王佳

遼寧師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院

一、傳統(tǒng)機(jī)房模式存在的弊端

（一）運(yùn)營維護(hù)難度大

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)教學(xué)成為現(xiàn)代教學(xué)過程中必不可少的教學(xué)手段，高等院校機(jī)房多，終端PC機(jī)數(shù)量龐大，傳統(tǒng)的PC機(jī)房都是單獨(dú)管理，沒有進(jìn)行集中管理，在系統(tǒng)制作、軟件安裝以及日常維護(hù)檢查等工作都會(huì)消耗機(jī)房維護(hù)人員大量的時(shí)間和精力。在機(jī)房使用過程中，遇到硬件發(fā)生故障時(shí)，則需要花費(fèi)很大精力和財(cái)力更換配件。機(jī)房的電腦每節(jié)課都會(huì)被不同學(xué)生使用，常常會(huì)因?yàn)閁盤的插拔和網(wǎng)絡(luò)下載導(dǎo)致病毒泛濫。計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度會(huì)變慢，應(yīng)用軟件使用的體驗(yàn)感也逐漸變差。一部分共同課機(jī)房除了需要承擔(dān)教學(xué)上機(jī)，還要承擔(dān)全校學(xué)生的期末上機(jī)考試以及一些社會(huì)類上機(jī)考試，一般情況下這種類型考試都需要部署單獨(dú)的系統(tǒng)或軟件，有些考試還需要在系統(tǒng)開放不設(shè)置保護(hù)的環(huán)境下進(jìn)行。機(jī)房在周一到周五的時(shí)間要承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，考試環(huán)境的部署只能利用空余時(shí)間來進(jìn)行。

（二）終端部署同傳耗時(shí)長

高校計(jì)算機(jī)各種機(jī)房普遍存在規(guī)模大以及終端數(shù)量多的特點(diǎn)，為了滿足任課教師的使用需求，每學(xué)期上課前都需要對(duì)各個(gè)終端進(jìn)行鏡像的維護(hù)。每學(xué)期開學(xué)前，聯(lián)系所有任課教師，收集所有課程軟件，每個(gè)機(jī)房重新安裝軟件進(jìn)行軟件環(huán)境的設(shè)置更新，安裝軟件不同，時(shí)間也不相同，專業(yè)課軟件安裝需要一小時(shí)，軟件安裝成功之后，對(duì)軟件環(huán)境進(jìn)行測試，看是否和原有系統(tǒng)兼容，測試時(shí)間約半小時(shí)。這樣繁瑣的工作需要消耗機(jī)房管理員大量精力和時(shí)間，導(dǎo)致工作效率極低。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)機(jī)房大多采用安裝硬件還原卡，首先要將一臺(tái)主機(jī)作為發(fā)送端，安裝好新的軟件環(huán)境，將所有計(jì)算機(jī)開機(jī)作為接收端，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同傳操作，完成更新。在網(wǎng)絡(luò)同傳操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問題，比如：同傳速度慢，快則3小時(shí)慢則十多個(gè)小時(shí)，耗費(fèi)時(shí)間。機(jī)房管理員通常一人負(fù)責(zé)三四個(gè)機(jī)房的維護(hù)工作，還有些舊機(jī)房是沒有網(wǎng)絡(luò)同傳功能的，在更新軟件的時(shí)候就更為麻煩，需要每臺(tái)電腦進(jìn)行重新安裝，操作繁瑣維護(hù)耗時(shí)，效率更低。

