廣東輕工職業技術學院云桌面支撐教學管理服務升級

文/袁先珍

廣東輕工職業技術學院是國家示范性高職院校建設單位，具有85年的職業教育歷史。學校是首批教育部教育信息化試點單位，中央電教館第二批“職業院校數字校園實驗校”建設單位。學校共有70多個專業，建成國家示范性專業4個，全日制在校學生2.1萬多人。

通過云桌面改善公共教學基礎設施是學校實施廣東省高等教育“創新強校工程”規劃的項目之一。項目基于總體設計分三期實施，于2014年初啟動一期工程，2017年完成建設后,通過云計算技術為語音室、多媒體教室、公共計算機機房、電子閱覽室和移動教學辦公等5個場景提供超過1100個云桌面，實現了相應IT資源的集中彈性管理，降低了運維成本，有效改善了學校教學基礎設施環境。同時，與現有的網上服務大廳、輕工教育學習平臺、電子資源平臺和協同辦公系統有機結合，為師生打造了安全便捷、綠色節能的教學與辦公信息化環境。

面臨的主要問題

信息化推動教學管理變革，教學形式日益多樣化，移動學習和辦公的需求也凸顯出來，學校教學辦公用計算機8600多臺，傳統的運維模式和固定系統已經不能很好的滿足教學辦公需求。

1. 軟件差異化需求問題。不同課程、不同教師使用的軟件類型或版本各有不同，教學不同階段教學環境也有所不同，而傳統計算機只安裝一個固定環境，不能快速滿足差異化需求。

2. 病毒及數據安全問題。使用傳統計算機，教師使用U盤較多，U盤病毒的交叉感染比較嚴重。另外，教學辦公電腦很少進行安全備份，當發生硬件故障，容易導致個人數據丟失。

3. 運維管理問題。學校計算機數量多、區域分散、設備型號不統一，難于統一管理；質保期過后硬件故障率高，而高職院校普遍維護人員嚴重不足，課室利用率很高，因而導致問題處理不夠及時。

具體措施

部署虛擬化桌面平臺

圍繞教師和學生教與學的主要場景需求進行梳理,提出跨校區統一部署桌面虛擬化的整體解決方案。前端采用免維護的瘦終端, 數據中心提供后端資源支撐，基于SDN構建高效的自動化虛擬化網絡，8臺華為RH228H服務器和2臺Oceanstor5600存儲通過虛擬化技術共享CPU、內存和存儲等底層物理硬件資源,允許多個用戶桌面以虛擬機的形式獨立運行，這種架構將虛擬機彼此隔離開來，同時可以實現精確的資源分配，也能保護用戶免受由其他用戶活動所造成的應用程序崩潰和操作系統故障所帶來的影響。校園網用戶通過連接服務器連接到數據中心的桌面, 外網用戶通過防火墻映射的安全服務器與安全服務器專用的連接服務器建立外網用戶訪問的接口。用戶只需要在安裝有桌面客戶端的設備上登錄即可獲取相同的桌面, 實現統一的桌面交付。

基于云桌面提升多媒體課室

將所有多媒體課室的傳統計算機全部更換為瘦終端盒子，分配相應的云桌面計算資源，安裝常用的教學軟件，每個課室通過不同的賬號自動登錄獲取固定桌面。老師每次上課的數據會留存在桌面中，如果有需要定制安裝的軟件由管理員快速升級模板提供，老師也可退出自動桌面登錄個人專屬桌面進行教學。基于云桌面，結合課室監控管理系統和中央控制系統，實現了多媒體教室集中監控和多媒體設備的管理和控制。管理者可了解多媒體課室實時上課情況及歷史視頻畫面，并實時收聽現場聲音，為學校督導和同行跨校區聽課提供了便捷性和開放性。多媒體課室云桌面與學校輕工教育在線平臺相結合，配套學習通移動端功能，打造高效互動課堂，推動了線上線下混合式教學的開展，多媒體課室的教學支撐能力整體得到較大提升。

