桌面云在學校教學辦公管理中的應用研究

張兆祥

摘要：隨著互聯網、計算機、物聯網技術的高速發展，傳統PC由于占地空間大、能耗大、管理復雜、數據安全難以保證等因素已無法滿足現代教師的辦公需求。該文從桌面云的概念和特點以及傳統桌面應用現狀出發，結合當前教學辦公的現狀以及發展瓶頸展開討論，分析了云桌面在教學辦公中的優勢，并以泗縣三中校園云桌面項目建設為例。實踐證明，桌面云有效地解決了傳統教學辦公中出現的問題，為教學辦公的未來發展以及優良的服務和管理模式提供了保障。

關鍵詞：智慧校園；云桌面；虛擬化；云辦公

中圖分類號：TP311 ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）28-0093-03

1 引言

在信息化技術高速發展的今天，物聯網、大數據、云計算的應用也不斷增多，信息技術的革新引領行業的發展。許多學校也緊跟時代的步伐，加快智慧校園的建設，帶動教育和管理的發展，最終實現教學辦公的信息化與智能化[1]。

目前，隨著學校辦學規模的不斷擴大，教學資源的逐漸緊張，硬件設備的更新頻率加快，校園的信息化問題也會逐漸變多，再加上由于教師辦公面向的老師多，科目多，對傳統PC的性能、穩定性以及后期維護均提出了很大的挑戰[2-3]。

云桌面是將虛擬化技術與瘦客戶端系統結合，對傳統的桌面應用所需的計算、軟件、存儲資源進行整合，實現對云桌面資源和管理的調配及監控，利用云桌面智能傳輸協議實現接入用戶的遠程桌面服務應用。近幾年，云桌面的飛速發展為教師辦公、校園信息化建設等多方面的改革提供了保障[4-5]。

2 傳統教學辦公的現狀及發展瓶頸

在傳統教師辦公環境中，由傳統PC終端組成的學校信息化辦公場景逐漸暴露出種種不足，阻礙了校園信息化發展的腳步[6]，主要表現在以下幾個方面：

1） 傳統PC無法實現快速部署、集中管控，在完成部署后，須逐一對每臺PC進行系統調試、軟件安裝等多個步驟才完成辦公環境的交付，大大降低了工作效率。在傳統教師辦公模式下，為每個老師單獨分配一臺PC進行日常辦公，這種人機綁定模式下，遇到人員流動時，管理員需要回收舊PC并重新置備新PC，不僅耗時費力，也大大增加了成本投入。

2） 教師的辦公桌上不僅擺放了個人物品，還有學生的作業本、試卷等，如果再放一個電腦主機，不僅占用了辦公空間，也給老師的辦公帶來諸多不便。另外，一個辦公室如果幾十臺電腦同時工作，產生的噪音和熱量也相當大。同時，隨著設備的使用時間越長，硬件也會出現老化，三四年之后，管理員需要每年花費大量的時間在各個辦公室進行硬件的維修和更換，同時，也是巨大的資金支出。每臺PC的功率在200W左右，按每年使用200天計算，學校每年將要支出10多萬元的電費。

3） 教師為了保護PC安全，安裝各種殺毒軟件，但是由于用戶對個人工作電腦擁有完全的管理權限，在使用時可以自由操作。日常使用時的不當操作和疏忽，其自行在網上下載安裝的軟件或使用各種移動存儲設備拷貝的文件有可能附帶惡意的破壞性程序，PC容易感染病毒，或受到木馬等危險程序的侵害，一旦學校內有PC感染了病毒且沒有及時修復，容易被蠕蟲和木馬等惡意軟件加以利用，會給學校網絡環境帶來巨大威脅。另外，教師的個人數據都保存在個人終端上，一旦發生PC的硬件設備出現老化、物理損壞或其他突發故障都有可能導致個人PC上的數據丟失或損壞。

4） 移動辦公是眾多學校管理層及時掌握師生和教學信息、快速進行管理決策的必備系統，其對學校的重要性不言而喻。傳統的人機綁定模式已無法滿足移動辦公的需求，越來越多的學校用戶希望能使用各種設備在家、在旅途中或在出差的時候，同樣可以正常辦公。

如何提高教師的辦公效率，有效改善服務質量和教師的實際體驗，保障教師的個人數據安全，是當下問題的重中之重。在保障高品質服務的前提下，如何實現資源利用效率的最大化，進一步降低運行和維護成本，提高使用效率是當前許多學校教師辦公可持續發展的瓶頸之一。桌面云技術的不斷革新與普及，為解決上述問題帶來了希望，在滿足教師辦公的基礎上，利用虛擬化技術實現了操作系統與物理硬件的分割，教師數據的統一管理以及教師的移動辦公等。

