桌面虛擬化構建“班班通”

引言： “班班通”是學校每個班級里具備與外界進行不同層次的信息溝通、信息化資源獲取與利用、終端信息顯示的軟硬件環境，實現信息技術與學科日常教學的有效整合。筆者學校運用桌面虛擬化技術，實現了班班通系統的穩定、高效和易管理等應用需求。

“班班通”是一個融合了基礎設施、以及教育教學整合等內容的系統工程。它是指學校每個班級具備與外界進行不同層次的信息溝通、信息化資源獲取與利用、終端信息顯示的軟硬件環境。它是將與教育教學相關的信息內容通到每個班級，并系統、有效地應用于備課、課堂教學、學習以及其他教育業務之中。它是著力解決信息化環境與資源的創造性應用問題，著力解決優質資源在課堂上有效應用問題。實現信息技術與學科日常教學的有效整合，促進教師教學方式和學生學習方式的變革，最終促進學生的發展。因此“班班通”是整個學校教育信息化的核心價值所在。

問題提出

隨著學校信息化的推進和信息技術與學科教學的深度融合， “班班通”是整個學校教育信息化的核心價值所在。“班班通”系統的穩定性、易管理性和高效應用越來越顯得重要。由于學校信息化建設一般都是采用分步實施，從而導致“班班通”系統的主要設備計算機的配置、型號各不相同，所處的網絡環境也相當復雜。主要表現在以下方面。

1.管理人員少

“班班通”系統教室數量多，且分布在校園的多個建筑樓層，特別是在產品質保期后出現問題頻率較高且時間也相對集中。同時，管理人員少，很難及時解決實際問題。

2.硬件配置不統一，增大維護難度

由于學校的信息建設周期不同，導致不同時期采購的計算機配置不一，即使采購初期一致，在使用一段時間后也會更換配件，主要設備計算機配置也不會完全相同。

3.軟件安裝與更新難

因課程教學實際需要和教師個人需求的不同，每間教室的計算機系統中所安裝的應用軟件和版本也有差別，程序之間極易產生沖突，難以及時滿足教學需要。

4.公眾化使用，病毒難以防護

網絡與移動存儲設備的廣泛使用，造成病毒的迅速傳播，防不勝防。雖然安裝有殺毒軟件，但更新滯后，難以確保系統安全。

5.設備使用效高，系統穩定性難以保障

傳統的管理模式是采用硬盤保護（實時還原）和網絡同傳等方法進行管理，這些方法雖然使多媒體系統的可用性得到提高，但也需要耗費大量的時間和人力，不能在有限時間確保系統的可用性，甚至嚴重到影響正常的教學秩序開展。

6.計算機耗能高，浪費能源

基于計算機等信息化設備的師生比例，若按平均每臺200W以上的耗電，產生的能耗總和也是非常高，不符合綠色環保的創建要求。

基于上述問題，在回顧我校之前“班班通”系統構建模式時，主要經歷了三個階段。即PC+投影機+幕布、PC+短焦投影機+交互式電子白板、PC+交互式一體機。以上三種構建模式同時也體現了我校信息化建設中“班班通”系統發展歷程，伴隨著技術的不斷進步，其“班班通”系統的穩定性、可用性、易管理性及與學科的整合都有了很高的提升。但它們對系統穩定性和易管理性都是基于PC端本地的系統實時還原和網絡同傳來實現，使用人員不能實現對系統的資源調配、穩定性、可用性的調控功能。我校在結合智慧校園建設項目，探索運用虛擬化技術桌面系統與交互式一體機的有機結合，形成我校的“班班通”系統構建的第四個階段。它有效地保證系統的可靠性、可用性和可控性等問題，確保信息技術促進教育教學正常開展。

桌面虛擬化的原理及優勢

通過對桌面虛擬化新技術的學習，理解了桌面虛擬化的原理是指將計算機的終端系統（也稱作桌面）進行虛擬化處理，以達到桌面使用的安全性和靈活性。實現通過任何設備，在任何地點，任何時間都運用網絡訪問屬于我們個人的桌面系統。

與傳統PC架構的“班班通”系統相比較，基于桌面虛擬化技術“班班通”系統主要表現出以下優勢：

1.更靈活地訪問和使用，用戶對桌面的訪問就不需要被限制在教室終端具體設備、具體地點和具體時間。我們可以通過任何一種滿足接入要求的終端設備，就可以訪問我們個人的桌面系統。

2.由于所有的計算、存儲都放在服務器上，終端設備的性能要求不高。云計算模式的教室終端成本少、耗電低（如圖1）和部署容易（如圖2），從而有效地減少了成本投資。

3.云計算模式的“班班通”教室，帶來的直接好處就是終端設備的維護成本（如圖3）大量降低。

4.集中管理、統一配置，使用安全，由于計算發生在數據中心，所有桌面的管理和配置都在數據中心進行，管理員可以在數據中心進行對所有桌面和應用進行統一配置和管理，所有的數據和計算都發生在數據中心，則機密數據和信息不需要通過網絡傳遞，增加了安全性。另外，這些數據也可以通過配置不允許下載到客戶端，保證用戶不會帶走、傳播機密信息。

圖1 成本與耗電統計

圖2 部署成本比較

圖3 終端設備維護成本統計

圖4 系統結構結構

“班班通”系統桌面虛擬化應用模式

本方案采用超融合基礎架構作為數據中心，通過軟件定義服務來提供類似硬件資源的這種方式，融合架構可提供更高的靈活性。通過智能軟件算法來管理集群中的可用物理資源，整個系統提供了更高級別的資源保障（例如更好的冗余度、可用性和安全性）。通過虛擬化技術以軟件定義的服務來實現動態配置與應用環境管理，基于智能網絡服務來提供最優性能與可靠的應用連接。其系統結構圖如4所示。

方案在邏輯上由兩部分組成：數據中心網絡和用戶接入網絡，以向用戶提供應用程序、桌面、數據資源的交付為目標，所有用戶應用程序、桌面、數據都放置于數據中心中，用戶的執行操作均在數據中心內部完成，最終將用戶執行的結果傳輸給用戶。

基于桌面虛擬化技術構建以桌面云+交互式一體機的“班班通”系統，在提高“班班通”系統的可用性、穩定性、易維護及數據安全性等帶來了全新運用。桌面云虛擬化技術為我們提供了切實可行的解決方案，它的價值將隨著應用不斷的體現出來。伴隨著網絡速度的提升和“互聯網+”教育與基礎教育深度融合，桌面虛擬化技術必將廣泛的應用于教育教學中。基于桌面虛擬化本身的理念，也將促進基礎教育信息化健康、快速、高效的發展。