桌面云技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究

柯亮亮 崔健

摘要：云計(jì)算技術(shù)作為目前流行的計(jì)算機(jī)技術(shù)，已經(jīng)在政府、企業(yè)、水利、教育、電力、衛(wèi)生等部門得到了廣泛的應(yīng)用。而桌面云技術(shù)作為云計(jì)算技術(shù)中的虛擬化技術(shù)的一個(gè)典型的應(yīng)用，也是云計(jì)算和大數(shù)據(jù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。文章從分析高校信息化建設(shè)中存在的問題入手，闡述了桌面云技術(shù)信息化建設(shè)的可行性，通過提出架設(shè)桌面云系統(tǒng)平臺(tái)方案，能夠更加便捷的服務(wù)于高校的教學(xué)、辦公、科研等相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，對(duì)高校的智慧校園建設(shè)和信息化水平的提高具有重大意義。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù)；桌面云；虛擬化；防火墻

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2019）05-0138-03

1 引言

隨著科技的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及，作為培養(yǎng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的專業(yè)人才的高校也面臨著教育的改革。國(guó)家教育部有關(guān)文件已經(jīng)明確規(guī)定要大力推動(dòng)教育信息化變革，爭(zhēng)取完成“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的現(xiàn)代教育信息化目標(biāo)[1]。因此高校的信息化水平直接關(guān)乎著高校人才培養(yǎng)質(zhì)量和適應(yīng)新時(shí)代的教育發(fā)展。

2 高校信息化過程中存在問題的分析

高校作為國(guó)家人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略要地，主要有教學(xué)、科研、辦公等教育教學(xué)的相關(guān)活動(dòng)，目前這些相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的信息化水平不高，難以適應(yīng)教學(xué)現(xiàn)代化的發(fā)展需求，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

2.1 教學(xué)活動(dòng)靈活度不夠

高校的教學(xué)活動(dòng)是人才培養(yǎng)的重要一環(huán)，大量課程都安排在多媒體教室或機(jī)房進(jìn)行教學(xué)。目前各高校各個(gè)教室都普遍安裝了多媒體設(shè)備，但多媒體設(shè)備基本上相互獨(dú)立，共享程度不高，而且日常運(yùn)維管理也跟不上。經(jīng)常存在設(shè)備故障問題、病毒感染問題、教師頻繁安裝教學(xué)軟件和拷貝課件到各多媒體教室設(shè)備等諸多問題，嚴(yán)重影響了實(shí)際教學(xué)的效果。作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的機(jī)房同樣存在軟件之間沖突頻發(fā)問題、病毒問題、故障排除等問題，影響了學(xué)生上機(jī)學(xué)習(xí)的熱情與積極性。同時(shí)教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的線下互動(dòng)、監(jiān)管程度不夠，容易受到時(shí)間、空間的嚴(yán)格限制，整個(gè)教學(xué)過程靈活度不夠高。

2.2 辦公自動(dòng)化程度不高

高校的行政辦公主要是為了更好地服務(wù)于教學(xué)，而當(dāng)前高校的行政辦公存在自動(dòng)化程度不高、效率低下等問題。例如高校的辦公容易受到場(chǎng)地限制，辦公人員時(shí)常在學(xué)校計(jì)算機(jī)辦公環(huán)境與家里計(jì)算機(jī)辦公環(huán)境的切換，辦公資源共享不足，為了更好地處理好手頭上的工作甚至出現(xiàn)在校加夜班辦公的情形。

2.3 教學(xué)與科研資源共享難度大

高校身負(fù)兩大重要社會(huì)責(zé)任：一是教學(xué)；二是科研。但是，目前一些高校在共享教學(xué)和研究資源方面存在困難。在教學(xué)方面，部分高校由于缺乏統(tǒng)一的資源規(guī)劃，又為了保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和網(wǎng)絡(luò)安全的需要，要求使用正版的教學(xué)軟件，而通常正版的教學(xué)軟件需要對(duì)終端進(jìn)行授權(quán)，但存在授權(quán)數(shù)量的限制，那么就必須投入資金購(gòu)買授權(quán)，造成部分高校存在資金上的壓力。在科研方面，高校圖書館提供了豐富的紙質(zhì)資源和數(shù)字資源（包括電子書籍、中國(guó)知網(wǎng)、各種在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)等）。紙質(zhì)資源教師可以借閱參考，而數(shù)字資源教師雖然校內(nèi)校外都可以訪問，但存在校外訪問情形下需要記憶不同的數(shù)據(jù)庫(kù)賬號(hào)、密碼，使用不便，缺乏統(tǒng)一的賬號(hào)“一站式”的訪問的平臺(tái)。

