基于VOI虛擬桌面的高校多媒體教室應(yīng)用研究

黃俊杰

（順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 順德 528300）

1 引言

隨著信息化不斷的發(fā)展，推動了高校信息化教育模式的不斷轉(zhuǎn)型，在高校教育信息化發(fā)展過程中，多媒體教室成為高校信息化教學(xué)的主要組成部分，多媒體教室的建設(shè)與管理成為智慧校園建設(shè)的主要環(huán)節(jié)。隨著教育信息化技術(shù)飛速發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)、虛擬化桌面技術(shù)在教育信息化尤其是在多媒體教學(xué)及管理中逐漸普及。實(shí)現(xiàn)多媒體教室的智慧化管理，可以讓管理人員從繁瑣復(fù)雜的工作中解脫出來。

2 高校多媒體教室管理現(xiàn)狀

1）維護(hù)管理工作繁重，效率低。由于全校的基礎(chǔ)課程及部分專業(yè)課程都在多媒體教室上課，涉及很多專業(yè)的教學(xué)軟件，因此多媒體教室電腦中需要安裝多個操作系統(tǒng)及相關(guān)教學(xué)軟件來滿足教學(xué)需求。傳統(tǒng)解決的辦法是會采用硬盤保護(hù)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(jī)，然后再通過網(wǎng)絡(luò)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(jī)型在同一網(wǎng)段下的電腦才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同傳。（2）由于這種同傳的方式，是通過廣播的方式進(jìn)行，由于某個網(wǎng)絡(luò)端口的故障，或者以太網(wǎng)網(wǎng)卡速度不一致，有些是1000Mbps，有些卻是100M Mbps時，會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)同傳的速度嚴(yán)重下降，甚至同傳失敗，排查起來相當(dāng)困難。（3）由于軟件版權(quán)問題，同傳后很多軟件由于注冊的問題導(dǎo)致使用不了。由于高校多媒體教室數(shù)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(dāng)升級系統(tǒng)補(bǔ)丁或更新軟件時，需要不同的機(jī)型做不同的母機(jī)，通過多次同傳才能實(shí)現(xiàn)。為了提高效率，提高用戶體驗(yàn)，需要新一代的產(chǎn)品去解決當(dāng)前的問題。

2）技術(shù)管理人員不足。技術(shù)管理人員在日常維護(hù)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(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)之外，還需對計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行升級維護(hù)，比如安裝各項(xiàng)教學(xué)軟件、更新操作系統(tǒng)等。由于管理人員不足，如果多媒體教室出現(xiàn)了故障無法在第一時間進(jìn)行解決。

3 虛擬云桌面技術(shù)

虛擬化是云計(jì)算的核心技術(shù)之一，是一種計(jì)算機(jī)資源虛擬化管理技術(shù)。通過把計(jì)算機(jī)的硬件資源虛擬化，從而實(shí)現(xiàn)隔離性、可擴(kuò)展性、安全性、資源可充分利用等。云桌面將計(jì)算機(jī)的桌面進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。只要有網(wǎng)絡(luò)，可以通過任何設(shè)備，在任何時間，任何地點(diǎn)訪問在網(wǎng)絡(luò)上的屬于我們個人的桌面系統(tǒng)。

目前市面上比較流行的虛擬云桌面主要有三種典型架構(gòu)，第一種是虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（VDI，Virtual Desktop Infrastructure）；第二種是智能桌面虛擬化架構(gòu)（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(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)（VOI，Virtual Operating system Infrastructure）。一是虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（VDI）。VDI為集中存儲、集中運(yùn)算的虛擬桌面架構(gòu)。該架構(gòu)是把所有的客戶機(jī)數(shù)據(jù)運(yùn)算都集中在服務(wù)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(tǒng)環(huán)境。簡單點(diǎn)來說就是操作系統(tǒng)和硬件資源都是部署在服務(wù)器端。二是智能桌面虛擬化架構(gòu)（IDV）。IDV為集中存儲、分布運(yùn)算的構(gòu)架。該架構(gòu)下服務(wù)器負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)鏡像管理、鏡像上傳下載、以及終端的管理工作，終端負(fù)責(zé)計(jì)算任務(wù)，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(shù)，數(shù)據(jù)存放終端，不需要大量的圖像傳輸，不受網(wǎng)絡(luò)影響，斷網(wǎng)亦可訪問。三是虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)（VOI）VOI為集中存儲、分布運(yùn)算的構(gòu)架。該構(gòu)架是服務(wù)器只負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)的托管，存儲和計(jì)算則是放在終端設(shè)備。終端只需要在開機(jī)啟動時從服務(wù)器端將操作系統(tǒng)和應(yīng)用加載到本地緩存即可使本地計(jì)算機(jī)能正常使用。

