廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院云桌面支撐教學管理服務(wù)升級

文/袁先珍

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院是國家示范性高職院校建設(shè)單位，具有85年的職業(yè)教育歷史。學校是首批教育部教育信息化試點單位，中央電教館第二批“職業(yè)院校數(shù)字校園實驗?！苯ㄔO(shè)單位。學校共有70多個專業(yè)，建成國家示范性專業(yè)4個，全日制在校學生2.1萬多人。

通過云桌面改善公共教學基礎(chǔ)設(shè)施是學校實施廣東省高等教育“創(chuàng)新強校工程”規(guī)劃的項目之一。項目基于總體設(shè)計分三期實施，于2014年初啟動一期工程，2017年完成建設(shè)后,通過云計算技術(shù)為語音室、多媒體教室、公共計算機機房、電子閱覽室和移動教學辦公等5個場景提供超過1100個云桌面，實現(xiàn)了相應(yīng)IT資源的集中彈性管理，降低了運維成本，有效改善了學校教學基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。同時，與現(xiàn)有的網(wǎng)上服務(wù)大廳、輕工教育學習平臺、電子資源平臺和協(xié)同辦公系統(tǒng)有機結(jié)合，為師生打造了安全便捷、綠色節(jié)能的教學與辦公信息化環(huán)境。

面臨的主要問題

信息化推動教學管理變革，教學形式日益多樣化，移動學習和辦公的需求也凸顯出來，學校教學辦公用計算機8600多臺，傳統(tǒng)的運維模式和固定系統(tǒng)已經(jīng)不能很好的滿足教學辦公需求。

1. 軟件差異化需求問題。不同課程、不同教師使用的軟件類型或版本各有不同，教學不同階段教學環(huán)境也有所不同，而傳統(tǒng)計算機只安裝一個固定環(huán)境，不能快速滿足差異化需求。

2. 病毒及數(shù)據(jù)安全問題。使用傳統(tǒng)計算機，教師使用U盤較多，U盤病毒的交叉感染比較嚴重。另外，教學辦公電腦很少進行安全備份，當發(fā)生硬件故障，容易導(dǎo)致個人數(shù)據(jù)丟失。

3. 運維管理問題。學校計算機數(shù)量多、區(qū)域分散、設(shè)備型號不統(tǒng)一，難于統(tǒng)一管理；質(zhì)保期過后硬件故障率高，而高職院校普遍維護人員嚴重不足，課室利用率很高，因而導(dǎo)致問題處理不夠及時。

具體措施

部署虛擬化桌面平臺

圍繞教師和學生教與學的主要場景需求進行梳理,提出跨校區(qū)統(tǒng)一部署桌面虛擬化的整體解決方案。前端采用免維護的瘦終端, 數(shù)據(jù)中心提供后端資源支撐，基于SDN構(gòu)建高效的自動化虛擬化網(wǎng)絡(luò)，8臺華為RH228H服務(wù)器和2臺Oceanstor5600存儲通過虛擬化技術(shù)共享CPU、內(nèi)存和存儲等底層物理硬件資源,允許多個用戶桌面以虛擬機的形式獨立運行，這種架構(gòu)將虛擬機彼此隔離開來，同時可以實現(xiàn)精確的資源分配，也能保護用戶免受由其他用戶活動所造成的應(yīng)用程序崩潰和操作系統(tǒng)故障所帶來的影響。校園網(wǎng)用戶通過連接服務(wù)器連接到數(shù)據(jù)中心的桌面, 外網(wǎng)用戶通過防火墻映射的安全服務(wù)器與安全服務(wù)器專用的連接服務(wù)器建立外網(wǎng)用戶訪問的接口。用戶只需要在安裝有桌面客戶端的設(shè)備上登錄即可獲取相同的桌面, 實現(xiàn)統(tǒng)一的桌面交付。

基于云桌面提升多媒體課室

將所有多媒體課室的傳統(tǒng)計算機全部更換為瘦終端盒子，分配相應(yīng)的云桌面計算資源，安裝常用的教學軟件，每個課室通過不同的賬號自動登錄獲取固定桌面。老師每次上課的數(shù)據(jù)會留存在桌面中，如果有需要定制安裝的軟件由管理員快速升級模板提供，老師也可退出自動桌面登錄個人專屬桌面進行教學?；谠谱烂?，結(jié)合課室監(jiān)控管理系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了多媒體教室集中監(jiān)控和多媒體設(shè)備的管理和控制。管理者可了解多媒體課室實時上課情況及歷史視頻畫面，并實時收聽現(xiàn)場聲音，為學校督導(dǎo)和同行跨校區(qū)聽課提供了便捷性和開放性。多媒體課室云桌面與學校輕工教育在線平臺相結(jié)合，配套學習通移動端功能，打造高效互動課堂，推動了線上線下混合式教學的開展，多媒體課室的教學支撐能力整體得到較大提升。

