校園多媒體教室云桌面建設(shè)技術(shù)分析

陸綺榮+夏繼偉

【摘 要】本文針對(duì)客戶(hù)需求，分析云存儲(chǔ)的服務(wù)器集群、云桌面系統(tǒng)對(duì)于終端的依賴(lài)程度、移動(dòng)教學(xué)以及教室系統(tǒng)的管理需求，設(shè)計(jì)云桌面的建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】云桌面 虛擬化 終端服務(wù)器 客戶(hù)端

【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）06C-0191-02

云桌面可以把數(shù)據(jù)空間、管理服務(wù)，以提供桌面化的方式發(fā)布給操作者，適合作為平板、手機(jī)客戶(hù)端等移動(dòng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，也可以將傳統(tǒng)PC升級(jí)為網(wǎng)絡(luò)操作。云桌面主要通過(guò)虛擬化應(yīng)用，將云端資源發(fā)布給各操作終端，仍屬于數(shù)據(jù)平臺(tái)云操作系統(tǒng)。

從硬件設(shè)備方面看，傳統(tǒng)的多媒體教室各個(gè)教室均采取同樣的完整的計(jì)算機(jī)設(shè)備，無(wú)需設(shè)置終端服務(wù)器；而云桌面教室需架設(shè)終端服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接客戶(hù)端，客戶(hù)端可以是原有設(shè)備也可是全新的個(gè)性化設(shè)備。

從軟件資源方面看，傳統(tǒng)的多媒體教室會(huì)因?yàn)樵O(shè)備配置，限制可用軟件的數(shù)目，而云桌面可用利用終端服務(wù)器滿(mǎn)足老師所有的需要，更可以開(kāi)發(fā)個(gè)性化的教學(xué)軟件。

從設(shè)計(jì)理念上看，傳統(tǒng)的多媒體教室更多體現(xiàn)的是“平均主義”的思想，要求各個(gè)教室均能滿(mǎn)足教學(xué)的最低要求；而云桌面教室體現(xiàn)的是“按需提供”的設(shè)計(jì)思路，可以滿(mǎn)足上課老師對(duì)于資源的最高要求 。

從設(shè)備安裝維護(hù)的角度上看，傳統(tǒng)的多媒體教室在系統(tǒng)安裝以及系統(tǒng)維護(hù)上需要維護(hù)老師親身到教室操作；而對(duì)于云桌面教室的維護(hù)，可以在任意的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行。

一、云桌面的建設(shè)基本方案

（一）基本構(gòu)成。云桌面建設(shè)方案實(shí)際分為硬件和軟件兩個(gè)部分。硬件方面主要由服務(wù)器集群與客戶(hù)端組成，二者之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接。所有的云桌面建設(shè)均離不開(kāi)這二者，區(qū)別只是在于服務(wù)器集群的架構(gòu)已經(jīng)客戶(hù)端設(shè)備的選擇。

而在軟件建設(shè)方面，需要結(jié)合具體的硬件鋪設(shè)來(lái)實(shí)施，在本文中設(shè)計(jì)了兩種實(shí)施方案。

（二）服務(wù)器集群，數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)。在服務(wù)器集群選擇上，為了數(shù)據(jù)的安全，采取的是對(duì)稱(chēng)式集群，集群內(nèi)的每臺(tái)服務(wù)器都能對(duì)整個(gè)集群進(jìn)行管理，且控制節(jié)點(diǎn)大于2個(gè)。對(duì)稱(chēng)式集群的2個(gè)服務(wù)器可以互相備份，地位相等，在其中一個(gè)服務(wù)器發(fā)生故障的時(shí)候，另一個(gè)會(huì)立即接收其工作（可能需要重啟），可以保證終端繼續(xù)使用。云桌面的實(shí)質(zhì)是虛擬機(jī)，而其計(jì)算處理均在云端服務(wù)器上，而對(duì)于不同的廠(chǎng)商所制造的產(chǎn)品，對(duì)于終端的依賴(lài)程度并不一致。

