虛擬機簡化配置多媒體教學實驗環境

文/劉震

虛擬機簡化配置多媒體教學實驗環境

文/劉震

由于各專業人才培養要求和實驗環節的需要，教學時需要同時使用多臺計算機進行實驗或需要不同操作系統進行教學，可是在使用完以后，又要重新規劃和分配計算機及網絡環境，這造成資源的浪費和大量的維護和優化成本，而構建虛擬機環境可以很好地解決這個問題。

武漢科技職業學院擁有六個計算機中心機房，每個機房在實際教學中承擔著不同的作用。根據教育部對高等院校人才培養方案的制定和要求，大部分專業的實驗需要大量的網絡環境和計算機支持，但是，這種情況需要不斷添加計算機來滿足教學需求，加大維護的工作量，降低運行效率：不同的機房并不能完全按照各專業的實際實驗要求來配置網絡環境，特別是不同專業課對操作系統、數據庫、程序語言等要求不同，造成每個教學系部需要不同的環境，經常出現拓撲混亂、速度下降、病毒肆意、數據丟失等問題。總而言之，對于專業實驗來說，并沒有起到教育教學的效果，既浪費資源，又浪費時間。

為了解決此類問題，我們建立了虛擬機機房環境，實現按專業配環境，按項目配主機，按要求做實驗的功能，利用現有資源，采用“虛擬機服務器+VMware虛擬軟件”解決現有問題。

圖1 虛擬機環境硬件資源

虛擬機的配置和管理

虛擬機的安裝

虛擬機是指通過軟件模擬的具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機操作系統。根據所需要的操作環境，準備好所對應的映像操作系統ISO安裝文件包，選擇虛擬機文件保存路徑，最后配置如圖1所示的硬件資源，包括具體參數，內存大小、處理器個數、硬盤大小、cd/dvd路徑等。

進入虛擬機之后，按下F2鍵，在虛擬機的BIOS中將虛擬機設置成從光驅啟動后安裝虛擬機操作系統。

安裝好虛擬機操作系統后，宿主機服務器桌面上面會生成一個虛擬機快捷方式圖標：，雙擊啟動出現虛擬機管理平臺界面。

點擊“接通虛擬機電源”后，開始啟動虛擬機。使用默認的CTRL+ALT+INSERT組合鍵按下，輸入系統管理員用戶名和密碼后，進入虛擬機系統桌面。教師根據需要自行安裝和配置教學軟件和系統。由于各虛擬機是相互隔離的，所以不用擔心數據丟失和被修改的情況發生。

主機與虛擬機配置

在選購主機時，一般根據預算來購買，建議購買價格在3萬元以上的專業服務器，這樣可以在一定時間內來滿足教學和發展需要。

根據主機、專業機房需要來創建虛擬機的配置，例如，在ERP機房，虛擬機在CPU、內存、硬盤上的要求比較高（2.0GHz/2GB/120GB）; 在公共機房中，由于只進行辦公軟件及常規教學，所以在虛擬機配置上要求不太高（1.8GHz/1GB/80GB）。

為了適應今后發展，我們將考慮升級到借助 VMware vCenter Server，實現單個控制臺統一管理數據中心的所有主機和虛擬機，并聚合集群、主機和虛擬機的性能監控功能，使網絡中心管理員從一個位置深入了解虛擬基礎架構的集群、主機、虛擬機、存儲、客戶操作系統和其他關鍵組件等所有信息。

虛擬機的應用管理

在虛擬機的應用管理中，我們目前使用的還是早期的VI Client(vSphere Client)，它是VMware提供的免費的一種使用SSL連接的客戶端管理工具，主要是針對單一的ESX Server上的虛擬機創建以及管理操作的。安裝完后，如果要直接管理單個主機，就輸入IP地址或主機名稱；如果要管理多個主機，就輸入IP地址或Virtualcenter Server的名稱，再連接管理。

