鄭敏躍

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP311.52 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）06-0100-02

一、背景和意義

（一）信息化校園發(fā)展的需要

《浙江省教育信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中指出：信息技術(shù)對(duì)教育改革和發(fā)展具有革命性影響。以信息技術(shù)推進(jìn)教育公平和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，是全面實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體進(jìn)入學(xué)校，老師的教學(xué)方式發(fā)生了改變：使用多媒體投影儀展示教學(xué)內(nèi)容，信息表達(dá)更加快捷方便；老師通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件，能模擬出更準(zhǔn)確圖形；網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)很多教學(xué)資源、在線(xiàn)課程。

（二）傳統(tǒng)PC市場(chǎng)面臨挑戰(zhàn)，云桌面技術(shù)快速發(fā)展

傳統(tǒng)PC存在硬件更新?lián)Q代較快、系統(tǒng)軟件的兼容等問(wèn)題，IT運(yùn)維人員的壓力繁重，“云桌面”系統(tǒng)是云計(jì)算的一種應(yīng)用，它把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化，把計(jì)算、存儲(chǔ)功能集中到服務(wù)器端進(jìn)行統(tǒng)一資源分配，而客戶(hù)端只是具有輸入輸出功能的簡(jiǎn)單終端，利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，在服務(wù)器端部署大量的虛擬機(jī)，而用戶(hù)則可以在終端進(jìn)行查看。這種部署方式下可以最大化的壓榨設(shè)備的運(yùn)行能力，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)最大利用率。

（三）使用云桌面系統(tǒng)有較大的現(xiàn)實(shí)意義

使用云桌面系統(tǒng)的總體成本將低于傳統(tǒng)PC機(jī)的成本，這包括部署時(shí)間的成本、維護(hù)成本、以及人工成本等，有利于提高資金使用率，它是一種共享經(jīng)濟(jì)，例如某企業(yè)100人中最高只有30人同時(shí)在使用電腦，則只需要配置40人性能的云桌面系統(tǒng)，供大家交替使用。

二、方案的實(shí)施過(guò)程

（一）前期調(diào)研

云計(jì)算技術(shù)是比較熱門(mén)的技術(shù)，參與開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)商也很多，但是市面上各個(gè)廠(chǎng)家產(chǎn)品繁多，很多廠(chǎng)家在學(xué)生機(jī)房這個(gè)簡(jiǎn)單環(huán)境中使用云桌面技術(shù)，但是在整個(gè)校園各個(gè)教室、辦公室使用的還很少，存在很多未知性，所以需要全面評(píng)估云桌面技術(shù)在學(xué)校教學(xué)環(huán)境中使用的可能風(fēng)險(xiǎn)。

1.“云桌面”系統(tǒng)的選擇

目前世界上比較成熟的桌面虛擬化技術(shù)有四大類(lèi)：1.VMWare的EXSI軟件，有良好的穩(wěn)定性，但是授權(quán)費(fèi)用較高，配置管理復(fù)雜；2.思捷的XEN，運(yùn)行于底層有較好的性能，但是軟件版權(quán)集中參與者少；3.微軟的Hyper-V與自身的Windows產(chǎn)品兼容性最好，但是可擴(kuò)展性較弱；4.基于開(kāi)源Linux的KVM技術(shù)，兼容性較高。可以說(shuō)每款產(chǎn)品都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在傳輸帶寬方面，Linux版的要求最低，同時(shí)圖像展示體驗(yàn)最佳，雙向音視頻傳輸支持度較高，且安全性也不錯(cuò)，所以也是比較適合推行的一種技術(shù)。

2.“云桌面”系統(tǒng)供應(yīng)商的比較

國(guó)內(nèi)很多廠(chǎng)商都有提供云桌面系統(tǒng)，著名的有華為、中興、H3C、銳捷、噢易云、深信服等非常多的廠(chǎng)家，基本上國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家的桌面云都是基于開(kāi)源Linux的KVM技術(shù)，且各自都有一些特點(diǎn)。華為、H3C等基于企業(yè)用戶(hù)市場(chǎng)；銳捷、噢易云等面對(duì)教育行業(yè)有所特長(zhǎng)，也有相關(guān)的云課堂產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品較豐富；深信服等安全廠(chǎng)家主打云桌面的安全性。有些可以在舊機(jī)器上安裝客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)登錄，節(jié)約投入，有些同時(shí)具有共享桌面和個(gè)性桌面模式，各個(gè)廠(chǎng)家的云桌面技術(shù)在圖像處理方面都有所欠缺，但是總的來(lái)說(shuō)會(huì)有一些跟傳統(tǒng)PC電腦不一樣的體驗(yàn)。

