淺析云桌面在高校網絡多媒體教室中的應用

陳甜遠

摘 要：針對高校網絡多媒體教室在使用和管理的實際，分析了傳統教學模式下面臨的問題，提出基于云桌面虛擬平臺新的管理模式，其5項技術優勢為高校在減少建設投入、提高管理效率、保證數據安全等方面提供了有效途徑。

關鍵詞：網絡多媒體教室；云桌面；瘦終端；集中管理

隨著網絡信息技術和計算機多媒體技術的發展，許多高校已經將信息技術引入到教學的各個環節，教育技術的創新發展引發了教育模式的變革，對推動教育現代化的發展起著重要的作用。目前許多高校已經完成網絡數字化教學建設，信息化應用已經比較廣泛。其中網絡多媒體教室是網絡數字化建設重點，它打破“講授—聽從”傳統授課方式，基于網絡數字化教學系統平臺，通過授課過程中使用視頻、音頻、交互等多媒體技術，增加了老師與學生的交流互動，提高學生自主學習能力，開創了現代化教育的新局面。網絡多媒體教室已經成為大多數高校標準化教學場所。因此，管理維護好網絡多媒體教室，確保網絡多媒體設備的穩定運行，是保證教學質量的關鍵。

當前，由于教學需求多元化、軟硬件更新頻繁、安全問題等因素，致使網絡多媒體教室在建設和管理過程出現設備負載不均、資源利用率低、維護工作量大等問題，制約著高校信息化建設。而作為云計算新興技術所衍生的云桌面虛擬化平臺，以其自身集成化管理、成本優勢、綠色環保等特點，使多媒體教室所面臨的諸多問題迎刃而解。

1 網絡多媒體教室建設和管理中面臨的問題

1.1 前期建設投入大

傳統的多媒體教室建設，可以分為兩種：標準化教室和實驗室機房。前一個要配備網絡多媒體設備，后需要配備專業性能較高的軟硬件設備。前期需要投入大量資金用于不同教學場地的建設，針對開設課程內容需求，采購相應的服務器、終端設備、語音設備，其中實驗室機房的計算機終端，需要配置性能比較高主板、cpu、硬盤等硬件來滿足不同專業的教學實驗軟件，花費在購買高性能計算機的資金也比較可觀。同時，網絡多媒體教室大量的多媒體、終端設備需要許多管理員進行維護，這也是一筆不小的人力開資。

1.2 管理任務繁重

多媒體教室的所有終端由管理員統一管理，包括所有硬件維護、系統升級、軟件安裝卸載都由管理員負責。而網絡多媒體教室分布位置一般比較分散，分散在不同教學樓的不同樓層，并且每個教室采購終端的批次、型號、配置、軟硬件環境不盡相同，加之一個教室要承擔多個專業教學任務，需要在一臺終端部署幾種教學軟件，由于教室位置分散、終端數量大、軟硬件環境的差異的原因，需要管理員消耗了大量的時間和精力進行的維護工作，并且都是些重復、沒什么價值的勞動，對人力資源是種浪費。[1]

1.3 軟、硬件環境升級成本高

隨著課程內容的更新發展，教學軟環境也發生新的變化。根據專業課程新的需求，需要對網絡多媒體教室終端安裝新教學軟件、升級軟件版本、更換操作系統，有些軟件需要授權許可，與每臺終端硬件綁定，軟件計費是按終端數量計算，成本高。同時，由于教學內容不斷更新伴隨著相關教學軟件的升級，原先的硬件可能已經達不到新軟件運行環境的要求，需要升級原有的服務器和終端硬件的性能，購置新設備和配件。所以，網絡多媒體教室的軟硬件環境頻繁更新所花費的成本，已經成為高校的信息化建設發展過程中的一個不得不面對的問題。

1.4 系統安全性不高

網絡多媒體教室作為公共場所，由于頻繁使用各種渠道交叉使用的U盤、光盤，致使計算機經常感染病毒，導致硬盤里文件破壞、軟件運行緩慢、系統崩潰等影響正常的教學。平時上課，學生和老師一般都把各自使用的文件資料存放在終端硬盤上，由于人為誤操作原因，保存的資料的可能會丟失或被刪除，致使下次無法使用而造成不便。即使采用殺毒軟件、防火墻、系統還原軟件還是不能徹底解除病毒帶來的困擾，給管理員帶來維護難題。

