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教學(xué)機(jī)房客戶端軟件系統(tǒng)虛擬集成

2013-06-08 07:17:20陳積慧
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)機(jī)房機(jī)房客戶端

陳積慧

(海南廣播電視大學(xué)計(jì)算機(jī)教研室,海南???,570105)

高校機(jī)房承擔(dān)計(jì)算機(jī)無紙化考試和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)逐年增多。每次考試前必須安裝考試環(huán)境,考后必須及時(shí)還原教學(xué)環(huán)境。教學(xué)內(nèi)容不同導(dǎo)致所需軟件系統(tǒng)也不相同。因此計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境束縛著學(xué)??荚嚺c教學(xué)業(yè)務(wù)的發(fā)展。按照傳統(tǒng)處理方法,機(jī)房管理員必須制作多種教學(xué)數(shù)據(jù)包,按照不同教學(xué)需求發(fā)布更新軟件系統(tǒng)。由于頻繁更新軟件系統(tǒng)存在占用機(jī)房教學(xué)時(shí)間、增加工作量缺點(diǎn),所以傳統(tǒng)處理方法不理想。本文提出采用虛擬機(jī)技術(shù)高度集成軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)“單機(jī)多系統(tǒng)、單機(jī)多用途”功能,使機(jī)房環(huán)境能同時(shí)滿足多種業(yè)務(wù)需求。

一 教學(xué)機(jī)房軟件系統(tǒng)現(xiàn)狀

高校計(jì)算機(jī)教學(xué)機(jī)房主要承擔(dān)兩大工作任務(wù),分別是計(jì)算機(jī)考試及教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)。根據(jù)不同需求,軟件系統(tǒng)大致情況如表1。

表1 計(jì)算機(jī)軟件需求

(一)考試客戶端所需計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件比較統(tǒng)一

除全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試之外,大部分計(jì)算機(jī)無紙化考試,考試客戶端應(yīng)用軟件以Microsoft office2003+IE6.0為主,所需計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件比較統(tǒng)一。經(jīng)測試全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的客戶端考試環(huán)境完全可用于其他計(jì)算機(jī)類型考試。

(二)由于教學(xué)科目較多,軟件需求并不相同

為適應(yīng)不同計(jì)算機(jī)科目教學(xué)需求,計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)不盡相同。

(三)考試環(huán)境與教學(xué)環(huán)境無法統(tǒng)一

考試環(huán)境操作系統(tǒng)主要以Winxp為主,教學(xué)環(huán)境操作系統(tǒng)則比較多樣化。為滿足不同需求,機(jī)房管理員必須制作不同計(jì)算機(jī)客戶端數(shù)據(jù)包,再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同傳到客戶端。每學(xué)期管理員必須多次重復(fù)安裝計(jì)算機(jī)教學(xué)與考試軟件,工作量增加。

二 傳統(tǒng)處理技術(shù)與虛擬機(jī)技術(shù)比較

(一)虛擬機(jī)定義

所謂虛擬機(jī)是在物理計(jì)算機(jī)(Host os)應(yīng)用環(huán)境下使用虛擬機(jī)軟件模擬出來的計(jì)算機(jī),或稱為邏輯上的計(jì)算機(jī)(Guest os)。一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)可以模擬出多臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī),運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)與虛擬機(jī),虛擬機(jī)與物理機(jī)之間可以相互聯(lián)網(wǎng),共享資源。

(二)傳統(tǒng)處理方法

根據(jù)應(yīng)用需求,單機(jī)安裝多個(gè)操作系統(tǒng)。用戶可自行選擇相應(yīng)操作系統(tǒng)選項(xiàng)進(jìn)入相應(yīng)軟件系統(tǒng)環(huán)境。優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)單機(jī)使用多操作系統(tǒng)目的;缺點(diǎn):1.對于學(xué)生用戶來說,必須重啟才能進(jìn)入不同操作系統(tǒng);進(jìn)入新操作系統(tǒng)后,原先系統(tǒng)上所有參考文檔、軟件會(huì)出現(xiàn)不能正常運(yùn)行情況,影響學(xué)習(xí)。另外,課堂上多次重啟會(huì)占用教學(xué)時(shí)間;2.軟件數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)同傳到每臺(tái)客戶端,要進(jìn)入不同操作系統(tǒng)配置相應(yīng)計(jì)算機(jī)參數(shù)(如網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參數(shù)、軟件參數(shù)等),增加工作量;3.師生進(jìn)入不同操作系統(tǒng)后,出現(xiàn)學(xué)生機(jī)與教師機(jī)無法連接,學(xué)生無法觀看教師操作情況。主要原因是教學(xué)軟件不能兼容所有操作系統(tǒng)。

