云桌面在多媒體教室中的應(yīng)用與實踐

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教室都已配備了多媒體設(shè)備，這極大方便了教師的日常教學(xué)。多媒體設(shè)施的高使用率對多媒體教室中教學(xué)電腦的維護(hù)帶來了挑戰(zhàn)，本文在對傳統(tǒng)多媒體教室存在的問題剖析下，利用云桌面技術(shù)，搭建了學(xué)校私有云，提供基于VDl架構(gòu)的云桌面服務(wù)。并根據(jù)實際情況，對云桌面做出了一些策略優(yōu)化，云桌面的應(yīng)用為日常教學(xué)提供了便利的同時，大大降低了日常維護(hù)工作，提升了信息化服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞：云桌面;多媒體教室;VDl;虛擬化

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）29-0202-02

1 引言

隨著教育信息化的不斷深入，學(xué)校的每個教室都已部署了多媒體設(shè)備。教師利用多媒體設(shè)施進(jìn)行教學(xué)，極大方便了日常教學(xué)，提升了教學(xué)質(zhì)量。但多媒體教室的教學(xué)PC經(jīng)常因各類軟件的安裝，U盤病毒的傳播、日常使用不規(guī)范等造成較高的故障率。因多媒體教室地理位置分散，給多媒體教室的管理與維護(hù)帶來了一定的挑戰(zhàn)[1]。對傳統(tǒng)PC的改造或升級已很難滿足當(dāng)前的需求。

近年來，隨著云計算的不斷發(fā)展和深入，云桌面技術(shù)因其“集中管理、靈活訪問、數(shù)據(jù)安全、綠色節(jié)能”的特性，為高校辦公與教學(xué)用計算機(jī)的維護(hù)提出了值得期待的解決方案[1-2]。

2 云桌面技術(shù)

云桌面技術(shù)來源與云計算，根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ NIST）定義，云計算是一種模型，它可以實現(xiàn)隨時隨地、便捷的、隨需應(yīng)變地從可配置計算共享池中獲取所需的資源（例如，網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用及服務(wù)），其服務(wù)模型為軟即服務(wù)（ SaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），根據(jù)其部署方式分為私有云、社區(qū)云、公有云、混合云[3]。

云桌面技術(shù)是云計算的重要應(yīng)用，是在云計算和桌面虛擬化技術(shù)下產(chǎn)生的，云桌面是指云終端設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接到由服務(wù)器為其提供的虛擬桌面。與傳統(tǒng)PC不同的是，云桌面的所有計算、數(shù)據(jù)存儲集中在遠(yuǎn)端服務(wù)器，云終端僅僅作為圖像顯示、鼠標(biāo)、鍵盤等外設(shè)的輸入輸出。

目前主流的云桌面技術(shù)分為VDI（Virtual Desktop Infra-structure）和VOI（Virtual OS Infrastructure）[4-5]。VDI為集中存儲、集中運(yùn)算的虛擬桌面架構(gòu)。數(shù)據(jù)的計算、存儲都集中在服務(wù)器端進(jìn)行，客戶桌面是一個圖形化的系統(tǒng)運(yùn)行的顯示結(jié)果。VDI云桌面易于部署，用戶可通過云終端、普通PC、手機(jī)等快速接人。但其高度依賴于網(wǎng)絡(luò)，一旦網(wǎng)絡(luò)中存在嚴(yán)重丟包或中斷會導(dǎo)致桌面無法接人。VOI云桌面為集中存儲、分布運(yùn)算的架構(gòu)。后端服務(wù)器僅提供OS鏡像及相關(guān)管理功能，計算在本地進(jìn)行，系統(tǒng)調(diào)度的是本地的硬件資源，具有較好的圖像處理能力對外設(shè)的兼容性較好，對用戶有著更好的體驗，但其無法支持移動辦公，且仍跟傳統(tǒng)PC相似對本地的硬件要求較高。

3 基于VDI的云桌面部署實踐

多媒體教室通常分布在不同的教學(xué)樓，各類型PC紛雜，維護(hù)分散，管理難度大。教師在使用時也經(jīng)常由于系統(tǒng)故障而無法使用，然而重裝系統(tǒng)經(jīng)常會耗費(fèi)較多的時間;如有硬件損壞、定位故障點(diǎn)和更換配件也較復(fù)雜，不利于教學(xué)的及時恢復(fù)。在此，我們選用以VDI架構(gòu)部署學(xué)校私有云，可以很好地解決類似問題。根據(jù)學(xué)校的實際情況結(jié)合VDI云桌面的特點(diǎn)，從以下幾個方面來考慮云桌面的部署。

3.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境部署

因VDI架構(gòu)的云桌面高度依賴于網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的部署需要考慮其穩(wěn)定性。服務(wù)器采用雙鏈路捆綁至核心交換機(jī)。云終端劃分不同的VLAN，避免病毒在二層環(huán)境傳播。通過防火墻策略或ACL限制對服務(wù)器IP段或端口的訪問限制，確保服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)安全性。

