)算機(jī)室、備課室、辦公室都可以在云端統(tǒng)一進(jìn)行部署和管理。文科類實(shí)驗(yàn)機(jī)房的改革已經(jīng)迫在眉睫,急需一批有卓越遠(yuǎn)見,敢于創(chuàng)新的IT人員及決策者開始重新審視學(xué)生機(jī)房的管理,開辟出一條改革文科類實(shí)驗(yàn)機(jī)房設(shè)備合理化道路[6]。

2 云教室虛擬桌面要滿足的要素

云教室的虛擬桌面要能夠提供與目前用戶使用的PC一樣的各種功能,如順暢地使用教學(xué)所需要的軟件等,重要的是要滿足如下要素:

(1) 簡(jiǎn)化管理,提升效率,推進(jìn)教育信息化改革。對(duì)于學(xué)校來說,使用桌面云建設(shè)方案,使學(xué)校機(jī)房教育裝備、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室管理上一個(gè)新臺(tái)階,建設(shè)成集中統(tǒng)一管理的云數(shù)據(jù)中心,更好地為教學(xué)服務(wù),可使IT設(shè)備使用周期更長(zhǎng)、使用效率更高、靈活云端訪問、降低運(yùn)維成本、簡(jiǎn)化關(guān)鍵IT 流程、提高安全性和合規(guī)性、提高IT長(zhǎng)期投入回報(bào),引領(lǐng)計(jì)算機(jī)IT環(huán)境進(jìn)入云時(shí)代[9]。

(2) 提高應(yīng)用訪問及系統(tǒng)安全性。由于能夠?qū)?shù)據(jù)從 IT 環(huán)境的邊緣移到數(shù)據(jù)中心內(nèi),從本質(zhì)上降低了 IT 部門所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn),不易遭受惡意攻擊,所有用戶的桌面都可以遠(yuǎn)程集中得到升級(jí),將系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)降低到最低。同時(shí)數(shù)據(jù)訪問集中化能夠緩解數(shù)據(jù)泄漏和失竊的風(fēng)險(xiǎn)，并簡(jiǎn)化和規(guī)范工作程序。

(3) 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化教學(xué)。提供更安全的教學(xué)、學(xué)習(xí)環(huán)境,提供更靈活的使用方式,用戶在任何地點(diǎn)都可以通過任何一種滿足接入要求的設(shè)備訪問虛擬桌面,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)教學(xué)學(xué)習(xí)。

(4) 提高資源靈活分配,實(shí)現(xiàn)資源最大化使用?？舍槍?duì)教學(xué)不同要求分配不同的硬件資源,實(shí)現(xiàn)資源最大化使用,且可隨時(shí)切換IT環(huán)境的使用場(chǎng)景,讓學(xué)更加靈活。

(5) 綠色環(huán)保,降低運(yùn)維成本。計(jì)算存儲(chǔ)集中在云端,所以客戶端的壓力大大降低,更簡(jiǎn)化的客戶端可以得到廣泛使用。終端可使用一體化設(shè)計(jì),無風(fēng)扇和機(jī)械硬盤等易損元件，并且能耗更低的云終端,其壽命比PC機(jī)更久、使用周期更長(zhǎng),節(jié)省開支的同時(shí)大大減少電子垃圾,響應(yīng)國(guó)家倡導(dǎo)的綠色節(jié)能號(hào)召,同時(shí)從管理、維護(hù)、終端更新?lián)Q代、業(yè)務(wù)擴(kuò)展、終端用戶持續(xù)增長(zhǎng)等各方面綜合考慮,長(zhǎng)期投資回報(bào)率高[10]。

3 文科類實(shí)驗(yàn)室云桌面的功能特性

一個(gè)成熟的適合高校文科類實(shí)驗(yàn)室的教育云桌面,應(yīng)該能為文科類教學(xué)而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器資源池(云)通過云架構(gòu)集中化管理,根據(jù)教學(xué)業(yè)務(wù)需要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建、刪除、備份,快速搭建教學(xué)的業(yè)務(wù)環(huán)境,動(dòng)態(tài)遷移教學(xué)環(huán)境保證教學(xué)業(yè)務(wù)的連續(xù)性,并提供數(shù)據(jù)安全共享存儲(chǔ)管理、實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警等,具體說來應(yīng)該具有以下的功能特性:

