中職學(xué)校計算機(jī)實驗室建設(shè)中應(yīng)用云桌面技術(shù)的價值

摘要：本文首先針對中職學(xué)校計算機(jī)實驗室中存在的問題展開了討論，隨后基于云技術(shù)背景下，提出了關(guān)于“云桌面”在中職學(xué)校計算機(jī)實驗室中的應(yīng)用優(yōu)勢。最后針對其整體設(shè)計架構(gòu)展開討論，并介紹了“云桌面”的具體使用功能，包括構(gòu)建統(tǒng)一終端地址池、系統(tǒng)軟件云、硬盤模板庫、云系統(tǒng)服務(wù)平臺等，希望能夠以此強(qiáng)化中職學(xué)校計算機(jī)實驗室的管理水平，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：中職學(xué)校；計算機(jī)實驗室；云桌面技術(shù)；構(gòu)建模式；應(yīng)用價值

一、云桌面技術(shù)解讀以及應(yīng)用價值分析

（一）云桌面技術(shù)的概念解析

云桌面技術(shù)即是由云計算延伸出來的一種虛擬應(yīng)用技術(shù)，其主要應(yīng)用特點是基于互聯(lián)網(wǎng)運行環(huán)境下對軟件系統(tǒng)的服務(wù)集群進(jìn)行整體部署，從而使得單機(jī)設(shè)備能夠通過范圍云平臺來獲得所需要的各類信息資源或技術(shù)資源，從而能夠更好地滿足用戶使用需求。具體而言，指將傳統(tǒng)PC終端的Windows系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到云平臺的數(shù)據(jù)服務(wù)器當(dāng)中，用戶在使用設(shè)備時可以通過客戶計算協(xié)議來建立PC終端與后臺服務(wù)器之間的聯(lián)系，從而能夠獲取各種自身所需的技術(shù)服務(wù)支持。在這一模式下，用戶的桌面系統(tǒng)雖然被進(jìn)行了“虛擬化”處理，但是卻能夠在不改變用戶操作習(xí)慣的前提下，為其提供更為快捷且便利的服務(wù)。并且由于云桌面的建設(shè)具有典型的“重后臺，輕前端”特點，因此其在建設(shè)過程中主要的成本支出都集中在后臺服務(wù)器方面，如此不僅起到了簡化桌面管理的效果，同時也體現(xiàn)出了資源靈活調(diào)配、減少硬件支出、移動辦公、延長硬件壽命以及網(wǎng)絡(luò)安全保障等多方面的應(yīng)用優(yōu)勢[1]。

（二）云桌面技術(shù)的應(yīng)用價值

1.成本低、壽命長

與傳統(tǒng)的PC終端管理模式相比，云桌面管理系統(tǒng)在建設(shè)初期需要投入的各項成本與之幾乎不相上下。但從長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看，傳統(tǒng)計算機(jī)實驗室在后期維護(hù)與升級方面的成本幾乎是難以估量的，而云桌面管理系統(tǒng)則只需要通過對接云平臺數(shù)據(jù)服務(wù)其比能夠?qū)崿F(xiàn)所用單機(jī)設(shè)備的性能升級。經(jīng)過綜合對比，云桌面管理系統(tǒng)無論是在使用壽命還是整體成本支出都要更具使用優(yōu)勢。

2.集中管理，提高效能

云桌面管理系統(tǒng)在使用過程中，主要是通過遠(yuǎn)程控制來進(jìn)行計算機(jī)實驗室的管理，并且可以隨時根據(jù)需要來進(jìn)行各個小區(qū)或單機(jī)設(shè)備的桌面訪問，因此其在管理模式上更加偏向于集成化處理。從實驗室管理人員角度來看，在這一模式下只需要遠(yuǎn)程登錄云空間的后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)，便可以同步開展多臺設(shè)備的數(shù)據(jù)處理工作，并順利完成指定設(shè)備的系統(tǒng)升級；而從實驗室功能角度來看，在云桌面管理模式下，實驗室機(jī)房不僅能夠滿足學(xué)生的操作需求，同時更是可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、共享以及處理，因此教師僅需要遠(yuǎn)程操作移動或PC終端，便能夠?qū)崿F(xiàn)資源的統(tǒng)一配給。例如在為學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中，教師只需要將相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料上傳到云平臺當(dāng)中，學(xué)生便可以通過訪問網(wǎng)絡(luò)來自行下載。在這一運行過程無疑有效減輕了管理人員的工作強(qiáng)度，并極大提升了計算機(jī)實驗室的運行效能[2]。