就VDI、IDV、VOI對比而言，VDI在服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)安全性、集中管理控制、桌面移動性方面都具有優(yōu)勢。劣勢表現(xiàn)在以下方面：依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，沒有網(wǎng)絡(luò)無法使用VDI桌面；集中存儲、集中運(yùn)算的特點(diǎn)決定了需要依托強(qiáng)大的CPU和消耗大量內(nèi)存，所以需要配置高性能的服務(wù)器，投資成本較高；管理技術(shù)較為復(fù)雜，管理人員需要掌握一定的云平臺技術(shù)；3D軟件及游戲用戶體驗(yàn)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(yùn)行，性能和兼容性還是沒有辦法和傳統(tǒng)的PC機(jī)相比。VOI無任何硬件虛擬化層，在IDV的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn)。該構(gòu)架支持離線運(yùn)行、支持桌面系統(tǒng)集中安全管理，而且桌面性能完全保持傳統(tǒng)PC的體驗(yàn)，不受網(wǎng)絡(luò)影響及支持3D高清應(yīng)用，不存在兼容性問題，同時支持本地機(jī)器無硬盤啟動。對數(shù)據(jù)的安全性、硬件的兼容性做了進(jìn)一步改善。相對比下，該模式是部署成本最低、風(fēng)險(xiǎn)最小、體驗(yàn)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(jìn)入BIOS將啟動順序優(yōu)先設(shè)置為網(wǎng)卡啟動，確認(rèn)VOI虛擬云桌面系統(tǒng)服務(wù)端與該終端之間的網(wǎng)絡(luò)正常通信，終端重啟后通過網(wǎng)絡(luò)安裝底層并設(shè)置好計(jì)算機(jī)名和IP地址；安裝底層后進(jìn)入維護(hù)模式，然后安裝操作系統(tǒng)及相關(guān)教學(xué)軟件，安裝VOI虛擬云桌面系統(tǒng)客戶端，將終端裝好的操作系統(tǒng)上傳到服務(wù)器的系統(tǒng)鏡像中；終端重啟后從網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動操作系統(tǒng)，將終端設(shè)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(yōu)先設(shè)置為網(wǎng)卡啟動，確認(rèn)VOI虛擬云桌面系統(tǒng)服務(wù)端與該終端之間的網(wǎng)絡(luò)正常通信，開機(jī)啟動連接服務(wù)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(fā)鏡像系統(tǒng)安裝好底層后在管理平臺上把終端為設(shè)置為維護(hù)模式就自動下發(fā)鏡像系統(tǒng)到本地硬盤。

5 基于VOI的云桌面系統(tǒng)優(yōu)勢

一是虛擬桌面的可靠性。可以實(shí)現(xiàn)終端操作系統(tǒng)層和數(shù)據(jù)層分離，確保操作系統(tǒng)安全可靠，任何軟件故障重啟后完全恢復(fù)正常；同時可以實(shí)現(xiàn)盤網(wǎng)雙待，無論是網(wǎng)絡(luò)中斷或者硬盤損壞，終端機(jī)器都可以繼續(xù)正常運(yùn)行，全面保障了終端運(yùn)行的可靠性。二是虛擬桌面的兼容性。可以實(shí)現(xiàn)對終端機(jī)器的硬件虛擬，基本能夠適應(yīng)終端硬件和外置設(shè)備；同時兼容各類應(yīng)用程序，支持運(yùn)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(yuǎn)程管理，升級補(bǔ)丁、安裝軟件只需要在母盤鏡像升級安裝，然后同步下發(fā)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(gòu)。不同型號的機(jī)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(jié)省磁盤空間。五是支持BT方式下發(fā)桌面。通過BT方式下發(fā)桌面，不再受中心節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，也不會因?yàn)槟硞€終端的故障，導(dǎo)致下發(fā)失敗，能過點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸方式，大大提高傳輸速度，實(shí)現(xiàn)無感升級。

6 結(jié)語

建設(shè)VOI云桌面管理系統(tǒng)，管理人員可以通過WEB遠(yuǎn)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(fā)給終端就可以，同步下發(fā)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(tǒng)補(bǔ)丁、安裝軟件等管理維護(hù)難題，操作系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性也得到了保證，提升了多媒體教室的管理效率和教學(xué)質(zhì)量。