田文雅

摘 要：文章針對高職院校中跨專業(yè)實訓中面臨的實際問題，提出并實現(xiàn)了一個以云桌面應用為核心的跨專業(yè)實訓解決方案。

關鍵詞：云桌面，跨專業(yè)，高職教育

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2014）04-0075-03

一、引言

高職教育培養(yǎng)的是生產(chǎn)、建設、管理、服務第一線的技術應用型人才。當前國內高職教育已經(jīng)從規(guī)模發(fā)展轉到內涵發(fā)展上來。其中，培養(yǎng)出高質量的“復合型”創(chuàng)新型人才已經(jīng)是高職教育的重中之重?？鐚I(yè)實訓是實現(xiàn)這個目標的重要手段之一。

跨專業(yè)人才培養(yǎng)是指具有教學內容相關、技能學習相關的幾個專業(yè)，通過研究，將專業(yè)相關教學內容進行整合，從而有針對性地傳授給學生的一種人才培養(yǎng)模式。

但在實踐過程中，跨專業(yè)的實訓往往會遇到下面這些問題：①雖然學院已經(jīng)建立跨專業(yè)實踐教學平臺，而且效果明顯，有更多師生提出參加“跨專業(yè)實踐”，但由于受實訓基地場地的限制，不能使更多師生受益。②學院現(xiàn)有的實訓基地，由于建設初期缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，普遍存在不同專業(yè)實踐教學平臺、實踐教學資源、實踐課程開展相對獨立，各實訓基地不能共享的現(xiàn)狀，極大地限制了跨專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。

如何通過信息技術手段，突破實訓資源、實訓場所時空限制，將不同實訓基地之間的教學資源實現(xiàn)互聯(lián)互通，以滿足學院跨專業(yè)信息的共享、實現(xiàn)崗位實訓項目互聯(lián)，方便學生迅速進行崗位轉換，是“跨專業(yè)”實踐教學亟需解決的問題。

二、云計算和云桌面

云計算概念是由Google提出的，這是一個美麗的網(wǎng)絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源；廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關的，也可以是任意其他的服務，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等獨特功效。[1][2]

云計算的本質就是所有的運算和存儲資源都在云端，用戶可以通過任何終端來訪問云端所提供的服務。和終端用戶最接近的云計算服務就是SAAS（軟件及服務）。但SAAS服務在教育領域的落地存在著實際的困難：①SAAS所提供的軟件服務都是以WEB方式來提供的，但在高職教育中，還存在很多非WEB方式的軟件應用。②在實訓的過程中，每個學生或教師都需要一臺真實電腦的所有功能來模擬真實的工作環(huán)境，這些不是一個WEB瀏覽器所能夠提供的。

在SAAS的基礎上，又發(fā)展出了一種云桌面應用（DAAS：桌面即服務）。云桌面應用是云計算領域的一個特殊應用。它的目標是在云端為每個用戶提供一個和真實的Windows桌面有一樣的桌面環(huán)境。在實現(xiàn)跨專業(yè)實訓的目標下，云桌面應用可以提供如下便利：①云桌面資源在云端，只要有網(wǎng)絡，可以在任何時間地點來訪問，這就為打破實訓基地和機房的時間和空間限制提供了技術手段，特別是對那些時間跨度為幾個月的實訓任務來說，更是一個必不可少的技術手段。②云桌面支持的在線用戶個數(shù)，不再受實訓機房的空間限制。這樣在網(wǎng)絡和服務器能力范圍內，可以為更多的教師和學生提供服務。這對外專業(yè)的學生來跨專業(yè)學習，提供了便利的實現(xiàn)手段。