2 云桌面技術特點

云桌面采用虛擬桌面基礎架構，是云計算的一種應用模式。其原理是通過“瘦客戶端+胖服務器”的形式進行部署，云服務器按客戶需求交付運算結果及應用。而在客戶終端只需一個性能要求不是很高且能夠連接網絡的設備，通過顯示器感覺就像使用本地電腦一樣訪問存儲在數據中心的云桌面及應用。[2]

云桌面可輕松解決傳統PC模式的終端管理和數據安全問題，通過實施桌面虛擬化，可以達到減少終端硬件維護、網絡安全隔離、軟件個性化部署、節能減排等目標。云桌面的主要優勢有以下幾個方面：

2.1 集中管理，維護部署方面便捷

云桌面系統將分散的、獨立的客戶終端集中在數據中心統一管理，設備維護人員不必為逐臺安裝卸載軟件、維護系統、安全設置等，只需要在數據中心的桌面系統管理服務器里就能完成大部分管理維護工作，可以根據客戶終端的實際需求，快速的部署桌面系統軟件環境，提升桌面服務水平。這種管理模式，不但減輕了繁重的日常維護而且提高了工作的效率。

2.2 數據隔離，安全可靠

在云桌面系統中，用戶在桌面中保存了數據，感覺好像保存在本地硬盤里，其實不然，用戶本地無數據處理與存儲，本地只有一個無存儲功能的瘦客戶機，業務數據全部保留在數據中心，由服務器系統進行處理，數據本身與客戶終端隔離，通過這樣的數據隔離措施，能夠有效的保證數據不被病毒感染損壞和人為丟失，使系統的破壞減小到最低，保障了數據安全。

2.3 多系統平臺，實現多業務需求

有些特殊工作需要不同的業務軟件運行在不同系統桌面上，在傳統平臺下，由于業務系統無法安裝在同一個桌面環境中，往往需要一人配備多臺電腦來實現不同的桌面系統環境。這樣不僅占用了工作空間而且還增加了設備投資。而在云桌面系統下，可以實現一個桌面里運行多個不同的后臺桌面系統，用戶只要在桌面菜單里面根據軟件需要選擇相應的桌面系統即可，系統切換快速靈活。這樣既減少了空間占用，節約了投資，又滿足了處理多個不同業務的需要，提升了用戶工作效率。

2.4 跨平臺遠程接入，實現移動辦公

云桌面統一對上層應用接口，屏蔽不同虛擬化平臺之間的差異，實現對運行在異構平臺的資源統一管理和操作，并且支持使用電腦、手機、平板等各種移動終端設備接入，無論身處何地，只要用戶連接網絡登錄個人云桌面，就像置身于辦公室一樣使用辦公電腦工作，這種網絡訪問的方式為用戶提供了非常靈活的工作處理方式和良好用戶體驗，實現隨時隨地真正的BYOD。

2.5 節約存儲空間、災難恢復快

云桌面的數據都是集中存儲在數據中心，采用差分存儲方式，通過虛擬機快照可以在瞬間完成，基礎鏡像只需備份一次，每次備份時只需要備份擴展鏡像，減少了備份存儲空間。當存儲發生災難性故障時，切換到備份存儲運行，快速還原之前運行的桌面數據，保證業務不間斷的持續運行。

3 云桌面在網絡多媒體教室中的應用

根據云桌面技術特點，將云桌面部署在網絡多媒體教室可以充分發揮云桌面的技術優勢。云桌面采用服務器虛擬化、桌面遠程控制等技術構建該平臺，應用虛擬機替代傳統的物理機作為網絡多媒體教學環境，從而解決多媒體教室在建設和管理過程中的各種問題。

云桌面虛擬平臺的搭建，分為三部分即：虛擬化集群建設、桌面和應用交付控制平臺建設、終端部署。

虛擬化集群：通過讓服務器的CPU、內存、磁盤、I/O等硬件資源轉換成可以動態管理的“資源池”，讓一臺服務器變成幾臺甚至之上百臺虛擬服務器，從而提升服務器資源利用率，并實現具有透明負載均衡、動態遷移、故障自動隔離、系統自動重構的高可靠服務器集群環境。

虛擬桌面交付控制平臺：提供桌面用戶認證管理、桌面/應用資源訪問控制、虛擬桌面創建及啟動、桌面監控等功能，實現以更低成本、更安全、更可靠地交付桌面資源。

終端部署：每個終端只需配備瘦終端、顯示器、鼠標、鍵盤即可，無需其他硬件配置。瘦終端是一個嵌入式操作系云終端設備，可以通過網絡協議連接到運行在服務器上的桌面。用戶通過鼠標或鍵盤的在虛擬桌面上的操作向后臺服務器發布指令完成相應作業功能。云桌面虛擬平臺的體系架構如圖1所示[3]。

