基于云技術的福建農業職業技術學校機房設計

丁順鶯

摘? 要： 針對學校機房存在管理弱、體驗差、教學效率低、不環保、資源浪費等問題，根據教育部關于提升現代職業教育質量和完善實訓條件的要求，以云技術為支撐，通過拓撲設計和模塊設計對學校機房機房的云終端、云主機進行科學設計，讓其成為適用于“互聯網+”時代下的云機房。這種科學的云機房設計可促進教學互動、提升教學質量、完善多樣化的教學模式，并實現低功耗及高效率的管理。

關鍵詞： 教育質量; 云技術; “互聯網+”; 高效率

中圖分類號：TP202? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2019）05-91-03

Abstract： In view of the problems of weak management， poor experience， low teaching efficiency， not environment friendly and waste of resources in the school computer room， according to the requirements of the Ministry of Education on improving the quality of modern vocational education and improving the training conditions， with the support of cloud technology， the cloud terminals and cloud hosts in the school computer room are scientifically designed by topology design and module design， to make it the cloud computer room suitable for "Internet plus" era. This scientifically designed cloud computer room can promote teaching interaction， improve teaching quality， improve diversified teaching modes， and achieve low power consumption and efficient management.

Key words： education quality; cloud technology; "Internet plus"; high efficiency

0 引言

近年來伴隨著云技術的出現，各高職院校都在對“互聯網+教育”的模式進行了探討和試行，“云課堂”逐步走入各高職院校的課堂并趨于普及[2]。在“互聯網+”時代，各行業信息化程度提高，教育也不例外。云計算在教育領域的應用促使傳統教學方式向現代教學方式轉變，教學質量和效果得到極大提升[3]。學校機房是信息課程的教學場所，承擔了越來越多的功能。現在機房的管理與維護上比傳統機房難度更高，耗時更長。為了管理和維護好現代機房，提高人力時間效率和提高教學質量，本文結合銳捷產品，運用云技術設計一個適用于現代教學模式的云機房。

1 高職院校普通機房現狀

目前，隨著高職院校人數擴招，機房的數量越來越多，布局也越來越復雜。以福建農業職業技術學校為例，20多間機房每間平均需承擔4-5門課程約200學時。對不同專業、不同課程，機房每個學期都要花大量的人力和財力用于機房的管理與維護;管理效率低，普通的PC機機房，只能在上課過程中下發或上傳作業，占用了教學時間;課堂體驗差，學生在上課中常常通過網絡共享與U盤來進行作業的互拷，占用了學生動手實踐的時間;教學效率低，機房難以同時承接計算機課程、考試、自由上機等教學業務;無法支持多樣化的教學方式[4]。

此外，硬件部件多能耗大，輻射大，不環保。

2 基于云技術的機房建設思維

云機房是以云技術為基礎而構建開發的，是一個用于基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，即IaaS）的分布式集群服務器機房[5]。云計算系統，是將基礎設施作為服務的解決方案，在“互聯網+”環境下應用云技術最大程度的實現資源共享[6]。機房建設在預算不變的情況下使用先進技術提升教學效率和質量的最好方法是利用云技術來構建機房。

該設計方案的核心是云主機和云終端。云主機以教室為單位針對不同課程制作鏡像模板，在教師PC機上部署對鏡像模板可控制的教師端程序。教師在上課時，使用教師端程序執行簡單操作，點擊“上課”即可將虛擬桌面推送到學生端進入上課狀態。點擊“下課”終止課程，刪除所有虛擬機，回收云主機運算資源。學生則操作云終端，該設備可在教師控制下自動和云主機相連，獲取虛擬桌面，操作與普通PC完全相同。

3 基于云計算的高校機房建設方案設計

3.1 拓撲設計

根據福建農業職業技術學校的經費與現有機房存在的問題，從實際出發先設計兩間云機房。該設計總體框架采用“C/S”模式，將云終端作為客戶端，云主機作為服務端。結合銳捷云產品，采用教室分散式部署方式，為每個教室部署56臺“RG-Rain200S學生云終端”、二臺“RG-S2952G-E千兆交換機”、一臺“教師PC”;在服務端部署二臺“RG-RCD6000V2云主機”、一臺“RG-EG2000CE安全網關”、一臺“H3C千兆以太網三層交換機”、一個“UPS供電系統”。機房建設的拓撲設計如圖1所示。

