田文雅

摘 要：文章針對(duì)高職院校中跨專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)中面臨的實(shí)際問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)以云桌面應(yīng)用為核心的跨專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)解決方案。

關(guān)鍵詞：云桌面，跨專(zhuān)業(yè)，高職教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2014）04-0075-03

一、引言

高職教育培養(yǎng)的是生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線(xiàn)的技術(shù)應(yīng)用型人才。當(dāng)前國(guó)內(nèi)高職教育已經(jīng)從規(guī)模發(fā)展轉(zhuǎn)到內(nèi)涵發(fā)展上來(lái)。其中，培養(yǎng)出高質(zhì)量的“復(fù)合型”創(chuàng)新型人才已經(jīng)是高職教育的重中之重。跨專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的重要手段之一。

跨專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)是指具有教學(xué)內(nèi)容相關(guān)、技能學(xué)習(xí)相關(guān)的幾個(gè)專(zhuān)業(yè)，通過(guò)研究，將專(zhuān)業(yè)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，從而有針對(duì)性地傳授給學(xué)生的一種人才培養(yǎng)模式。

但在實(shí)踐過(guò)程中，跨專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)往往會(huì)遇到下面這些問(wèn)題：①雖然學(xué)院已經(jīng)建立跨專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，而且效果明顯，有更多師生提出參加“跨專(zhuān)業(yè)實(shí)踐”，但由于受實(shí)訓(xùn)基地場(chǎng)地的限制，不能使更多師生受益。②學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)基地，由于建設(shè)初期缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，普遍存在不同專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、實(shí)踐教學(xué)資源、實(shí)踐課程開(kāi)展相對(duì)獨(dú)立，各實(shí)訓(xùn)基地不能共享的現(xiàn)狀，極大地限制了跨專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需求。

如何通過(guò)信息技術(shù)手段，突破實(shí)訓(xùn)資源、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所時(shí)空限制，將不同實(shí)訓(xùn)基地之間的教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，以滿(mǎn)足學(xué)院跨專(zhuān)業(yè)信息的共享、實(shí)現(xiàn)崗位實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目互聯(lián)，方便學(xué)生迅速進(jìn)行崗位轉(zhuǎn)換，是“跨專(zhuān)業(yè)”實(shí)踐教學(xué)亟需解決的問(wèn)題。

二、云計(jì)算和云桌面

云計(jì)算概念是由Google提出的，這是一個(gè)美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。狹義云計(jì)算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源；廣義云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等獨(dú)特功效。[1][2]

云計(jì)算的本質(zhì)就是所有的運(yùn)算和存儲(chǔ)資源都在云端，用戶(hù)可以通過(guò)任何終端來(lái)訪(fǎng)問(wèn)云端所提供的服務(wù)。和終端用戶(hù)最接近的云計(jì)算服務(wù)就是SAAS（軟件及服務(wù)）。但SAAS服務(wù)在教育領(lǐng)域的落地存在著實(shí)際的困難：①SAAS所提供的軟件服務(wù)都是以WEB方式來(lái)提供的，但在高職教育中，還存在很多非WEB方式的軟件應(yīng)用。②在實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中，每個(gè)學(xué)生或教師都需要一臺(tái)真實(shí)電腦的所有功能來(lái)模擬真實(shí)的工作環(huán)境，這些不是一個(gè)WEB瀏覽器所能夠提供的。

在SAAS的基礎(chǔ)上，又發(fā)展出了一種云桌面應(yīng)用（DAAS：桌面即服務(wù)）。云桌面應(yīng)用是云計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)特殊應(yīng)用。它的目標(biāo)是在云端為每個(gè)用戶(hù)提供一個(gè)和真實(shí)的Windows桌面有一樣的桌面環(huán)境。在實(shí)現(xiàn)跨專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)下，云桌面應(yīng)用可以提供如下便利：①云桌面資源在云端，只要有網(wǎng)絡(luò)，可以在任何時(shí)間地點(diǎn)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)，這就為打破實(shí)訓(xùn)基地和機(jī)房的時(shí)間和空間限制提供了技術(shù)手段，特別是對(duì)那些時(shí)間跨度為幾個(gè)月的實(shí)訓(xùn)任務(wù)來(lái)說(shuō)，更是一個(gè)必不可少的技術(shù)手段。②云桌面支持的在線(xiàn)用戶(hù)個(gè)數(shù)，不再受實(shí)訓(xùn)機(jī)房的空間限制。這樣在網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器能力范圍內(nèi)，可以為更多的教師和學(xué)生提供服務(wù)。這對(duì)外專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)跨專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，提供了便利的實(shí)現(xiàn)手段。