(1) 云服務(wù)器集群管理?？赏瓿蓪?duì)云服務(wù)器、云終端、虛擬桌面、網(wǎng)絡(luò)、教室、課表等管理?？梢詫W(xué)校的電腦教室、多媒體教室、備課室、教師辦公電腦納入平臺(tái)統(tǒng)一管理。一個(gè)教室一朵云,云服務(wù)器分散部署在各個(gè)教室,每臺(tái)云服務(wù)器都有獨(dú)立的管理平臺(tái),需要對(duì)每一臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行單獨(dú)配置。多個(gè)單獨(dú)管理平臺(tái),有獨(dú)立的管理平臺(tái),也有集群的管理平臺(tái),每個(gè)管理平臺(tái)的管理范圍和作用不同,某些操作需要頻繁切換各個(gè)管理平臺(tái)。一套真正的集群模式管理平臺(tái),可完成所有的管理端操作。

(2) 雙桌面模式。云教室桌面應(yīng)該擁有2種以上模式,在教學(xué)機(jī)房使用教學(xué)桌面,在教室辦公、多媒體教室等場(chǎng)景下使用個(gè)人桌面,實(shí)現(xiàn)教師移動(dòng)辦公和備課。賬號(hào)管理登錄的個(gè)人桌面,用戶可以通過賬號(hào)與密碼在任意連接的終端設(shè)備上使用虛擬桌面,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公、教學(xué)的目的。無需要賬號(hào)密碼直接登錄的教學(xué)桌面,桌面與終端設(shè)備或教室綁定,可為桌面設(shè)置多種還原模式,可批量修改計(jì)算機(jī)名等信息,方便管理。

(3) 完善的終端管理。云教室應(yīng)該擁有非常完善的終端管理功能,除了以上列出的部分功能外,可讓終端設(shè)備與桌椅一一對(duì)應(yīng),大大簡(jiǎn)化教學(xué)管理。一般桌面云對(duì)終端管理主要完成終端的遠(yuǎn)程開機(jī),關(guān)機(jī)、重啟動(dòng)等任務(wù)。除此之外,終端還可以批量修改計(jì)算機(jī)名、IP地址信息，可設(shè)置客戶端模式、可對(duì)終端排號(hào)等。

(4) 課表計(jì)劃。課表應(yīng)具備不同的課表自動(dòng)切換系統(tǒng),適用于不同課程的桌面環(huán)境,根據(jù)課表安排對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)或關(guān)閉[11]。

4 結(jié)語(yǔ)

云教室教學(xué)體驗(yàn)更快、作業(yè)空間更大、系統(tǒng)保障更安全、教學(xué)場(chǎng)景更豐富、環(huán)境低碳環(huán)保、運(yùn)維效率高、外設(shè)兼容性多,可增加移動(dòng)辦公,校本資源空間高效應(yīng)用。桌面云虛擬化技術(shù)的可靠性、低維護(hù)、高安全性、靈活應(yīng)用特點(diǎn),非常適用于高校文科類的實(shí)驗(yàn)機(jī)房。

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Exploration on construction of cloud desktop of liberal arts experimental demonstration teaching center in colleges and universities

Sun Yuliang, Huang Manhong

(Economics & Management School, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China)

According to the practical requirements, this paper explores how to achieve virtual center server and storage space to the computer terminal, and the formation is more suitable for the college liberal arts experimental demonstration center’ safety and green cloud teaching environment, to improve the resource utilization, reduce energy consumption, improve the centralized management level, and realize the informatization of education development with the new target.

college liberal arts experimental teaching demonstration center; cloud desktop; virtualization

10.16791/j.cnki.sjg.2017.05.053

2016-11-01 修改日期：2017-01-16

孫玉良(1980—),男,安徽蕭縣,碩士,實(shí)驗(yàn)師,主要從事實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理研究.

E-mail：29456791@qq.com

G482

B

1002-4956(2017)5-0212-03