云桌面：將教師從設(shè)備操作中解放

文 /董 征

閩南師范大學(xué)在云計算技術(shù)不斷發(fā)展并在各種場景的應(yīng)用逐步普及的背景下，按照國家教育信息化2.0發(fā)展規(guī)劃和學(xué)校的智慧校園建設(shè)整體規(guī)劃，在原有網(wǎng)絡(luò)智能化多媒體教室的基礎(chǔ)上把云計算系統(tǒng)整合進去，建設(shè)新的云多媒體教室系統(tǒng)。通過云計算的場景化應(yīng)用，實現(xiàn)教學(xué)集中化、管理智能化、維護簡單化、計算能力分享化等，進一步提高基礎(chǔ)教學(xué)信息化水平。

云多媒體教室系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)是：通過兩到三期工程建設(shè)，分期逐步構(gòu)建一個以高速教學(xué)專用的校園網(wǎng)絡(luò)為支撐，涵蓋各項公共教學(xué)及服務(wù)的信息化教學(xué)系統(tǒng)，提供信息化的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境。建設(shè)完成后，在云多媒體教室里實現(xiàn)由銳捷胖瘦客戶機及部分PC登錄云桌面相結(jié)合交付給教師上課使用的個人專有云桌面，教師可以在校內(nèi)外無障礙地使用個人文件、資源和各種軟件應(yīng)用。教學(xué)管理維護人員可以使用云系統(tǒng)管理平臺對云服務(wù)器主機和客戶端進行各項管理維護，通過遠程登錄操作就可實現(xiàn)絕大多數(shù)的日常管理維護工作，以大幅度提高運維效率。與此同時，通過遠程批量智能化的設(shè)備部署和安裝也能進一步融入學(xué)校信息化管理服務(wù)建設(shè)，打造智慧校園服務(wù)。

總體架構(gòu)設(shè)計及思路

系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)

云系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器主機部署在閩南師范大學(xué)數(shù)據(jù)中心機房，通過專用高速網(wǎng)絡(luò)交付云桌面，并與校園網(wǎng)絡(luò)高速連接實現(xiàn)資源的共享應(yīng)用。計算資源的集中部署、管理，可以在提高計算資源利用率的同時，為教學(xué)業(yè)務(wù)提供更加安全、靈活、高速的使用環(huán)境。云服務(wù)器主機通過平滑擴容模式實現(xiàn)整個云計算資源池的按需自由擴展，增補的云服務(wù)器主機可以平滑加入云服務(wù)器主機集群。

系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)思路

教室教師上課終端的集中云化管理、教學(xué)系統(tǒng)安全可靠免維護、個人數(shù)據(jù)隨賬號保存、學(xué)校信息化資源平臺的整合等問題是系統(tǒng)建設(shè)中優(yōu)先考慮的問題。為此，通過云多媒體系統(tǒng)的引入并與現(xiàn)有教室設(shè)備的整合讓使用云終端的教師可根據(jù)教學(xué)需要在鏡像間進行靈活的實時切換；還可通過重定向技術(shù)提供視頻教學(xué)服務(wù)，保證教師上課應(yīng)用效果；個性化、免維護的云桌面讓教師不再為設(shè)備操作維護分心，更專注于教學(xué)；教學(xué)管理軟件的應(yīng)用可實現(xiàn)高速下載和分享教學(xué)資源，提升教學(xué)質(zhì)量管理的效率。

圖1 云多媒體教室系統(tǒng)拓撲

系統(tǒng)建設(shè)方案及思考

經(jīng)過對各廠家系統(tǒng)及設(shè)備的測試，閩南師范大學(xué)確定與銳捷合作，包括瘦客戶機、云服務(wù)主機、云管理系統(tǒng)和相關(guān)教學(xué)管理軟件系統(tǒng)，貫穿其間的核心技術(shù)是基于云計算技術(shù)的遠程控制管理技術(shù)和云安全技術(shù)。

在云客戶端層面，全面部署云終端瘦客戶機。在云主機層，多臺云服務(wù)器主機集中部署，組成云服務(wù)器主機集群提供全校設(shè)備的集中運算及容災(zāi)冗余。集群配置6臺云主機為計算存儲設(shè)備，并進行熱備份保證個人桌面數(shù)據(jù)的安全性，同時具備250多個多媒體教室的虛擬云桌面功能。集群中，計算云主機提供運算冗余，保證集群中任意服務(wù)器宕機的情況下教學(xué)業(yè)務(wù)的連續(xù)性和高可用性。管理層通過主控設(shè)備中自帶的Web管理平臺對集群進行本地或遠程管理，可同時對部署到所有云客戶終端在內(nèi)的虛擬桌面集中進行統(tǒng)一管理和日常升級維護。管理系統(tǒng)中考慮了云安全設(shè)計，涵蓋了用戶管理、權(quán)限管理和系統(tǒng)運行監(jiān)控等。通過教學(xué)管

系統(tǒng)建設(shè)使用效益分析

改善教學(xué)體驗，提高教學(xué)效率

云多媒體教室系統(tǒng)投入使用后，教師通過云桌面在教室獲得了自己專屬的電腦桌面，能在更專注于教學(xué)的同時又免除了維護個人電腦的煩惱，無需因在不同教室上課需頻繁適應(yīng)不同的教學(xué)環(huán)境而影響教學(xué)質(zhì)量。同時做到個人教學(xué)資源的隨時調(diào)用，通過賬號，在任一教室任一云桌面終端都可登錄個人桌面和數(shù)據(jù)存儲盤，快速進入教學(xué)狀態(tài)。

