高職文創(chuàng)類生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室IT建設(shè)方案探究
——以深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)字創(chuàng)意與動(dòng)畫學(xué)院實(shí)訓(xùn)室建設(shè)為例

楊 偉， 李俊宗

（1.深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)字創(chuàng)意與動(dòng)畫學(xué)院，廣東深圳518055；2.深圳市升陽港灣科技有限公司，廣東深圳518000）

0 引 言

在當(dāng)前科技發(fā)展日新月異的今天，國家順應(yīng)時(shí)代的變革，對(duì)教育發(fā)展提出了新的要求。為滿足未來人才需求，在國家十三五教育發(fā)展規(guī)劃中提到：“堅(jiān)持優(yōu)先發(fā)展。人才是國家發(fā)展的核心要素。要堅(jiān)持把教育擺在優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位，充分發(fā)揮教育的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性、全局性作用，更加注重教育和人力資源開發(fā)，加大投資于人的力度，面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來，超前規(guī)劃，優(yōu)先發(fā)展，加速人力資本積累，為國家和民族的未來奠基”［1］。4K／8K 需求、虛擬仿真、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等技術(shù)應(yīng)用將成為未來5 年內(nèi)引領(lǐng)文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。高職文化創(chuàng)意類學(xué)院作為職教體系中倡導(dǎo)“創(chuàng)意、設(shè)計(jì)”理念的排頭兵，致力于培養(yǎng)“德業(yè)并進(jìn)、學(xué)思并舉、腦手并用”［2］的復(fù)合式創(chuàng)新型高素質(zhì)高技能人才，如何做好特色實(shí)訓(xùn)室基礎(chǔ)架構(gòu)及配套建設(shè)，以更高效為專業(yè)教學(xué)服務(wù)、為企業(yè)培養(yǎng)合格人才，成為實(shí)訓(xùn)室建設(shè)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

1 高職文創(chuàng)類實(shí)訓(xùn)室IT架構(gòu)現(xiàn)狀分析

職業(yè)技術(shù)學(xué)院人才培養(yǎng)的總目標(biāo)是高技能、高技術(shù)人才，文創(chuàng)類學(xué)院因其自身特點(diǎn)，以行業(yè)為導(dǎo)向，面向數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)意創(chuàng)新型、復(fù)合型、高素質(zhì)創(chuàng)意設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制作高技能專業(yè)人才。專業(yè)內(nèi)涵包含三維動(dòng)畫、數(shù)字媒體技術(shù)藝術(shù)、特效制作、游戲設(shè)計(jì)與制作4 方面基礎(chǔ)領(lǐng)域，培養(yǎng)核心技能為基于動(dòng)作（表情）捕捉、集群渲染、虛擬演播、游戲引擎、超高清素材拍攝制作、特效制作專業(yè)系統(tǒng)，依賴大量高性能工作站等軟、硬件系統(tǒng)協(xié)同提供服務(wù)的設(shè)計(jì)與動(dòng)手能力。實(shí)訓(xùn)目標(biāo)為參照行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的工作流程、質(zhì)量、效率標(biāo)準(zhǔn)，完成高質(zhì)量數(shù)字內(nèi)容制作?；跀?shù)字內(nèi)容目標(biāo)特性及制作需求，實(shí)訓(xùn)室IT的基本架構(gòu)包含：

（1）IT 系統(tǒng)。主要用于部署各種行業(yè)應(yīng)用軟件及相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)，如流程管理系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、素材管理系統(tǒng)等應(yīng)用服務(wù)，以適應(yīng)新技術(shù)和新工具快速迭代，更好滿足學(xué)生將來就業(yè)的技能要求。

（2）私有云渲染系統(tǒng)。三維動(dòng)畫、特效制作需要大量的渲染，尤其是校企合作方面，借助渲染農(nóng)場可以讓校企合作項(xiàng)目的渲染在本地完成，規(guī)避傳統(tǒng)渲染方式周期長，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度慢，渲染資源排隊(duì)緊張的問題，保證項(xiàng)目可以按期保質(zhì)保量完成。

