基于VMware Horizon的云課堂在中職教學實訓中的研究

樂俊 劉艷芬

隨著數據中心部署技術、虛擬化與自動化技術、分布式計算與并行計算、網格計算的發展，云計算的應用在企業和事業單位的需求不斷增加，大型的互聯網公司針對云計算的業務需求推出云框架和服務平臺。云框架的搭建需要硬件和網絡的支持，在云計算迅速發展時，學校的硬件和網絡的更新往往具有滯后性。本論文旨在根據學校當前的硬件和網絡的環境下，以VMware公司的VMware Horizon云桌面為案例，探討如何開展云計算的實訓教學。

一、云計算簡介

云是將應用、數據集中存儲在相應的服務商，用戶需要的時候通過網絡、便攜式的設備來使用就可以了。使用云可以減少中間的環節，降低對用戶的要求、簡化網絡的結構。云計算可提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作。云計算通常涉及動態易擴展且經常是虛擬化的資源。

二、VMware Horizon框架介紹

VMware Horizon是VMware公司的虛擬桌面產品，它可以簡化桌面和應用程序管理，同時提高安全性和控制力。VMware Horizon可為終端用戶提供跨會話和設備的個性化體驗，實現傳統PC難以企及的更高桌面服務可用性和敏捷性。VMware Horizon桌面駐留在云環境中，終端用戶可以在需要時隨時訪問他們的桌面。

本人選用VMware Horizon作為云課堂的教學云框架，一方面，VMware虛擬機軟件是全球桌面到數據中心虛擬化解決方案的領導廠商，VMware云技術代表著主流云的發展趨勢，有大量的資料和論壇可以學習；另一方面，VMware vSphere虛擬化解決方案已經占據全球虛擬化市場70%左右的份額，世界500強企業中有一半以上正在使用或者測試VMware vSphere，VMware的學習可以讓學生增加就業籌碼。

三、中職云教學框架設計

本文以珠海第一中等職業學校的硬件和網絡環境為背景，筆者在開設和實施云計算和虛擬化選修課的過程中，研究和實施了一套適合當前教學環境的云計算教學實訓框架，同時也闡述了如何充分利用學生的硬件和網絡資源，搭建云框架環境。

1. 實訓環境介紹

教學過程中，理論需要結合實踐。基于VMware Horizon云框架的搭建需要強大的硬件資源，學校提供的實訓機房的計算機配置如表格1所示。

2. 實訓室云框架的架構組成

在有限的資源下，要模擬基于VMware Horizon云框架的實驗環境，一臺學生計算機是無法完成整個框架的搭建。我們采用小組合作的形式，4位同學組成一個小組。每位同學使用基于VMware Workstation 11軟件來做底層虛擬化，VMware Workstation安裝在學生上課用的Windows 7系統中。構造云框架的基本組件的具體資源分配如表2所示。表中A，B，C，D分別代表四位同學的四臺計算機，所有的ESXi都是安裝在計算機中的VMware Workstation軟件中。

在構造過程中，考慮到硬件資源有限，在搭建環境時，選用VMware Horzion5.3和VMware vSphere 5.5版本。其中，AD和DNS安裝在同一臺虛擬機Windows Server 2008 R2下，vCenter服務器是基于一臺預裝了vCenter的SUSELinux虛擬機，此版本使用集成的數據庫，避免需要安裝外部的數據庫服務器。當需要訪問ESXi服務器和vCenter服務器時，需要安裝vSphere Client端，可以安裝在學生計算機的本機系統中。當需要訪問虛擬桌面時，需要安裝VMware Horizon View Client，安裝此客戶端在學生計算機的系統中。

3. 網絡架構

本框架采用的是小組合作方式，網絡要確保小組之間相互互通。由于采用的是基于VMware Workstation為基礎的虛擬化，每臺VMware Workstation中都需要安裝一臺ESXi服務器及ESXi服務器中再安裝另一臺虛擬機，所以一個學生機位需要3個IP地址。由于機房網絡中掩碼是255.255.255.128，在不改變機房設計的前提下，整個機房可用的IP地址數量是126個。

學生以本機的IP地址為基礎，在地址的最后一位基礎上加30，小組搭建云框架總共需要的IP地址數量為90。一方面，避免了小組或同學間相互搶占IP地址沖突的問題，另一方面，為每位同學的服務器規劃了固定和合理的IP地址。

4. 其它問題

在安裝基于VMware Horizon云框架時，需要文件較大的安裝包。如果在上課的時候，進行文件分發或者共享訪問，最快的情況也需要30分鐘以上，才能確保每位同學獲取到自己的安裝包。為了保證上課的效果，需要提前把所有需要的安裝程序都分發到學生的計算機中。在安裝學生計算機操作系統的時候，需要機房管理員提前把上課所需的安裝包，存放到學生計算機中，可以為教師爭取到更多的時間專注課堂內容。

【注：本文系珠海市第一中等職業學校2017年度教育科研課題立項項目重點課題“基于VMware Horizon云桌面的中職云機房的研究和實踐”（課題編號：xjkt2017z08）的研究成果之一。】

責任編輯 李少杰