3 桌面云在高校信息化建設(shè)中可行性分析

教育的現(xiàn)代化依賴于教育的信息化，而云計(jì)算[2]技術(shù)是推進(jìn)高校信息化進(jìn)程的重要技術(shù)，也代表了高校校園IT技術(shù)架構(gòu)變革的發(fā)展方向。桌面云作為云計(jì)算中虛擬化技術(shù)的典型應(yīng)用，它是一種集中管控、分布運(yùn)行的虛擬化桌面解決方案，也是構(gòu)建高信息化水平的智慧高校校園的重要手段。

桌面云作為云計(jì)算虛擬化技術(shù)[3]的主要應(yīng)用，通常包括兩個(gè)重要組件：服務(wù)器虛擬化和桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議。服務(wù)器的虛擬化作為桌面云的平臺(tái)的前提，而桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議主要是把服務(wù)器上虛擬桌面通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶，是構(gòu)建用戶和虛擬桌面交互的橋梁[4]。桌面云主要通過云服務(wù)器遠(yuǎn)程提供虛擬桌面，以云桌面的形式向用戶提供所需要的計(jì)算、應(yīng)用程序、服務(wù)等功能，而用戶的數(shù)據(jù)、應(yīng)用都集中存放在云服務(wù)器上，根據(jù)用戶的需求來分配資源，實(shí)現(xiàn)“桌面跟我走，應(yīng)用跟我走，數(shù)據(jù)跟我走”[5]的目標(biāo)。采用桌面云技術(shù)進(jìn)行高校信息化建設(shè)具有節(jié)能環(huán)保、安全和高效管理等優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外都有比較成熟的桌面云產(chǎn)品方案：例如國(guó)外的Citrix（思杰）、VMware（威睿）；國(guó)內(nèi)的華為FusionCloud、深信服公司aDesk一站式桌面云系統(tǒng)、航天云宏桌面云等，諸多的桌面云產(chǎn)品方案已經(jīng)在政府、企業(yè)、教育、醫(yī)療、電力等部門得到了廣泛的應(yīng)用。

4 桌面云系統(tǒng)的架構(gòu)方案

高校桌面云系統(tǒng)架構(gòu)一般分成四個(gè)主要層次，如圖1所示。從下到上依次是：物理設(shè)備層、虛擬化設(shè)備層、桌面管理層、用戶服務(wù)層。其中最底層的物理設(shè)備層是實(shí)實(shí)在在的硬件設(shè)備，主要包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備等；第二層的虛擬化設(shè)備層包括服務(wù)器的虛擬化、存儲(chǔ)器的虛擬化、身份認(rèn)證、虛擬專用網(wǎng)服務(wù)等；第三層的桌面管理層主要負(fù)責(zé)服務(wù)器的配置、用戶授權(quán)、應(yīng)用軟件安裝、存儲(chǔ)大小的分配等任務(wù)；頂層的用戶服務(wù)層主要負(fù)責(zé)為學(xué)校的不同人員提供不同的個(gè)性化服務(wù)，比如教學(xué)服務(wù)、學(xué)籍管理服務(wù)、財(cái)務(wù)服務(wù)、辦公服務(wù)等具體的應(yīng)用服務(wù)。不同的用戶只要通過網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備（PC機(jī)、筆記本電腦、平板、手機(jī)、瘦客戶端（TC）等）就可以隨時(shí)隨地的訪問自己個(gè)性化的虛擬桌面。

根據(jù)當(dāng)前高校教學(xué)活動(dòng)的實(shí)際需要，高校桌面云系統(tǒng)主要提供兩大服務(wù)：一是虛擬云桌面服務(wù)；二是校園知庫(kù)云盤服務(wù)。前者主要為高校的教師、行政辦公人員、學(xué)生提供個(gè)性化服務(wù)的云桌面，滿足教學(xué)、科研、辦公的實(shí)際需求；而后者校園知庫(kù)云盤主要方便教師、學(xué)生在教學(xué)過程的線下資源共享和教學(xué)互動(dòng)，比如教師將課件、作業(yè)解答、歷年試題等資料上傳云盤，學(xué)生可以隨時(shí)隨地登錄系統(tǒng)下載查看，使得學(xué)生學(xué)習(xí)更加高效。通過知庫(kù)云盤中應(yīng)用中心的作業(yè)管理系統(tǒng)、請(qǐng)假申請(qǐng)、校園公告、問卷調(diào)查等應(yīng)用，所有的信息會(huì)及時(shí)地推送到師生的手機(jī)上，即使不在電腦旁邊，師生一樣可以通過手機(jī)掌控一切，提高了解決問題的時(shí)效性。