(三)虛擬機(jī)方法

在物理機(jī)唯一操作系統(tǒng)環(huán)境下安裝虛擬機(jī)軟件。通用虛擬機(jī)軟件模擬出多臺(tái)不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。用戶在開機(jī)狀態(tài)下,隨意進(jìn)入任何操作系統(tǒng),無需重啟。優(yōu)點(diǎn):1.在物理機(jī)唯一操作系統(tǒng)上,仿真多臺(tái)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī);2.可解決傳統(tǒng)處理方法存在問題;缺點(diǎn):計(jì)算機(jī)硬件資源占用率高。硬件資源占用率高問題可通過提高計(jì)算機(jī)硬件配置解決,投入費(fèi)用較少。

比較上述兩種處理方法,虛擬機(jī)技術(shù)對于解決教學(xué)與考試業(yè)務(wù)受軟硬件束縛問題是可行的。

三 計(jì)算機(jī)機(jī)房安裝過程

(一)物理機(jī)與虛擬機(jī)安裝軟件情況分析

為體現(xiàn)物理機(jī)及虛擬機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的合理性、完整性,必須綜合考慮教學(xué)與考試使用軟件情況。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)分析:

1.計(jì)算機(jī)無紙化考試客戶端環(huán)境軟硬件要求比較高;參考各種類型考試說明,最好不要在虛擬機(jī)上運(yùn)行考試客戶端,避免出現(xiàn)加密狗錯(cuò)誤及計(jì)算機(jī)時(shí)間錯(cuò)誤等問題,影響考試;

2.計(jì)算機(jī)無紙化考試客戶端IP地址按一定順序配置要求;

3.考試客戶端操作系統(tǒng)軟件均為Winxp;應(yīng)用軟件數(shù)量不多,版本統(tǒng)一,經(jīng)檢測應(yīng)用軟件無沖突狀況;

4.教學(xué)環(huán)境操作系統(tǒng)類型比較多,如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就涉及到windows 2003、Linux等,操作系統(tǒng)更改過于頻繁;不同操作系統(tǒng)環(huán)境下,應(yīng)用軟件安裝需求不相同;應(yīng)用軟件數(shù)量較多。

綜合以上因素,物理計(jì)算機(jī)必須按照考試客戶端標(biāo)準(zhǔn)安裝。主要原因是考試客戶端必須安裝在物理機(jī)上,另外操作系統(tǒng)均為Winxp操作系統(tǒng)。其他教學(xué)環(huán)境可利用虛擬機(jī)模擬。軟件分布情況如表2。

表2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件安裝情況表

(二)應(yīng)用軟件收集與分類匯總

在客戶端安裝之前,必須按照教學(xué)與考試需求收集全部應(yīng)用軟件及軟件安裝說明。收集的完整性會(huì)影響到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更新頻度,完整性與更新頻度成反比。學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)房主要用途是考試與教學(xué)實(shí)驗(yàn),因此必須有針對性進(jìn)行收集。收集及匯總說明如下:

1.應(yīng)用軟件收集

為保證信息完整性與及時(shí)性,每學(xué)期末,機(jī)房管理員給相關(guān)教學(xué)部門發(fā)放下學(xué)期應(yīng)用軟件收集表。應(yīng)用軟件收集表內(nèi)容:應(yīng)用軟件名稱、用途、使用時(shí)間、加密狗、安裝版本號(hào)、操作系統(tǒng)、軟件使用人、軟件參與培訓(xùn)人員、安裝說明、軟件提供人,提供時(shí)間等,信息盡量完整。

