VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云設(shè)計(jì)與實(shí)踐分析

東莞理工學(xué)院城市學(xué)院 趙曉杰

在云計(jì)算以及虛擬技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，基于VDI+VOI融合的多媒體教室逐漸受到師生以及管理人員的關(guān)注。為進(jìn)一步滿足現(xiàn)代教學(xué)的需求，本文基于VDI與VOI，從業(yè)務(wù)需求、技術(shù)選型、實(shí)施方案三方面對(duì)多媒體教室桌面云設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，并觀察其在實(shí)踐運(yùn)用中的效果，以期為多媒體桌面云的改進(jìn)提供科學(xué)參考，提升教學(xué)的連續(xù)性與安全性。

多媒體教室作為改善教學(xué)環(huán)境、發(fā)揮教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)、提升教學(xué)質(zhì)量的重要手段，基于VDI+VOI融合的桌面云設(shè)計(jì)，為解決多媒體教室數(shù)據(jù)冗雜、系統(tǒng)單一、操作不安全等問(wèn)題發(fā)揮著不可忽視的作用。因此，基于VDI+VOI融合探討現(xiàn)階段桌面云與物理終端、邏輯桌面統(tǒng)一的策略，對(duì)提高教學(xué)工作部署集中性具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云設(shè)計(jì)

1.1 業(yè)務(wù)需求分析

（1）多媒體教室

大多數(shù)學(xué)校的多媒體終端設(shè)備數(shù)量較多、工作地點(diǎn)分散、部署工作量大。因此，云桌面為滿足現(xiàn)代教學(xué)對(duì)場(chǎng)景的個(gè)性化需求，可將基于VDI+VOI融合的虛擬桌面安裝在多媒體教室終端，從而避免網(wǎng)絡(luò)中斷影響正常教學(xué)秩序以及教學(xué)數(shù)據(jù)的緩存。在這種背景下，多媒體教室管理員可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)需求，布置Win7、Win10以及其他能夠滿足不同專業(yè)需求的教學(xué)場(chǎng)景，從而實(shí)現(xiàn)各種教學(xué)場(chǎng)景布置軟件的集中管理與集中部署。

（2）教學(xué)、辦公、科研應(yīng)用

教育教學(xué)任務(wù)不同的教師可以根據(jù)自身實(shí)際需求，對(duì)學(xué)校統(tǒng)一分配的多媒體教師個(gè)人桌面進(jìn)行部署，將教案、辦公資料、科研資料等通過(guò)個(gè)人桌面存儲(chǔ)到云端，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)論何時(shí)何地都可在多媒體教室接入個(gè)人桌面的目的，以此滿足教師對(duì)教學(xué)、辦公、科研的個(gè)性化需求。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)

在現(xiàn)階段教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)不僅需要在固定的教室進(jìn)行學(xué)習(xí)，還需要利用課余時(shí)間對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)與課后復(fù) 習(xí)，對(duì)多媒體教室桌面云提出了更高的要求，以此滿足學(xué)生在不同終端、不同地點(diǎn)的學(xué)習(xí)需求。

1.2 技術(shù)選型

VDI、VOI是現(xiàn)階段多媒體教室桌面云設(shè)計(jì)中，應(yīng)用范圍較廣的技術(shù)，二者均屬于虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案。其中，VDI在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，VDI會(huì)在云端開(kāi)設(shè)符合實(shí)際要求的、數(shù)量相等的虛擬桌面資源池，然后在適宜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，向用戶端發(fā)送能夠解碼的圖片流信息，以此實(shí)現(xiàn)用戶端與云端的信息交流與溝通。此外，云端虛擬機(jī)數(shù)量會(huì)略大于用戶端數(shù)量，從而確保二者之間始終保持良好的通訊關(guān)系。應(yīng)用VDI的桌面系統(tǒng)，具有較高的靈活性、安全性、可靠性，一般適用于常規(guī)的辦公場(chǎng)景中。VOI在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，主要由云端來(lái)管理用戶端的場(chǎng)景鏡像，但管理場(chǎng)景鏡像模板，而不承擔(dān)計(jì)算壓力。主要是通過(guò)管理場(chǎng)景鏡像，向用戶端桌面下發(fā)相應(yīng)的文件，并直接存儲(chǔ)在用戶端的本地系統(tǒng)中，從而避免用戶端由于網(wǎng)絡(luò)異常而發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。此外，VOI可應(yīng)用在對(duì)安全性與連續(xù)性要求高、教學(xué)場(chǎng)景要求多的系統(tǒng)中，從而有效滿足不同教學(xué)的需求，降低單獨(dú)應(yīng)用VDI的系統(tǒng)對(duì)于GPU、CPU的依賴。