3 桌面云在教學辦公中的優勢

通過剖析學校里教師日常辦公環境中存在的問題，為了有效優化教師的辦公環境、進一步提供辦公效率，針對性地提出桌面云的解決方案，通過搭建校園的桌面云系統，改善教師的辦公環境，解決數據安全、高效運維、移動辦公等問題，云桌面的優勢主要體現在以下幾個方面。

3.1 簡化管理

在云桌面FusionAccess的集中管理平臺中為老師制作統一的辦公環境。桌面云管理平臺提供了人機交互控制管理界面，無論虛擬機開機、關機、重啟都只需要輕輕一按。每個老師的虛擬桌面的管理和配置都在集中的管理平臺上進行，只要做好一個虛擬機模板，就可按照此模板發布幾百個虛擬機，無須像傳統PC在每個電腦中安裝相應軟件，大大提高了部署效率，也避免了老師在下載軟件的同時帶來的病毒等，只要一個管理人員可監測所有老師虛擬桌面的運行狀態，甚至包括每臺虛擬機的硬盤、CPU的使用情況，當出現硬盤存儲不能滿足要求時，及時分配虛擬CPU、內存及存儲，可以在軟件層面中做到及時響應，避免了由于傳統PC機桌面分布所造成的管理運維復雜以及成本太高。

3.2 經濟環保

傳統PC機的正常功率在200W左右，而瘦終端的功率僅為10W。雖然云桌面平臺側設備會占用部分的電量，但總的耗電量仍低于傳統PC的五分之一，可見，使用云桌面每年的耗電量相比于傳統PC會大幅下降。每年為學校節省大量硬性支出。

瘦終端中無風扇、無硬盤，壽命比傳統PC增加20%以上。節省成本投入的同時大大減少了電子垃圾，進一步響應了國家倡導的綠色節能號召，創造舒適、低能耗的綠色校園環境。在辦公室只布置一臺顯示器和瘦終端，為老師節省了大量的辦公空間，避免了線纜纏繞帶來的雜亂無章。

3.3 安全可靠

云桌面系統中所有數據的存儲和計算功能都發生在平臺設備側，用戶通過網絡獲取的只是桌面的顯示信息，而核心的數據信息不能通過網絡下載、存儲，這樣提高了教師辦公的安全性。在平臺側設置統一的存儲設備，數據的集中存儲為數據的備份、恢復帶來了方便。然而，傳統PC桌面分布在各個位置，且不具備冗余備份的功能，因此，當出現電路故障和系統文件丟失等意外狀況時就可能導致傳統PC桌面的崩潰。然而，云桌面平臺集中在中心機房，方案設計時均考慮了冗余備份，當出現虛擬機發生故障時，重新發布虛擬機即可恢復正常。

4 泗縣三中云桌面建設方案

4.1 云桌面方案架構

泗縣三中有教職員工約400人，之前學校為每個老師采購了PC機，幾年時間過去，設備的老化，加上老師的使用習慣，出現了各種硬件和軟件的問題，這讓學校唯一的管理員更加頭痛，大量的時間往返于各個辦公室，針對這樣的問題，學校準備采用桌面云方案代替傳統PC的模式。

泗縣三中云桌面方案以虛擬化技術為基礎，在機房側搭建整個硬件平臺，負責提供動態管理的平臺，在用戶側只布置顯示器和瘦終端，在云桌面客戶端負責桌面內容顯示，并由單獨的管理平臺實現虛擬機的高效管理和運維。

1） 服務器側

云桌面通過桌面虛擬化技術，將服務器的物理硬件虛擬化成邏輯資源，讓CPU、內存、磁盤、I/O等硬件資源轉變成可以動態管理的“資源池”，從而提高了服務器硬件資源的利用率，簡化了計算機系統的管理，實現了服務器資源的整合。

2） 存儲側

存儲虛擬化是指在物理存儲設備與服務器之間增加一個虛擬層，不僅對存儲進行管理和控制，而且對服務器提供存儲服務。然而，服務器并不與存儲硬件直接發生聯系，存儲硬件的調換、拆減、合并對服務器層完全透明。

