校園多媒體教室云桌面建設技術分析

陸綺榮+夏繼偉

【摘 要】本文針對客戶需求，分析云存儲的服務器集群、云桌面系統對于終端的依賴程度、移動教學以及教室系統的管理需求，設計云桌面的建設方案。

【關鍵詞】云桌面 虛擬化 終端服務器 客戶端

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）06C-0191-02

云桌面可以把數據空間、管理服務，以提供桌面化的方式發布給操作者，適合作為平板、手機客戶端等移動應用的網絡操作系統，也可以將傳統PC升級為網絡操作。云桌面主要通過虛擬化應用，將云端資源發布給各操作終端，仍屬于數據平臺云操作系統。

從硬件設備方面看，傳統的多媒體教室各個教室均采取同樣的完整的計算機設備，無需設置終端服務器；而云桌面教室需架設終端服務器，通過網絡連接客戶端，客戶端可以是原有設備也可是全新的個性化設備。

從軟件資源方面看，傳統的多媒體教室會因為設備配置，限制可用軟件的數目，而云桌面可用利用終端服務器滿足老師所有的需要，更可以開發個性化的教學軟件。

從設計理念上看，傳統的多媒體教室更多體現的是“平均主義”的思想，要求各個教室均能滿足教學的最低要求；而云桌面教室體現的是“按需提供”的設計思路，可以滿足上課老師對于資源的最高要求 。

從設備安裝維護的角度上看，傳統的多媒體教室在系統安裝以及系統維護上需要維護老師親身到教室操作；而對于云桌面教室的維護，可以在任意的時間和地點進行。

一、云桌面的建設基本方案

（一）基本構成。云桌面建設方案實際分為硬件和軟件兩個部分。硬件方面主要由服務器集群與客戶端組成，二者之間通過網絡協議連接。所有的云桌面建設均離不開這二者，區別只是在于服務器集群的架構已經客戶端設備的選擇。

而在軟件建設方面，需要結合具體的硬件鋪設來實施，在本文中設計了兩種實施方案。

（二）服務器集群，數據管理與存儲。在服務器集群選擇上，為了數據的安全，采取的是對稱式集群，集群內的每臺服務器都能對整個集群進行管理，且控制節點大于2個。對稱式集群的2個服務器可以互相備份，地位相等，在其中一個服務器發生故障的時候，另一個會立即接收其工作（可能需要重啟），可以保證終端繼續使用。云桌面的實質是虛擬機，而其計算處理均在云端服務器上，而對于不同的廠商所制造的產品，對于終端的依賴程度并不一致。

（三）管理和使用方案。云桌面本質是虛擬機，所以在所有的教室安裝的均為同一克隆版本。對批量生成的虛擬機，可批量按序授權于批量生成的用戶，方便簡單，避免繁瑣的用戶授權。系統管理員只需要在主機房進行遠程管理就可以，不需要逐個教室設置，可以大大減輕系統管理員的工作量。管理員擁有對所有教室的最終控制權。

二、兩種實用方案設計

現如今市面上的云桌面的建設側重點各有不同，有一部分廠商的側重點在于移動客戶端的使用，一部分廠商的側重點在于虛擬云桌面的軟件多樣性以及精品教學課程的建設，也有一部分廠商在建設過程中追求各方面的均衡性和經濟效益。那么在校園云桌面的建設中，哪一種思路更加適合如今的需求呢？

（一）方案1：利用全新的硬件建設大型的網絡多功能課堂。該方案將利用各種配置的移動終端設置不同的教學場景，教學人員、學生甚至家長均可以利用移動設備進入課堂；與此同時建立了教育資源服務平臺和管理平臺，提供了有力的底層技術支撐，能夠更好實現優質教育資源的共享，有效促進教育的均衡和公平。

1.教學功能分配。此方案依靠全新設計的硬件設備，創造了完整的配套系統和豐富的教學資源。

教學模式是在一定教學思想或教學理論指導下建立起來的較為穩定的教學活動結構框架和活動程序。作為結構框架，從宏觀上把握教學活動整體及各要素之間內部的關系和功能；作為活動程序則突出了教學模式的有序性和可操作性。