（3）非線編剪輯平臺(tái)。4K 的普及和8K 的來臨，非線編剪輯平臺(tái)對(duì)硬件基礎(chǔ)設(shè)施（存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、工作站）有著越來越高的性能要求和功能性技術(shù)要求，采用以IP 網(wǎng)絡(luò)為核心的高性能NAS 解決方案成為主流，目前以10 Gb為主，未來的主流應(yīng)擴(kuò)展至40 Gb甚至100 Gb；傳統(tǒng)的本地非編剪輯解決方案（光纖存儲(chǔ)共享解決方案＼便攜存儲(chǔ)陣列）因需要專用的硬件支持，較高的維護(hù)升級(jí)成本，且無法與其他平臺(tái)共享，性能無法持續(xù)提升等先天缺陷，行業(yè)內(nèi)4K／8K的非編平臺(tái)已經(jīng)逐漸淘汰了傳統(tǒng)的非編存儲(chǔ)解決方案（光纖存儲(chǔ)共享）。

我校數(shù)字創(chuàng)意與動(dòng)畫學(xué)院，瞄準(zhǔn)文化創(chuàng)意與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過多年不斷更新發(fā)展，規(guī)?；?yīng)顯著，各種高端一流設(shè)備、系統(tǒng)紛紛落戶，實(shí)訓(xùn)設(shè)施系統(tǒng)越來越龐大，但由于新技術(shù)不斷迭代、設(shè)備使用年限限制、系統(tǒng)與系統(tǒng)間缺少關(guān)聯(lián)度，建設(shè)時(shí)間跨度大，導(dǎo)致超大數(shù)據(jù)量以及資源共享對(duì)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、安全和系統(tǒng)運(yùn)維等剛需成為各實(shí)訓(xùn)單元良好協(xié)同發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重影響項(xiàng)目內(nèi)容生產(chǎn)，表現(xiàn)在：

（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)施換代滯后，影視后期剪輯特效合成工作室，集群渲染農(nóng)場以及教學(xué)數(shù)據(jù)中心IT環(huán)境之間未實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)。若要在IT 系統(tǒng)之間拷貝數(shù)據(jù)大多數(shù)時(shí)間都需要通過移動(dòng)硬盤拷貝，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，給師生造成很多不便，影響教學(xué)和生產(chǎn)績效。

（2）數(shù)據(jù)無法共享。IT系統(tǒng)獨(dú)立存儲(chǔ)系統(tǒng)，只服務(wù)于自己的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，各存儲(chǔ)之間無法互聯(lián)，數(shù)據(jù)無法在學(xué)院內(nèi)自由流通。運(yùn)行的現(xiàn)狀是教學(xué)IT 系統(tǒng)中的存儲(chǔ)服務(wù)器壓力最大，集群渲染系統(tǒng)存儲(chǔ)壓力其次，影視后期剪輯工作室存儲(chǔ)最小。

（3）缺少存儲(chǔ)備份系統(tǒng)，數(shù)據(jù)安全無保障。勒索病毒的日漸泛濫，學(xué)生上網(wǎng)不規(guī)范致使中毒的情況十分常見，存儲(chǔ)中毒導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)加密無法使用的情況時(shí)有發(fā)生，處理起來非常棘手［3-4］。

（4）系統(tǒng)運(yùn)維繁瑣。學(xué)院機(jī)房運(yùn)維采用還原卡實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)，解決了系統(tǒng)盤保護(hù)的問題，減少了部分運(yùn)維工作量，但一些關(guān)鍵性問題無法解決，比如商業(yè)特效軟件激活，系統(tǒng)還原之后需逐一手動(dòng)輸入；部分專業(yè)軟件無法批量激活；特別是教學(xué)、項(xiàng)目中數(shù)據(jù)經(jīng)常存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)盤中，上傳病毒文件到數(shù)據(jù)盤有可能導(dǎo)致全網(wǎng)中毒，非常難以處理；還原卡的保護(hù)方式特別容易傷硬盤，工作站3 年之后硬盤故障率居高不下，增加了運(yùn)維成本。

（5）IT管理員知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，IT技術(shù)不全面。處理簡單的工作站、常規(guī)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)還能勝任，但在處理棘手的專業(yè)技術(shù)問題時(shí)往往面臨很多困難，有些問題一拖再拖，甚至無法解決，導(dǎo)致后續(xù)一連串的不良反應(yīng)，影響使用滿意度。

實(shí)訓(xùn)室IT架構(gòu)所面臨的以上困擾，在不同院校不同程度上都有所體現(xiàn)，究其原因有資金缺乏帶來的壓力，也有專業(yè)壁壘造成的系統(tǒng)隔離，還有設(shè)備論證中的形式大于內(nèi)容等，但關(guān)鍵是缺乏長遠(yuǎn)、科學(xué)、系統(tǒng)、合理的可執(zhí)行方案標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)室從建設(shè)到使用過程中績效低下的現(xiàn)象較為常見。