提升教室設(shè)備可靠性，保證信息安全

通過云桌面的應(yīng)用，教室內(nèi)的教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定性得到進一步提高。以往教師在教室上課時需要進行多個設(shè)備的操作，個人誤操作及外部網(wǎng)絡(luò)威脅都會對設(shè)備穩(wěn)定運行和教學(xué)安排造成理軟件深度集成個人網(wǎng)盤、教研組管理、資源分享三大類功能模塊，以及一站式單點登錄設(shè)計，實現(xiàn)高度的信息和資源共享，讓教師通過一個賬號實現(xiàn)教學(xué)和辦公。

教師的個人專屬教學(xué)桌面通過制作多套系統(tǒng)鏡像模版來進行初始化，并根據(jù)學(xué)校教學(xué)管理的需要設(shè)立相應(yīng)分組，再進一步把教師賬號分組與鏡像模板相結(jié)合，形成按教學(xué)需要定制的教師個人專屬教學(xué)桌面環(huán)境。部署完成后，每位教師可以通過登錄個人賬號獲得已經(jīng)配置好的個人專屬的教學(xué)桌面及個人數(shù)據(jù)盤，并可以在此基礎(chǔ)上進行個人設(shè)置，例如將個人課件、軟件、教學(xué)素材等上傳到個人桌面和數(shù)據(jù)盤內(nèi)，并可以通過教學(xué)管理軟件在分組內(nèi)進行資源分享。教師在校內(nèi)或者家中即可通過賬號登錄進行身份認證，從而隨時隨地使用個人虛擬機桌面資源（如在個人電腦上登錄只需在個人電腦安裝云終端軟件）。教師在云系統(tǒng)上的操作均在云主機服務(wù)器中執(zhí)行且實時保存，終端僅提供遠程顯示；在操作結(jié)束選擇關(guān)機操作時，系統(tǒng)盤中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)均會還原保證系統(tǒng)安全性，同時云主機回收運算資源，教師個人數(shù)據(jù)均安全保存在個人數(shù)據(jù)盤中并通過云主機的集群存儲功能執(zhí)行備份。教學(xué)管理軟件根據(jù)實際需求安裝在云主機內(nèi)，和教師的云桌面無縫對接，每位教師都可以在登錄個人云桌面時，通過云系統(tǒng)軟件遠程調(diào)取使用在線云資源和存儲在云主機內(nèi)的個人資源，進行備課、課件制作、批改作業(yè)、登記成績等操作，并可以通過建立自由群組實現(xiàn)教學(xué)討論和資源共享，借助信息化技術(shù)杜絕傳統(tǒng)教學(xué)中的教學(xué)孤島現(xiàn)象。在整個教學(xué)活動過程中，教學(xué)管理部門可以通過Web圖形化管理界面對教學(xué)過程進行管理。影響。在系統(tǒng)建設(shè)完成后，教室音視頻設(shè)備和瘦客戶終端等全部通過刷卡的方式一次性統(tǒng)一自動打開關(guān)閉，免除了教師開關(guān)設(shè)備的煩惱。同時為了保證數(shù)據(jù)安全防止人為或病毒的攻擊，系統(tǒng)內(nèi)建了云安全保護措施，保證操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。并通過云防火墻、服務(wù)器雙機熱備、網(wǎng)絡(luò)安全冗余建設(shè)等應(yīng)用實現(xiàn)了在多教室同時上課的情況下，對數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的保障以及災(zāi)難應(yīng)對及恢復(fù)策略，確保了正常授課的進行，最大程度地避免教學(xué)事故出現(xiàn)。

降低更新改造頻率，保證設(shè)備兼容

該系統(tǒng)在建設(shè)中采用瘦客戶機替換原有PC，避免了頻繁的設(shè)備性能升級，盡可能減少對學(xué)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和教室環(huán)境的整改，實現(xiàn)了在現(xiàn)有多媒體教室的基礎(chǔ)上直接升級。

系統(tǒng)建設(shè)完成后將兼容現(xiàn)有教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，并能隨時支持新的教學(xué)場景切換。實現(xiàn)最高效的教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的集中管理、充分考慮合理的運維費用和較小的運維服務(wù)難度，最大限度地降低綜合的維護成本。

圖2 閩南師范大學(xué)云多媒體教室設(shè)備拓撲

云多媒體教室內(nèi)的各項設(shè)備以云終端和中控系統(tǒng)為核心。在建設(shè)新系統(tǒng)的同時也兼顧到不同時期的各項軟件應(yīng)用及硬件設(shè)備，利用較小的代價改造這些系統(tǒng)。也兼顧到與已有的各種教學(xué)管理系統(tǒng)和身份認證系統(tǒng)的兼容性以及不同虛擬云桌面設(shè)備，包括個人電腦、云虛擬云桌面、瘦客戶機、USB設(shè)備、投影、大屏、電子白板、音頻設(shè)備等。

總之，該系統(tǒng)采用銳捷云桌面解決方案有效提高了IT管理維護效率和規(guī)范性，建設(shè)完成并投入使用一年多來，解決了閩南師范大學(xué)終端管理難、基礎(chǔ)教學(xué)信息化建設(shè)滯后的問題。