3.2 服務(wù)器端部署

VDI主要靠云端服務(wù)器提供虛擬機(jī)服務(wù)，在此，我們將云服務(wù)器安裝在配有UPS電源及精密空調(diào)的中心機(jī)房內(nèi)。部署2臺以上的服務(wù)器，服務(wù)器間做高可用HA。確保當(dāng)其中一臺服務(wù)器宕機(jī)的情況下，虛擬機(jī)可以切換至工作正常的服務(wù)器上，將業(yè)務(wù)影響降到最低。

3.3 存儲選擇

基于VDI的云桌面，其存儲有兩種方式可供選擇，一種為利用服務(wù)器自身存儲，另一種是通過ISCSI協(xié)議連接至專用存儲設(shè)備。在此我們選擇的是第二種方式，該方式的好處是可以確保數(shù)據(jù)的安全性，且便于存儲容量的擴(kuò)展。當(dāng)服務(wù)器宕機(jī)的情況下，因數(shù)據(jù)在專用設(shè)備上存儲，虛擬可以快速切換恢復(fù)，業(yè)務(wù)可以及時恢復(fù).且對數(shù)據(jù)的安全性有更好的保障。該方案對云桌面的擴(kuò)展也相當(dāng)有益。

3.4 桌面發(fā)布

根據(jù)各多媒體教室需求的不同，可以制作多系統(tǒng)鏡像。根據(jù)實際教學(xué)需要，將各類系統(tǒng)鏡像推送給不同的云桌段，滿足各教學(xué)PC差異化的需求。

4 云桌面調(diào)試優(yōu)化

云桌面雖已部署完成，但應(yīng)該根據(jù)各自學(xué)校的使用情況，做相應(yīng)的策略優(yōu)化和調(diào)整，否則也會對桌面云的使用帶來困擾。筆者根據(jù)在學(xué)校部署的實際情況，做了一些優(yōu)化工作。

4.1 隱藏虛擬機(jī)設(shè)置欄

常有教師在登人虛擬機(jī)后，誤按虛擬機(jī)設(shè)置欄，進(jìn)行參數(shù)更改或直接退出，導(dǎo)致虛擬中斷，影響教學(xué)等。在實踐中通過對TC（客戶端）盒子作參數(shù)修改，補(bǔ)丁升級，隱藏虛擬機(jī)設(shè)置欄，以避免教師因誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)退出。

4.2 設(shè)置虛擬機(jī)定時開關(guān)機(jī)

在教師批量開機(jī)的情況下，可能會導(dǎo)致開機(jī)不成功，或者等待虛擬機(jī)啟動過長等問題，此時通過設(shè)置定時任務(wù)的方法來解決該問題。設(shè)置在早上第一節(jié)課之前將所有虛擬機(jī)打開，晚上最后一節(jié)課結(jié)束后將所有虛擬機(jī)關(guān)機(jī)。

4.3 建立鏡像快照

桌面運(yùn)行穩(wěn)定后，為虛擬機(jī)生成鏡像快照，一旦教師在使用過程中因誤刪系統(tǒng)文件或感染病毒造成的系統(tǒng)崩潰時，做到一鍵還原，以利于快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。

4.4 禁止用戶修改虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

基于VDI的云桌面高度依賴于網(wǎng)絡(luò)，在使用過程中，部分教師會去修改虛擬機(jī)IP或DNS導(dǎo)致云桌面連接中斷。因教師使用的部分軟件需要擁有管理員權(quán)限才能使用，不能通過給用戶分配標(biāo)準(zhǔn)賬戶的方法解決。在此，我們利用Windows域控制器作策略限制，在給用戶分配管理員權(quán)限的基礎(chǔ)上，禁止其修改網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

4.5 利用Zabbix對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時監(jiān)控

利用此前在學(xué)校部署的Zabbix監(jiān)控軟件，對云服務(wù)器、交換機(jī)實施實時監(jiān)控，以此來實時監(jiān)測因服務(wù)器宕機(jī)、交換機(jī)掛死，鏈路中斷、網(wǎng)絡(luò)丟包、流量擁塞等造成的云桌面使用不佳或虛擬機(jī)中斷等問題[7-8]。

5 結(jié)語

云桌面技術(shù)的發(fā)展，給高校多媒體教室PC機(jī)的維護(hù)帶來了革命性的改變。本文從校園實際出發(fā)，部署了一套基于VDI架構(gòu)的云桌面，充分利用其“易于部署，集中管理，靈活訪問”等特點(diǎn)，同時為確保網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的安全性采用了雙鏈路捆綁、服務(wù)器集群、利用專用存儲等技術(shù)。最后，根據(jù)使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作了一些策略優(yōu)化及性能監(jiān)控工作。云桌面部署和優(yōu)化后對教師教學(xué)提供了便利，也大大減輕了多媒體教室運(yùn)維的壓力，提升了信息化服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：

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[7] VLADISHEV A.Open source enterprise monitoring with Zabbix[Al. Open Source Data Center Conference[C]. Nurnberg，2009.60。

[8]吳建俊，胡楊，曾強(qiáng).校園網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控平臺的研究與實現(xiàn)[J].無線互聯(lián)科技，2019，16（21）：17-18.

【通聯(lián)編輯：王力】

作者簡介：吳建俊（1987-），男，江蘇丹陽人，助理工程師，碩士研究生，主要研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全。