2 高職文創(chuàng)類生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室IT解決方案

文創(chuàng)類學(xué)院的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算能力、存儲(chǔ)“三駕馬車”是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重中之重，遵循的原則是立足現(xiàn)狀，展望未來，具備一定的前瞻性。我院近年來為克服實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中存在的“老馬拉新車”問題，在優(yōu)先借鑒、靠攏國內(nèi)高端影視后期特效的基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和方案基礎(chǔ)上，注重校企數(shù)字內(nèi)容制作項(xiàng)目合作的可行性，注重實(shí)訓(xùn)室軟硬件系統(tǒng)的可實(shí)戰(zhàn)性、注重?cái)?shù)字內(nèi)容制作的可生產(chǎn)性，總體上合理規(guī)劃IT基礎(chǔ)架構(gòu)：①網(wǎng)絡(luò)：核心100 Gb 起步，支持板卡擴(kuò)展，未來可以滿足40 Gb需求，后期只升級(jí)板卡無需更換機(jī)框；②計(jì)算：部署虛擬化平臺(tái)，提升資源利用率，減少硬件重復(fù)采購，節(jié)約機(jī)柜空間，減少不必要的浪費(fèi)；③存儲(chǔ)：高性能可擴(kuò)展，滿足對(duì)存儲(chǔ)的性能需求，管理維護(hù)方便，減輕管理員的工作量。通過生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，讓學(xué)生在校期間直接快速對(duì)接生產(chǎn)性流程管理，直接進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為企業(yè)培養(yǎng)直接上手、零距離的人才［5-6］。

2.1 設(shè)計(jì)原則

（1）采用軟件定義數(shù)據(jù)中心（SDDC）的解決方案，硬件采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)x86 服務(wù)器，數(shù)據(jù)中心不考慮專用的軟硬件綁定的專有設(shè)備，規(guī)避后期高昂的硬件維護(hù)成本。通過軟件定義數(shù)據(jù)中心的解決方案虛擬化數(shù)據(jù)中心的一切物理資源，通過虛擬化的技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)由虛擬資源組成的資源池，不僅是對(duì)服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，還包括存儲(chǔ)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化。不僅可以簡化服務(wù)器更改、存儲(chǔ)更改、網(wǎng)絡(luò)配置的難度，更使得對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)的管理和配置操作具備可重復(fù)性和持續(xù)性［7］。

（2）提升教學(xué)連續(xù)性，減少軟硬件故障，借鑒行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀公司的基礎(chǔ)架構(gòu)，數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，教學(xué)工作站不再配置數(shù)據(jù)盤，節(jié)省硬件采購成本，用一套高性能的超融合存儲(chǔ)系統(tǒng)來滿足所有師生的教學(xué)需求，師生可以在學(xué)院內(nèi)的任意時(shí)間和任意地點(diǎn)訪問自己的數(shù)據(jù)，不受工作站關(guān)機(jī)和電教室斷電的影響。

（3）提升安全性，降低病毒導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)故障和系統(tǒng)故障。加強(qiáng)對(duì)師生的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)管理，技術(shù)方法加管理制度促進(jìn)安全策略的快速落實(shí)，逐年穩(wěn)步提升師生的安全意識(shí)，形成良好的教學(xué)安全行為規(guī)范。

（4）通過減少基礎(chǔ)設(shè)施的瓶頸和故障來減輕管理老師的工作量，做到絕大多數(shù)的問題可以遠(yuǎn)程處理，不必事事東奔西跑，后期可以騰出更多的時(shí)間和專業(yè)老師做相關(guān)的生產(chǎn)性流程管理研究或者開發(fā)工作，專注于教學(xué)應(yīng)用能力的提升，提升學(xué)生的相關(guān)的技能，進(jìn)而提升學(xué)院的綜合實(shí)力，為行業(yè)更好地培養(yǎng)符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人才。

2.2 設(shè)計(jì)方案

（1）IT系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通過100 Gb骨干網(wǎng)互連互通，集群渲染農(nóng)場和影視后期剪輯工作室通過雙100 Gb 網(wǎng)絡(luò)接入核心交換機(jī)，打通網(wǎng)絡(luò)并且消除網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，師生可以在學(xué)院內(nèi)的任意位置訪問學(xué)院所有的服務(wù)器，應(yīng)用系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

