石少敏

(陜西學前師范學院,710100)

桌面云技術(shù)在教學管理中的探析

石少敏

(陜西學前師范學院,710100)

由于信息化教學管理中存在很多困難，如各大高校隨著教學內(nèi)容的不斷充實，信息化設(shè)備的數(shù)量急速增加，導致學校整體維護成本和信息化機房管理難度的增加等；本文提出虛擬桌面教學平臺的建設(shè)目標，以及功能需求分析。

虛擬桌面；建設(shè)目標；功能需求

1 信息化教學管理中的突出困難

信息化教學管理中的突出困難如下：

其一，各大高校隨教學內(nèi)容的不斷充實，信息化設(shè)備的數(shù)量急速增加，導致學校的整體維護成本和大多數(shù)高校的信息化機房管理難度的加大；

其二，各大高校的機房的容量、各大高校的機房的電力、各大高校的機房的制冷方面難以為繼；

其三，各大高校的機房的傳統(tǒng)信息化教學模式以及各大高校的機房的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨立專屬無法實現(xiàn)共享；

其四，各大高校的機房的信息化設(shè)施利用率低下；

其五，各大高校的機房的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的計劃和非計劃停機對各大高校的機房的業(yè)務(wù)使用者和各大高校的機房的信息化管理者影響大。

2 虛擬桌面教學平臺的建設(shè)目標

虛擬桌面教學平臺的建設(shè)目標主要包括以下幾個方面：第一，在業(yè)務(wù)模型上，基于云技術(shù)的虛擬桌面平臺教學系統(tǒng)要全面實現(xiàn)新型業(yè)務(wù)流程的轉(zhuǎn)變；第二，在平臺架構(gòu)和技術(shù)形態(tài)上，基于云技術(shù)的虛擬桌面平臺教學系統(tǒng)要實現(xiàn)高彈性與易擴展性的統(tǒng)一；第三，在系統(tǒng)資源調(diào)配模型上，基于云技術(shù)的虛擬桌面平臺教學系統(tǒng)要實現(xiàn)高可用性與統(tǒng)一管理調(diào)配的統(tǒng)一；第四，在系統(tǒng)建設(shè)資金投入上，要實現(xiàn)性價比最大化；第五，在系統(tǒng)建設(shè)的前瞻性上，基于云技術(shù)的虛擬桌面平臺教學系統(tǒng)要充分參考業(yè)界主流先進的軟硬件、虛擬化的研究成果；第六，在系統(tǒng)建設(shè)的可持續(xù)性上，基于云技術(shù)的虛擬桌面平臺教學系統(tǒng)要充分將虛擬桌面管理平臺建設(shè)成開放性的系統(tǒng)平臺；第七，在項目設(shè)計時，基于云技術(shù)的虛擬桌面平臺教學系統(tǒng)要充分考慮原來硬件平臺的納入管理，以便于利舊，實現(xiàn)投資保護。

3 功能需求

3.1 角色分析

以下從基于云計算的虛擬桌面教學平臺的實際需求分析，系統(tǒng)涉及到以下角色：

表 3-1 角色表

3.2 業(yè)務(wù)功能

傳統(tǒng)PC桌面在硬件設(shè)施方面要投入相當大的成本，軟件更新維護和硬件維護的人力成本較高。在這樣的情況下，對硬件設(shè)施相對要求比較低，且軟件更新維護也相當簡單便捷的虛擬桌面便越來越受親睞。虛擬桌面不僅極大的節(jié)約了成本，而且對虛擬桌面的管理也相當方便，如果結(jié)合一套虛擬桌面管理系統(tǒng)去管理虛擬桌面，將更節(jié)約管理虛擬桌面人員的時間，減少工作量。