存儲的虛擬化技術實現了高效且靈活的存儲，簡化了虛擬計算機的存儲操作過程，虛擬化存儲通過對存儲系統進行全面的管理，實現了存儲池中存儲空間的靈活劃分。

3） 客戶端側

云桌面客戶端通過桌面虛擬化技術，顯示對應用戶的桌面信息，以達到桌面使用的安全性和靈活性的目的。桌面虛擬化技術實現了計算和存儲功能的遷移，用以替代傳統的商用計算機，實時監測每個虛擬機的狀態，針對不同需求提供不同配置的虛擬機，同時提高整體的系統安全性，加強統一管控，降低成本，實現綠色節能。

4.2 泗縣三中云桌面部署方案

泗縣三中虛擬云桌面方案基于VDI架構，通過在放置在電信機房服務器和存儲，在FusionAccess的集中管理平臺上虛擬出CPU、內存、顯卡、網卡等PC物理組件，然后在這些虛擬組件上運行操作系統，從而實現操作系統虛擬化。按照教師的辦公使用要求，制作虛擬機模板，為每個老師配置了4VCPU、4G內存、系統盤50G、數據盤100G的虛擬機，教師使用安裝在瘦終端上的客戶端軟件，通過專屬網絡協議與服務器上的虛擬桌面，登錄個人的賬號和密碼就可以進行連接使用。整個系統的網絡拓撲圖如圖1所示。

圖1中左側的平臺側設備放置在運營商機房內，其中包括七臺華為RH2288H V3服務器、一套華為5300V3存儲、兩臺華為Eudemon1000E-N7防火墻、兩臺華為CE6851-48S6Q-HI核心交換機、兩臺華為S5320-52X-SI接入交換機，圖片右側用戶端設備400臺顯示器、鍵鼠和華為CT5100終端分別放置在13個辦公室中。整個網絡架構是局域網方案，防火墻出口與學校的三層交換機通過光纖專線連接。整個網絡出口在運營商機房內。虛擬云平臺通過FusionCompute和FusionAcess軟件實現虛擬云桌面的資源管理，可以實時監測用戶的CPU、內存、硬盤的使用情況。該項目的虛擬云桌面平臺最大支持320個用戶并發。對于使用CT5100終端的老師來說，虛擬云桌面包括一個完整的系統環境以及對應的虛擬應用和存儲，能夠滿足老師的日常教學辦公的需求。

泗縣三中云桌面的使用效果如圖2所示。左上角為泗縣三中老師云桌面辦公的情況。右上角為云桌面的登錄界面。左下角為FusionCompute平臺主界面，主要負責硬件資源的虛擬化，以及對虛擬資源、業務資源、用戶資源的集中管理。右下角為FusionAccess虛擬機管理軟件。

歷時半年時間，從方案設計到項目啟動實施，整個云桌面系統建設完成，經過對教師的系統培訓，讓他們對桌面云的操作及運維方式有了基本了解，經過一段時間的使用，云桌面的使用習慣與傳統PC并無區別，而云桌面管理簡單、使用方便的優勢體現得淋漓盡致，高效管理和運維給教師帶來了便利，多場景的辦公也有效滿足了教師的使用需求。

5 結束語

教師辦公是智慧校園信息化建設的重點領域之一，學校每年在教師辦公領域軟硬件更新、設備維護管理等方面花費了大量的人力和財力。事實證明，校園辦公環境在應用云桌面的基礎上，在性價比，工作效率、管理效率等方面有了很大的提升。但是，云桌面平臺的初期建設投資偏高，后期如何降低維護難度，提高管理人員的管理水平，減少或分擔前期建設資金的投入，是智慧校園規劃者和建設者需要進一步考慮的問題。

參考文獻：

[1] 耿永彬，邢亮，周海臣.基于虛擬化技術的桌面云在聊城煙草多辦公場景的研究與應用[J].山東社會科學，2016（S1）：114-119.

[2] 劉國萍，鄭燕冰.中小企業云服務解決方案及關鍵技術實現研究[J].電信科學，2013，29（9）：37-43.

[3] 孫玉良，黃漫紅.高校文科類實驗教學示范中心云桌面建設探索[J].實驗技術與管理，2017，34（5）：212-214.

[4] 牟萍.云技術及物聯網在高校公共資源管理中的應用[J].重慶師范大學學報（自然科學版），2017，34（3）：96-102.

[5] 林飛躍，林先津.云桌面在教學管理中的應用[J].實驗室研究與探索，2013，32（10）：336-338，343.

[6] 趙晴，秦長征.運用云桌面技術提高網絡維護能力的方案探討[J].移動通信，2017，41（1）：83-87.

【通聯編輯：謝媛媛】