（2）建立一套高性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，為IT系統(tǒng)提供強(qiáng)大的讀寫性能，為集群渲染農(nóng)場提供超過20 Gb／s的并發(fā)讀帶寬，滿足渲染刀片并發(fā)渲染的性能需求，提升渲染的效率；為工作站提供超過40 Gb／s 的并發(fā)讀寫帶寬，滿足非編需求高性能的并發(fā)讀寫帶寬，最多可以滿足40 軌高清原始碼流剪輯；為電教室超過80 Gb／s高性能并發(fā)讀寫帶寬，滿足教學(xué)軟件（Maya，Nuke，3DMax，Modo，Pre）高性能帶寬，電教室工作站取消第2 塊數(shù)據(jù)盤，教學(xué)過程中直接從存儲(chǔ)上打開素材文件進(jìn)行制作和教學(xué)，無需再下載到工作站本地。

（3）統(tǒng)一管理教學(xué)工作站，管理員可以在工位上對(duì)所有的工作站進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)工作（軟件安裝／系統(tǒng)還原／故障處理），無需再跑到電教室進(jìn)行維護(hù)。

（4）網(wǎng)絡(luò)安全管理，解決學(xué)院內(nèi)的病毒頻繁的現(xiàn)象，將有病毒的問題素材通過殺毒軟件隔離或者清除，防止病毒泛濫阻塞網(wǎng)絡(luò)加密文件導(dǎo)致的教學(xué)中斷。

（5）解決學(xué)院內(nèi)商業(yè)特效軟件激活問題，減輕運(yùn)維老師軟件激活工作負(fù)擔(dān)。

2.3 實(shí)施方案

為滿足對(duì)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的性能穩(wěn)定性及維護(hù)性需求，以學(xué)院為例，對(duì)IT 基礎(chǔ)設(shè)施提出以下基于超融合智能IT系統(tǒng)的改造實(shí)施方案。

（1）配置100 Gb可擴(kuò)展核心交換機(jī)，整體架構(gòu)見圖1。初始配置100 Gb 端口數(shù)量不少于80 個(gè)，支持30 個(gè)工作站機(jī)房／工作室／辦公室網(wǎng)絡(luò)接入（每房間接入交換機(jī)2 個(gè)100 Gb端口）和10 臺(tái)超融合服務(wù)器100 Gb網(wǎng)絡(luò)接入（每服務(wù)器2 個(gè)100 Gb網(wǎng)絡(luò)端口，合計(jì)80個(gè)端口），所有辦公室和教室都通過雙100 Gb 光纖連接核心交換機(jī)，核心背板帶寬超過1.92 Tb／s，徹底解決網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，滿足各個(gè)場景下的性能要求，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)高速互聯(lián)互通。

圖1 可擴(kuò)展核心交換機(jī)整體架構(gòu)圖

（2）部署最新的高性能超融合存儲(chǔ)系統(tǒng)，其架構(gòu)見圖2。支持高性能讀寫緩存加速解決高并發(fā)訪問場景下的性能問題，支持快照功能，解決因?yàn)槲募卸緦?dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題，支持分布式可擴(kuò)展架構(gòu)，性能和容量可以隨著節(jié)點(diǎn)的增加而增加，支持虛擬化功能。虛擬化計(jì)算資源池，存儲(chǔ)資源池，網(wǎng)絡(luò)資源池，所有的應(yīng)用都按需從資源池里面取相關(guān)的資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)），資源不足的情況下，通過采購標(biāo)準(zhǔn)的x86 服務(wù)器硬件來解決相關(guān)問題，將服務(wù)器設(shè)備的采購量降低80%以上。

圖2 超融合架構(gòu)圖

（3）部署智能云桌面管理系統(tǒng)（IDV）（見圖3）替代課室機(jī)房使用的還原卡。智能云桌面管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)院內(nèi)所有工作站的統(tǒng)一管理統(tǒng)一運(yùn)維，支持教學(xué)工作站定期還原，防止系統(tǒng)盤病毒問題，獨(dú)有的技術(shù)架構(gòu)保護(hù)硬盤，減少磁盤碎片，減少硬盤故障率。電教室工作站取消數(shù)據(jù)盤，所有的教學(xué)工作直接使用高性能超融合存儲(chǔ)系統(tǒng)［8-9］。