3.3 平臺主要模塊功能需求

3.3.1 桌面管理模塊的需求

桌面管理功能模塊是通過Web頁面對虛擬桌面分配給用戶進行管理。虛擬桌面的使用與管理基礎(chǔ)，就是存在一個桌面資源池，虛擬桌面所存在的桌面資源池，并不是單一的指虛擬機，也包括虛擬機所在的物理機。能夠成功創(chuàng)建桌面資源池，才能完成接下來的所有工作。在創(chuàng)建虛擬桌面資源池的時候，分為兩種不同的類型，永久性和非永久性桌面資源池。在永久性的桌面資源池中，是隨機為用戶分配桌面，通常用戶登錄連接的都是個人桌面；而在非永久性的桌面資源池中，只有在用戶登錄的時候才會給他分配桌面，當用戶登出的時候，他所使用的桌面將被系統(tǒng)刪除回收。創(chuàng)建這兩種桌面資源池的流程大致相似，不同的只是創(chuàng)建非永久性桌面資源池時需要添加一個自動回收桌面配置。

圖3 -1 桌面分配流程圖

桌面分配的用戶必須屬于AD (Active Directory)域，為桌面分配用戶的時候可以選擇加入現(xiàn)有的用戶組里，也可不加入用戶組，單獨設(shè)置提供一個個性化的用戶類別信息。從分配桌面各個表之間的關(guān)系可以看出，創(chuàng)建好桌面池之后，根據(jù)現(xiàn)有的桌面模板去生成一系列所需要用來分配的虛擬桌面，創(chuàng)建好用戶和用戶組之后，配置好用戶和用戶組之間的關(guān)系，便可以把虛擬桌面分配給用戶了。當把虛擬桌面分配給用戶之后，桌面用戶的狀態(tài)在表中就顯示為激活狀態(tài)，而用戶的桌面在表中則顯示為離線狀態(tài)，當用戶使用分配到的虛擬桌面進行連接使用的時候，桌面的狀態(tài)會顯示為在線。

3.3.2 平臺監(jiān)控模塊的需求

監(jiān)控功能模塊:監(jiān)控模塊的實時監(jiān)控通過web頁面來展示監(jiān)控數(shù)據(jù)。實時監(jiān)控主要包括展示主機、虛機總數(shù)及其各種狀態(tài)下的個數(shù)；展示物理主機、虛擬機的內(nèi)存、cpu、網(wǎng)絡(luò)使用情況，展示不同區(qū)域下的用戶的虛擬機位置和使用情況；展示應(yīng)用服務(wù)器的性能數(shù)據(jù)和應(yīng)用發(fā)布數(shù)據(jù)，及其在線使用數(shù)目；展示不同區(qū)域下的用戶的虛擬桌面使用情況和數(shù)目；展示不同區(qū)域下的用戶的應(yīng)用使用情況和數(shù)目；通過選擇部門下的每個用戶，顯示該用戶使用桌面和應(yīng)用的基本信息和狀態(tài)情況；展示使用虛擬桌面的各部門的總數(shù)、在線數(shù)、激活數(shù)、離線數(shù)等信息。

監(jiān)控部門查詢?nèi)蝿?wù)是對所有部門進行監(jiān)控查詢，可以查看某一個部門下在線離線人數(shù)以及這些人員的詳細信息。具體分為:系統(tǒng)總體信息采集，物理主機和虛擬機信息采集，桌面用戶信息采集，主機虛機狀態(tài)釆集、主機信息采集、桌面用戶信息采集、告警信息采集，桌面信息同步顯示，主機桌面等分配信息同步顯示，桌面信息采集，存儲信息采集。

圖3 -6單個masterip線程的流程

采集始時，傳入一個masterip、信號量signal、同步的物理主機內(nèi)存列表和虛擬主機內(nèi)存列表等數(shù)據(jù)，啟動釆集主機利用率的線程；通過xensdk的session連接判斷傳入的masterip是否正確，如果正確，則獲取masterip下所有主機信息，放入物理主機內(nèi)存列表中，如果不正確，則循環(huán)資源池表中該masterip對應(yīng)的所有主機ip，選出新的masterip，把舊masterip加入告警列表中；接著獲取masterip下的所有虛擬機信息，如果虛擬機信息是模板、快照或者控制節(jié)點就繼續(xù)循環(huán)，獲取下一個，如果不是就把獲取到的信息加入虛擬機內(nèi)存列表中；當這個循環(huán)結(jié)束的時候就繼續(xù)循環(huán)物理主機的內(nèi)存列表，獲取所有物理主機和虛擬機的性能數(shù)據(jù)，加入內(nèi)存中，傳入的信號量signal減1，單個過程結(jié)束。系統(tǒng)啟動后10秒 開始執(zhí)行，每次間隔時間可配，默認5分鐘。

