VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云設計與實踐分析

東莞理工學院城市學院 趙曉杰

在云計算以及虛擬技術不斷發(fā)展的過程中，基于VDI+VOI融合的多媒體教室逐漸受到師生以及管理人員的關注。為進一步滿足現(xiàn)代教學的需求，本文基于VDI與VOI，從業(yè)務需求、技術選型、實施方案三方面對多媒體教室桌面云設計方案進行分析，并觀察其在實踐運用中的效果，以期為多媒體桌面云的改進提供科學參考，提升教學的連續(xù)性與安全性。

多媒體教室作為改善教學環(huán)境、發(fā)揮教學資源優(yōu)勢、提升教學質(zhì)量的重要手段，基于VDI+VOI融合的桌面云設計，為解決多媒體教室數(shù)據(jù)冗雜、系統(tǒng)單一、操作不安全等問題發(fā)揮著不可忽視的作用。因此，基于VDI+VOI融合探討現(xiàn)階段桌面云與物理終端、邏輯桌面統(tǒng)一的策略，對提高教學工作部署集中性具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云設計

1.1 業(yè)務需求分析

（1）多媒體教室

大多數(shù)學校的多媒體終端設備數(shù)量較多、工作地點分散、部署工作量大。因此，云桌面為滿足現(xiàn)代教學對場景的個性化需求，可將基于VDI+VOI融合的虛擬桌面安裝在多媒體教室終端，從而避免網(wǎng)絡中斷影響正常教學秩序以及教學數(shù)據(jù)的緩存。在這種背景下，多媒體教室管理員可以根據(jù)實際教學需求，布置Win7、Win10以及其他能夠滿足不同專業(yè)需求的教學場景，從而實現(xiàn)各種教學場景布置軟件的集中管理與集中部署。

（2）教學、辦公、科研應用

教育教學任務不同的教師可以根據(jù)自身實際需求，對學校統(tǒng)一分配的多媒體教師個人桌面進行部署，將教案、辦公資料、科研資料等通過個人桌面存儲到云端，從而實現(xiàn)無論何時何地都可在多媒體教室接入個人桌面的目的，以此滿足教師對教學、辦公、科研的個性化需求。

（3）學生學習

在現(xiàn)階段教學的過程中，學生學習不僅需要在固定的教室進行學習，還需要利用課余時間對課程知識進行課前預習與課后復 習，對多媒體教室桌面云提出了更高的要求，以此滿足學生在不同終端、不同地點的學習需求。

1.2 技術選型

VDI、VOI是現(xiàn)階段多媒體教室桌面云設計中，應用范圍較廣的技術，二者均屬于虛擬操作系統(tǒng)基礎架構解決方案。其中，VDI在實際運用過程中，VDI會在云端開設符合實際要求的、數(shù)量相等的虛擬桌面資源池，然后在適宜的網(wǎng)絡環(huán)境下，向用戶端發(fā)送能夠解碼的圖片流信息，以此實現(xiàn)用戶端與云端的信息交流與溝通。此外，云端虛擬機數(shù)量會略大于用戶端數(shù)量，從而確保二者之間始終保持良好的通訊關系。應用VDI的桌面系統(tǒng)，具有較高的靈活性、安全性、可靠性，一般適用于常規(guī)的辦公場景中。VOI在實際運用過程中，主要由云端來管理用戶端的場景鏡像，但管理場景鏡像模板，而不承擔計算壓力。主要是通過管理場景鏡像，向用戶端桌面下發(fā)相應的文件，并直接存儲在用戶端的本地系統(tǒng)中，從而避免用戶端由于網(wǎng)絡異常而發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。此外，VOI可應用在對安全性與連續(xù)性要求高、教學場景要求多的系統(tǒng)中，從而有效滿足不同教學的需求，降低單獨應用VDI的系統(tǒng)對于GPU、CPU的依賴。

1.3 實施方案

（1）方案總體架構

VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云，主要由一個統(tǒng)一融合平臺對整個系統(tǒng)的進行管理與教學資源的部署，并由一個入口、一種視圖、一套流程、五種類型桌面、共同組成，以此滿足多種教學場景的實際需求，進而實現(xiàn)多媒體教室桌面云打造“1+5+N”的目標，提升學校教學、科研、學習、實訓等環(huán)節(jié)的安全性與可靠性。基于VDI+VOI融合的桌面云設計方案總體構架如圖1所示。

圖1 桌面云設計方案總體構架

（2）系統(tǒng)部署架構

系統(tǒng)部署架構指的是基于VDI+VOI融合的桌面架構，將其運用在多媒體教室中，可以針對不同專業(yè)教學對場景的需求，打造出多元化桌面結構的教學環(huán)境，在很大程度上突破了原有多媒體教室的技術局限。與此同時，基于Web設計出的統(tǒng)一視圖界面，能夠從根本上提升教學質(zhì)量與效率，激發(fā)學生學習興趣，其具備的統(tǒng)一管理思維為教師管理教學秩序提供極大的便利。

細分桌面云系統(tǒng)部署架構，一共分為三層：第一層，直接面向用戶端的應用層。處于該層面的用戶可以通過桌面遠程操控云端虛擬層。第二層，基于用戶需求的虛擬機管理層。該層面主要負責管理虛擬機資源、生命周期等，保證用戶端與云端能夠始終保持良好的通訊狀態(tài)，并由用戶自行安排虛擬機的生命周期，例如根據(jù)課程需求配置出的桌面云，會在課程結束后自動注銷，以此滿足根據(jù)教學資源制定虛擬桌面的要求。第三層，由服務器群組成的硬件虛擬層。該層面會為用戶提供完整的接口，抽象化硬件資源，實現(xiàn)虛擬機資源的調(diào)度，以此滿足多媒體教室對于桌面云運行環(huán)境與資源的需求。