3. 工程度高，資源開放

由于擁有后臺服務(wù)器的海量資源支持，因此云桌面管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種應(yīng)用場景的構(gòu)建，為師生在課堂上的教學(xué)使用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。例如在學(xué)校課程開展過程中，教師可以根據(jù)教學(xué)的使用需求，在云桌面上選用不同的工作場景，以此為學(xué)生提供智慧化的學(xué)習(xí)空間。不僅如此，由于云桌面系統(tǒng)能夠支持多種工作場景同時使用，因此其不僅能夠支撐教師展開教學(xué)，同時還可以適用于考試、實訓(xùn)、教研等不同模式當(dāng)中，極大提高了計算機(jī)實驗室的利用效率。

二、云桌面系統(tǒng)的設(shè)計架構(gòu)

（一）云桌面系統(tǒng)的功能設(shè)計

中職學(xué)校計算機(jī)實驗室的主要功能在于滿足師生的課堂教學(xué)以及實踐操作，因此云桌面系統(tǒng)在功能部署方面主要考慮突出系統(tǒng)的交互性，以滿足師生群體的課堂互動。在此基礎(chǔ)上還需要接觸云技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲功能，為各門專業(yè)課程的開設(shè)提供豐富的教學(xué)資源，主要包括實驗手冊、實驗素材、實驗教學(xué)資料、教學(xué)視頻、實驗數(shù)據(jù)、學(xué)生答案模板、教師參考答案等等，以此搭建功能完善的教學(xué)平臺，并確保計算機(jī)實驗室不僅能夠滿足教學(xué)需求，同樣也能夠應(yīng)用于多種工作場景之中[3]。

在這一設(shè)計模式下，首先云桌面系統(tǒng)首先具備了強(qiáng)大的交互功能，可以滿足師師、生生、師生之間的資源共享，并同步具備了課程指導(dǎo)的完善功能。其次是系統(tǒng)茶是用“任務(wù)驅(qū)動式”工作場景，能夠幫助教師更好地把控教學(xué)流程，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)來有序?qū)⒅R點貫穿于課堂活動之中，使的教學(xué)活動更加系統(tǒng)、靈活；再次

體系化的運行管理模式，可以容納各種符合CMMI標(biāo)準(zhǔn)的考試系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)、測試工具、虛擬桌面VDI平臺等應(yīng)用軟件，教師僅需要通過App Engine接口便可以自用選擇提取，并完成計算機(jī)實驗室的各項教務(wù)管理工作，如作業(yè)布置、作業(yè)檢測、學(xué)情評估等等；最后，平臺配置了開放性的資源存儲數(shù)據(jù)庫，其含有豐富的教學(xué)資源，教師與學(xué)生可以根據(jù)個人需求來導(dǎo)入或上傳資源，因此為課程開展提供了強(qiáng)大支持。

（二）高可用集群式云桌面系統(tǒng)架構(gòu)

高可用集群式系統(tǒng)架構(gòu)主要是通過在后臺部署服務(wù)器集群的方式來實現(xiàn)，并且在這一過程中配置了共享存儲設(shè)備作為支撐，負(fù)責(zé)存儲用戶終端設(shè)備上的所有鏡像文件，同時由GFS系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。在這一模式下可以有效解放服務(wù)器的存儲空間，使其不需要再單獨配置存儲磁盤，日常工作中也只需要提供算力即可。而當(dāng)用戶終端設(shè)備需要升級某方面功能時，GFS系統(tǒng)會自動在共享存儲設(shè)備中進(jìn)行篩選，并在找到符合用戶需求的文件資源后，自動建立用戶服務(wù)器與其他可用服務(wù)器之間的聯(lián)系，將目標(biāo)鏡像文件交付到云桌面系統(tǒng)當(dāng)中。

這一系統(tǒng)架構(gòu)通常會配有兩臺以上的千兆交換機(jī)，因此能夠建立起極為可靠的通信環(huán)境。并且由于共存存儲設(shè)備與后臺服務(wù)器之間共同組成了一個完整的冗余架構(gòu)，故而即便發(fā)生了主機(jī)宕機(jī)的情況，也能夠快速將設(shè)備當(dāng)前的操作指令遷移到其他設(shè)備主機(jī)上執(zhí)行，不會出現(xiàn)文件丟失或泄露的風(fēng)險。除此之外，在集群式系統(tǒng)架構(gòu)之下，管理人員對系統(tǒng)的維護(hù)變得更加簡單易行，即便是出現(xiàn)了系統(tǒng)故障，也只需要保證管理人員擁有一定的Linux技能，便可以重新對共享存儲設(shè)備進(jìn)行掛載，因此有效簡化了系統(tǒng)維護(hù)流程。