（三）兼容性差，易脫管

教學(xué)是公共機(jī)房日常重要業(yè)務(wù)之一，教學(xué)過程中教師需要使用教學(xué)管理軟件進(jìn)行管控。教學(xué)管理軟件常用的功能：課堂管理、限制U盤使用、網(wǎng)頁瀏覽、程序應(yīng)用及舉手發(fā)言等。遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程輔導(dǎo)、遠(yuǎn)程關(guān)閉學(xué)生端程序等。高校教學(xué)需要安裝的各類軟件很多，兼容性很重要。教學(xué)軟件功能要滿足教師授課要求，并兼容系統(tǒng)多種教學(xué)軟件。傳統(tǒng)的機(jī)房方案在系統(tǒng)上安裝防火墻和殺毒軟件不但會(huì)影響教學(xué)管理軟件的使用，而且也很容易被學(xué)生破解，導(dǎo)致學(xué)生機(jī)脫離教學(xué)管理，甚至因?yàn)橛布患嫒輰?dǎo)致教學(xué)軟件無法使用，頻繁報(bào)錯(cuò)影響教師的正常授課。

二、云計(jì)算技術(shù)

（一）云計(jì)算技術(shù)概述

云計(jì)算是與信息技術(shù)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一種服務(wù)，云計(jì)算把許多計(jì)算資源集合起來，通過軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，只需要很少的人參與，就能讓資源被快速提供。云計(jì)算具有高靈活性、可擴(kuò)展性和高性比，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，按需部署，有利于對(duì)資源的負(fù)載、使用情況進(jìn)行管理。

（二）云計(jì)算技術(shù)在機(jī)房管理中應(yīng)用

云桌面是虛擬化和云計(jì)算技術(shù)的一種典型應(yīng)用，又稱作桌面虛擬化，是替代傳統(tǒng)電腦的一種新模式。采用云桌面技術(shù)，用戶無需再購買電腦主機(jī)，主機(jī)所包含的CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡等組件全部在后端的服務(wù)器中虛擬出來。VDI（VirtualDesktopInfrastructure）虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)采用集中存儲(chǔ)、集中運(yùn)算。客戶端接收操作系統(tǒng)環(huán)境，數(shù)據(jù)運(yùn)算都集中在服務(wù)器端管理。VDI架構(gòu)依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、對(duì)服務(wù)器配置要求較高，以及學(xué)生機(jī)顯示器還需配置一個(gè)云終端，投入成本較大。IDV（IntelligentDesktopVirtualization）智能桌面虛擬化架構(gòu)采用集中存儲(chǔ)、分布運(yùn)算，系統(tǒng)鏡像存儲(chǔ)在服務(wù)器端，支持離線運(yùn)行本地虛擬機(jī)，客戶機(jī)可直接運(yùn)行用戶虛擬機(jī)界面。IDV架構(gòu)又因?yàn)槠淠軌蛴行П苊釼DI架構(gòu)下對(duì)服務(wù)器存儲(chǔ)的巨大需求以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的嚴(yán)重依賴，具有一定的靈活性及高性能，得到廣大用戶推崇。

（三）IDV云桌面

Intel提出了智能桌面虛擬化IDV的概念，通過低功耗廉價(jià)CPU對(duì)于虛擬化的更好支持，配合支持本地虛擬化的軟件，實(shí)現(xiàn)了集中管理，分布式計(jì)算的效果，大幅提升了桌面虛擬化的性能。

教師顯示部分通過使用投影配合同屏軟件，在老師講解PPT的時(shí)候，后面的學(xué)生也可以看到。上機(jī)實(shí)際操作時(shí)候，投影可配合顯示上機(jī)題目要求等信息。中央控制部分可以實(shí)現(xiàn)一鍵上下課、控制投影、功放、大屏和教師機(jī)，方便使用。設(shè)置視頻源切換、老師若自帶筆記本電腦可接入使用，拓展功能更加靈活。

三、云桌面管理模式的優(yōu)勢

（一）統(tǒng)一管理

云桌面部分采用多教室的統(tǒng)一管理的方法，通過云主機(jī)，連接云終端，實(shí)現(xiàn)基于IDV的云桌面架構(gòu)。機(jī)房的管理者通過云主機(jī)的WEB管理端實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)教室的統(tǒng)一管控。在云主機(jī)上通過設(shè)置虛擬教室對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)中的PC機(jī)房，通過IP地址范圍設(shè)定。

