基于VOI虛擬桌面的高校多媒體教室應用研究

黃俊杰

（順德職業技術學院，廣東 順德 528300）

1 引言

隨著信息化不斷的發展，推動了高校信息化教育模式的不斷轉型，在高校教育信息化發展過程中，多媒體教室成為高校信息化教學的主要組成部分，多媒體教室的建設與管理成為智慧校園建設的主要環節。隨著教育信息化技術飛速發展，云計算技術、虛擬化桌面技術在教育信息化尤其是在多媒體教學及管理中逐漸普及。實現多媒體教室的智慧化管理，可以讓管理人員從繁瑣復雜的工作中解脫出來。

2 高校多媒體教室管理現狀

1）維護管理工作繁重，效率低。由于全校的基礎課程及部分專業課程都在多媒體教室上課，涉及很多專業的教學軟件，因此多媒體教室電腦中需要安裝多個操作系統及相關教學軟件來滿足教學需求。傳統解決的辦法是會采用硬盤保護卡模式，每次升級或安裝軟件都需要先安裝部署好一臺母機，然后再通過網絡同傳到其他電腦。這個模式雖然很大程度上解決我們的需求，但還是有很多局限性。如：（1）需要同一種機型在同一網段下的電腦才能實現網絡同傳。（2）由于這種同傳的方式，是通過廣播的方式進行，由于某個網絡端口的故障，或者以太網網卡速度不一致，有些是1000Mbps，有些卻是100M Mbps時，會導致整個網絡同傳的速度嚴重下降，甚至同傳失敗，排查起來相當困難。（3）由于軟件版權問題，同傳后很多軟件由于注冊的問題導致使用不了。由于高校多媒體教室數量眾多，而且地理位置分散，電腦由于購買批次不同、型號和配置也不同，當升級系統補丁或更新軟件時，需要不同的機型做不同的母機，通過多次同傳才能實現。為了提高效率，提高用戶體驗，需要新一代的產品去解決當前的問題。

2）技術管理人員不足。技術管理人員在日常維護管理中的工作量比較大，管理人員除了需要對投影儀、話筒、計算機等硬件設備進行檢查和維護之外，還需對計算機軟件進行升級維護，比如安裝各項教學軟件、更新操作系統等。由于管理人員不足，如果多媒體教室出現了故障無法在第一時間進行解決。

3 虛擬云桌面技術

虛擬化是云計算的核心技術之一，是一種計算機資源虛擬化管理技術。通過把計算機的硬件資源虛擬化，從而實現隔離性、可擴展性、安全性、資源可充分利用等。云桌面將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性。只要有網絡，可以通過任何設備，在任何時間，任何地點訪問在網絡上的屬于我們個人的桌面系統。

目前市面上比較流行的虛擬云桌面主要有三種典型架構，第一種是虛擬桌面基礎架構（VDI，Virtual Desktop Infrastructure）；第二種是智能桌面虛擬化架構（I D V，I n t e l l i g e n t DesktopVirtualization）；第三種是虛擬操作系統基礎架構（VOI，Virtual Operating system Infrastructure）。一是虛擬桌面基礎架構（VDI）。VDI為集中存儲、集中運算的虛擬桌面架構。該架構是把所有的客戶機數據運算都集中在服務器端管理，用戶接收的只是以圖像形式傳輸過來的操作系統環境。簡單點來說就是操作系統和硬件資源都是部署在服務器端。二是智能桌面虛擬化架構（IDV）。IDV為集中存儲、分布運算的構架。該架構下服務器負責操作系統鏡像管理、鏡像上傳下載、以及終端的管理工作，終端負責計算任務，簡單來說就是硬件資源虛擬化層都在終端。通過終端虛擬化技術，數據存放終端，不需要大量的圖像傳輸，不受網絡影響，斷網亦可訪問。三是虛擬操作系統基礎架構（VOI）VOI為集中存儲、分布運算的構架。該構架是服務器只負責操作系統的托管，存儲和計算則是放在終端設備。終端只需要在開機啟動時從服務器端將操作系統和應用加載到本地緩存即可使本地計算機能正常使用。