機房管理員擁有最高權限，連接到管理控制臺，可以進行虛擬機的創建和刪除等操作，也可以進行快照的創建與管理，包括主機CPU和內存的大小、虛擬機的CPU內存大小、狀態等。教師只能登錄遠程桌面或客戶機連接工具，憑機房管理員分配的虛擬機用戶和密碼進行多媒體教學，而學生只能通過指定賬號登錄到指定的實驗虛擬機進行實驗學習。

圖2 校園網絡實驗管理平臺

圖3 宿主機配置各種教學環境

虛擬機在教學的使用

采用虛擬化技術可以構建一個校園網絡實驗管理平臺（如圖2所示），對平臺進行統一監測和管理，還可以維護和收集大量系統運行信息，為整個平臺的維護和管理提供較好的依據。

網絡信息中心負責接入各機房網絡線路，在宿主機上面按學期教學需要和各教師授課需要，配置不同的網絡教學環境，各專業課教師根據自己的賬號登錄各自的虛擬機（如圖3所示）。有需要做實驗的學生機也可以同時安裝虛擬機軟件和備份操作系統映像文件，以方便實驗操作。

教學使用設計的重點是方便維護和管理，各個教師對教學所使用的操作系統和教學軟件都不相同，所以通過不同虛擬機來實現，例如教師在教網站開發與設計這門課程時，要求使用網絡操作系統，需要配置Web服務器上面的IIS、FTP等；辦公自動化這門課只需要常用的WIN XP/WIN 7操作系統即可。這樣，可以讓學生在實際案例教學中真實了解實際應用環境。

一般情況下，各高校機房實驗員都管理著部分學生網管團隊，在開學前會把各機房的計算機進行統一恢復和維護工作，有時安裝的教學軟件版本和操作系統與實際教學有一定的沖突，所以有時教師會選擇自行安裝。使用虛擬機來管理機房的優勢是：各虛擬機之間沒有沖突，相互隔離，分配單獨的IP地址和物理內存，維護方便。經過一段時間的運行和不斷完善，基本上已經解決校園計算機中心機房遇到的問題，同時也很大程序上提高用戶管理和維護的效率。

（作者單位為武漢科技職業學院）

惠普推出擬真3D技術

本刊訊 近期，惠普實驗室推出光子引擎技術，這一技術可在巨大物體表面投放逼真的3D圖像。這一技術變革將更好地幫助用戶利用數據與客戶實現互動。

HP光子引擎技術采用HP Z800工作站和多臺投影機，構成靈活的系統，可以快速設置并在幾乎任何地方使用。光子引擎解決方案也可同時在一個或多個表面上顯示2D內容。

擬真3D技術還集合了屏幕技術、軟件和攝像設備方面的技術創新。實驗室使用專業攝像機捕捉圖像，并在巨型屏幕上投射其3D圖像。例如可以為一場音樂會設計2倍寬的屏幕，或者按照真實籃球場比例投射畫面，轉播某場籃球比賽。

3D系統的關鍵在于軟件Pluribus 3D技術。它連接多臺數字視頻投影機，在同一屏幕上投射出高分辨率、超明亮的視頻。“將幾臺投影機對準同一個屏幕，然后啟動它們，這個系統攝像機捕捉每一個投射到屏幕上的圖像，并把它們傳輸到電腦中。這時Pluribus 3D技術會自動調節圖像，使它們無縫連接。”惠普移動與擬真體驗實驗室的首席科學家Nelson Chang博士說。擬真3D不僅僅是一項技術創新，它還為惠普公司的業務開辟一片新天地。惠普實驗室的Pluribus 3D技術并不僅僅是在現有產品基礎上創造出更好的版本，而是要打造全新的產品種類。

Pluribus系統的閃光點就在于只需要購置幾臺千元美金左右的視頻投影機，便可創造出影院般的畫面效果，而無需購置10萬美金左右的影院專用投影機。擬真3D的投影效果使觀眾們如臨其境。