3.2 模塊設計

客戶端：學生機針對新環境采用與顯示器一體化設計的云終端，并配有與教師端相配的云課堂。云終端使用專業的低功耗、高運算功能的處理器，以及小型本地閃存、精簡版操作系統的一體機。學生通過遠程桌面協議連接到數據中心獲取遠程計算機桌面[7]，操作就如一般物理機。學生在上課時根據課任教師在“云主機”的“作業空間”里創建的賬號登入云課堂，在“作業空間”里下載與上傳所需要的作業無需再像以往通過FTP來完成;還可以通過“答題歷史”查看每次上交的歷史作業;云課堂還為每個學生備一個“網盤”與“空間”用來存放他們的資料;在“請求幫助”里學生可以向老師發出求教信號，這些都便捷易操作。云終端界面如圖2所示。

服務端：該層是整個設計的中心環節。服務端的兩臺云主機各配有云桌面教學系統核心軟件（云服務器、云終端、教學管理軟件）能提供云計算、云管理、云作業等功能。云主機通過網絡與云終端連接，將虛擬桌面展示給學生終端。管理員在操作時，只要通過能與云主機網絡相通的電腦，通過瀏覽器登陸云主機IP地址就可進入云主機管理介面，實現遠程操作。

云計算上：采用CAD（Cloud Desktop Acceleration）技術、AppTurbo技術并融合分級Cache技術，提升了云桌面啟動與應用程序的速度。讓學生體驗暢游“云海”、領略“飛”一般的感受。管理員根據特定的需要可為云終端靈活的設置內存、CPU的大小。

云管理上：使用IIM（Intelligent Image Management）創新技術，提供智能鏡像管理功能，管理員按照課程的需要制作多樣化的教學鏡像，教師們只需簡單點擊“下課”與“上課”就可根據不同的教學業務來自由切換教學鏡像，操作簡單;教師通過云課堂里的“禁USB”、“禁外網”來管理云終端的操作。云作業上：為云終端開放一共享硬盤，教師先通過“賬號管理”里建好班級與學生的賬號供學生登錄，待學生上課時使用，在“作業空間”里提供作業下發與上傳功能，為師生提供便捷的界面。云主機界面如圖3所示。

4 結束語

“互聯網+”時代下，教育行業不斷發展創新教學模式，利用先進技術支持自主學習成為必然發展趨向。“云課堂”成為一大革命性的亮點，通過云計算及桌面虛擬化技術[8]，設計了一個適用于“互聯網+”時代教學模式下的云機房。機房經過一個學期的運行，達到原有的效果，得到了師生及管理人員的一致認可。云機房因與外網相連，在流量控制、網頁訪問過慮上還需進一步加強，下一步將著手對安全網關做進一步設置，合理分配有限帶寬資源，限制高風險網頁訪問，為師生上課提供安全穩定的環境。

參考文獻（References）：

[1] 汪應，陳光海.高職院校智慧“云課堂”、信息化教學設計的創新與實踐[J].職教論壇，2017.27：80

[2] 潘丹.高校“云課堂”建設及應用對策[J].信息系統工程，2015.4：145

[3] 何洪葉.云計算在中職教育信息化中的應用效果分析[J].信息與電腦.2018.1：206

[4] 王鶄，楊倬.基于云課堂的混合式教學模式設計——以華師云課堂為例[J].中國電化教育，2017.4：85

[5] 張錦標.移動數字化下的高校思政理論課程教學——基于云課堂教學平臺的建設與發展[J].佳木斯職業學校學報，2016.4：170

[6] 李晨濤.計算機實訓機房管理中云桌面的應用[J].通訊世界，2017.10：97

[7] 林碧洪.關于云計算在實訓室中的應用與現狀分析[J].廣東技術師范學校學報（自然科學），2016.11.

[8] 沈晨航.云桌面環境下公私混合存儲系統設計與實現[D].電子科技大學碩士學位論文，2017.