基于云桌面的中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄭俊海

（廣東省財(cái)政職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 廣州 510445）

1 引言

近幾年來，職業(yè)學(xué)校的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)不斷呈現(xiàn)出各種各樣的弊端，使得職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)管理者迫切尋求更好的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)中。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是云計(jì)算的普及應(yīng)用和云桌面技術(shù)的成熟，使得職業(yè)學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)模式也發(fā)生了改變，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)相比，使用云桌面技術(shù)建設(shè)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室在資源節(jié)約、管理效率和教學(xué)方面都具有很大的優(yōu)勢(shì)，也越來越受到職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)管理者的青睞。

2 中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室存在的主要問題

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，職業(yè)學(xué)校中越來越多的課程需要使用到計(jì)算機(jī)一體化教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，這使得計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的數(shù)量越來越多，但傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室在使用和管理上都存在很大的弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

2.1 建設(shè)成本高

現(xiàn)階段職校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)大都采用PC機(jī)模式，而PC機(jī)模式建設(shè)成本（包括采購(gòu)成本、維護(hù)成本、設(shè)備工作時(shí)能源消費(fèi)成本、前期建設(shè)和后期運(yùn)維成本）比較高。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)軟件的不斷升級(jí)，對(duì)硬件的要求也越來越高，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件不能適合軟件的運(yùn)行和使用，需要經(jīng)常更換計(jì)算機(jī)主機(jī)，一般5~6年就要更換一批新的計(jì)算機(jī)主機(jī)。

2.2 管理維護(hù)難度大

傳統(tǒng)的獨(dú)立PC機(jī)運(yùn)行方式雖然對(duì)于學(xué)生來說比較靈活方便，自由度也比較高，但是會(huì)給管理員帶來大量的運(yùn)維工作。同一臺(tái)實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)承擔(dān)不同課程教學(xué)和實(shí)訓(xùn)任務(wù)，不同課程使用不同的應(yīng)用軟件，再加上同一操作系統(tǒng)并不一定兼容多個(gè)應(yīng)用軟件，就這要求機(jī)房管理員要經(jīng)常更新操作系統(tǒng)應(yīng)用模板；如果需要更換課程，就必須由教師或機(jī)房管理員提前花費(fèi)大量的時(shí)間重新配置操作系統(tǒng)及逐臺(tái)安裝應(yīng)用程序。這樣大大增加了機(jī)房管理員的管理維護(hù)工作量。

2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不可靠

計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)課程經(jīng)常要保存每次課程的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容來作為下次課程的實(shí)訓(xùn)任務(wù)基礎(chǔ)。因此教師和學(xué)生都需要在實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)里存儲(chǔ)大量的實(shí)訓(xùn)資料。但由于不同的專業(yè)不同的學(xué)生共同使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)，學(xué)生們誤操作和外來的計(jì)算機(jī)病毒導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)內(nèi)容容易被誤刪，再加上整個(gè)實(shí)訓(xùn)室是組成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，一旦有病毒入侵，很容易漫延至整個(gè)實(shí)訓(xùn)室，影響教學(xué)工作的正常開展。

3 云計(jì)算技術(shù)研究

3.1 云計(jì)算概念

云計(jì)算[1]（cloud computing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且虛擬化的資源。云計(jì)算將所有的信息資源和計(jì)算資源集中起來，由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。

3.2 云計(jì)算體系架構(gòu)

云計(jì)算體系架構(gòu)分為服務(wù)和管理兩大部分。在服務(wù)方面包含服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS、軟件即服務(wù)SaaS三個(gè)方面，主要為用戶提供各種服務(wù)；在管理方面主要以云的管理層為主，它的功能是確保整個(gè)云計(jì)算中心能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，并且能夠被有效管理。如圖1所示。

圖1 云計(jì)算體系架構(gòu)

3.3 云桌面技術(shù)

云桌面，基于分布式云計(jì)算存儲(chǔ)技術(shù)，依托高度加密算法，把數(shù)據(jù)空間、管理服務(wù)以桌面化的方式發(fā)布給操作者。

云桌面的核心技術(shù)是桌面虛擬化，使用B/S模式，通過普通PC機(jī)或瘦客戶端（智能手機(jī)、PAD）等接入終端來訪問跨平臺(tái)的應(yīng)用程序，以及整個(gè)客戶桌面，達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。