三、基于云桌面的跨專業(yè)實訓解決方案

經(jīng)過實地調研和系統(tǒng)規(guī)劃，我院在學院的經(jīng)管實訓基地部署了一個私有云平臺。該私有云平臺是一個以虛擬化技術為基礎的、基于WEB發(fā)布的、可擴展的、具有支持服務器集群和工作負載平衡等特性，提供高可靠性，高性能的私有云平臺管理軟件。它在架構設計上采納了Eucalyptus的軟件架構設計思想，在系統(tǒng)內部的高性能通訊和接口設計上，采納了Facebook公司的thrift技術，使得整個私有云平臺軟件系統(tǒng)既簡單可靠，又具有良好的彈性擴展能力，同時，還為第三方開發(fā)者提供了多種語言的SDK開發(fā)包，方便后續(xù)的個性化定制。

1.云平臺系統(tǒng)框架

圖1是該私有云平臺的系統(tǒng)框架圖。

可以看到，整個云平臺的服務是在局域網(wǎng)內部的，也就是學校的校園網(wǎng)之內。云平臺可以分為前端和后臺服務兩個部分。在前端，終端用戶可以通過瀏覽器或者客戶端軟件來訪問后臺的服務。后臺服務則按照類型分為以下幾個方面：

（1）管理服務

用戶和AD域用戶的管理：私有云平臺自帶基于LDAP協(xié)議的用戶賬戶管理模塊。同時，它還提供和微軟的AcriveDirectory無縫集成的功能。通過簡單的配置，私有云平臺的用戶賬戶管理模塊，可以把客戶自身已經(jīng)具備的AD域用戶自動的納入到私有云管理平臺之中。

虛擬機鏡像資源的管理：虛擬機鏡像資源本質上是一個比較大（10G左右）的二進制文件，它的管理涉及到存儲和訪問控制兩個方面的問題。但它的訪問控制必須經(jīng)過精心的設計和規(guī)劃。在私有云平臺里面，虛擬機鏡像資源分為私人、院系級和校級三個級別。校級的虛擬機鏡像資源任何人都可以訪問，院系級別的虛擬機鏡像資源只能被本院系的教職員工訪問，私人的虛擬機鏡像資源只有這個虛擬機鏡像文件的擁有者才能訪問。在這個訪問控制的基礎上，私有云平臺還增加了自定義用戶規(guī)則，來進一步約束用戶和虛擬機鏡像資源之間的訪問控制。

物理硬件資源的管理：私有云平臺還會把所有的物理服務器，物理PC機統(tǒng)一管理起來，并提供統(tǒng)一的管理控制操作界面。

虛擬硬件資源的管理：私有云平臺同樣把所有的虛擬的服務器、虛擬的桌面統(tǒng)一管理起來，并提供統(tǒng)一的管理控制盒操作界面。

（2）基礎服務

物理硬件資源層：物理硬件資源指的就是放在機房或網(wǎng)絡中心的，支持私有云平臺軟件正常運轉的所有物理服務器、PC機等硬件資源。

虛擬硬件資源層：虛擬硬件資源指的就是私有云平臺，通過硬件虛擬化技術，虛擬產(chǎn)生的所有虛擬機實例，它們根據(jù)一定的調度算法，動態(tài)地分配到物理硬件資源層所管轄的物理服務器或PC機上運行。endprint

IaaS層：IaaS層就是通過對物理硬件資源層和虛擬硬件資源層的抽象和封裝，為用戶提供了一個統(tǒng)一的訪問接口，用戶可以無需了解物理硬件資源層和虛擬硬件資源層的具體實現(xiàn)，就可以很方便地調用這兩層提供的硬件資源服務。

PaaS層：PaaS層則是在IaaS層上更進一步的抽象和封裝，使得用戶及業(yè)務應用程序，無需再考慮硬件資源的分配等細節(jié)問題，而是集中精力關注業(yè)務邏輯和算法等重要的問題上面。

2.云平臺網(wǎng)絡拓撲

圖2為私有云平臺的網(wǎng)絡拓撲圖。

這個網(wǎng)絡拓撲的優(yōu)點體現(xiàn)在：

（1）計算部分和存儲部分是分開的

計算部分硬件和存儲部分硬件可以分別從不同的供應商采購。這樣保證了不會被某個廠商的云計算產(chǎn)品鎖定，同時又能夠保證學院可以采購并應用市場上最好的云計算產(chǎn)品。

