基于VMware Horizon的云課堂在中職教學(xué)實訓(xùn)中的研究

樂俊 劉艷芬

隨著數(shù)據(jù)中心部署技術(shù)、虛擬化與自動化技術(shù)、分布式計算與并行計算、網(wǎng)格計算的發(fā)展，云計算的應(yīng)用在企業(yè)和事業(yè)單位的需求不斷增加，大型的互聯(lián)網(wǎng)公司針對云計算的業(yè)務(wù)需求推出云框架和服務(wù)平臺。云框架的搭建需要硬件和網(wǎng)絡(luò)的支持，在云計算迅速發(fā)展時，學(xué)校的硬件和網(wǎng)絡(luò)的更新往往具有滯后性。本論文旨在根據(jù)學(xué)校當前的硬件和網(wǎng)絡(luò)的環(huán)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(xùn)教學(xué)。

一、云計算簡介

云是將應(yīng)用、數(shù)據(jù)集中存儲在相應(yīng)的服務(wù)商，用戶需要的時候通過網(wǎng)絡(luò)、便攜式的設(shè)備來使用就可以了。使用云可以減少中間的環(huán)節(jié)，降低對用戶的要求、簡化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。云計算可提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)），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(tài)易擴展且經(jīng)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(chǎn)品，它可以簡化桌面和應(yīng)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(shè)備的個性化體驗，實現(xiàn)傳統(tǒng)PC難以企及的更高桌面服務(wù)可用性和敏捷性。VMware Horizon桌面駐留在云環(huán)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(xué)云框架，一方面，VMware虛擬機軟件是全球桌面到數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商，VMware云技術(shù)代表著主流云的發(fā)展趨勢，有大量的資料和論壇可以學(xué)習(xí)；另一方面，VMware vSphere虛擬化解決方案已經(jīng)占據(jù)全球虛擬化市場70%左右的份額，世界500強企業(yè)中有一半以上正在使用或者測試VMware vSphere，VMware的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生增加就業(yè)籌碼。

三、中職云教學(xué)框架設(shè)計

本文以珠海第一中等職業(yè)學(xué)校的硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為背景，筆者在開設(shè)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(xué)環(huán)境的云計算教學(xué)實訓(xùn)框架，同時也闡述了如何充分利用學(xué)生的硬件和網(wǎng)絡(luò)資源，搭建云框架環(huán)境。

1. 實訓(xùn)環(huán)境介紹

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

2. 實訓(xùn)室云框架的架構(gòu)組成

在有限的資源下，要模擬基于VMware Horizon云框架的實驗環(huán)境，一臺學(xué)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(xué)組成一個小組。每位同學(xué)使用基于VMware Workstation 11軟件來做底層虛擬化，VMware Workstation安裝在學(xué)生上課用的Windows 7系統(tǒng)中。構(gòu)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(xué)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(gòu)造過程中，考慮到硬件資源有限，在搭建環(huán)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(wù)器是基于一臺預(yù)裝了vCenter的SUSELinux虛擬機，此版本使用集成的數(shù)據(jù)庫，避免需要安裝外部的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。當需要訪問ESXi服務(wù)器和vCenter服務(wù)器時，需要安裝vSphere Client端，可以安裝在學(xué)生計算機的本機系統(tǒng)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(xué)生計算機的系統(tǒng)中。

3. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

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

學(xué)生以本機的IP地址為基礎(chǔ)，在地址的最后一位基礎(chǔ)上加30，小組搭建云框架總共需要的IP地址數(shù)量為90。一方面，避免了小組或同學(xué)間相互搶占IP地址沖突的問題，另一方面，為每位同學(xué)的服務(wù)器規(guī)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(fā)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(xué)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(fā)到學(xué)生的計算機中。在安裝學(xué)生計算機操作系統(tǒng)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(xué)生計算機中，可以為教師爭取到更多的時間專注課堂內(nèi)容。

【注：本文系珠海市第一中等職業(yè)學(xué)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(zé)任編輯 李少杰