成晉軍 張曉娟
(山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院 山西省太原市 030031)
隨著國家對職業(yè)教育的重視,高校人才培養(yǎng)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變,計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也成為重中之重。高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室作為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐學(xué)習(xí)等專業(yè)課程的主要場地,通過最新的基于虛擬技術(shù)的云桌面形式與新的教學(xué)方式相結(jié)合,打破傳統(tǒng)意義上計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與運(yùn)維方式,將能夠更加高效率的為教育教學(xué)、為學(xué)生服務(wù)。
早期的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室采用的云桌面管理方式是以VDI 技術(shù)為主流來構(gòu)建的虛擬桌面化技術(shù)。VDI 云桌面技術(shù)就是把所有的運(yùn)算、存儲資源交由后臺服務(wù)器來完成,管理員在服務(wù)器生成若干虛擬桌面,用戶使用時(shí)可以通過客戶端的瀏覽器來實(shí)現(xiàn)根據(jù)個人需求進(jìn)行辦公、學(xué)習(xí),最重要的是,這種方式不再受到時(shí)間、地點(diǎn)的限制,只要網(wǎng)絡(luò)可以到達(dá)的地方就能使用。
VOI 管理方式的應(yīng)運(yùn)而生在技術(shù)上填補(bǔ)了VDI 管理方式的不足之處。VOI 的所有計(jì)算、存儲則是在本地,服務(wù)器用于操作系統(tǒng)鏡像的存儲,并對本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行策略控制。
云桌面實(shí)驗(yàn)室總架構(gòu)主要包括4 個模塊:服務(wù)器虛擬化層、接入層、用戶應(yīng)用層、核心應(yīng)用層。
服務(wù)器虛擬化層:該層經(jīng)由使用服務(wù)器虛擬化軟件來對服務(wù)器的基本功能展開虛擬化處理,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器中的核心資源、存儲、網(wǎng)絡(luò)等等具體內(nèi)容的虛擬化。它將以一個服務(wù)器矩陣的方式整合多臺獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的服務(wù)器,與此同時(shí),根據(jù)用戶的不同需求來對服務(wù)器中的資源提供一個統(tǒng)一的管理網(wǎng)絡(luò)平臺,且為一些基礎(chǔ)的管理服務(wù)提供基本服務(wù)。
接入層:用戶通過組件或?yàn)g覽器登錄云桌面。通過加密方式與中心服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通話,根據(jù)需求及對應(yīng)帳號獲取相應(yīng)的虛擬桌面、個人數(shù)據(jù)及相關(guān)配置文件。這樣就可以適應(yīng)依據(jù)不同的用戶策略以及不同權(quán)限的用戶將可以擁有個人定制桌面的個性化需求。
用戶應(yīng)用層:根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)或用戶需求在服務(wù)器生成虛擬桌面池,用戶通過帳號獲取桌面。該層包括桌面管理,遠(yuǎn)程控制、用戶個性化需求。
核心應(yīng)用層:除了提供正常實(shí)驗(yàn)所需的教學(xué)環(huán)境外,該層還可以做為各類管理系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)的平臺。譬如個人云盤存儲、各類考試如NCRE 的服務(wù)器等等。
2.2.1 服務(wù)器硬件部署
表1:服務(wù)器配置
表2:云桌面工作模式對比
表3:云桌面效果分析
該類平臺的部署應(yīng)用使用到3 臺DELL 系列的服務(wù)器,其中云桌面管理平臺應(yīng)該使用2 臺服務(wù)器,云盤服務(wù)器使用另外1 臺服務(wù)器。服務(wù)器的具體配置如表1所示。
基于實(shí)際教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、辦公等需求及VDI 和VOI 云桌面的技術(shù)特點(diǎn),最終以VDI+VOI+網(wǎng)絡(luò)云盤模式實(shí)施,如表2所示。該方案根據(jù)不同的場景要求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線桌面,離線桌面相融合,兩種云桌面可以共同使用一個數(shù)據(jù)云盤,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)相通,數(shù)據(jù)共享,節(jié)約資源。
2.2.2 桌面部署分析
對于購置年限較早,配置較低的傳統(tǒng)PC 實(shí)驗(yàn)室采用VOI+VDI的部署方式,做到機(jī)器利舊,減少投資。VOI 主要用于部署PC 機(jī)的操作系統(tǒng)及對計(jì)算機(jī)配置要求相對較低的軟件,操作系統(tǒng)有漏洞更新、殺毒軟件更新時(shí)可以在不影響正常上課的情況下,通過后臺服務(wù)器更新VOI 系統(tǒng)模板,并同時(shí)更新所在實(shí)驗(yàn)室操作系統(tǒng)及軟件。VDI 桌面用于實(shí)驗(yàn)室課程所需軟件的運(yùn)行,所運(yùn)行的軟件一般對計(jì)算機(jī)的配置要求較高,或臨時(shí)調(diào)課時(shí)所需要的軟件,做到及時(shí)、快速部署,學(xué)生、教師無感知更新軟件。
