VDI在多媒体教学上的应用

[摘 要]VDI是近年来出现的桌面虚拟化技术，是云计算的一部分。随着大学校园网络和主机功能的日益完善，其复杂度及维护成本越来越高，多媒件教学软件系统“大而全、多而全”，不必要的软件使教学系统运行缓慢。针对这些问题，作者通过VDI技术的应用，使得多媒件教学系统变得非常精巧和个性化配置，提高了教学系统的性能，在一定程度上实现了低炭绿色计算。

[关键词]虚拟桌面 多媒体教学 绿色计算

[中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）06-0040-02

一、当前多媒体教学的弊端

当前所有的高校都部署了多媒体教学系统，有上课演示用的，也有安装在学校实习机房等环境。随着这些系统功能的增强，主机安装的软件越来越多，教学软件环境“大而全”，系统越来越慢，很多软件冲突，导致系统运行不稳定。每位教师和学生都碰到这样的情况：系统启动后，运行了大量非必需的软件，而上课真正要用的软件却运行的很慢。这是因为系统大量的软件共享了硬件资源，而这些软件并非需要同时使用的。这种“多而全”的情况，一方面造成了系统速度慢，另一方面使得维护成本大大提高，软件的调整“牵一发而动全身”。为此，必须有一种方法能打破臃肿、低效的软件结构，使多媒体教学系统能个性化装载，从而能提高其运行速度，让系统运行得更迅速、更可靠、更稳定。

二、校园VDI教学系统的构建

VDI，英文全称Virtual Desktop Infrastructure，即虚拟桌面基础架构，正迅速成为桌面计算的重要方向。它不是给每个用户都配置一台运行Windows XP、Vista或win7的桌面PC，而是通过在数据中心的服务器运行Windows XP、Vista或win7，将你的桌面进行虚拟化。用户通过来自客户端设备（瘦客户机、台式机、Web客户端、掌上电脑或者移动电话）的瘦客户计算协议与虚拟桌面进行连接，用户访问他们的桌面就像是访问传统的本地安装桌面一样。

通过虚拟化，将电脑底层操作系统和教学用的软件及数据部署在学校数据中心，而在多媒体教室或教学机房只有瘦客户机，这些瘦客户机只有显示功能，而没有真正的“大而全、多而全”软件。也就是说多媒体教室和机房只有显示器功能，而没有主机功能，这就需要庞大的数据中心来进行支撑，通过网络将数据中心的虚拟机桌面图像转送到各教室和机房。数据中心一方面实现了计算机的集中式管理，另一方面也大大提高了管理的工作效率。通常一台物理主机可以布署多个虚拟机，这些虚拟机可以共享硬件资源。这些虚拟机是十分小巧的，可以是本次教学课程所用的最少软件的集合，比如上电子商务这门课，要用到windows XP和powerpoint，那么我只要虚拟机上有且仅有这两个软件就可以了。连杀毒软件、word等软件都不需要，这将使系统更精巧，运行速度更快。

数据中心后端的虚拟机没有装载运行以前，它只是以文件的形式被初始化，可以通过模板来创建，创建效率极高。教学中可以通过个性化模板来达到个性化主机软件的效果。这使得过去要装几个小时软件的工作，变成简单的一个虚拟机文件复制工作，而这个大文件的复制只需数十秒就可以完成。在中央数据中心系统可以包含大量的虚拟机文件，这些文件有不同的用途，对应不同的课程，被不同的老师个性化配置后使用。它不仅能保持“有且仅有”的精巧软件集合状态，同时也能在时间上保持连续性、连贯性。具体起到的效果是，教师在上课时，总能瞬间调回前一节课时的结束画面，这一过程不需要长时间等待设备启动，也不需要插U盘或下载PPT及查询定位。为了管理大量存在的虚拟机，数据中心可以通过数据库来管理，数据库集中存储了教师、课程、上课时间等信息，通过基于web的MIS（管理信息系统--Management Information System）系统来提供友好的访问接口。

三、VDI提供的安全功能

（一）安全可控的桌面软件

在VDI环境中，用户所使用的虚拟桌面和虚拟工作空间是根据服务器中设置的操作系统、应用程序和用户配置文件的拷贝动态创建的。所有用户使用的虚拟桌面中的软件均由网络管理中心统一创建的，能够保证终端用户所使用的软件都是经过安全性验证的。

（二）桌面集中策略配置

网络管理中心可以在中心实现对所有桌面终端用户的策略设置，在线监控用户的行为、活动状态以及检测当前的安全控制手段是否满足组织要求遵循的规程；检查桌面终端用户是否有不符合组织规定的行为。VDI将终端配置的权利和责任交由网络管理人员，而不像以前一样由用户自行配置，减少了IT环境中的不确定性因素。

（三）数据集中保护

在VDI环境中，所有的数据全部保存在服务器端，能有效防止泄密事件的发生。由于数据除了在终端屏幕上显示外，不会保存在终端，大大降低了对终端数据保护的压力。

（四）终端工作空间隔离

对于终端除了可执行VDI的桌面之外还运行其他操作系统的用户来说，VDI采用虚拟工作空间的方式，隔离需访问VDI的客户端和其他的系统实现保护远程用户访问网络的目的。虚拟工作空间构架在本地操作系统之上，利用沙盒技术来防范类似按键记录、内存映射、应用程序及操作系统入侵以及终端客户对安全设置重置等威胁。目前，大部分VDI还采用双因子的方式实现远程的身份认证。

（五）提高业务的可持续性

由于实现终端桌面的集中处理，VDI能为组织提供更好的业务连续性保证，根据需要动态为用户调配资源，提供所需的功能和性能要求。

四、VDI带来的益处

实施VDI系统，将软件系统资源集中到数据中心管理，可以为任何连线的位置点提供迅速、可靠的桌面交付，可以控制设备连接到其中一台虚拟机的那些点，控制数据管理和降低潜在的损失，从而可以大大降低每个桌面工作环境的费用，可以大大提高教学系统的运行效率，因为它成功地实现了“大而全、多而全”到“有且仅有”的个性化改造。另一方面集中计算也使得管理简化，原先复杂的操作系统及其软件被虚拟化成单一文件，故障恢复变得简单快速，这些单一文件可以运行在多个物理主机上，也可以一个物理主机上加载多个单一文件，变成多个虚拟机同时运行，使硬件的效能得到充分的发挥，管理软件将这些虚拟机在不同的硬件之间“流动”，达到动态的负载均衡，这些过程将由机器自动完成，实现真正的“云计算”教学平台。从宏观上看，前端VDI显示部件，非常小，很省电，并且成本低廉，后端系统中，小巧的虚拟机可以共享硬件资源，原来数十台PC的软件，可以放在一台服务器上完成，这将大大节约能耗，真正实现了绿色计算。

[ 参 考 文 献 ]

[1] Wiki. Virtual desktop infrastructure [EB/OL].

http：//en.wikipedia.org/wiki/Desktop_virtualization， 2010-6-10.

[2] Cloud computing journal. Benefit Now with Cloud-Hosted Desktops [EB/OL].

http：//cloudcomputing.sys-con.com/node/892352，2010-8-6.

[3] 朱建新，朱益峰. 利用LVS和NAT构建高可用的Linux负载均衡集群[J].南通大学学报，2005，（2）：25-28.

[4] 黄光军，葛学立.浅谈在多媒体教学中如何应用VDI[J].大学教育，2012，（1）.

[5] 息延芳，刘学全.大学多媒体教学初探[J].大学教育，2012，（2）.

[责任编辑：左 芸]