（三）終端接入方式

將云桌面安裝至實驗室管理系統(tǒng)的方式，可以通過在原有PC終端上加載桌面云軟件的方式來實現(xiàn)。如此便可以將所有終端設(shè)備的桌面系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器中，并進(jìn)行統(tǒng)一運營管理。這一接入模式的優(yōu)點在于不僅簡單快捷，更為關(guān)鍵是不會改變實驗室的原有系統(tǒng)環(huán)境，因此省略了許多不必要的建設(shè)成本。并且學(xué)生也可以隨時登錄到云共享空間當(dāng)中，根據(jù)自身需求來調(diào)整終端服務(wù)器的功能配置，因此最大限度上體現(xiàn)出了實驗室虛擬化的技術(shù)優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，學(xué)校需要增設(shè)新機(jī)位時，只需要啟動設(shè)備對接云終端機(jī)即可，通過固定的用戶賬號與登錄密碼，便可以直接訪問實驗室的后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，并加載相應(yīng)的功能組件到系統(tǒng)桌面當(dāng)中。并且這一接入方式對于云終端的配置要求相對寬泛，ARM或Intel架構(gòu)都能夠滿足應(yīng)用需求，具體標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

（四）系統(tǒng)后臺配置

云桌面管理系統(tǒng)可以將桌面鏡像文件統(tǒng)一存儲到后臺服務(wù)器中，因此學(xué)生即便是在課后，也可以隨時隨地利用自己的終端設(shè)備訪問校園云共享空間，并將其中的文件資源轉(zhuǎn)移到自己的設(shè)備桌面之上，因此有效提高了對實驗室教學(xué)資源的使用效率。但想要完整發(fā)揮出系統(tǒng)的這一功能，便需要擁有足夠的后臺配置才能夠?qū)崿F(xiàn)。假設(shè)某校計算機(jī)實驗室擁有1000個機(jī)位，每臺設(shè)備的內(nèi)存為4G，采用的操作系統(tǒng)為Windows ７，配有40G數(shù)據(jù)硬盤與40G系統(tǒng)硬盤，平均配置2vCPU。那么以VDI數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)構(gòu)架為例，至少需要設(shè)置10臺服務(wù)器，且其存儲系統(tǒng)的詳細(xì)參數(shù)如表2所示。

（五）P2V系統(tǒng)遷移

P2V系統(tǒng)的設(shè)計可以將實驗室物理主機(jī)上的數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)完全遷移到數(shù)字化平臺中，從而實現(xiàn)實驗室虛擬化場景的構(gòu)建，并減少系統(tǒng)在運行期間的單點故障問題。具體建設(shè)過程中由于要對系統(tǒng)進(jìn)行重建，所以需要首先采用克隆的方式，將物理主機(jī)硬盤中的內(nèi)容全部轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)文件；其次安裝虛擬驅(qū)動，對系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行升級處理，使其能夠滿足系統(tǒng)操作需求；最后參照系統(tǒng)的運行環(huán)境以及功能特點，選擇適宜的虛擬硬件來承載原系統(tǒng)中的文件，從而完成P2V系統(tǒng)遷移。完成操作獲得云桌面管理系統(tǒng)減少了對人力、空間、硬件、空調(diào)、設(shè)備能耗、保養(yǎng)等方面的運維需求，并且在日常管理過程中能夠有效實現(xiàn)業(yè)務(wù)的連續(xù)性與可用性，從而有效降低管理難度。

三、云桌面技術(shù)在中職學(xué)校計算實驗室中的具體應(yīng)用

（一）收集終端地址，實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理

現(xiàn)階段隨著中職學(xué)?！奥殬I(yè)導(dǎo)向”的升級轉(zhuǎn)型，使得其計算機(jī)實驗室的建設(shè)不僅局限于校內(nèi)環(huán)境中，同時也需要進(jìn)行校外實訓(xùn)基地的構(gòu)建。如此一來便導(dǎo)致學(xué)校的計算機(jī)終端分布范圍開始不斷擴(kuò)大，同時機(jī)房數(shù)量也隨之不斷增加。這一情況無疑增加了中職學(xué)校實驗室機(jī)房的管理難度，并且在建設(shè)或使用過程中都需要承擔(dān)巨額的成本支出。在云桌面管理系統(tǒng)之下，學(xué)校只需要收集整理每個終端網(wǎng)卡的MAC地址，便可以在系統(tǒng)后臺打造統(tǒng)一終端地址池，如此便能夠輕易實現(xiàn)對學(xué)校計算機(jī)實驗室的遠(yuǎn)程管理，為校內(nèi)外實訓(xùn)基地的建設(shè)提供了更高的可行性。

例如以段“噢易教育”桌面云為代表的OS-Easy E-VDI系統(tǒng)，目前已經(jīng)在國內(nèi)許多高校中開始投入使用，其不僅能夠有效縮減了學(xué)校實訓(xùn)基地的運營成本，同時也為各類教學(xué)活動的開展提供了強(qiáng)大技術(shù)支持。