（二）前期準(zhǔn)備

1.對(duì)教室網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的梳理和升級(jí)

在確定項(xiàng)目實(shí)施的方向后，對(duì)全校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等軟硬件設(shè)施設(shè)備進(jìn)行了調(diào)查梳理，對(duì)全部教室的信息接入點(diǎn)進(jìn)行了維修，保證每個(gè)教室能接入信息網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)對(duì)教學(xué)樓接入交換機(jī)進(jìn)行升級(jí)，將百兆交換機(jī)更換為千兆交換機(jī)，滿(mǎn)足云桌面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

2.限制網(wǎng)絡(luò)，使用賬號(hào)登錄上網(wǎng)

教室電腦接入互聯(lián)網(wǎng)，設(shè)置成需要驗(yàn)證賬號(hào)密碼訪(fǎng)問(wèn)，限制學(xué)生的隨意使用。雖然“域用戶(hù)”技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)老師使用賬號(hào)多地登陸，但是這個(gè)技術(shù)無(wú)法解決現(xiàn)有的一些問(wèn)題：校園內(nèi)病毒肆虐，軟件出錯(cuò)，舊電腦機(jī)器的性能不足，故障頻發(fā)，影響教學(xué)，維修人員工作繁重。

3.選擇瘦終端作為教室電腦終端

在選擇云桌面的終端時(shí)，挑選精簡(jiǎn)的ARM結(jié)構(gòu)終端，為避免日后出現(xiàn)因零件松動(dòng)接觸不良等原因造成的故障。在A(yíng)RM結(jié)構(gòu)終端上，零部件全部采用焊接連接，沒(méi)有像傳統(tǒng)X86電腦那樣接硬盤(pán)、接內(nèi)存，所以不會(huì)因?yàn)榻佑|不良造成系統(tǒng)無(wú)法正常啟動(dòng)。雖然ARM結(jié)構(gòu)處理器的性能會(huì)低于X86處理器，但用作信號(hào)輸入輸出的中轉(zhuǎn)設(shè)備還是可以的，例如智能手機(jī)就是ARM結(jié)構(gòu)。

（三）安裝實(shí)施

云桌面系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)電腦的地方在于它所有的操作系統(tǒng)都是運(yùn)行在服務(wù)器上，客戶(hù)終端只負(fù)責(zé)顯示輸出、輸入，服務(wù)器提供強(qiáng)大的性能和數(shù)據(jù)可靠性保證，同時(shí)具備的還原功能可以幫助終端用戶(hù)快速排除計(jì)算機(jī)病毒的干擾。

1.“云桌面”的架構(gòu)設(shè)計(jì)

部署“云桌面”系統(tǒng)的第一要求是所有終端設(shè)備都能和服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)相通，并且節(jié)點(diǎn)網(wǎng)速不低于100M，主干網(wǎng)速不低于1000M，網(wǎng)絡(luò)用于傳輸顯示的畫(huà)面。由于各個(gè)教室、機(jī)房在校園中較分散，為了便于管理，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備，共同承擔(dān)全校壓力，提高可靠性。

（1）服務(wù)器熱備

主備服務(wù)器之間搭建HA（高可用性）心跳網(wǎng)絡(luò)，時(shí)刻相互監(jiān)測(cè)，當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器宕機(jī)時(shí)，另一臺(tái)能馬上發(fā)現(xiàn)并接管它的業(yè)務(wù)，為用戶(hù)提供服務(wù)。兩臺(tái)服務(wù)器的硬盤(pán)數(shù)據(jù)做鏡像陣列，通過(guò)萬(wàn)兆光纖對(duì)接，當(dāng)其中主服務(wù)器上的操作系統(tǒng)修改時(shí)，通過(guò)萬(wàn)兆線(xiàn)路同步到備用服務(wù)器，使兩邊數(shù)據(jù)一致。兩臺(tái)服務(wù)器提供了80個(gè)操作系統(tǒng)桌面的運(yùn)算能力，而平時(shí)在線(xiàn)桌面保持在40%左右，可以以較好的性能維持全部教室的電腦交替使用。