三、基于云桌面的跨專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)解決方案

經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研和系統(tǒng)規(guī)劃，我院在學(xué)院的經(jīng)管實(shí)訓(xùn)基地部署了一個(gè)私有云平臺(tái)。該私有云平臺(tái)是一個(gè)以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的、基于WEB發(fā)布的、可擴(kuò)展的、具有支持服務(wù)器集群和工作負(fù)載平衡等特性，提供高可靠性，高性能的私有云平臺(tái)管理軟件。它在架構(gòu)設(shè)計(jì)上采納了Eucalyptus的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，在系統(tǒng)內(nèi)部的高性能通訊和接口設(shè)計(jì)上，采納了Facebook公司的thrift技術(shù)，使得整個(gè)私有云平臺(tái)軟件系統(tǒng)既簡(jiǎn)單可靠，又具有良好的彈性擴(kuò)展能力，同時(shí)，還為第三方開(kāi)發(fā)者提供了多種語(yǔ)言的SDK開(kāi)發(fā)包，方便后續(xù)的個(gè)性化定制。

1.云平臺(tái)系統(tǒng)框架

圖1是該私有云平臺(tái)的系統(tǒng)框架圖。

可以看到，整個(gè)云平臺(tái)的服務(wù)是在局域網(wǎng)內(nèi)部的，也就是學(xué)校的校園網(wǎng)之內(nèi)。云平臺(tái)可以分為前端和后臺(tái)服務(wù)兩個(gè)部分。在前端，終端用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器或者客戶(hù)端軟件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)后臺(tái)的服務(wù)。后臺(tái)服務(wù)則按照類(lèi)型分為以下幾個(gè)方面：

（1）管理服務(wù)

用戶(hù)和AD域用戶(hù)的管理：私有云平臺(tái)自帶基于LDAP協(xié)議的用戶(hù)賬戶(hù)管理模塊。同時(shí)，它還提供和微軟的AcriveDirectory無(wú)縫集成的功能。通過(guò)簡(jiǎn)單的配置，私有云平臺(tái)的用戶(hù)賬戶(hù)管理模塊，可以把客戶(hù)自身已經(jīng)具備的AD域用戶(hù)自動(dòng)的納入到私有云管理平臺(tái)之中。

虛擬機(jī)鏡像資源的管理：虛擬機(jī)鏡像資源本質(zhì)上是一個(gè)比較大（10G左右）的二進(jìn)制文件，它的管理涉及到存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)控制兩個(gè)方面的問(wèn)題。但它的訪(fǎng)問(wèn)控制必須經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。在私有云平臺(tái)里面，虛擬機(jī)鏡像資源分為私人、院系級(jí)和校級(jí)三個(gè)級(jí)別。校級(jí)的虛擬機(jī)鏡像資源任何人都可以訪(fǎng)問(wèn)，院系級(jí)別的虛擬機(jī)鏡像資源只能被本院系的教職員工訪(fǎng)問(wèn)，私人的虛擬機(jī)鏡像資源只有這個(gè)虛擬機(jī)鏡像文件的擁有者才能訪(fǎng)問(wèn)。在這個(gè)訪(fǎng)問(wèn)控制的基礎(chǔ)上，私有云平臺(tái)還增加了自定義用戶(hù)規(guī)則，來(lái)進(jìn)一步約束用戶(hù)和虛擬機(jī)鏡像資源之間的訪(fǎng)問(wèn)控制。

物理硬件資源的管理：私有云平臺(tái)還會(huì)把所有的物理服務(wù)器，物理PC機(jī)統(tǒng)一管理起來(lái)，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(tái)同樣把所有的虛擬的服務(wù)器、虛擬的桌面統(tǒng)一管理起來(lái)，并提供統(tǒng)一的管理控制盒操作界面。

（2）基礎(chǔ)服務(wù)

物理硬件資源層：物理硬件資源指的就是放在機(jī)房或網(wǎng)絡(luò)中心的，支持私有云平臺(tái)軟件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的所有物理服務(wù)器、PC機(jī)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(tái)，通過(guò)硬件虛擬化技術(shù)，虛擬產(chǎn)生的所有虛擬機(jī)實(shí)例，它們根據(jù)一定的調(diào)度算法，動(dòng)態(tài)地分配到物理硬件資源層所管轄的物理服務(wù)器或PC機(jī)上運(yùn)行。endprint

IaaS層：IaaS層就是通過(guò)對(duì)物理硬件資源層和虛擬硬件資源層的抽象和封裝，為用戶(hù)提供了一個(gè)統(tǒng)一的訪(fǎng)問(wèn)接口，用戶(hù)可以無(wú)需了解物理硬件資源層和虛擬硬件資源層的具體實(shí)現(xiàn)，就可以很方便地調(diào)用這兩層提供的硬件資源服務(wù)。

PaaS層：PaaS層則是在IaaS層上更進(jìn)一步的抽象和封裝，使得用戶(hù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用程序，無(wú)需再考慮硬件資源的分配等細(xì)節(jié)問(wèn)題，而是集中精力關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯和算法等重要的問(wèn)題上面。

2.云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖2為私有云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

