云桌面在高校教學(xué)中的應(yīng)用

耿宇航

[摘? ? 要] 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算在高校教學(xué)中逐漸得到廣泛應(yīng)用，有效提高了教學(xué)的效率和質(zhì)量?；诖耍疚木驮谱烂嬖诟咝＝虒W(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，首先就云桌面的基本概念進(jìn)行簡要闡述，然后分析云桌面在高校教學(xué)中的具體應(yīng)用及應(yīng)用優(yōu)勢，最后結(jié)合云桌面系統(tǒng)架構(gòu)的特點(diǎn)，探究服務(wù)器集群、存儲(chǔ)資源池的構(gòu)建及虛擬機(jī)、系統(tǒng)用戶和數(shù)據(jù)信息的有效管理，從而提高云桌面在高校教學(xué)中的應(yīng)用水平。

[關(guān)鍵詞] 云桌面;高校教學(xué);應(yīng)用策略

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 21. 070

[中圖分類號] G434? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2018）21- 0164- 02

0? ? ? 引? ? 言

現(xiàn)如今互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，高校教學(xué)也對互聯(lián)網(wǎng)充分應(yīng)用，使教學(xué)理念和教學(xué)模式發(fā)生了極大的改變。當(dāng)前高校網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)量不斷增大，網(wǎng)絡(luò)的接入形式也變得更加多樣化，這無疑對高校網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源管理帶來更大的挑戰(zhàn)，而教學(xué)手段的更新同樣使高校師生對網(wǎng)絡(luò)平臺的安全提出更高的要求，因此必須采用網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)，切實(shí)提升高校教學(xué)的信息化建設(shè)水平。

1? ? ? 云桌面概述

近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，很多先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)隨之涌現(xiàn)出來，使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平得到顯著提高。一般而言，人們會(huì)根據(jù)自身的最大需求選擇物理主機(jī)，因此很多原本不需要購買的物理設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中存在被忽視的情況，導(dǎo)致資源的利用效率受到制約。云桌面就是利用虛擬技術(shù)，對各種物理設(shè)備進(jìn)行虛擬化處理，從而使資源的利用率得到有效提升，以此節(jié)約成本、提高應(yīng)用質(zhì)量。在虛擬化技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)軟件和硬件設(shè)備之間的聯(lián)系會(huì)更加靈活，可拓展性也會(huì)大大提升，因此在高校教學(xué)中得到普遍應(yīng)用。云桌面利用虛擬化技術(shù)本質(zhì)上是對各項(xiàng)用戶信息進(jìn)行統(tǒng)一儲(chǔ)存和管理，通過簡單的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，用戶端就能夠進(jìn)入云桌面實(shí)現(xiàn)集中管理，并且實(shí)現(xiàn)高效率的資源共享。另外，用戶還可以根據(jù)自身需求對云桌面進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)置，以此滿足多元化的需求。

2? ? ? 云桌面在高校教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

高校教學(xué)對云桌面的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，分別是多媒體教學(xué)、機(jī)房與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境構(gòu)建、日常辦公學(xué)習(xí)和知識資源儲(chǔ)存。

就多媒體教學(xué)來看，高校著重以虛擬技術(shù)作為云桌面的技術(shù)支撐，專門設(shè)置統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化的多媒體教室。由于高校課程的專業(yè)類型較多，因此在教學(xué)中對教學(xué)環(huán)境的要求也不盡相同，如果根據(jù)專業(yè)課程的需求對多媒體教室進(jìn)行針對性配置，必然會(huì)產(chǎn)生很大的建設(shè)成本，而且不利于節(jié)約資源、共享服務(wù)的高校發(fā)展理念，而應(yīng)用云桌面能夠有效解決這一問題，云桌面可以通過虛擬創(chuàng)建個(gè)性化的教學(xué)環(huán)境，無論專業(yè)課程如何變化，都能夠滿足教師的教學(xué)需求，因此在高校教學(xué)中得到普遍應(yīng)用。

就機(jī)房與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境構(gòu)建而言，高?？梢岳锰摂M技術(shù)對物理設(shè)備進(jìn)行模擬，因此高校在采購機(jī)房配置設(shè)備時(shí)只需要統(tǒng)一規(guī)劃分配設(shè)備，不需要因?yàn)樯壭枨箢l繁更換設(shè)備，從而使建設(shè)成本得到有效控制，同時(shí)還能夠使機(jī)房與實(shí)驗(yàn)室的利用效率得到顯著提升。

就日常辦公學(xué)習(xí)而言，高校通過云桌面為教師和學(xué)生營造一個(gè)共享性和開放性的平臺，無論是辦公和學(xué)習(xí)都能夠突破時(shí)間和空間的限制，從而使工作和學(xué)習(xí)效率得到極大提升。例如學(xué)生可以在寢室、教師、圖書館等任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)資源查詢、課程復(fù)習(xí)等操作，而同一時(shí)間還能夠滿足不同主體的應(yīng)用需求。