在云桌面環(huán)境下，客戶端不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理和存儲(chǔ)，只需要提供最基本的輸入和輸出設(shè)備；而重要的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)則由云服務(wù)器端來實(shí)現(xiàn)。這樣就提高了數(shù)據(jù)處理能力和信息安全性。

4 云桌面實(shí)訓(xùn)室在廣東省財(cái)政職業(yè)技術(shù)學(xué)校的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 云桌面實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)

基于廣東省財(cái)政職業(yè)技術(shù)學(xué)校的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備條件，利用云桌面技術(shù)對(duì)機(jī)房實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)，節(jié)約硬件的投入成本，提高機(jī)房管理效率和保證數(shù)據(jù)安全性。實(shí)訓(xùn)室終端安裝液晶顯示器和云終端，云終端通過網(wǎng)線連接到接入層交換機(jī)；接入層交換機(jī)通過光纖連接到核心交換機(jī)，最后再由核心交換機(jī)通過光纖連接到VDI服務(wù)器。服務(wù)器部署在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心。云桌面實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

4.2 云桌面實(shí)訓(xùn)室的實(shí)現(xiàn)

廣東省財(cái)政職業(yè)技術(shù)學(xué)校云桌面實(shí)訓(xùn)室的實(shí)現(xiàn)是使用噢易的云桌面技術(shù)。在虛擬化環(huán)境部署方面使用OS-Easy vServer服務(wù)器虛擬化，構(gòu)建虛擬化桌面平臺(tái)，終端選擇使用噢易OX47-464瘦客戶機(jī)和液晶顯示器。在vServer服務(wù)器中通過噢易E-VDI教育桌面云系統(tǒng)創(chuàng)建滿足教學(xué)需要的操作系統(tǒng)鏡像的虛擬機(jī)模板，如Windows 7或Windows2003 Server操作系統(tǒng)，然后再根據(jù)需求對(duì)創(chuàng)建好的虛擬機(jī)模板進(jìn)行發(fā)布，形成一定數(shù)量的云桌面，從而構(gòu)成一個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室。使用時(shí)，通過瘦客戶機(jī)等終端設(shè)備直接登錄相應(yīng)的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)云桌面功能的應(yīng)用。

圖2 實(shí)訓(xùn)室云桌面架構(gòu)

在教學(xué)方面，使用云桌面實(shí)訓(xùn)室可以對(duì)教學(xué)環(huán)境中的應(yīng)用軟件和桌面進(jìn)行集中管理，可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用部署，簡(jiǎn)化客戶端的教學(xué)環(huán)境配置和部署要求。而且可以根據(jù)不同專業(yè)需求創(chuàng)建多套教學(xué)場(chǎng)景，滿足不同專業(yè)需求。

在數(shù)據(jù)安全方面，終端只負(fù)責(zé)輸入和輸出顯示，應(yīng)用安裝，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都在服務(wù)器端，計(jì)算都由服務(wù)器承載，避免了傳統(tǒng)PC模式中各種網(wǎng)絡(luò)攻擊、移動(dòng)拷貝等導(dǎo)致的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)和備份，實(shí)現(xiàn)虛擬化存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的安全性；而且在網(wǎng)絡(luò)斷線的情況下，仍然能夠使用本地系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，本地系統(tǒng)支持局域網(wǎng)統(tǒng)一部署，軟件可統(tǒng)一更新。

在管理方面，通過管理端能夠?qū)φ麄€(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，并統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度，資源彈性分配，將資源的利用率最大化。例如管理員通過管理中心就可完成所有管理維護(hù)操作，對(duì)桌面環(huán)境進(jìn)行集中創(chuàng)建、監(jiān)控和管理，減少桌面現(xiàn)場(chǎng)支持的需求，大大提高工作效率。

5 結(jié)語(yǔ)

基于云桌面的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的使用，相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室具有很大的優(yōu)勢(shì)：建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本降低；維護(hù)和管理工作量減少；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全可靠性增加；數(shù)據(jù)資源利用率最大化。因此，采用云桌面的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室不僅能夠滿足日常的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)需求，而且能夠?qū)?jīng)濟(jì)和管理帶來很大的好處。相信基于云桌面技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室將會(huì)在職業(yè)學(xué)校中得到推廣應(yīng)用。

[1]陸世堯．虛擬化云桌面在聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用與研究[J]．當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2016(9)：10．

[2]周鐵成．多媒體教室云桌面教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(12)：66-69．