構(gòu)建隨需而變的云實訓室

建設(shè)2間云語音室和8間公共云實訓室，配備640個性能較高的瘦終端盒子，云桌面的計算資源根據(jù)實際需求分配。每間實訓室配置多套模板，在教學不同階段，根據(jù)環(huán)境需求發(fā)布不同的模板或快照，管理員可以快速響應(yīng)，輕松完成教學周、實訓周、考試日不同的環(huán)境要求，甚至可以遠程操作，不需要在現(xiàn)場按傳統(tǒng)方式逐臺解鎖安裝軟件，再批量拷貝，每臺測試。因為云實訓室終端數(shù)量多，上課集中開機存在IO風暴問題，可通過提前分批開機來避免。另外，云語音室安裝配套的語音軟件使用，經(jīng)過不斷調(diào)試優(yōu)化，實現(xiàn)了較好的聽讀訓練和語音交互效果。

打造自主學習云桌面電子閱覽室

電子閱覽室和自主學習空間配備了180個瘦終端，該場景下每個在校學生都可使用個人賬號進入云桌面，但受云桌面授權(quán)數(shù)限制，學生使用浮動桌面，桌面系統(tǒng)配置統(tǒng)一，配有個人網(wǎng)盤用于存放學習資源。為了讀者公平使用，云桌面設(shè)置了2個小時的使用時長，到時間桌面會自動退出當日無法再登錄。圖書館云桌面配合智能燈光、座位預(yù)約、讀報機、朗讀亭和豐富的電子資源營造了綠色、便捷的自主學習閱讀空間。

提供移動教學辦公的專屬桌面

圖1 基于云桌面的多媒體課室

教師根據(jù)個人需要可申請使用專屬桌面，且不強制要求使用瘦終端盒子。云桌面支持多種終端設(shè)備的接入，能方便教師在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方使用辦公電腦、筆記本或者移動設(shè)備登錄個人桌面，打破了傳統(tǒng)的固定地點、固定時間的工作模式。初始化云桌面環(huán)境已能滿足基本辦公和教學需求，個性化的軟件需求可以自行安裝，有復(fù)雜需求的可以申請多個桌面，安裝不同的操作系統(tǒng)或軟件。個人專屬桌面很好地滿足了專職教師不同的教學環(huán)境要求。對于行政辦公人員來說，有效解決了跨校區(qū)辦公、出差辦公的問題，結(jié)合學校網(wǎng)上服務(wù)大廳、協(xié)同辦公與移動OA等系統(tǒng)，大大提高了工作效率。

圖2 云語音室

成效與經(jīng)驗

通過云桌面建設(shè)改善公共教學環(huán)境的項目取得了預(yù)期的效果,該項目同步推進了數(shù)據(jù)中心和核心網(wǎng)絡(luò)的升級改造,提高了信息化基礎(chǔ)設(shè)施的支撐能力,帶動了學校信息化的整體發(fā)展。云桌面相關(guān)的智慧校園建設(shè)成果被收集為2018年廣東省高等職業(yè)教育質(zhì)量年度報告的信息化案例之一。云桌面的建設(shè)成效與經(jīng)驗分享如下：

運維模式簡化 ,差異需求快速響應(yīng)

云桌面環(huán)境下,代替?zhèn)鹘y(tǒng)計算機的瘦客戶終端免維護，無需開機箱檢查或更換零部件,終端運維工作大大簡化。針對差異化的軟件環(huán)境需求, 管理員通過授權(quán)的公共資源云平臺，利用模板和快照技術(shù)，根據(jù)不同場景需求快速部署新的用戶桌面進行發(fā)布，整個過程通過網(wǎng)絡(luò)即可完成，操作的步驟也非常簡單。教師的個人專屬桌面則與傳統(tǒng)計算機一樣,自行安裝軟件,有需要可請求管理員技術(shù)支持。

節(jié)能效果明顯,安全可靠性提高

云桌面大批量應(yīng)用凸顯出了能耗方面的優(yōu)勢，傳統(tǒng)PC的平均功耗在200～300W左右，瘦客戶機的平均功耗不超過30W，加上服務(wù)器不間斷運行產(chǎn)生的能耗，使用云桌面后減少能耗60%左右，為學校節(jié)約的電費也非?？捎^，很好地響應(yīng)了國家節(jié)能減排的政策。在安全性方面，為桌面應(yīng)用提供備份與災(zāi)難恢復(fù)保護，確保個人數(shù)據(jù)的安全性，平臺同時采用虛擬化安全技術(shù)，搭建云安全防護系統(tǒng)，無需每個桌面安裝殺毒軟件，就可為每個桌面提供安全服務(wù)。在可用性方面，通過 HA群集技術(shù)消除因服務(wù)器維護或故障產(chǎn)生的業(yè)務(wù)中斷，并充分考慮高并發(fā)問題，根據(jù)桌面數(shù)量增加連接器，并采用硬件負載均衡設(shè)備，減輕大批量連接造成的連接服務(wù)器的壓力。

資源集中彈性管理,TCO降低

通過云桌面平臺實現(xiàn)了對虛擬桌面資源的集中式管理和統(tǒng)一控制，實時監(jiān)控資源利用，動態(tài)分配回收，實現(xiàn)了資源的合理分配和使用，大大提高了資源的利用率。平臺CPU使用率約50%，內(nèi)存使用率超過60%。有效解決了學校傳統(tǒng)計算機采購配置高而資源利用率不夠，資源分散不易管理等問題。通過云桌面平臺有效整合IT資源，提供彈性和自動化的基礎(chǔ)設(shè)施，并按需提供服務(wù)，實現(xiàn)了資源最大程度的共享。集中管理和簡便的操作使得管理人員運維時間節(jié)省超過70%，降低了IT總體擁有成本。