1.3 實(shí)施方案

（1）方案總體架構(gòu)

VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云，主要由一個(gè)統(tǒng)一融合平臺(tái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)行管理與教學(xué)資源的部署，并由一個(gè)入口、一種視圖、一套流程、五種類型桌面、共同組成，以此滿足多種教學(xué)場(chǎng)景的實(shí)際需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多媒體教室桌面云打造“1+5+N”的目標(biāo)，提升學(xué)校教學(xué)、科研、學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)的安全性與可靠性?；赩DI+VOI融合的桌面云設(shè)計(jì)方案總體構(gòu)架如圖1所示。

圖1 桌面云設(shè)計(jì)方案總體構(gòu)架

（2）系統(tǒng)部署架構(gòu)

系統(tǒng)部署架構(gòu)指的是基于VDI+VOI融合的桌面架構(gòu)，將其運(yùn)用在多媒體教室中，可以針對(duì)不同專業(yè)教學(xué)對(duì)場(chǎng)景的需求，打造出多元化桌面結(jié)構(gòu)的教學(xué)環(huán)境，在很大程度上突破了原有多媒體教室的技術(shù)局限。與此同時(shí)，基于Web設(shè)計(jì)出的統(tǒng)一視圖界面，能夠從根本上提升教學(xué)質(zhì)量與效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，其具備的統(tǒng)一管理思維為教師管理教學(xué)秩序提供極大的便利。

細(xì)分桌面云系統(tǒng)部署架構(gòu)，一共分為三層：第一層，直接面向用戶端的應(yīng)用層。處于該層面的用戶可以通過(guò)桌面遠(yuǎn)程操控云端虛擬層。第二層，基于用戶需求的虛擬機(jī)管理層。該層面主要負(fù)責(zé)管理虛擬機(jī)資源、生命周期等，保證用戶端與云端能夠始終保持良好的通訊狀態(tài)，并由用戶自行安排虛擬機(jī)的生命周期，例如根據(jù)課程需求配置出的桌面云，會(huì)在課程結(jié)束后自動(dòng)注銷，以此滿足根據(jù)教學(xué)資源制定虛擬桌面的要求。第三層，由服務(wù)器群組成的硬件虛擬層。該層面會(huì)為用戶提供完整的接口，抽象化硬件資源，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)資源的調(diào)度，以此滿足多媒體教室對(duì)于桌面云運(yùn)行環(huán)境與資源的需求。

2 桌面云的實(shí)踐

通過(guò)云服務(wù)器、云端、云盤、桌面云、移動(dòng)終端等，從提升整體教學(xué)質(zhì)量與效率的實(shí)際情況出發(fā)，將分散在校園各地的多媒體教室改造成能夠統(tǒng)一部署與管理的桌面云環(huán)境，從而避免網(wǎng)絡(luò)異常、網(wǎng)絡(luò)中斷對(duì)正常教學(xué)影響。

2.1 軟件對(duì)接

桌面云軟件對(duì)接主要包括三方面：一，桌面云與學(xué)校；二，云盤與學(xué)校；三，云盤與桌面云。三者之間的統(tǒng)一身份認(rèn)證對(duì)接后，用戶便可在終端登錄自己的賬號(hào)，隨即會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng)功能，自動(dòng)讀取用戶輸入的用戶信息，并根據(jù)云端存儲(chǔ)的信息反映出用戶個(gè)性化桌面信息。同時(shí)，移動(dòng)用戶端帶有的信息會(huì)獲得云盤的認(rèn)證，當(dāng)認(rèn)證結(jié)果被返回時(shí)，便實(shí)現(xiàn)云盤的成功登錄，從而實(shí)現(xiàn)基于VDI+VOI融合的系統(tǒng)軟件對(duì)接。

2.2 VDI+VOI桌面部署

多媒體教室桌面云中VDI與VOI的應(yīng)用，不僅有效提高教學(xué)資源的利用效率，使得多媒體教室以較低的成本便可收獲較高的效益，還有效保證了教學(xué)的有序性，為不同專業(yè)的教學(xué)活動(dòng)提供良好的軟件環(huán)境，使得移動(dòng)終端的桌面更加干凈整潔。此外，在VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)不斷優(yōu)化運(yùn)行流程、創(chuàng)新管理機(jī)制、提高技術(shù)含量，以此充分發(fā)揮出VDI+VOI桌面云的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使得多媒體教室更加高效、合理、科學(xué)。

