桌面云技術在教學管理中的探析

石少敏

(陜西學前師范學院,710100)

桌面云技術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容的不斷充實，信息化設備的數量急速增加，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目標，以及功能需求分析。

虛擬桌面；建設目標；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，各大高校隨教學內容的不斷充實，信息化設備的數量急速增加，導致學校的整體維護成本和大多數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信息化教學模式以及各大高校的機房的各業務系統獨立專屬無法實現共享；

其四，各大高校的機房的信息化設施利用率低下；

其五，各大高校的機房的業務系統的計劃和非計劃停機對各大高校的機房的業務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目標

虛擬桌面教學平臺的建設目標主要包括以下幾個方面：第一，在業務模型上，基于云技術的虛擬桌面平臺教學系統要全面實現新型業務流程的轉變；第二，在平臺架構和技術形態上，基于云技術的虛擬桌面平臺教學系統要實現高彈性與易擴展性的統一；第三，在系統資源調配模型上，基于云技術的虛擬桌面平臺教學系統要實現高可用性與統一管理調配的統一；第四，在系統建設資金投入上，要實現性價比最大化；第五，在系統建設的前瞻性上，基于云技術的虛擬桌面平臺教學系統要充分參考業界主流先進的軟硬件、虛擬化的研究成果；第六，在系統建設的可持續性上，基于云技術的虛擬桌面平臺教學系統要充分將虛擬桌面管理平臺建設成開放性的系統平臺；第七，在項目設計時，基于云技術的虛擬桌面平臺教學系統要充分考慮原來硬件平臺的納入管理，以便于利舊，實現投資保護。

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，系統涉及到以下角色：

表 3-1 角色表

3.2 業務功能

傳統PC桌面在硬件設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約了成本，而且對虛擬桌面的管理也相當方便，如果結合一套虛擬桌面管理系統去管理虛擬桌面，將更節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，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。能夠成功創建桌面資源池，才能完成接下來的所有工作。在創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刪除回收。創建這兩種桌面資源池的流程大致相似，不同的只是創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有的用戶組里，也可不加入用戶組，單獨設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系可以看出，創建好桌面池之后，根據現有的桌面模板去生成一系列所需要用來分配的虛擬桌面，創建好用戶和用戶組之后，配置好用戶和用戶組之間的關系，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，桌面用戶的狀態在表中就顯示為激活狀態，而用戶的桌面在表中則顯示為離線狀態，當用戶使用分配到的虛擬桌面進行連接使用的時候，桌面的狀態會顯示為在線。

3.3.2 平臺監控模塊的需求

監控功能模塊:監控模塊的實時監控通過web頁面來展示監控數據。實時監控主要包括展示主機、虛機總數及其各種狀態下的個數；展示物理主機、虛擬機的內存、cpu、網絡使用情況，展示不同區域下的用戶的虛擬機位置和使用情況；展示應用服務器的性能數據和應用發布數據，及其在線使用數目；展示不同區域下的用戶的虛擬桌面使用情況和數目；展示不同區域下的用戶的應用使用情況和數目；通過選擇部門下的每個用戶，顯示該用戶使用桌面和應用的基本信息和狀態情況；展示使用虛擬桌面的各部門的總數、在線數、激活數、離線數等信息。

監控部門查詢任務是對所有部門進行監控查詢，可以查看某一個部門下在線離線人數以及這些人員的詳細信息。具體分為:系統總體信息采集，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、同步的物理主機內存列表和虛擬主機內存列表等數據，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，放入物理主機內存列表中，如果不正確，則循環資源池表中該masterip對應的所有主機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、快照或者控制節點就繼續循環，獲取下一個，如果不是就把獲取到的信息加入虛擬機內存列表中；當這個循環結束的時候就繼續循環物理主機的內存列表，獲取所有物理主機和虛擬機的性能數據，加入內存中，傳入的信號量signal減1，單個過程結束。系統啟動后10秒 開始執行，每次間隔時間可配，默認5分鐘。

3.3.3 系統配置管理模塊的需求

系統配置維護功能模塊:系統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中使用的基本配置表進行維護，提供系統配置的新增、修改和刪除功能，包括部門表、工作性質表、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、網絡架構需求和機房環境需求等。

3.4.1 虛擬桌面交付協議需求

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

3.4.2 機房環境需求

網絡安全性主要考慮通過非安全網絡(Internet)的客戶端訪問虛擬桌面時的網絡安全性。由于用戶的部分數據會暴露在非安全網絡中，這必然會引起對虛擬桌面系統內部服務器的攻擊，極大得威脅系統的安全。

對用戶訪問網關在非安全網絡區域和虛擬桌面系統內網區域之間進行物理隔離，這樣可以保證即使是用戶訪問網關受到攻擊，虛擬桌面系統內網也是安全。同時在用戶終端和虛擬桌面訪問網關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據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據的安全，同時降低了虛擬桌面訪問網關受到攻擊的可能性。

4 總結

虛擬桌面系統的管理簡便，監控實時；同時除了監控模塊具有實時性，告警模塊也具有實時性，并且能夠對出現的問題進行跟蹤記錄并反饋給維護人員；管理系統的性能統計模塊可以存儲所有虛擬桌面使用的部分性能數據；系統的安全性和可靠性也更有保證。

[1] 趙冰.基于云計算技術的設備管理系統研究與開發[D].鄭州大學,2011.

[2] 程曉光.數據庫技術在高校教務管理中的應用現狀與發展研究[D].哈爾濱師范大學,2011.

[3] 劉毅.港口綜合管理系統云計算模型與系統研究[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[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