基于智能云桌面架構(gòu)的語言實驗室部署1

謝賢春

(廣東石油化工學(xué)院 外國語學(xué)院，廣東 茂名525000)

第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍隊建立了陸軍專門訓(xùn)練計劃(ASTP)，為軍官提供包括外語等戰(zhàn)略技能教育，并通過口頭訓(xùn)練來教授語言。隨著ASTP擴展到美國各地的高等教育機構(gòu)，軍隊開發(fā)了幾十種語言的音頻光盤[1，2]。20世紀(jì)80年代，我國高校在教學(xué)中引進語音實驗室[3]。國內(nèi)語音室的發(fā)展主要經(jīng)歷了早先的模擬語音室、離線語言實驗室、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實驗室到目前較為熱門的云桌面語言實驗室這幾個階段。而歐美中等發(fā)達(dá)國家正在加大研究并逐漸使用下一代的移動式語言實驗室[4]BYOD(Bring Your Own Device)[5]以及基于AI的語言實驗室。

1 語言實驗室分類

(1)模擬語言室。20世紀(jì)80年代，建立的模擬語言實驗室主要由教室控制臺、模擬學(xué)生終端和學(xué)生耳機組成。模擬語言室主要對學(xué)生的口語和聽力方面進行訓(xùn)練，也稱為視聽教室。其優(yōu)勢在于設(shè)備穩(wěn)定，音質(zhì)好。但可移植性太差，教學(xué)功能簡單，無法進行教學(xué)功能和資源的擴張，現(xiàn)在基本上已被淘汰。

(2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實驗室。21世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實驗室迅速進入了中國外語教學(xué)的領(lǐng)域。數(shù)字語音室主要以標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為依托，將經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的文字、圖像、音頻、視頻信號，從教師控制端傳送到學(xué)生終端，滿足多樣化教學(xué)和學(xué)習(xí)的需求[6]。

(3)云桌面語言實驗室機房架構(gòu)。虛擬云桌面是分布式云計算技術(shù)的一種應(yīng)用，是將所有客戶機的用戶數(shù)據(jù)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序轉(zhuǎn)移到服務(wù)器端的數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)客戶機桌面的集中監(jiān)控、管理和存儲，使程序操作和程序運行完全分離的一種虛擬技術(shù)[7]。目前實際應(yīng)用的虛擬云桌面主要有虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)(VDI)、智能桌面虛擬化(IDV)和虛擬系統(tǒng)架構(gòu)(VOI)。由于智能云桌面的語言實驗室具備較強的技術(shù)性、可靠性、安全性和優(yōu)良性價比，其建設(shè)、應(yīng)用與前景被語言教育市場所看好。以下討論基于VDI、IDV和VOI智能云桌面的語言實驗室的部署及其實用性和各自優(yōu)缺點。

2 VDI、IDV和VOI桌面的語言實驗室的架構(gòu)

目前，成熟的虛擬云桌面技術(shù)主要有VDI、IDV和VOI，在語言實驗室機房建設(shè)中，根據(jù)自身的需求采用不同的云桌面架構(gòu)。

2.1 關(guān)于VDI

VDI讓大規(guī)模的虛擬桌面得以高度集中化的管理，讓每個人的電腦運行在自己看不到的地方，使得VDI在市場上廣泛傳播，但該構(gòu)架要求所有桌面虛擬機集中在服務(wù)端運行，受到硬件工藝和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南拗?，造成性能差、成本較高、兼容性較差等諸多問題，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 VDI拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

由于架構(gòu)的缺陷，VDI存在諸多問題：(1)數(shù)據(jù)儲存單一問題。操作系統(tǒng)的更新、用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都可直接存儲在遠(yuǎn)程服務(wù)器上。(2)實現(xiàn)跨區(qū)域、跨廣域網(wǎng)進行部署困難。(3)開機緩慢和網(wǎng)絡(luò)安全問題。當(dāng)全部機器同時啟動時，瞬間占用服務(wù)器的資源，導(dǎo)致終端啟動速度慢。VDI架構(gòu)由服務(wù)器提供集中運行資源，服務(wù)器的運行狀態(tài)直接影響著虛擬桌面終端的運行，這存在著致命的風(fēng)險。當(dāng)一個終端感染了病毒后，勢必會沖擊整個服務(wù)器群。(4)機考實現(xiàn)不直接， VDI瘦云(瘦終端)幾乎無CPU、內(nèi)存和硬盤的硬件配置問題，難以實現(xiàn)例如大學(xué)英語機考、服務(wù)于社會的全國財務(wù)考試和全國司法考試等對終端硬件有要求的機考[8]。

