桌面云技術在高校信息化建設中的應用研究

柯亮亮 崔健

摘要：云計算技術作為目前流行的計算機技術，已經在政府、企業、水利、教育、電力、衛生等部門得到了廣泛的應用。而桌面云技術作為云計算技術中的虛擬化技術的一個典型的應用，也是云計算和大數據發展的必然產物。文章從分析高校信息化建設中存在的問題入手，闡述了桌面云技術信息化建設的可行性，通過提出架設桌面云系統平臺方案，能夠更加便捷的服務于高校的教學、辦公、科研等相關教學活動，對高校的智慧校園建設和信息化水平的提高具有重大意義。

關鍵詞：云計算技術；桌面云；虛擬化；防火墻

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）05-0138-03

1 引言

隨著科技的快速發展和網絡的普及，作為培養國家經濟建設的專業人才的高校也面臨著教育的改革。國家教育部有關文件已經明確規定要大力推動教育信息化變革，爭取完成“人人皆學、處處能學、時時可學”的現代教育信息化目標[1]。因此高校的信息化水平直接關乎著高校人才培養質量和適應新時代的教育發展。

2 高校信息化過程中存在問題的分析

高校作為國家人才培養的戰略要地，主要有教學、科研、辦公等教育教學的相關活動，目前這些相關教學活動的信息化水平不高，難以適應教學現代化的發展需求，主要表現在以下三個方面：

2.1 教學活動靈活度不夠

高校的教學活動是人才培養的重要一環，大量課程都安排在多媒體教室或機房進行教學。目前各高校各個教室都普遍安裝了多媒體設備，但多媒體設備基本上相互獨立，共享程度不高，而且日常運維管理也跟不上。經常存在設備故障問題、病毒感染問題、教師頻繁安裝教學軟件和拷貝課件到各多媒體教室設備等諸多問題，嚴重影響了實際教學的效果。作為培養學生實踐能力的機房同樣存在軟件之間沖突頻發問題、病毒問題、故障排除等問題，影響了學生上機學習的熱情與積極性。同時教師教學與學生學習的線下互動、監管程度不夠，容易受到時間、空間的嚴格限制，整個教學過程靈活度不夠高。

2.2 辦公自動化程度不高

高校的行政辦公主要是為了更好地服務于教學，而當前高校的行政辦公存在自動化程度不高、效率低下等問題。例如高校的辦公容易受到場地限制，辦公人員時常在學校計算機辦公環境與家里計算機辦公環境的切換，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在校加夜班辦公的情形。

2.3 教學與科研資源共享難度大

高校身負兩大重要社會責任：一是教學；二是科研。但是，目前一些高校在共享教學和研究資源方面存在困難。在教學方面，部分高校由于缺乏統一的資源規劃，又為了保護知識產權和網絡安全的需要，要求使用正版的教學軟件，而通常正版的教學軟件需要對終端進行授權，但存在授權數量的限制，那么就必須投入資金購買授權，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資源和數字資源（包括電子書籍、中國知網、各種在線學習數據庫等）。紙質資源教師可以借閱參考，而數字資源教師雖然校內校外都可以訪問，但存在校外訪問情形下需要記憶不同的數據庫賬號、密碼，使用不便，缺乏統一的賬號“一站式”的訪問的平臺。

3 桌面云在高校信息化建設中可行性分析

教育的現代化依賴于教育的信息化，而云計算[2]技術是推進高校信息化進程的重要技術，也代表了高校校園IT技術架構變革的發展方向。桌面云作為云計算中虛擬化技術的典型應用，它是一種集中管控、分布運行的虛擬化桌面解決方案，也是構建高信息化水平的智慧高校校園的重要手段。

桌面云作為云計算虛擬化技術[3]的主要應用，通常包括兩個重要組件：服務器虛擬化和桌面傳輸協議。服務器的虛擬化作為桌面云的平臺的前提，而桌面傳輸協議主要是把服務器上虛擬桌面通過網絡傳輸給用戶，是構建用戶和虛擬桌面交互的橋梁[4]。桌面云主要通過云服務器遠程提供虛擬桌面，以云桌面的形式向用戶提供所需要的計算、應用程序、服務等功能，而用戶的數據、應用都集中存放在云服務器上，根據用戶的需求來分配資源，實現“桌面跟我走，應用跟我走，數據跟我走”[5]的目標。采用桌面云技術進行高校信息化建設具有節能環保、安全和高效管理等優勢。

當前國內外都有比較成熟的桌面云產品方案：例如國外的Citrix（思杰）、VMware（威睿）；國內的華為FusionCloud、深信服公司aDesk一站式桌面云系統、航天云宏桌面云等，諸多的桌面云產品方案已經在政府、企業、教育、醫療、電力等部門得到了廣泛的應用。

4 桌面云系統的架構方案

高校桌面云系統架構一般分成四個主要層次，如圖1所示。從下到上依次是：物理設備層、虛擬化設備層、桌面管理層、用戶服務層。其中最底層的物理設備層是實實在在的硬件設備，主要包括服務器、存儲設備、網絡安全設備等；第二層的虛擬化設備層包括服務器的虛擬化、存儲器的虛擬化、身份認證、虛擬專用網服務等；第三層的桌面管理層主要負責服務器的配置、用戶授權、應用軟件安裝、存儲大小的分配等任務；頂層的用戶服務層主要負責為學校的不同人員提供不同的個性化服務，比如教學服務、學籍管理服務、財務服務、辦公服務等具體的應用服務。不同的用戶只要通過網絡終端設備（PC機、筆記本電腦、平板、手機、瘦客戶端（TC）等）就可以隨時隨地的訪問自己個性化的虛擬桌面。