2.軟件分類匯總分析

機(jī)房管理人員對教學(xué)部門提供的應(yīng)用軟件信息表進(jìn)行分類匯總分析,確定哪些軟件應(yīng)該安裝在物理機(jī)上,哪些軟件安裝在什么操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)上。按照《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件安裝情況表》標(biāo)準(zhǔn)說明,考試軟件和教學(xué)管理軟件(蘇亞星等)安裝在物理機(jī)上;教學(xué)應(yīng)用軟件根據(jù)操作系統(tǒng)不同需求分別安裝。主要原因如下:

(1)物理計(jì)算機(jī)作為考試客戶端;

(2)計(jì)算機(jī)機(jī)房需要教學(xué)管理軟件進(jìn)行管理所有客戶端,便于學(xué)生能觀看教師機(jī)實(shí)際操作演示等;

(3)教學(xué)應(yīng)用軟件會(huì)涉及到不同操作系統(tǒng),可采用虛擬機(jī)進(jìn)行模擬。

(三)樣機(jī)計(jì)算機(jī)安裝流程

機(jī)房管理員必須先制作樣機(jī),然后通過網(wǎng)絡(luò)同傳功能發(fā)布到所有計(jì)算機(jī)。全部過程如下圖所示:

圖1 計(jì)算機(jī)機(jī)房軟件安裝流程圖

1.虛擬樣機(jī)安裝

準(zhǔn)備好前期工作,可根據(jù)《計(jì)算機(jī)機(jī)房軟件安裝流程圖》1-4順序安裝樣機(jī)。如何創(chuàng)建虛擬機(jī),請參考《虛擬機(jī)的使用說明》。

2.上網(wǎng)參數(shù)配置

虛擬計(jì)算機(jī)提供上網(wǎng)工作模式分別為:Host-only(主機(jī)模式)、NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式)、Bridged(橋接模式)。

(1)Host-only(主機(jī)模式)主要是虛擬環(huán)境與真實(shí)環(huán)境相隔開,只能實(shí)現(xiàn)單機(jī)上所有虛擬機(jī)之間、虛擬機(jī)與主宿機(jī)的相互訪問,不能訪問因特網(wǎng);

(2)NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式)是借助NAT功能,通過主宿機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)訪問因特網(wǎng)。但虛擬機(jī)不能訪問局域網(wǎng)內(nèi)其他物理機(jī)。上網(wǎng)配置比較簡單,只需把虛擬軟件中網(wǎng)絡(luò)工作模式改為NAT模式即可;

(3)Bridged(橋接模式)是把虛擬計(jì)算機(jī)當(dāng)成局域網(wǎng)內(nèi)一臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī),可以訪問局域網(wǎng)中任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)。上網(wǎng)配置比較繁瑣,除了修改工作模式,整個(gè)局域網(wǎng)中虛擬機(jī)具有獨(dú)立IP地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

根據(jù)機(jī)房管理經(jīng)驗(yàn)及三種虛擬機(jī)工作模式比較分析,采用NAT模式即可滿足教學(xué)及考試需求。

3.樣機(jī)測試

樣機(jī)安裝完后,必須進(jìn)行測試。如使用考試測試軟件檢查考試環(huán)境、上網(wǎng)情況、軟件能否正常使用等。

4.發(fā)布、分配IP、全體機(jī)器測試

許多教學(xué)計(jì)算機(jī)都具有網(wǎng)絡(luò)同傳功能,能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間對傳、自動(dòng)分配IP地址及修改計(jì)算名稱等。如果計(jì)算機(jī)不具有該功能可采用Ghost軟件打包進(jìn)行發(fā)布,再修改各物理計(jì)算機(jī)的IP地址與計(jì)算機(jī)名稱。全體計(jì)算機(jī)安裝完成后,必須全體測試,如檢查網(wǎng)絡(luò)情況、教學(xué)管理軟件是否正常使用等。

結(jié) 語

近來年,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)漸漸成熟。虛擬技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)已成為比較熱門的研究課題。根據(jù)多年機(jī)房管理經(jīng)驗(yàn),筆者提出的采用虛擬技術(shù)高度集成機(jī)房軟件系統(tǒng)解決方案已在學(xué)校機(jī)房實(shí)施,運(yùn)行效果較好。希望該方案能對各高校機(jī)房管理工作起到參考作用。

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