圖3 IDV架構(gòu)圖

（4）部署虛擬存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)服務(wù)，按班級(jí)創(chuàng)建一個(gè)基于KVM 的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)虛擬機(jī)，為師生提供共享存儲(chǔ)服務(wù)，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的師生賬戶，并且設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限，老師可以訪問所有的學(xué)生存儲(chǔ)空間。

（5）部署后期特效軟件認(rèn)證服務(wù)器（Autodesk，F(xiàn)oundry，Houdini等），特效軟件的license 認(rèn)證模式統(tǒng)一設(shè)置成為本地license服務(wù)器認(rèn)證。

（6）部署殺毒應(yīng)用虛擬機(jī)，安裝商業(yè)殺毒軟件，定期更新病毒庫，對(duì)共享存儲(chǔ)空間進(jìn)行檢測，一旦有用戶上傳病毒文件，立即隔離。

2.4 系統(tǒng)優(yōu)勢

超融合智能IT 系統(tǒng)改造方案的提出與實(shí)施，需建立在充分理解傳統(tǒng)學(xué)院IT 系統(tǒng)之上、渲染農(nóng)場和非編工作室當(dāng)前面臨的問題和挑戰(zhàn)，從使用者的角度出發(fā)，秉承易用、高效、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)理念，具有以下的優(yōu)勢［10］：

（1）新應(yīng)用上線無需采購服務(wù)器，直接在線創(chuàng)建應(yīng)用虛機(jī)即可：①快速維護(hù)，一鍵安裝部署、系統(tǒng)恢復(fù)、故障請(qǐng)求；②集中管理，工作站系統(tǒng)集中到服務(wù)器端管理，無須東奔西跑。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施無瓶頸，4K 場景隨心做：①100 Gb核心網(wǎng)絡(luò)，徹底解決網(wǎng)絡(luò)瓶頸，滿足未來10 年發(fā)展需求；②超融合解決方案，動(dòng)態(tài)增加存儲(chǔ)的容量和性能，不再有存儲(chǔ)性能瓶頸；③智能桌面管理系統(tǒng)，釋放被還原卡壓制的硬盤性能，系統(tǒng)啟動(dòng)更快。

（3）系統(tǒng)更加安全。①病毒查殺，工作站和存儲(chǔ)雙重查殺，防止病毒遺漏；②快速恢復(fù)機(jī)制，不怕系統(tǒng)癱瘓，一鍵恢復(fù)恢復(fù)機(jī)制；③嚴(yán)控操作流程，對(duì)用戶端操作嚴(yán)控（驅(qū)動(dòng)層禁止USB端口），不能隨意安裝和拷貝數(shù)據(jù)。

（4）運(yùn)營成本降低。服務(wù)器和工作站生命周期延長，硬盤故障率大大降低，并減少整體的總成本；管理和運(yùn)維工作量減少，工作效率提高；采服務(wù)器硬件為標(biāo)準(zhǔn)x86 設(shè)備，課室工作站不必配置本地?cái)?shù)據(jù)硬盤，減少大量工作站數(shù)據(jù)硬盤采購需求，降低采購成本。

（5）節(jié)能環(huán)保。由傳統(tǒng)10 臺(tái)物理服務(wù)器濃縮到6 臺(tái)超融合服務(wù)器，降低45%以上，降低制冷需求；從2 個(gè)機(jī)柜變?yōu)? 個(gè)機(jī)柜。

3 結(jié) 語

數(shù)字創(chuàng)意與動(dòng)畫學(xué)院經(jīng)過20 年不斷發(fā)展，在文化創(chuàng)意與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、行業(yè)中取得了不菲的成績。超融合智能IT系統(tǒng)架構(gòu)的合理性、科學(xué)性、前瞻性、拓展性決定了實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的品質(zhì)，該方案作為文化創(chuàng)意類學(xué)院實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的中心思想提出、實(shí)施，為學(xué)院專業(yè)未來發(fā)展及在新領(lǐng)域上的突破奠定了良好基礎(chǔ)，較好解決了實(shí)訓(xùn)室建設(shè)高投入、低產(chǎn)出的矛盾，為服務(wù)師生更加高效、專注創(chuàng)意與內(nèi)容的生產(chǎn)性制作上做了有益嘗試。