（二）構(gòu)建系統(tǒng)軟件云，豐富教學(xué)場景

軟件是中職學(xué)校計算機(jī)實驗室的主要構(gòu)成部分，負(fù)責(zé)為學(xué)校師生提供功能完備的智能教學(xué)場景。在云桌面系統(tǒng)下，實驗室主機(jī)的存儲空間與數(shù)據(jù)處理能力都獲得了極大提升，并且能夠容納更多類型的應(yīng)用系統(tǒng)、操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等等，并逐漸構(gòu)建起性能穩(wěn)定且功能齊全的系統(tǒng)軟件云，不但能夠支撐中職學(xué)校的教學(xué)工作高效開展，同時能夠營造出豐富的實踐應(yīng)用場景。

例如，在當(dāng)前中職學(xué)校“校企合作”工作中，由于學(xué)校與企業(yè)的技術(shù)條件不同，因此在為學(xué)生設(shè)置一些實訓(xùn)任務(wù)時常常會出現(xiàn)對接不暢的問題，并且難以在真實的崗位環(huán)境下展開操作。而通過云桌面系統(tǒng)的使用，學(xué)?？梢耘c企業(yè)的主機(jī)設(shè)備進(jìn)行對接，并完整地按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為學(xué)生搭建作業(yè)場景。如此不僅能給予學(xué)生更為真實的工作體驗，同樣也有助于學(xué)校掌握學(xué)生當(dāng)前的真實水平，并完全按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來培養(yǎng)人才。

（三）構(gòu)建硬盤模板庫，增強(qiáng)管理效率

“硬盤模板庫”便是以虛擬磁盤作為載體，將學(xué)校實驗室機(jī)房中的軟件系統(tǒng)全部科通在終端硬盤模板當(dāng)中，以此實現(xiàn)遠(yuǎn)程化、集中化管理。這一模式可以更好地發(fā)揮出學(xué)校實驗室機(jī)房的教學(xué)功能，并且也整體提高了工作人員的管理效率，使得中職學(xué)校計算機(jī)實驗室的運行環(huán)境更加智能、穩(wěn)定、安全，從而促使各項管理工作的順利落實。

例如，傳統(tǒng)的計算機(jī)實驗室管理工作幾乎全部都要由人工來操作完成，但是通過硬盤模板庫的構(gòu)建，管理人員只需要提前將實驗室機(jī)房的各項運行參數(shù)輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，并可以由終端服務(wù)其來實現(xiàn)對機(jī)房設(shè)備的統(tǒng)一管理與維護(hù)，有效降低了管理人員的工作強(qiáng)度。除此之外，管理人員還可以根據(jù)機(jī)房使用過程中的不同需求，對計算終端進(jìn)行隱藏、保護(hù)以及系統(tǒng)還原等操作處理，從而進(jìn)一步提高了實驗室機(jī)房的安全性。

（四）打造云系統(tǒng)服務(wù)平臺，全面實現(xiàn)資源共享

云桌面系統(tǒng)不僅擁有完善的功能配置，同時還具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計功能，能夠在實驗室活動開展期間全面采集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并在經(jīng)過初級處理之后將數(shù)據(jù)完整上傳至服務(wù)器存儲系統(tǒng)中。從而有效實現(xiàn)了師生之間的信息共享，并且還可以根據(jù)教師、學(xué)生不同的活動需求，自動生成或提取資源，為教學(xué)提供更為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。除此之外，云桌面系統(tǒng)的資源存儲路徑極為豐富，能夠最大限度上避免數(shù)據(jù)資源的丟失，并增強(qiáng)了資源尋回的可能性。因此中職學(xué)校師生在展開教學(xué)活動的過程中，可以放心將云系統(tǒng)服務(wù)平臺作為自身的工作場景，并積極展開教學(xué)研發(fā)、課題研討、實訓(xùn)設(shè)計等相關(guān)活動內(nèi)容，不但為師生提供便捷的技術(shù)支持，同時也有效促使學(xué)生的業(yè)務(wù)能力獲得不斷提升。

四、結(jié)束語

綜上所述，本文首先討論了中職學(xué)校計算機(jī)實驗室當(dāng)前存在的管理問題，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上總結(jié)了“云桌面”系統(tǒng)在實驗室機(jī)房中的應(yīng)用優(yōu)勢以及建設(shè)路徑，最后提出了其具體的應(yīng)用模式。強(qiáng)調(diào)中職學(xué)校應(yīng)結(jié)合自身的實際需求來進(jìn)行“云桌面”系統(tǒng)的建設(shè)，并基于“云桌面”技術(shù)的應(yīng)用特點，來不斷開發(fā)新型的教學(xué)與管理模式，從而整體提高中職學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。

作者單位：祝長林 四川省南充衛(wèi)生學(xué)校

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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