（三）管理和使用方案。云桌面本質(zhì)是虛擬機(jī)，所以在所有的教室安裝的均為同一克隆版本。對(duì)批量生成的虛擬機(jī)，可批量按序授權(quán)于批量生成的用戶(hù)，方便簡(jiǎn)單，避免繁瑣的用戶(hù)授權(quán)。系統(tǒng)管理員只需要在主機(jī)房進(jìn)行遠(yuǎn)程管理就可以，不需要逐個(gè)教室設(shè)置，可以大大減輕系統(tǒng)管理員的工作量。管理員擁有對(duì)所有教室的最終控制權(quán)。

二、兩種實(shí)用方案設(shè)計(jì)

現(xiàn)如今市面上的云桌面的建設(shè)側(cè)重點(diǎn)各有不同，有一部分廠(chǎng)商的側(cè)重點(diǎn)在于移動(dòng)客戶(hù)端的使用，一部分廠(chǎng)商的側(cè)重點(diǎn)在于虛擬云桌面的軟件多樣性以及精品教學(xué)課程的建設(shè)，也有一部分廠(chǎng)商在建設(shè)過(guò)程中追求各方面的均衡性和經(jīng)濟(jì)效益。那么在校園云桌面的建設(shè)中，哪一種思路更加適合如今的需求呢？

（一）方案1：利用全新的硬件建設(shè)大型的網(wǎng)絡(luò)多功能課堂。該方案將利用各種配置的移動(dòng)終端設(shè)置不同的教學(xué)場(chǎng)景，教學(xué)人員、學(xué)生甚至家長(zhǎng)均可以利用移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入課堂；與此同時(shí)建立了教育資源服務(wù)平臺(tái)和管理平臺(tái)，提供了有力的底層技術(shù)支撐，能夠更好實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的共享，有效促進(jìn)教育的均衡和公平。

1.教學(xué)功能分配。此方案依靠全新設(shè)計(jì)的硬件設(shè)備，創(chuàng)造了完整的配套系統(tǒng)和豐富的教學(xué)資源。

教學(xué)模式是在一定教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來(lái)的較為穩(wěn)定的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)框架和活動(dòng)程序。作為結(jié)構(gòu)框架，從宏觀(guān)上把握教學(xué)活動(dòng)整體及各要素之間內(nèi)部的關(guān)系和功能；作為活動(dòng)程序則突出了教學(xué)模式的有序性和可操作性。

對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，本方案提供3種學(xué)習(xí)模式：專(zhuān)遞課堂（一對(duì)一網(wǎng)絡(luò)課堂）；同步課堂（虛擬大課堂）；三分鐘掌握知識(shí)點(diǎn)模式——微課+移動(dòng)學(xué)習(xí)。

對(duì)于老師的授課方式提出了“一師一優(yōu)課”解決方案。在教學(xué)過(guò)程中，主講老師專(zhuān)門(mén)可為遠(yuǎn)端聽(tīng)講教室學(xué)生授課，主講教室與聽(tīng)課教室中學(xué)生可以進(jìn)行音視頻的實(shí)時(shí)互動(dòng)。聽(tīng)課學(xué)生可以清晰地看到老師教學(xué)活動(dòng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)可以隨時(shí)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行觀(guān)摩和了解。

2.物理建設(shè)拓?fù)鋱D。此方案需要采購(gòu)獨(dú)立的教學(xué)主機(jī)、導(dǎo)播臺(tái)，搭建云終端，建立一個(gè)校園內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)，也可以通過(guò)手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入課堂。

（二）方案2：簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)方案。該方案將傳統(tǒng)PC終端的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都安裝在后臺(tái)服務(wù)器的虛擬機(jī)中，所有運(yùn)算都由服務(wù)器來(lái)完成，老師實(shí)際使用與傳統(tǒng)多媒體教室使用方法差別不大。

云桌面解決方案主要包括：云主機(jī)，教育云桌面軟件，云終端一體機(jī)（可利用原有PC）。

云主機(jī)：承載虛擬桌面，進(jìn)行集中運(yùn)算和存儲(chǔ)，全面選用Intel產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，保障桌面云的性能和穩(wěn)定性。