（二）終端部署更新快

云桌面部分的運(yùn)營與維護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，可以通過鏡像統(tǒng)一下發(fā)，支持多個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)10分鐘高效率部署。使用服務(wù)端發(fā)布更新鏡像，利用差異鏡像分組更新，可以降低重復(fù)更新數(shù)據(jù)，減少骨干網(wǎng)絡(luò)占用。采用分級(jí)下載技術(shù)，從而加速本地相同數(shù)據(jù)拷貝，同時(shí)也減少服務(wù)端得帶寬壓力。經(jīng)過與傳統(tǒng)方式的對(duì)比，云桌面部分可以10分鐘部署60臺(tái)終端。

通過增量更新的功能，可以在更新鏡像時(shí)，終端下載“種子”文件，該文件記錄分塊信息，通過比對(duì)前后兩次分塊信息，知曉“差異”部分，從而只下載差異內(nèi)容。每次開機(jī)時(shí)都會(huì)去服務(wù)器比對(duì)，只對(duì)有變化的片段進(jìn)行下載。云桌面發(fā)揮更高性能，透傳性能更好。硬件透傳，性能無損失。外設(shè)透傳，兼容性更好。硬件配置上，核心顯卡滿足高性能使用需求，

Uhd 630顯卡提供高性能桌面，intel高性能核心顯卡，全新富媒體體驗(yàn)，流暢運(yùn)行CAD、PS圖形化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全高清視頻流暢播放。

考試鏡像功能可以提前制作好考試鏡像并且下發(fā)，以便考試前再下發(fā)來不及處理。為避免考題泄露，可通過隱藏鏡像將考試環(huán)境隱藏起來，可以禁網(wǎng)和禁USB功能，并且終端和主機(jī)上都可以保留考試數(shù)據(jù)?？荚嚲S護(hù)變得簡單，只需要登陸管理平臺(tái)，選擇考試鏡像，安裝應(yīng)用軟件，保存鏡像，一鍵統(tǒng)一下發(fā)，快速實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一部署下發(fā)，考試結(jié)束后快速恢復(fù)教學(xué)環(huán)境。斷網(wǎng)也不影響考試，即使服務(wù)器宕機(jī)、網(wǎng)絡(luò)中斷，教學(xué)和考試業(yè)務(wù)仍然可以正常開展，不受影響。

（三）兼容性好，易管理

云桌面促進(jìn)了教學(xué)效率的提高。專屬教學(xué)平臺(tái)、管理平臺(tái)與教學(xué)管理系統(tǒng)，操作步驟簡單。可以實(shí)現(xiàn)一鍵開啟學(xué)生機(jī)環(huán)境，多個(gè)系統(tǒng)環(huán)境可供選擇，一鍵關(guān)閉學(xué)生機(jī)，一鍵關(guān)閉云課堂。教師在上課時(shí)可統(tǒng)一控制，可以對(duì)學(xué)生桌面實(shí)現(xiàn)強(qiáng)管控，對(duì)于上課和考試時(shí)的行為管控更加嚴(yán)格。如服務(wù)器連接中斷，也依然可以運(yùn)行，因?yàn)殓R像和硬件資源都在云終端本地。

四、結(jié)語

通過高校智能云機(jī)房管理模式的探究，在高校機(jī)房管理和維護(hù)過程中，使用IDV云桌面技術(shù)，可以簡化管理維護(hù)，實(shí)現(xiàn)多間機(jī)房統(tǒng)一管理，多策略鏡像分發(fā)，終端系統(tǒng)不需要管理維護(hù)。高性能的云桌面以及專業(yè)的教學(xué)互動(dòng)軟件，操作簡單容易，提高了教學(xué)效率。教師在課堂上更容易對(duì)學(xué)生的上機(jī)行為進(jìn)行管控，云機(jī)房模式通過對(duì)現(xiàn)有資源的整合，很好的促進(jìn)了高校信息化教學(xué)的進(jìn)程。