這個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：

（1）計(jì)算部分和存儲(chǔ)部分是分開(kāi)的

計(jì)算部分硬件和存儲(chǔ)部分硬件可以分別從不同的供應(yīng)商采購(gòu)。這樣保證了不會(huì)被某個(gè)廠(chǎng)商的云計(jì)算產(chǎn)品鎖定，同時(shí)又能夠保證學(xué)院可以采購(gòu)并應(yīng)用市場(chǎng)上最好的云計(jì)算產(chǎn)品。

（2）計(jì)算部分又是按照集群進(jìn)行劃分管理的

計(jì)算部分通過(guò)服務(wù)器集群進(jìn)行劃分管理的目標(biāo)，不僅僅是降低集群控制器的管理復(fù)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(shù)。例如，在一個(gè)集群里面，可以采用開(kāi)源的虛擬化技術(shù)像KVM、xen等；在另外一個(gè)集群里，又可以采用商業(yè)虛擬化技術(shù)如vmware、hyper-v等。這樣學(xué)院可以根據(jù)自己的需要，采購(gòu)最適合自己的虛擬化軟件產(chǎn)品，在購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)上，保持最大的靈活性和性?xún)r(jià)比。

（3）同時(shí)支持桌面虛擬化和服務(wù)器虛擬化

這樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，配合管理層面的設(shè)計(jì)，方便用戶(hù)可以在一套軟件和硬件框架內(nèi)，自如的、動(dòng)態(tài)的同時(shí)部署桌面虛擬化服務(wù)和服務(wù)器虛擬化服務(wù)，而不是像其它商業(yè)產(chǎn)品那樣只提供一種服務(wù)的部署，不但降低了成本，還降低了管理的復(fù)雜度和難度。

3.應(yīng)用場(chǎng)景說(shuō)明

（1）云桌面資源制作

私有云平臺(tái)提供了一個(gè)基于WEB的方式，來(lái)幫助管理員制作新的云桌面資源。這個(gè)WEB界面提供一個(gè)向?qū)降哪０澹芾韱T只需要遵照該模板的提示，逐步選擇好：安裝光盤(pán)鏡像，設(shè)定新的云桌面資源的屬性（名稱(chēng)、內(nèi)容、訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限等），然后開(kāi)始制作。整個(gè)制作過(guò)程和平時(shí)的PC機(jī)安裝一模一樣。

（2）云桌面資源提交

管理員可以多次對(duì)同一份云桌面資源進(jìn)行多次修改，直到滿(mǎn)意為止。通過(guò)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(xué)生和教師的使用，管理員還需要設(shè)定訪(fǎng)問(wèn)規(guī)則。

虛擬機(jī)鏡像文件資源可以分為校級(jí)、院系級(jí)和私人級(jí)。任何一個(gè)用戶(hù)都可以無(wú)條件的使用校級(jí)和私人級(jí)資源，但只能使用自己所屬院系的院系級(jí)資源。這種訪(fǎng)問(wèn)控制只約束了誰(shuí)可以使用哪些虛擬機(jī)鏡像文件，但并沒(méi)有約束怎么使用這些虛擬機(jī)鏡像資源。換句話(huà)說(shuō)，虛擬機(jī)鏡像資源按級(jí)別分類(lèi)，只解決了靜態(tài)的訪(fǎng)問(wèn)控制，動(dòng)態(tài)的訪(fǎng)問(wèn)控制還需要用到下面提到的“自定義用戶(hù)規(guī)則”。自定義的用戶(hù)規(guī)則是如表1所示的一個(gè)四元組{user，image，server，attributes}。

通過(guò)這樣一個(gè)四元組，就可以詳細(xì)定義某個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例從創(chuàng)建、啟動(dòng)、運(yùn)行到關(guān)機(jī)的完整生命周期中所涉及到的所有參數(shù)和配置，達(dá)到了動(dòng)態(tài)、運(yùn)行期間訪(fǎng)問(wèn)控制。

（3）云桌面資源使用

在管理員制作好鏡像資源和設(shè)定好用戶(hù)規(guī)則后，每個(gè)用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)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(hù)有3個(gè)可用的虛擬機(jī)實(shí)例，其中1個(gè)正在運(yùn)行，2個(gè)已經(jīng)停機(jī)。這個(gè)頁(yè)面上右邊的四個(gè)操作按鈕分別代表運(yùn)行、停止、連接和快照。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在學(xué)院的中心機(jī)房部署服務(wù)器，然后管理員根據(jù)跨專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)教師團(tuán)隊(duì)的需要，定制各種云桌面資源，并對(duì)外提供基于WEB的云桌面服務(wù)，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了在學(xué)院內(nèi)部，學(xué)生和教師可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能夠接入到實(shí)訓(xùn)課程之中。實(shí)訓(xùn)基地的空間大小，以及實(shí)訓(xùn)課程的時(shí)間長(zhǎng)短已經(jīng)不再是限制因素了。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王萬(wàn)麗.淺析云計(jì)算及其在高職教育領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科技信息，2010 （34）.

（編輯：魯利瑞）endprint