對于計(jì)算機(jī)購置年限較近,配置較高的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室,則主要采用VOI 的部署方式。后臺服務(wù)器進(jìn)行鏡像管理,實(shí)驗(yàn)室運(yùn)維等操作。實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)則使用網(wǎng)絡(luò)啟動與服務(wù)器連接,在網(wǎng)絡(luò)通暢的情況下,計(jì)算機(jī)啟動時(shí),后臺服務(wù)器以數(shù)據(jù)流的形式將終端計(jì)算機(jī)所需操作系統(tǒng)和軟件傳導(dǎo)給客戶端,在實(shí)驗(yàn)室斷網(wǎng)的情況下,則使用本地緩存進(jìn)行運(yùn)行。
對于教師辦公、移動應(yīng)用等非固定終端的需求時(shí)則采用VDI為主,VDI+VOI+云盤+數(shù)據(jù)漫游的形式部署。在教師辦公、教學(xué)、科研的工作中,教師在家或辦公室備課只需要把所需材料上傳到網(wǎng)絡(luò)云盤,則不需要使用優(yōu)盤存儲數(shù)據(jù),避免優(yōu)盤損壞,數(shù)據(jù)丟失。教師在家,在辦公室,在實(shí)驗(yàn)室只需要帳號、密碼訪問專屬云桌面即可,融合方案如圖 1所示。
圖1:VDI+VOI 協(xié)同工作方案
圖2:管理端界面
作為前期的實(shí)驗(yàn),學(xué)校主要采用云桌面+云盤+傳統(tǒng)電腦的模式試運(yùn)行。規(guī)劃使用VDI 和VOI 各100 個點(diǎn)的并發(fā)量進(jìn)行。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室部署Windows7 及常用軟件做為網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器不穩(wěn)定時(shí)的應(yīng)急使用。為每位老師分配一個VDI 和VOI 通用的帳號,使用漫游桌面的形式,在網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器正常的情況下進(jìn)行備課,科研、辦公使用。VDI+VOI 部署完成后的管理端界面如圖2所示,客戶端界面如圖3所示。
2.3.1 VDI 桌面
首先在服務(wù)器上安裝云桌面操作系統(tǒng)并進(jìn)行配置,根據(jù)需求創(chuàng)建模板的硬件配置,在此模板機(jī)上根據(jù)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)創(chuàng)建一個教學(xué)模板或個人模板。操作系統(tǒng)可以是Windows7 或Windows10,也可以是Linux 系統(tǒng),進(jìn)行應(yīng)用軟件的安裝。采用該種該模板可以創(chuàng)建用于教師教學(xué)的教學(xué)桌面池或者用于個人辦公使用的個人桌面池,另外,桌面池的容量大小也可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)室最終使用到的終端數(shù)量或者需要使用到的個人帳戶的使用數(shù)量來確定,最后教師或?qū)W生可以通過終端與服務(wù)器虛擬機(jī)相關(guān)聯(lián),教師使用個人帳號和密碼來訪問自己的個性桌面。
2.3.2 VOI 桌面
VOI 桌面與VOI 使用同一個云桌面操作平臺。首先選用一臺機(jī)器做為模板機(jī),在此計(jì)算機(jī)上安裝操作系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)室所需教學(xué)軟件,安裝VOI 客戶端后通過網(wǎng)絡(luò)上傳鏡像到服務(wù)器。在服務(wù)器端通過上傳的VOI 鏡像生成相對應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的桌面池虛機(jī),實(shí)驗(yàn)室終端通過網(wǎng)卡啟動與服務(wù)器連接,下載對應(yīng)的操作系統(tǒng)。
通過對上述云桌面項(xiàng)目的實(shí)施,針對實(shí)驗(yàn)室日常教學(xué),教師辦公、科研、教學(xué)進(jìn)行全面研究,兩種云桌面的融合使用無論是在辦公、教學(xué)還是在后臺管理人員運(yùn)維管理等方面都達(dá)到了并超過了預(yù)期效果。現(xiàn)在越來越多的高校都在運(yùn)用云桌面來改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),提高辦公效率,該項(xiàng)目的實(shí)施可以讓教師、學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)、備課、辦公,拋棄傳統(tǒng)優(yōu)盤,實(shí)現(xiàn)兩種云桌面的數(shù)據(jù)互通,進(jìn)一步提升整體教學(xué)水平。三種云桌面效果分析如表3所示。
開放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理中選用本文給出的VDI+VOI+云盤的云桌面深度融合方式,能夠充分地發(fā)揮出來兩種云桌面管理方式的優(yōu)勢,促成兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)。實(shí)踐證明,該平臺的深入運(yùn)行,使得高校實(shí)驗(yàn)室管理、教師教學(xué)、個人辦公均采用了云方式管理,實(shí)現(xiàn)了集中管控、集中運(yùn)維、分布式計(jì)算模式,打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式與建設(shè)模式,為今后的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供參考。