對于學生的學習模式，本方案提供3種學習模式：專遞課堂（一對一網絡課堂）；同步課堂（虛擬大課堂）；三分鐘掌握知識點模式——微課+移動學習。

對于老師的授課方式提出了“一師一優課”解決方案。在教學過程中，主講老師專門可為遠端聽講教室學生授課，主講教室與聽課教室中學生可以進行音視頻的實時互動。聽課學生可以清晰地看到老師教學活動的每一個細節，學校領導可以隨時對教學過程進行觀摩和了解。

2.物理建設拓撲圖。此方案需要采購獨立的教學主機、導播臺，搭建云終端，建立一個校園內部的局域網絡，也可以通過手機等移動設備進入課堂。

（二）方案2：簡易設計方案。該方案將傳統PC終端的操作系統和應用軟件都安裝在后臺服務器的虛擬機中，所有運算都由服務器來完成，老師實際使用與傳統多媒體教室使用方法差別不大。

云桌面解決方案主要包括：云主機，教育云桌面軟件，云終端一體機（可利用原有PC）。

云主機：承載虛擬桌面，進行集中運算和存儲，全面選用Intel產品，經過嚴格測試，保障桌面云的性能和穩定性。

教育云桌面軟件：云主機部署教育桌面云軟件，采用服務器集群方式，通過虛擬化技術生成大量虛擬桌面，利用遠程桌面顯示協議，通過網絡將桌面發送給教室終端設備訪問，同時管理員可通過瀏覽器訪問服務器管理平臺，對所有服務器、虛擬桌面、用戶、終端進行集中管理維護。

云終端：教師可使用云終端一體機或者原有PC機，在滿足教學需求的同時更易于管理維護且節能環保。

三、結論

方案1的優勢在于場景的多樣性、移動學習的便捷性和學校領導對于教學的掌控。這種教學更適合低年齡段的學習者以及網絡教育機構，有些類似于現在流行的網絡直播技術。方案2最大的優點在于其兼顧了云桌面的各個方面，也充分利用了原本的教學設備，節約了項目成本。

（一）云桌面相對于傳統的多媒體教室具有的優勢。部署云桌面之后，可以利用最低的代價獲得最高的硬件使用效果。在管理平臺上可實現對分散多媒體教室的集中管控，極大提高了教學環境的管理效率。響應“綠色環保”的口號，教室采用瘦終端機，瘦終端機功率僅為傳統PC的10%。同時，瘦終端機占地小，便于安裝，且噪音低，使得教學環境更為舒適。

（二）云桌面的發展趨勢。隨著經濟全球化的趨勢，硬件設備的成本將進一步降低，硬件設備也會變得更加便攜，更加智能。現階段的云桌面技術，減輕了學校對于教學管理方面的壓力，合理利用了有限的教學資源。這些技術實際上更多的好處是由硬件帶來的。而硬件只是實現教學的輔助工具，真正目標是教學的效果，所以在今后的發展中，教學軟件與教學資源的建設是云桌面系統真正的發展趨勢。

現階段高校普遍存在教學硬件資源過剩，然而幾乎每一所高校都缺乏實用、高效、專業的教學資源，而云平臺的出現使得各個高校之間可以相互合作，各自打造自己的優勢學科，資源共享，互惠互助。在廣西高校系統總共有10多家獲得國家級實驗教學示范中心建設的單位，包括桂林電子科技大學的電子電路實驗教學中心、機電綜合工程訓練中心和通信實驗教學中心，桂林理工大學的基礎地質實驗教學中心和水污染控制實驗教學中心，以及廣西師范大學的物理學實驗教學中心等，這些國家級實驗教學示范中心的大型儀器設備，目前還沒有能夠在全區高校范圍內得到廣泛的共享和利用。

【參考文獻】

[1]劉夏.云桌面應用研究概述[J].計算機系統應用，2014（7）

[2]郭芬.面向虛擬機的云平臺資源部署與調度研究[D].華南理工大學，2015

【作者簡介】陸綺榮（1966— ），女，博士，桂林理工大學教授，研究方向：信息處理；夏繼偉（1993— ），男，在讀碩士，研究方向：軟件工程。

（責編 丁 夢）