2 桌面云的實踐

通過云服務器、云端、云盤、桌面云、移動終端等，從提升整體教學質(zhì)量與效率的實際情況出發(fā)，將分散在校園各地的多媒體教室改造成能夠統(tǒng)一部署與管理的桌面云環(huán)境，從而避免網(wǎng)絡異常、網(wǎng)絡中斷對正常教學影響。

2.1 軟件對接

桌面云軟件對接主要包括三方面：一，桌面云與學校；二，云盤與學校；三，云盤與桌面云。三者之間的統(tǒng)一身份認證對接后，用戶便可在終端登錄自己的賬號，隨即會觸發(fā)系統(tǒng)的自動啟動功能，自動讀取用戶輸入的用戶信息，并根據(jù)云端存儲的信息反映出用戶個性化桌面信息。同時，移動用戶端帶有的信息會獲得云盤的認證，當認證結果被返回時，便實現(xiàn)云盤的成功登錄，從而實現(xiàn)基于VDI+VOI融合的系統(tǒng)軟件對接。

2.2 VDI+VOI桌面部署

多媒體教室桌面云中VDI與VOI的應用，不僅有效提高教學資源的利用效率，使得多媒體教室以較低的成本便可收獲較高的效益，還有效保證了教學的有序性，為不同專業(yè)的教學活動提供良好的軟件環(huán)境，使得移動終端的桌面更加干凈整潔。此外，在VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云實際應用過程中，應不斷優(yōu)化運行流程、創(chuàng)新管理機制、提高技術含量，以此充分發(fā)揮出VDI+VOI桌面云的應用優(yōu)勢，使得多媒體教室更加高效、合理、科學。

（1）VDI桌面部署

VDI桌面部署共分為三步：一，桌面云上安裝的VDI軟件進行初始化配置中產(chǎn)生不同數(shù)量的虛擬機模板，為遠程操作的用戶端系統(tǒng)提供可存儲資源的虛擬機位置，同時，桌面云操作系統(tǒng)中會使用光驅引導，選擇ISO文件中存儲的預分配CPU、內(nèi)存以及磁盤等資源，以此為虛擬機模板的形成提供多種虛擬機組合；二，多種虛擬機組合會在桌面池中形成一個集合，進而生成多個虛擬桌面，同時新增的虛擬桌面模板也會在虛擬池中形成相應的虛擬桌面；三，教師通過操作多媒體教室桌面云，從而實現(xiàn)用戶端與虛擬桌面的關聯(lián)，并在登錄個人賬號后獲得個性化的桌面。因此，VDI桌面部署高效實施，能夠為多媒體教室管理水平的提升提供有力保障。

（2）VOI桌面部署

VOI桌面部署共分為三步：一，DHCP服務會根據(jù)桌面云中安裝的VOI系統(tǒng)操作，從而產(chǎn)生針對用戶需求的個性化服務。同時，啟動用戶端的PXE后，DHCP服務便會自動獲取關于用戶端操作產(chǎn)生的IP地址，然后在系統(tǒng)操作下的鏡像便開始進行下載，下載的相應文件會自動存儲在用戶端本地系統(tǒng)中。二，用戶在進入多媒體教室的專屬桌面后，能夠打開VOI查看到相關資料與文件的下載進度，并在文件全部下載完成后，操作桌面云提前制作好所需的鏡像模板。三，用戶端攜帶的各項虛擬桌面協(xié)議，能夠進一步提升VOI桌面部署的精準性。因此，VOI桌面部署的高效實施，為進一步擴大虛擬化系統(tǒng)應用范圍提供有力的技術支持。

3 基于VDI+VOI融合的桌面云應用效果

在基于VDI+VOI，完成多媒體教室桌面云設計后，將其應用不同辦公需求、教學需求、科研需求的多媒體教室中，并對學校整體多媒體教室應用VDI+VOI融合的桌面云效果進行分析，均達到了預期的效果，實現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)、用戶體驗、統(tǒng)一運維管理的完美結合。移動終端的用戶在登錄該系統(tǒng)后，便能夠統(tǒng)一操作桌面云系統(tǒng)，將運維數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、各種辦公教學數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)的云盤中，為教師無論何時何地批改作業(yè)、學生隨時隨地學習提供極大的便利。此外，教師在登錄學校統(tǒng)一下發(fā)的賬號后，能夠隨時訪問儲存在云盤中的數(shù)據(jù)，從而充分發(fā)揮出VDI+VOI融合的桌面云的優(yōu)勢，即使網(wǎng)絡出現(xiàn)問題，也不會影響桌面云的正常使用，從根本上保證了教學的連續(xù)性與安全性，使得現(xiàn)代多媒體教學效果得到進一步提升。

結論：綜上所述，桌面虛擬化技術、云計算技術為多媒體教室技術的革新帶來了機遇，完美解決傳統(tǒng)多媒體教室無法滿足現(xiàn)代復雜教學需求的問題。因此，為保障教學的連續(xù)性與安全性，提升教學效率與質(zhì)量，進一步研究VDI+VOI融合的多媒體教室桌面云設計，以此充分發(fā)揮出桌面統(tǒng)一管理的優(yōu)勢與功能，加快教學活動中桌面云的滲透，促進教育教學的發(fā)展。