就VDI、IDV、VOI對比而言，VDI在服務器架構設計、數據安全性、集中管理控制、桌面移動性方面都具有優勢。劣勢表現在以下方面：依賴網絡環境，沒有網絡無法使用VDI桌面；集中存儲、集中運算的特點決定了需要依托強大的CPU和消耗大量內存，所以需要配置高性能的服務器，投資成本較高；管理技術較為復雜，管理人員需要掌握一定的云平臺技術；3D軟件及游戲用戶體驗較差。

IDV相對VDI有了很大改善，但是該模式對終端的要求比較高：配置必須一致及支持虛擬終端。由于硬件虛擬化層在終端運行，性能和兼容性還是沒有辦法和傳統的PC機相比。VOI無任何硬件虛擬化層，在IDV的基礎上做了進一步改進。該構架支持離線運行、支持桌面系統集中安全管理，而且桌面性能完全保持傳統PC的體驗，不受網絡影響及支持3D高清應用，不存在兼容性問題，同時支持本地機器無硬盤啟動。對數據的安全性、硬件的兼容性做了進一步改善。相對比下，該模式是部署成本最低、風險最小、體驗最好的選擇。

4 基于VOI的桌面部署

一是制作母盤鏡像。首次部署需要找一臺終端進入BIOS將啟動順序優先設置為網卡啟動，確認VOI虛擬云桌面系統服務端與該終端之間的網絡正常通信，終端重啟后通過網絡安裝底層并設置好計算機名和IP地址；安裝底層后進入維護模式，然后安裝操作系統及相關教學軟件，安裝VOI虛擬云桌面系統客戶端，將終端裝好的操作系統上傳到服務器的系統鏡像中；終端重啟后從網絡遠程啟動操作系統，將終端設置為還原模式，母盤制作完成。二是安裝其他終端底層。需要把所有終端的BIOS啟動順序優先設置為網卡啟動，確認VOI虛擬云桌面系統服務端與該終端之間的網絡正常通信，開機啟動連接服務器端就可以自動安裝底層了。同時在管理平臺上可以看到所有終端都自動添加上來了。三是下發鏡像系統安裝好底層后在管理平臺上把終端為設置為維護模式就自動下發鏡像系統到本地硬盤。

5 基于VOI的云桌面系統優勢

一是虛擬桌面的可靠性。可以實現終端操作系統層和數據層分離，確保操作系統安全可靠，任何軟件故障重啟后完全恢復正常；同時可以實現盤網雙待，無論是網絡中斷或者硬盤損壞，終端機器都可以繼續正常運行，全面保障了終端運行的可靠性。二是虛擬桌面的兼容性。可以實現對終端機器的硬件虛擬，基本能夠適應終端硬件和外置設備；同時兼容各類應用程序，支持運行高清視頻圖像和3DMAX、AutoCAD、PROE等大型軟件。三是虛擬桌面的管理性。可以通過WEB遠程管理，升級補丁、安裝軟件只需要在母盤鏡像升級安裝，然后同步下發到終端就可以，同步過程中不影響老師上課，同步完成后只需重啟終端就可以更新。四是支持桌面異構。不同型號的機器可以用同一個模板去管理，這樣大大減輕管理人員的工作，也節省磁盤空間。五是支持BT方式下發桌面。通過BT方式下發桌面，不再受中心節點的網絡帶寬的限制，也不會因為某個終端的故障，導致下發失敗，能過點到點的傳輸方式，大大提高傳輸速度，實現無感升級。

6 結語

建設VOI云桌面管理系統，管理人員可以通過WEB遠程管理，管理人員只需要在母盤鏡像升級安裝，然后同步下發給終端就可以，同步下發過程可以選擇靜默模式，不影響老師上課，同步完成后只需重啟終端就可以更新同步。解決了升級系統補丁、安裝軟件等管理維護難題，操作系統的安全穩定性也得到了保證，提升了多媒體教室的管理效率和教學質量。