根據當前高校教學活動的實際需要，高校桌面云系統主要提供兩大服務：一是虛擬云桌面服務；二是校園知庫云盤服務。前者主要為高校的教師、行政辦公人員、學生提供個性化服務的云桌面，滿足教學、科研、辦公的實際需求；而后者校園知庫云盤主要方便教師、學生在教學過程的線下資源共享和教學互動，比如教師將課件、作業解答、歷年試題等資料上傳云盤，學生可以隨時隨地登錄系統下載查看，使得學生學習更加高效。通過知庫云盤中應用中心的作業管理系統、請假申請、校園公告、問卷調查等應用，所有的信息會及時地推送到師生的手機上，即使不在電腦旁邊，師生一樣可以通過手機掌控一切，提高了解決問題的時效性。

目前高校桌面云系統使用的范圍通常分為校內用戶和校外用戶，主要是為了方便師生日常的學習、工作的需要。校內用戶訪問桌面云系統比較簡單，因為在同一個局域網之下。而校外用戶必須通過校園網的防火墻，完成相關的身份認證后，就可以實時訪問個人虛擬云桌面，開始學習、科研等相關教學活動。

5 高校桌面云系統的應用優勢

作為云計算的虛擬化技術[6]典型應用-桌面云，它在高校信息化建設中扮演著重要的角色。利用桌面云系統來進行高校信息化建設具有以下幾個方面的優勢：

5.1 部署快、易管理

采用桌面云系統可以進行教學、科研資源統一的部署和模板式的管理，極大的方便日常的運維。通過桌面云可視化的統一管理窗口，可以根據用戶的實際需求分配相關資源，大大減輕了管理人員的工作量，有效提高了運維工作效率，也降低了系統故障率和故障恢復時間。

5.2 安全性高、穩定性強[7]

采用桌面云系統可以很好地規避網絡的病毒攻擊，外網有專門的防火墻等安全設備、嚴格的身份認證設備的多重保護體系，而內網的網絡病毒不會波及整個局域網，因為采用的虛擬桌面，即使某一臺虛擬桌面受到影響也不會影響網絡中其他的虛擬桌面，更不會破壞數據的安全，所有的數據都保存在云端服務器上。整個桌面云系統平臺安全、可靠，穩定性強。

5.3 靈活度高、擴展方便

采用桌面云系統可以實現整個學校軟硬件資源集中共享和IT資源動態靈活部署，具有較高的靈活性[8]。當系統資源入不敷出時，只要擴展云服務器的性能即可，大大節省了人力、物力和財力。整個桌面云系統可以幫助師生不受時間、空間的限制開展教學活動，提高了教學的效果。

5.4 節能環保

采用桌面云系統，不但可以節省人力、物力，還節能環保。據有關統計，采用桌面云系統的TC比PC要節省95%以上的電力成本，提高了資源利用率，同時也延長了硬件使用的壽命，真正地實現了信息化“綠色”校園，也適應高校集約化建設的實際需求。

6 桌面云系統的不足

雖然桌面云技術在高校信息化建設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。比如桌面云系統主要采用虛擬化技術，云服務器通過桌面協議將虛擬桌面推送到終端，需要比較高的網絡帶寬，部分高校可能存在網絡的改造與升級，仍然需要科學合理的規劃布局。

桌面云系統是一個比較復雜的系統，承載了相關協議、接口標準等融合，當前的諸多廠商的桌面云系統的解決方案或多或少在圖形圖像處理、3D動畫、網絡模擬軟件、多媒體性能測試上都存在一些不足，但總體上不影響桌面云系統在高校信息化建設中的重要作用，相信在不久的將來會逐步成熟起來。

7 結語

高校的信息化建設是一個長期不間斷的任務，教育的信息化水平直接影響著教育的現代化水平，也關乎著我國專業人才的培養質量的提高。當前的高校教學、科研、辦公的信息化水平面臨著信息技術發展所帶來的變革。基于桌面云系統使高校的信息化水平得以提升，它綠色節能、靈活便捷、安全可靠、易于管理等諸多優點逐步體現出來，對構建高校開放、和諧、多維的網絡混合教學、科研等相關教學活動平臺具有重要意義，推動了高校教育的信息化和現代化建設。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部. 教育部關于印發《教育信息化“十三五”規劃》的通知[EB/OL].

（2016-06-07）[2018-09-23].http：//www.moe.edu.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[2] 徐小龍. 云計算技術及性能優化[M]. 北京：電子工業出版社，2017.

[3] 李晨光，朱曉彥，芮坤坤. 虛擬化與云計算平臺構建[M]. 北京：機械工業出版社，2018.

[4] 張濤.基于“桌面云”的校園云平臺應用方案[D].蘭州大學，2017

[5] 孫小平. 高校圖書館桌面云服務[J].農業圖書情報學刊，2018，30（3）：162-165.

[6] 邢靜宇 . KVM虛擬化技術基礎與實踐[M].西安：西安電子科技大學出版社，2015.

[7]降瑋.探究桌面云機房在我校高職教學中的優劣[J].福建電腦 ，2017（7）：229-230

[8]云宏信息科技股份有限公司.云宏桌面云[EB/OL].（2017-07-10）[2018-09-23].http：//www.winhong.com/business/case.aspx？nodecode=101035002&id=100000003678476.

【通聯編輯：梁書】