3.3.3 系統(tǒng)配置管理模塊的需求

系統(tǒng)配置維護功能模塊:系統(tǒng)配置維護功能模塊通過web頁面來提供維護功能。配置維護功能主要是對系統(tǒng)中使用的基本配置表進行維護，提供系統(tǒng)配置的新增、修改和刪除功能，包括部門表、工作性質(zhì)表、地域表、用戶表、池信息表。

3.4 非功能需求

非功能需求主要包括接口需求、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求和機房環(huán)境需求等。

3.4.1 虛擬桌面交付協(xié)議需求

虛擬桌面交付協(xié)議需求主要包括以下幾個方面：從協(xié)議單元格式角度來說，RDP協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)格式；從遠程控制角度來說，遠程桌面或者應(yīng)用會話連接客戶端和服務(wù)端序列及相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)格式(包含用戶登陸序列)；從遠程控制安全角度來說，連接關(guān)閉序列及相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)格式；從遠程控制秩序角度來說，)遠程重啟或者關(guān)機控制序列及相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)格式；從重建鏈接角度來說，自動重連接序列及相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)格式；從硬件I/O要求角度來說，鍵盤、鼠標事件輸入序列及相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)格式；從客戶端/服務(wù)器端初始化角度來說，服務(wù)端和客戶端初始化序列及協(xié)議數(shù)據(jù)格式；從數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范角度來說，服務(wù)端數(shù)據(jù)輸出序列和相關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)格式。

3.4.2 機房環(huán)境需求

網(wǎng)絡(luò)安全性主要考慮通過非安全網(wǎng)絡(luò)(Internet)的客戶端訪問虛擬桌面時的網(wǎng)絡(luò)安全性。由于用戶的部分數(shù)據(jù)會暴露在非安全網(wǎng)絡(luò)中，這必然會引起對虛擬桌面系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器的攻擊，極大得威脅系統(tǒng)的安全。

對用戶訪問網(wǎng)關(guān)在非安全網(wǎng)絡(luò)區(qū)域和虛擬桌面系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)區(qū)域之間進行物理隔離，這樣可以保證即使是用戶訪問網(wǎng)關(guān)受到攻擊，虛擬桌面系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)也是安全。同時在用戶終端和虛擬桌面訪問網(wǎng)關(guān)之間建立一個安全的SSL VPN隧道，用戶與虛擬桌面的所有交互數(shù)據(jù)都在這個隧道中傳輸并采用SSL加密。這樣進一步保證了用戶數(shù)據(jù)的安全，同時降低了虛擬桌面訪問網(wǎng)關(guān)受到攻擊的可能性。

4 總結(jié)

虛擬桌面系統(tǒng)的管理簡便，監(jiān)控實時；同時除了監(jiān)控模塊具有實時性，告警模塊也具有實時性，并且能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題進行跟蹤記錄并反饋給維護人員；管理系統(tǒng)的性能統(tǒng)計模塊可以存儲所有虛擬桌面使用的部分性能數(shù)據(jù)；系統(tǒng)的安全性和可靠性也更有保證。

[1] 趙冰.基于云計算技術(shù)的設(shè)備管理系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].鄭州大學,2011.

[2] 程曉光.數(shù)據(jù)庫技術(shù)在高校教務(wù)管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展研究[D].哈爾濱師范大學,2011.

[3] 劉毅.港口綜合管理系統(tǒng)云計算模型與系統(tǒng)研究[D].北京交通大學,2012.

[4] 曹軍委.基于云計算的教學資源共享體系的研究與實現(xiàn)[D].安徽理工大學,2012.

The analysis on the desktop cloud technology in teaching management

Shi Shaomin
(Shaan’xi XueQian Normal University,710100)

Because there are many difficulties in the teaching of information management,e.g.The major colleges and universities with the teaching content to enrich,the rapid increase in quantity of information equipment,result in the overall maintenance cost and strengthening information management of computer room of the difficulty in most colleges and universities etc,This paper proposes a virtual desktop platform for teaching objectives and the analysis of function requirement.

virtual desktop；construction goal；function requirement