4 云桌面技術在網絡多媒體教室中應用的效果

4.1 提高了教室和設備利用率

使用云桌面虛擬平臺，可以滿足多種教學需要，不用再為專業課程建立專門的實驗室，只需要課前按照課程要求，在后臺虛擬桌面交付控制服務器將所需的系統、軟件部署在云桌面上，然后推送到相應的教室即可。同時，由于云桌面對終端設備的性能要求不高、兼容性好，可以利用不同型號、不同配置、不同批次的現有電腦作為云桌面終端，不用全部購買新終端。從而節省了建設實驗室和購買新設備的巨大開支，使現有教室和設備的利用率實現最大化。[4]

4.2 減少了人力投資，提高了管理效率

云桌面技術在后臺數據中心定制桌面環境，將原來位置分散的終端設備集中統一管理，在服務器端完成對校園內所有終端進行系統維護和軟件更新，并根據教室課程需要為相關終端分發不同的軟件，有針對性的快速創建教學環境。從而減輕了對每個教室每臺終端繁重的日常維護工作，提高了管理效率，減少了在設備管理和維護方面的人力投資。對用戶來說，也不用擔心在上課過程中因為軟件運行錯誤、系統崩潰而影響使用，可以把精力投入到上課當中。

4.3 提高教學的穩定性和數據安全性

通常由于終端系統崩潰、服務器故障、網絡中斷等原因，可能造成課堂中正在使用的軟件或實驗數據無法保存，而排查故障、恢復運行也需要一定時間才能完成，影響了正常的教學進程。云桌面具有優異的容災特性，采用基礎鏡像和備份鏡像“雙保險”的存儲方式，將所有系統軟件的運算都放在數據中心服務器內運行，運行的數據結果也保存在其磁盤陣列里，所有運算和數據都不在用戶終端里存儲。當服務器故障或網絡中斷時，云桌面會一直運行，通過在其他瘦終端上登錄云桌面賬號，還可以繼續使用，這種完美的數據遷移性保持了教學過程了連續性。同時由于數據都儲存在數據中心服務器里，所以不用擔心用戶終端的數據被病毒感染或者人為損壞，提高了數據的安全性。

4.4 能耗小、節省建設成本

云桌面的瘦終端的功耗低，一臺瘦終端功耗大概2-5W，而一臺傳統PC功耗大概50-250W，瘦終端比傳統臺式主機可節省電力95%以上。對于擁有成百上千臺終端的高校來說，這種小功耗瘦終端的部署將每年節省不少電費開支，并可大量減少噪聲與碳排放。同時，云桌面強大的服務器虛擬化技術，可以優化服務器和存儲基礎架構，更有效地利用服務器和存儲資源，自動根據業務量的大小啟動或終止某些虛擬機和物理服務器的運行，節省電力，實現節能減排。[5]

5 結語

當前，許多高校都在以發展信息化建設為牽引，大力推進教育改革，將數字化網絡信息技術引入到教學、管理、生活的各個環節。面對高校網絡多媒體教室建設和管理過程中出現越來越多問題，采用云桌面虛擬化平臺技術，不僅把應用對低層系統和硬件的依賴抽離出來，將各種應用資源整合到統一的共享平臺上，方便終端用戶按需使用，還且還提高了多媒體教室的管理效率，使設備資源利用率最大化，在高校網絡多媒體教學建設方面有很大的應用前景。

[參考文獻]

[1]林飛躍，林先津.云桌面在教學管理中的應用[J].實驗室研究與探索，2013，10（10）：336-337.

[2]崔文博，馬衛民.淺析云桌面的應用及其優勢[J].中國管理信息化，2013，6（11）：45.

[3]李凡，何嘉，柳岸.云桌面在高校計算機類課程實驗教學中的應用[J].計算機教育，2013，12（24）：110-111.

[4]翁國秀.云桌面技術在高校計算機實驗室建設和管理中的應用[J].信息與電腦，2012（11）：110-111.

[5]蔡丹倩，雷俊智，龔靖，等.云桌面多技術方案落地，取代傳統PC指日可待[J].通信世界，2011（11）：7-9.