從成本上講，可以起到很好的共享作用。例如300人的公司如果每人配一臺(tái)5000元的電腦，需要花費(fèi)150萬(wàn)，而平時(shí)這300人中，有些在出差，有些做其他事情，最多時(shí)也只有100人在同時(shí)使用電腦，閑置的電腦大于在使用的電腦。而如果使用云桌面系統(tǒng)，300人每人只需要配備一個(gè)終端盒子、顯示器，再配備能滿(mǎn)足120人的運(yùn)行性能的云桌面服務(wù)器，整體費(fèi)用約75萬(wàn)，這是原來(lái)300臺(tái)獨(dú)立電腦費(fèi)用的一半，而且電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)更省。

（2）通信線(xiàn)路聚合

通信網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，核心交換機(jī)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，大量的數(shù)據(jù)通過(guò)核心交換機(jī)匯總到云服務(wù)器，此時(shí)跟云服務(wù)器的線(xiàn)路需要提升網(wǎng)速，在交換機(jī)上配置端口聚合，將服務(wù)器的兩條千兆線(xiàn)路聚合成一條兩千兆的聚合線(xiàn)路，以增加服務(wù)器出口帶寬。服務(wù)器之間的存儲(chǔ)也通過(guò)線(xiàn)路聚合，將四條萬(wàn)兆線(xiàn)路聚合，保證存儲(chǔ)的快速傳輸。

2.“云桌面”的軟件結(jié)構(gòu)

管理員在統(tǒng)一管理界面可以管理系統(tǒng)鏡像、用戶(hù)賬號(hào)、地址分配、系統(tǒng)分配等。

（1）個(gè)性模式

個(gè)性模式下用戶(hù)可以對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行更改，這種模式符合人們的使用習(xí)慣。但是，在個(gè)性模式下，云桌面系統(tǒng)需要保存用戶(hù)的更改，每個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)存儲(chǔ)，這樣系統(tǒng)存儲(chǔ)硬盤(pán)空間就不夠了，兩臺(tái)服務(wù)器只能滿(mǎn)足50人的使用，而我們教室70個(gè)，老師300人，無(wú)法很好的分配這些賬號(hào)，所以在大面積使用中無(wú)法使用個(gè)性模式。

（2）共享模式

共享模式下同一個(gè)組的用戶(hù)使用同一個(gè)鏡像系統(tǒng)，這樣鏡像系統(tǒng)只占一份空間，此時(shí)云桌面系統(tǒng)的使用瓶頸落在了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬盤(pán)上，2臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器可以給300多個(gè)用戶(hù)每人分配40G的存儲(chǔ)空間。共享模式下用戶(hù)關(guān)機(jī)后系統(tǒng)就會(huì)還原，所以無(wú)法安裝軟件，不過(guò)這種模式也可以極大的防范系統(tǒng)安全問(wèn)題。系統(tǒng)發(fā)生故障，中病毒等問(wèn)題，都可以通過(guò)關(guān)機(jī)還原系統(tǒng)得到解決。

3.解決方案

考慮到全校三百多個(gè)老師都要交替使用教室的云桌面電腦，所以最后選擇共享模式，這樣就可以創(chuàng)建幾百個(gè)賬號(hào)。

在共享模式下，用戶(hù)無(wú)法自己安裝軟件，所以由管理員提前將用到的軟件安裝到云桌面系統(tǒng)里，同時(shí)，考慮到不同教研組的需要，分配了多個(gè)不同軟件的云桌面系統(tǒng)，用戶(hù)在登錄時(shí)可以選擇適合自己的版本登錄。