就知識資源儲(chǔ)存而言，利用云桌面進(jìn)行高校教學(xué)，教師無需再利用U盤、數(shù)據(jù)線等傳輸設(shè)備時(shí)刻攜帶教學(xué)資源，只需要在用戶端上傳資源，就能夠在云桌面實(shí)現(xiàn)在線使用，不僅使教學(xué)變得過程便捷，而且能夠使教學(xué)資源的安全性得到有效保障。

除此以外，高校教學(xué)利用云桌面還體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是用戶管理。在對云桌面進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，主要分為兩種用戶管理權(quán)限，一種是管理員權(quán)限，另一種是普通用戶權(quán)限。管理員不僅能夠利用云桌面的資源，還能夠在后臺對資源進(jìn)行管理，而普通用戶可以通過賬號密碼獲取云桌面的信息服務(wù);二是軟件管理。云桌面可以看作是一個(gè)綜合性的教學(xué)系統(tǒng)，所有的教學(xué)軟件都在這一平臺上集中安裝，而管理員負(fù)責(zé)對各種教學(xué)軟件進(jìn)行管理、升級和維護(hù)，從而保障教學(xué)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;三是存儲(chǔ)管理。云桌面能夠?qū)⒈镜胤?wù)器與云端資源池相連接，從而為教學(xué)提供豐富的資源，管理員需要對這一連接平臺進(jìn)行維護(hù)，從而保障教學(xué)的有效性;四是監(jiān)控管理。在虛擬技術(shù)的支持下，管理員能夠在后臺服務(wù)器運(yùn)行情況下進(jìn)行有效監(jiān)控，從而保障教學(xué)系統(tǒng)的安全可靠;五是安全管理，云桌面能夠?qū)Y源訪問渠道、用戶基本信息、教育資源等方面給予安全保障。

3? ? ? 云桌面在高校教學(xué)中的應(yīng)用策略分析

3.1? ?云桌面系統(tǒng)架構(gòu)

高校教學(xué)應(yīng)用云桌面需要構(gòu)建虛擬云桌面管理平臺，保障云桌面系統(tǒng)架構(gòu)的科學(xué)性和完整性。虛擬云桌面管理平臺主要由以下幾部分構(gòu)成，分別是虛擬桌面、虛擬資源層、Hypervisor層和本地服務(wù)器。虛擬桌面是云桌面的客戶端操作系統(tǒng)，其主要應(yīng)用Spice協(xié)議，由于Spice協(xié)議與KVM具有很強(qiáng)的兼容性，因此可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，從而享受云桌面的服務(wù)，例如智能手機(jī)、筆記本電腦、平板手機(jī)等，在移動(dòng)設(shè)備的支持下，云桌面在高校教學(xué)中的應(yīng)用更加便捷高效;虛擬資源層是云桌面管理平臺，此平臺由網(wǎng)站實(shí)行統(tǒng)一管理和控制，能夠在虛擬環(huán)境下控制物理設(shè)備和教學(xué)資源，并且實(shí)現(xiàn)對各種組件的調(diào)節(jié);Hypervisor層屬于云桌面系統(tǒng)中的軟件層，位于操作系統(tǒng)和物理服務(wù)器之間，主要功能是在虛擬環(huán)境中監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并且同樣基礎(chǔ)和級別的物理設(shè)備在云桌面系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)共享。

3.2? ?虛擬軟硬件環(huán)境

云桌面是由虛擬技術(shù)構(gòu)建而成的，雖然外觀與一般桌面沒有明顯差別，但是它并不是現(xiàn)實(shí)存在的計(jì)算機(jī)桌面，而是通過網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的，通過網(wǎng)絡(luò)接入使物理服務(wù)器與云端資源池相連接，從而為高校教學(xué)提供各項(xiàng)服務(wù)，其本質(zhì)上是一個(gè)虛擬性的操作系統(tǒng)。由于處于虛擬性的軟硬件環(huán)境中，因此云桌面對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的級別要求不高，只需要智能手機(jī)、筆記本電腦、平板手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備就能夠接入網(wǎng)絡(luò)享受云端服務(wù)，而簡單便捷的接入方式和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同樣會(huì)顯著降低云桌面系統(tǒng)維護(hù)的難度，從而降低高校信息化建設(shè)的成本，提高教育教學(xué)的質(zhì)量。為了使云桌面在高校教學(xué)中得到有效應(yīng)用，必須構(gòu)建健全的虛擬軟硬件環(huán)境，著重對軟件資源和硬件資源進(jìn)行組合，結(jié)合實(shí)際選擇CPU性能、內(nèi)存性能、計(jì)算性能較高的設(shè)備，以此滿足虛擬服務(wù)器的運(yùn)行要求。例如在構(gòu)建虛擬軟硬件環(huán)境時(shí)選擇萬全R680G7型號的聯(lián)想服務(wù)器作為硬件設(shè)備，然后安裝監(jiān)控軟件、備份軟件、管理配置軟件、恢復(fù)軟件等虛擬化的軟件套件。