圖2 IDV拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.2 關(guān)于IDV

針對VDI的先天缺陷，Intel提出了IDV概念——智能桌面虛擬化，采用集中存儲、分布運算的構(gòu)架。將虛擬桌面的運行于終端的本地電腦，系統(tǒng)鏡像統(tǒng)一存放到服務(wù)器端，配置并下發(fā)到終端機器硬盤上。終端通過虛擬機運行桌面，不再對網(wǎng)絡(luò)過度依賴，不需要大量的圖像傳輸，支持系統(tǒng)離線運行，同樣可以統(tǒng)一管理終端桌面系統(tǒng)。IDV拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖2。

圖3 VOI拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.3 關(guān)于VOI

VOI的核心是PXE無盤+緩存技術(shù)，在架構(gòu)上類似IDV，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖3。VOI架構(gòu)的主要優(yōu)勢有：(1)無虛擬化層的成本；(2)桌面性能完全保持傳統(tǒng)PC的體驗，不存在兼容性問題。基于類似IDV的架構(gòu)模式，可完全支持PC性能。雖然VOI在IDV等傳統(tǒng)云桌面架構(gòu)基礎(chǔ)上進行了改進，讓桌面完全運行在本地物理機，支持離線運行，支持桌面系

統(tǒng)集中安全管理，但存在以下缺點：(1)沒有虛擬化層，不利于集中部署和管控；(2)存儲空間低，僅與服務(wù)器端共享存儲；(3)硬件配置種類多、系統(tǒng)兼容性較差，管理維護自然也不方便(基本上一種配置一個鏡像)；(4)相對來說依賴網(wǎng)絡(luò)(終端需要從PXE網(wǎng)卡啟動)；(5)VOI不支持多終端接入(主要支持PC)。綜上，可以得出結(jié)論VOI不是云桌面或稱為偽云桌面。

這三種架構(gòu)各有優(yōu)缺點，但基于VDI和IDV相結(jié)合的智能云桌面的語言實驗室或許更加符合一線教學(xué)的需求。

3 基于VDI與IDV相結(jié)合的語言實驗室

語言實驗室教學(xué)功能軟件分為兩大類：云平臺(服務(wù)器)管理軟件和VDI與IDV相結(jié)合的虛擬化云桌面管理軟件系統(tǒng)(簡稱“虛擬化桌面云系統(tǒng)軟件”)。

(1)云平臺(服務(wù)器)管理軟件。在瀏覽器上登錄web界面管理平臺，有利于對用戶、云終端、標(biāo)準(zhǔn)桌面鏡像、還原點功能、鏡像更新、系統(tǒng)鏡像管理、監(jiān)控主機的運行情況、管理客戶機信息進行管理，對個性桌面進行備份、監(jiān)測云平臺關(guān)鍵組件、支撐創(chuàng)建多個網(wǎng)絡(luò)策略、支持廣域網(wǎng)環(huán)境部署。

(2)虛擬化桌面云系統(tǒng)軟件。支持用戶而非管理員對個性桌面進行備份、支持云終端首次部署免PXE啟動，不需要借助DHCP服務(wù)器，也可采用靜態(tài)固定IP、支持設(shè)置分級客戶機組管理員、支持虛擬化桌面升級、支持云終端的網(wǎng)絡(luò)和硬盤雙啟動方式、支持差異方式推送鏡像、支持P2P方式推送鏡像更新、支持針對客戶機進行電源管理、支持學(xué)生手動進入課程或者教師指定進入固定教學(xué)課程。

通過云系統(tǒng)軟件支持，可下發(fā)多個版本語言實驗室教學(xué)課程操作系統(tǒng)，滿足不同語言教學(xué)課程使用的需求。由于篇幅所限，語言實驗室軟件部分，暫不展開。

4 結(jié)語

語言實驗室作為語言(特別是外語)的重要教學(xué)手段，其作用毋庸置疑，其應(yīng)用涵蓋高等教育、基礎(chǔ)教育、培訓(xùn)機構(gòu)等許多語言教育領(lǐng)域。選擇部署建設(shè)文中提到的何種類型的語言實驗室，需要根據(jù)用戶的具體需求而決定?，F(xiàn)有的技術(shù)手段下基于VDI與IDV相結(jié)合的智能云桌面架構(gòu)的語言實驗室部署是一種高效、經(jīng)濟、節(jié)能的優(yōu)選。