構建隨需而變的云實訓室

建設2間云語音室和8間公共云實訓室，配備640個性能較高的瘦終端盒子，云桌面的計算資源根據實際需求分配。每間實訓室配置多套模板，在教學不同階段，根據環境需求發布不同的模板或快照，管理員可以快速響應，輕松完成教學周、實訓周、考試日不同的環境要求，甚至可以遠程操作，不需要在現場按傳統方式逐臺解鎖安裝軟件，再批量拷貝，每臺測試。因為云實訓室終端數量多，上課集中開機存在IO風暴問題，可通過提前分批開機來避免。另外，云語音室安裝配套的語音軟件使用，經過不斷調試優化，實現了較好的聽讀訓練和語音交互效果。

打造自主學習云桌面電子閱覽室

電子閱覽室和自主學習空間配備了180個瘦終端，該場景下每個在校學生都可使用個人賬號進入云桌面，但受云桌面授權數限制，學生使用浮動桌面，桌面系統配置統一，配有個人網盤用于存放學習資源。為了讀者公平使用，云桌面設置了2個小時的使用時長，到時間桌面會自動退出當日無法再登錄。圖書館云桌面配合智能燈光、座位預約、讀報機、朗讀亭和豐富的電子資源營造了綠色、便捷的自主學習閱讀空間。

提供移動教學辦公的專屬桌面

圖1 基于云桌面的多媒體課室

教師根據個人需要可申請使用專屬桌面，且不強制要求使用瘦終端盒子。云桌面支持多種終端設備的接入，能方便教師在任何有網絡的地方使用辦公電腦、筆記本或者移動設備登錄個人桌面，打破了傳統的固定地點、固定時間的工作模式。初始化云桌面環境已能滿足基本辦公和教學需求，個性化的軟件需求可以自行安裝，有復雜需求的可以申請多個桌面，安裝不同的操作系統或軟件。個人專屬桌面很好地滿足了專職教師不同的教學環境要求。對于行政辦公人員來說，有效解決了跨校區辦公、出差辦公的問題，結合學校網上服務大廳、協同辦公與移動OA等系統，大大提高了工作效率。

成效與經驗

通過云桌面建設改善公共教學環境的項目取得了預期的效果,該項目同步推進了數據中心和核心網絡的升級改造,提高了信息化基礎設施的支撐能力,帶動了學校信息化的整體發展。云桌面相關的智慧校園建設成果被收集為2018年廣東省高等職業教育質量年度報告的信息化案例之一。云桌面的建設成效與經驗分享如下：

運維模式簡化 ,差異需求快速響應

云桌面環境下,代替傳統計算機的瘦客戶終端免維護，無需開機箱檢查或更換零部件,終端運維工作大大簡化。針對差異化的軟件環境需求, 管理員通過授權的公共資源云平臺，利用模板和快照技術，根據不同場景需求快速部署新的用戶桌面進行發布，整個過程通過網絡即可完成，操作的步驟也非常簡單。教師的個人專屬桌面則與傳統計算機一樣,自行安裝軟件,有需要可請求管理員技術支持。

節能效果明顯,安全可靠性提高

圖2 云語音室

云桌面大批量應用凸顯出了能耗方面的優勢，傳統PC的平均功耗在200～300W左右，瘦客戶機的平均功耗不超過30W，加上服務器不間斷運行產生的能耗，使用云桌面后減少能耗60%左右，為學校節約的電費也非常可觀，很好地響應了國家節能減排的政策。在安全性方面，為桌面應用提供備份與災難恢復保護，確保個人數據的安全性，平臺同時采用虛擬化安全技術，搭建云安全防護系統，無需每個桌面安裝殺毒軟件，就可為每個桌面提供安全服務。在可用性方面，通過 HA群集技術消除因服務器維護或故障產生的業務中斷，并充分考慮高并發問題，根據桌面數量增加連接器，并采用硬件負載均衡設備，減輕大批量連接造成的連接服務器的壓力。

資源集中彈性管理,TCO降低

通過云桌面平臺實現了對虛擬桌面資源的集中式管理和統一控制，實時監控資源利用，動態分配回收，實現了資源的合理分配和使用，大大提高了資源的利用率。平臺CPU使用率約50%，內存使用率超過60%。有效解決了學校傳統計算機采購配置高而資源利用率不夠，資源分散不易管理等問題。通過云桌面平臺有效整合IT資源，提供彈性和自動化的基礎設施，并按需提供服務，實現了資源最大程度的共享。集中管理和簡便的操作使得管理人員運維時間節省超過70%，降低了IT總體擁有成本。