3.3? ?系統(tǒng)架構(gòu)部署策略

3.3.1? ?服務(wù)器集群的構(gòu)建

要保障云桌面系統(tǒng)在高校教學(xué)應(yīng)用的可靠性，必須構(gòu)建完善的服務(wù)器集群。例如某高校著重從應(yīng)用服務(wù)器集群和后臺虛擬桌面集群兩方面進(jìn)行配置，前者采用的是8臺萬全R525G2型號的聯(lián)想服務(wù)器，2個(gè)型號為1000M RJ45的網(wǎng)卡，2個(gè)4核CPU的服務(wù)器，硬盤和內(nèi)存分別為2T和64G;后者采用的是2臺萬全R680G7型號的聯(lián)想服務(wù)器，2個(gè)型號為1000M RJ45的網(wǎng)卡，2個(gè)4核CPU的服務(wù)器，硬盤和內(nèi)存分別為2T和64G。在此基礎(chǔ)上，可以部署能夠提供32核CPU，內(nèi)存和硬盤分別為128G和4T虛擬機(jī)資源的虛擬桌面，從而使高校教學(xué)系統(tǒng)及教學(xué)資源得到有效管理。

3.3.2? ?存儲(chǔ)資源池的構(gòu)建

存儲(chǔ)資源池的構(gòu)建對云桌面應(yīng)用具有至關(guān)重要的作用，因?yàn)楦咝＝虒W(xué)過程中需要系統(tǒng)整合大量不同類型的資源，為了保障教學(xué)資源的安全性，必須對資源進(jìn)行備份儲(chǔ)存，而教學(xué)系統(tǒng)中還涉及教務(wù)數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)等大批資源，因此在儲(chǔ)存資源池構(gòu)建過程中要注重統(tǒng)一和分類，例如通過虛擬化平臺實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡管理，將不同服務(wù)器的資源整合在同一個(gè)存儲(chǔ)資源池中，使各個(gè)存儲(chǔ)資源池得到組合構(gòu)建，從而為有不同需求的用戶提供更加高效便捷的服務(wù)[1]。

3.3.3? ?虛擬機(jī)的有效管理

虛擬機(jī)的有效管理是高校應(yīng)用云桌面實(shí)現(xiàn)教學(xué)的核心，在構(gòu)建和管理虛擬機(jī)平臺時(shí)，要著重對硬件配置和系統(tǒng)類型的兼容性給予充分考慮。例如將虛擬化服務(wù)器接入Libvirt接口中，將虛擬機(jī)管理的內(nèi)容和單位進(jìn)行拓展，最終實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)創(chuàng)建、虛擬機(jī)配置更改、虛擬機(jī)訪問控制、虛擬機(jī)性能監(jiān)控、虛擬機(jī)快照創(chuàng)建、虛擬機(jī)遷移、虛擬機(jī)啟動(dòng)、虛擬機(jī)掛起、虛擬機(jī)保存、虛擬機(jī)銷毀、虛擬機(jī)克隆、虛擬機(jī)模板創(chuàng)建等服務(wù)。

3.3.4? ?系統(tǒng)用戶的有效管理

高校教學(xué)對云桌面的用戶管理主要涉及兩個(gè)方面，分別是管理員和普通用戶。管理員可以在虛擬機(jī)管理控制平臺上實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)創(chuàng)建、虛擬機(jī)配置更改、虛擬機(jī)訪問控制、虛擬機(jī)性能監(jiān)控等各項(xiàng)功能的操作，為了避免普通用戶在申請操作中造成虛擬服務(wù)器負(fù)載，管理員應(yīng)該對資源進(jìn)行合理分配，并有效控制訪問量，從而保障系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3.5? ?數(shù)據(jù)信息的有效管理

云桌面中包含大量數(shù)據(jù)信息，例如用戶基本信息、訪問信息、主機(jī)信息、申請信息等，為避免信息泄露，保障教學(xué)資源的安全性，必須對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效管理。例如將數(shù)據(jù)信息自動(dòng)生成表格形式，同時(shí)對不同類型的信息進(jìn)行視圖、模型、控制器等抽象處理，并且合理選擇Orcle、MySQL等數(shù)據(jù)源，構(gòu)建一個(gè)完善的云桌面數(shù)據(jù)庫，為高校教學(xué)提供便利[2]。

4? ? ? 結(jié)? ? 語

綜上所述，針對云桌面在高校教學(xué)中應(yīng)用的探究是非常必要的?，F(xiàn)階段高校教學(xué)逐漸對信息化建設(shè)給予充分的重視，因此云桌面技術(shù)在教學(xué)中得到普遍應(yīng)用。云桌面技術(shù)不僅使教學(xué)的成本得到有效控制，還使各項(xiàng)教學(xué)資源得到高效整合，從而提升了高校對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用頻率和水平，為高校教學(xué)提供了便捷服務(wù)，使高校教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提升。希望本文能夠?yàn)檠芯窟@一課題的相關(guān)人員提供參考。

主要參考文獻(xiàn)

[1]王瑞娜.基于虛擬技術(shù)的云桌面平臺在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016，34（3）：56-60.

[2]臧博.云桌面在高校計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效運(yùn)用[J].信息與電腦：理論版，2015（21）：61-63.