（1）VDI桌面部署

VDI桌面部署共分為三步：一，桌面云上安裝的VDI軟件進(jìn)行初始化配置中產(chǎn)生不同數(shù)量的虛擬機(jī)模板，為遠(yuǎn)程操作的用戶端系統(tǒng)提供可存儲(chǔ)資源的虛擬機(jī)位置，同時(shí)，桌面云操作系統(tǒng)中會(huì)使用光驅(qū)引導(dǎo)，選擇ISO文件中存儲(chǔ)的預(yù)分配CPU、內(nèi)存以及磁盤等資源，以此為虛擬機(jī)模板的形成提供多種虛擬機(jī)組合；二，多種虛擬機(jī)組合會(huì)在桌面池中形成一個(gè)集合，進(jìn)而生成多個(gè)虛擬桌面，同時(shí)新增的虛擬桌面模板也會(huì)在虛擬池中形成相應(yīng)的虛擬桌面；三，教師通過(guò)操作多媒體教室桌面云，從而實(shí)現(xiàn)用戶端與虛擬桌面的關(guān)聯(lián)，并在登錄個(gè)人賬號(hào)后獲得個(gè)性化的桌面。因此，VDI桌面部署高效實(shí)施，能夠?yàn)槎嗝襟w教室管理水平的提升提供有力保障。

（2）VOI桌面部署

VOI桌面部署共分為三步：一，DHCP服務(wù)會(huì)根據(jù)桌面云中安裝的VOI系統(tǒng)操作，從而產(chǎn)生針對(duì)用戶需求的個(gè)性化服務(wù)。同時(shí)，啟動(dòng)用戶端的PXE后，DHCP服務(wù)便會(huì)自動(dòng)獲取關(guān)于用戶端操作產(chǎn)生的IP地址，然后在系統(tǒng)操作下的鏡像便開(kāi)始進(jìn)行下載，下載的相應(yīng)文件會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)在用戶端本地系統(tǒng)中。二，用戶在進(jìn)入多媒體教室的專屬桌面后，能夠打開(kāi)VOI查看到相關(guān)資料與文件的下載進(jìn)度，并在文件全部下載完成后，操作桌面云提前制作好所需的鏡像模板。三，用戶端攜帶的各項(xiàng)虛擬桌面協(xié)議，能夠進(jìn)一步提升VOI桌面部署的精準(zhǔn)性。因此，VOI桌面部署的高效實(shí)施，為進(jìn)一步擴(kuò)大虛擬化系統(tǒng)應(yīng)用范圍提供有力的技術(shù)支持。

3 基于VDI+VOI融合的桌面云應(yīng)用效果

在基于VDI+VOI，完成多媒體教室桌面云設(shè)計(jì)后，將其應(yīng)用不同辦公需求、教學(xué)需求、科研需求的多媒體教室中，并對(duì)學(xué)校整體多媒體教室應(yīng)用VDI+VOI融合的桌面云效果進(jìn)行分析，均達(dá)到了預(yù)期的效果，實(shí)現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)、用戶體驗(yàn)、統(tǒng)一運(yùn)維管理的完美結(jié)合。移動(dòng)終端的用戶在登錄該系統(tǒng)后，便能夠統(tǒng)一操作桌面云系統(tǒng)，將運(yùn)維數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、各種辦公教學(xué)數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)的云盤中，為教師無(wú)論何時(shí)何地批改作業(yè)、學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)提供極大的便利。此外，教師在登錄學(xué)校統(tǒng)一下發(fā)的賬號(hào)后，能夠隨時(shí)訪問(wèn)儲(chǔ)存在云盤中的數(shù)據(jù)，從而充分發(fā)揮出VDI+VOI融合的桌面云的優(yōu)勢(shì)，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)影響桌面云的正常使用，從根本上保證了教學(xué)的連續(xù)性與安全性，使得現(xiàn)代多媒體教學(xué)效果得到進(jìn)一步提升。

結(jié)論：綜上所述，桌面虛擬化技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)為多媒體教室技術(shù)的革新帶來(lái)了機(jī)遇，完美解決傳統(tǒng)多媒體教室無(wú)法滿足現(xiàn)代復(fù)雜教學(xué)需求的問(wèn)題。因此，為保障教學(xué)的連續(xù)性與安全性，提升教學(xué)效率與質(zhì)量，進(jìn)一步研究VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云設(shè)計(jì)，以此充分發(fā)揮出桌面統(tǒng)一管理的優(yōu)勢(shì)與功能，加快教學(xué)活動(dòng)中桌面云的滲透，促進(jìn)教育教學(xué)的發(fā)展。