教育云桌面軟件：云主機(jī)部署教育桌面云軟件，采用服務(wù)器集群方式，通過(guò)虛擬化技術(shù)生成大量虛擬桌面，利用遠(yuǎn)程桌面顯示協(xié)議，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將桌面發(fā)送給教室終端設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)管理員可通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器管理平臺(tái)，對(duì)所有服務(wù)器、虛擬桌面、用戶(hù)、終端進(jìn)行集中管理維護(hù)。

云終端：教師可使用云終端一體機(jī)或者原有PC機(jī)，在滿(mǎn)足教學(xué)需求的同時(shí)更易于管理維護(hù)且節(jié)能環(huán)保。

三、結(jié)論

方案1的優(yōu)勢(shì)在于場(chǎng)景的多樣性、移動(dòng)學(xué)習(xí)的便捷性和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)于教學(xué)的掌控。這種教學(xué)更適合低年齡段的學(xué)習(xí)者以及網(wǎng)絡(luò)教育機(jī)構(gòu)，有些類(lèi)似于現(xiàn)在流行的網(wǎng)絡(luò)直播技術(shù)。方案2最大的優(yōu)點(diǎn)在于其兼顧了云桌面的各個(gè)方面，也充分利用了原本的教學(xué)設(shè)備，節(jié)約了項(xiàng)目成本。

（一）云桌面相對(duì)于傳統(tǒng)的多媒體教室具有的優(yōu)勢(shì)。部署云桌面之后，可以利用最低的代價(jià)獲得最高的硬件使用效果。在管理平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)對(duì)分散多媒體教室的集中管控，極大提高了教學(xué)環(huán)境的管理效率。響應(yīng)“綠色環(huán)?！钡目谔?hào)，教室采用瘦終端機(jī)，瘦終端機(jī)功率僅為傳統(tǒng)PC的10%。同時(shí)，瘦終端機(jī)占地小，便于安裝，且噪音低，使得教學(xué)環(huán)境更為舒適。

（二）云桌面的發(fā)展趨勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)，硬件設(shè)備的成本將進(jìn)一步降低，硬件設(shè)備也會(huì)變得更加便攜，更加智能?，F(xiàn)階段的云桌面技術(shù)，減輕了學(xué)校對(duì)于教學(xué)管理方面的壓力，合理利用了有限的教學(xué)資源。這些技術(shù)實(shí)際上更多的好處是由硬件帶來(lái)的。而硬件只是實(shí)現(xiàn)教學(xué)的輔助工具，真正目標(biāo)是教學(xué)的效果，所以在今后的發(fā)展中，教學(xué)軟件與教學(xué)資源的建設(shè)是云桌面系統(tǒng)真正的發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)階段高校普遍存在教學(xué)硬件資源過(guò)剩，然而幾乎每一所高校都缺乏實(shí)用、高效、專(zhuān)業(yè)的教學(xué)資源，而云平臺(tái)的出現(xiàn)使得各個(gè)高校之間可以相互合作，各自打造自己的優(yōu)勢(shì)學(xué)科，資源共享，互惠互助。在廣西高校系統(tǒng)總共有10多家獲得國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的單位，包括桂林電子科技大學(xué)的電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心和通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，桂林理工大學(xué)的基礎(chǔ)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和水污染控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，以及廣西師范大學(xué)的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心等，這些國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的大型儀器設(shè)備，目前還沒(méi)有能夠在全區(qū)高校范圍內(nèi)得到廣泛的共享和利用。

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[2]郭芬.面向虛擬機(jī)的云平臺(tái)資源部署與調(diào)度研究[D].華南理工大學(xué)，2015

【作者簡(jiǎn)介】陸綺榮（1966— ），女，博士，桂林理工大學(xué)教授，研究方向：信息處理；夏繼偉（1993— ），男，在讀碩士，研究方向：軟件工程。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）