（2）計算部分又是按照集群進行劃分管理的

計算部分通過服務器集群進行劃分管理的目標，不僅僅是降低集群控制器的管理復雜度，更重要的是，在不同的集群里面，可以支持不同的虛擬化技術。例如，在一個集群里面，可以采用開源的虛擬化技術像KVM、xen等；在另外一個集群里，又可以采用商業(yè)虛擬化技術如vmware、hyper-v等。這樣學院可以根據(jù)自己的需要，采購最適合自己的虛擬化軟件產(chǎn)品，在購買、運營和維護上，保持最大的靈活性和性價比。

（3）同時支持桌面虛擬化和服務器虛擬化

這樣的網(wǎng)絡架構，配合管理層面的設計，方便用戶可以在一套軟件和硬件框架內，自如的、動態(tài)的同時部署桌面虛擬化服務和服務器虛擬化服務，而不是像其它商業(yè)產(chǎn)品那樣只提供一種服務的部署，不但降低了成本，還降低了管理的復雜度和難度。

3.應用場景說明

（1）云桌面資源制作

私有云平臺提供了一個基于WEB的方式，來幫助管理員制作新的云桌面資源。這個WEB界面提供一個向導式的模板，管理員只需要遵照該模板的提示，逐步選擇好：安裝光盤鏡像，設定新的云桌面資源的屬性（名稱、內容、訪問權限等），然后開始制作。整個制作過程和平時的PC機安裝一模一樣。

（2）云桌面資源提交

管理員可以多次對同一份云桌面資源進行多次修改，直到滿意為止。通過提交按鈕，即可把制作好的桌面鏡像發(fā)布到云端。為了方便學生和教師的使用，管理員還需要設定訪問規(guī)則。

虛擬機鏡像文件資源可以分為校級、院系級和私人級。任何一個用戶都可以無條件的使用校級和私人級資源，但只能使用自己所屬院系的院系級資源。這種訪問控制只約束了誰可以使用哪些虛擬機鏡像文件，但并沒有約束怎么使用這些虛擬機鏡像資源。換句話說，虛擬機鏡像資源按級別分類，只解決了靜態(tài)的訪問控制，動態(tài)的訪問控制還需要用到下面提到的“自定義用戶規(guī)則”。自定義的用戶規(guī)則是如表1所示的一個四元組{user，image，server，attributes}。

通過這樣一個四元組，就可以詳細定義某個虛擬機實例從創(chuàng)建、啟動、運行到關機的完整生命周期中所涉及到的所有參數(shù)和配置，達到了動態(tài)、運行期間訪問控制。

（3）云桌面資源使用

在管理員制作好鏡像資源和設定好用戶規(guī)則后，每個用戶可以通過網(wǎng)頁登錄，并獲得屬于自己的云桌面資源，如圖3所示。

可以看到，該用戶有3個可用的虛擬機實例，其中1個正在運行，2個已經(jīng)停機。這個頁面上右邊的四個操作按鈕分別代表運行、停止、連接和快照。

四、結束語

通過在學院的中心機房部署服務器，然后管理員根據(jù)跨專業(yè)實訓教師團隊的需要，定制各種云桌面資源，并對外提供基于WEB的云桌面服務，已經(jīng)初步實現(xiàn)了在學院內部，學生和教師可以在任何時間、任何地點都能夠接入到實訓課程之中。實訓基地的空間大小，以及實訓課程的時間長短已經(jīng)不再是限制因素了。

參考文獻：

[1]梁景璘.高職教育應用云計算研究[J].黑龍江科技信息，2011 （22）.

[2]王萬麗.淺析云計算及其在高職教育領域中的應用[J].科技信息，2010 （34）.

（編輯：魯利瑞）endprint