目前高校桌面云系統(tǒng)使用的范圍通常分為校內(nèi)用戶和校外用戶，主要是為了方便師生日常的學(xué)習(xí)、工作的需要。校內(nèi)用戶訪問桌面云系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樵谕粋€(gè)局域網(wǎng)之下。而校外用戶必須通過校園網(wǎng)的防火墻，完成相關(guān)的身份認(rèn)證后，就可以實(shí)時(shí)訪問個(gè)人虛擬云桌面，開始學(xué)習(xí)、科研等相關(guān)教學(xué)活動(dòng)。

5 高校桌面云系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

作為云計(jì)算的虛擬化技術(shù)[6]典型應(yīng)用-桌面云，它在高校信息化建設(shè)中扮演著重要的角色。利用桌面云系統(tǒng)來進(jìn)行高校信息化建設(shè)具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

5.1 部署快、易管理

采用桌面云系統(tǒng)可以進(jìn)行教學(xué)、科研資源統(tǒng)一的部署和模板式的管理，極大的方便日常的運(yùn)維。通過桌面云可視化的統(tǒng)一管理窗口，可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求分配相關(guān)資源，大大減輕了管理人員的工作量，有效提高了運(yùn)維工作效率，也降低了系統(tǒng)故障率和故障恢復(fù)時(shí)間。

5.2 安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)[7]

采用桌面云系統(tǒng)可以很好地規(guī)避網(wǎng)絡(luò)的病毒攻擊，外網(wǎng)有專門的防火墻等安全設(shè)備、嚴(yán)格的身份認(rèn)證設(shè)備的多重保護(hù)體系，而內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)病毒不會(huì)波及整個(gè)局域網(wǎng)，因?yàn)椴捎玫奶摂M桌面，即使某一臺(tái)虛擬桌面受到影響也不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中其他的虛擬桌面，更不會(huì)破壞數(shù)據(jù)的安全，所有的數(shù)據(jù)都保存在云端服務(wù)器上。整個(gè)桌面云系統(tǒng)平臺(tái)安全、可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)。

5.3 靈活度高、擴(kuò)展方便

采用桌面云系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)學(xué)校軟硬件資源集中共享和IT資源動(dòng)態(tài)靈活部署，具有較高的靈活性[8]。當(dāng)系統(tǒng)資源入不敷出時(shí)，只要擴(kuò)展云服務(wù)器的性能即可，大大節(jié)省了人力、物力和財(cái)力。整個(gè)桌面云系統(tǒng)可以幫助師生不受時(shí)間、空間的限制開展教學(xué)活動(dòng)，提高了教學(xué)的效果。

5.4 節(jié)能環(huán)保

采用桌面云系統(tǒng)，不但可以節(jié)省人力、物力，還節(jié)能環(huán)保。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，采用桌面云系統(tǒng)的TC比PC要節(jié)省95%以上的電力成本，提高了資源利用率，同時(shí)也延長(zhǎng)了硬件使用的壽命，真正地實(shí)現(xiàn)了信息化“綠色”校園，也適應(yīng)高校集約化建設(shè)的實(shí)際需求。

6 桌面云系統(tǒng)的不足

雖然桌面云技術(shù)在高校信息化建設(shè)中扮演著重要的角色，但也存在一些不足，總體上來講還是利大于弊。比如桌面云系統(tǒng)主要采用虛擬化技術(shù)，云服務(wù)器通過桌面協(xié)議將虛擬桌面推送到終端，需要比較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬，部分高校可能存在網(wǎng)絡(luò)的改造與升級(jí)，仍然需要科學(xué)合理的規(guī)劃布局。

桌面云系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，承載了相關(guān)協(xié)議、接口標(biāo)準(zhǔn)等融合，當(dāng)前的諸多廠商的桌面云系統(tǒng)的解決方案或多或少在圖形圖像處理、3D動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)模擬軟件、多媒體性能測(cè)試上都存在一些不足，但總體上不影響桌面云系統(tǒng)在高校信息化建設(shè)中的重要作用，相信在不久的將來會(huì)逐步成熟起來。

7 結(jié)語

高校的信息化建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期不間斷的任務(wù)，教育的信息化水平直接影響著教育的現(xiàn)代化水平，也關(guān)乎著我國(guó)專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量的提高。當(dāng)前的高校教學(xué)、科研、辦公的信息化水平面臨著信息技術(shù)發(fā)展所帶來的變革?；谧烂嬖葡到y(tǒng)使高校的信息化水平得以提升，它綠色節(jié)能、靈活便捷、安全可靠、易于管理等諸多優(yōu)點(diǎn)逐步體現(xiàn)出來，對(duì)構(gòu)建高校開放、和諧、多維的網(wǎng)絡(luò)混合教學(xué)、科研等相關(guān)教學(xué)活動(dòng)平臺(tái)具有重要意義，推動(dòng)了高校教育的信息化和現(xiàn)代化建設(shè)。

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