用戶(hù)如果要安裝軟件，有兩種方案：1.如果是大家都能用的公共軟件，由系統(tǒng)管理員安裝到云桌面系統(tǒng)里；2.使用面很低的軟件由用戶(hù)自己使用時(shí)安裝，使用后不關(guān)閉電腦，可以繼續(xù)使用。

4.使用培訓(xùn)

“云桌面”技術(shù)給教學(xué)帶來(lái)便利離不開(kāi)教師、學(xué)生的熟練使用。所以，對(duì)教師的培訓(xùn)顯得尤為重要。首先要解決普及“云桌面”的工作原理，讓“云桌面”技術(shù)能深入人心；其次解決用戶(hù)操作習(xí)慣上的不同，讓正確的操作方式普及；最后要解決用戶(hù)工作中的問(wèn)題，使用云計(jì)算技術(shù)能提供更多可靠的使用環(huán)境。

5.總結(jié)對(duì)比

通過(guò)一段時(shí)間的使用，我們將云桌面和以往管理技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)出各自的特點(diǎn)。目前很多學(xué)校在多媒體教室使用的電腦有普通PC電腦、筆記本電腦，在資源傳輸、管理方面使用了FTP、域用戶(hù)、第三方云存儲(chǔ)等方式。以下對(duì)他們進(jìn)行比較：

三、云桌面在教學(xué)工作中應(yīng)用的效果

（一）提高教學(xué)準(zhǔn)備效率

過(guò)去教室電腦沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)，老師需要在辦公室里準(zhǔn)備上課資料，通過(guò)U盤(pán)拷貝到教室電腦，然而教室電腦病毒肆虐，教學(xué)資料經(jīng)常無(wú)法正常打開(kāi)。使用云桌面系統(tǒng)后，老師在辦公室就可以準(zhǔn)備資料并查看效果。

例如：張老師要上軟件課，在辦公室的時(shí)候，張老師登錄他的云桌面系統(tǒng)，把上課用的資料提前放到云桌面系統(tǒng)里，提前安裝好仿真軟件并調(diào)試完畢。上課時(shí)來(lái)到A班，登錄教室里的云桌面系統(tǒng)，就可以看到剛才上傳的課件資料，打開(kāi)仿真軟件。上課過(guò)程中，對(duì)資料做了修改補(bǔ)充，下節(jié)課到B班登錄打開(kāi)可以看到同樣的文件，不需要再重新拷貝、重新安裝。

不同于以往的FTP、文件共享、域用戶(hù)管理，云桌面是把整個(gè)操作系統(tǒng)跟著老師的賬號(hào)走，統(tǒng)一了使用環(huán)境，減少了干擾因素。

（二）利于學(xué)生過(guò)程性作業(yè)保存

中職學(xué)校有些課程需要在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)軟件上操作，一些大項(xiàng)目在一兩節(jié)課里無(wú)法完工，而且有些操作過(guò)程是在軟件中的，無(wú)法保存，而電腦關(guān)機(jī)后就會(huì)還原系統(tǒng)。使用“云桌面”后，學(xué)生對(duì)軟件的操作都可以保存在自己賬號(hào)的云桌面里，其他班上課不會(huì)相互影響。

例如：計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)有服務(wù)器操作系統(tǒng)配置課，使用云桌面后，每個(gè)學(xué)生有自己的空間保存虛擬機(jī)，下一次上課可以接著做。其他班級(jí)的學(xué)生過(guò)來(lái)上課可以在自己的基礎(chǔ)上完成作業(yè)。

（三）提高管理人員的維護(hù)效率

傳統(tǒng)PC機(jī)不僅在硬件方面容易出現(xiàn)故障，而且大量的軟件問(wèn)題也同樣讓人頭疼。“云桌面”技術(shù)將主機(jī)集中在服務(wù)器上，用戶(hù)端是極簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)的終端盒子，基本上不需要維護(hù)修理，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)重新打開(kāi)就能還原，而服務(wù)器的冗余結(jié)構(gòu)保證了性能的穩(wěn)定，更新軟件也只需要更新服務(wù)器上的母版鏡像就可以了，極大的簡(jiǎn)化了維護(hù)人員的工作程序，提高了效率和可靠性。