基于VOI虚拟桌面的高校多媒体教室应用研究

黄俊杰

（顺德职业技术学院，广东 顺德 528300）

1 引言

随着信息化不断的发展，推动了高校信息化教育模式的不断转型，在高校教育信息化发展过程中，多媒体教室成为高校信息化教学的主要组成部分，多媒体教室的建设与管理成为智慧校园建设的主要环节。随着教育信息化技术飞速发展，云计算技术、虚拟化桌面技术在教育信息化尤其是在多媒体教学及管理中逐渐普及。实现多媒体教室的智慧化管理，可以让管理人员从繁琐复杂的工作中解脱出来。

2 高校多媒体教室管理现状

1）维护管理工作繁重，效率低。由于全校的基础课程及部分专业课程都在多媒体教室上课，涉及很多专业的教学软件，因此多媒体教室电脑中需要安装多个操作系统及相关教学软件来满足教学需求。传统解决的办法是会采用硬盘保护卡模式，每次升级或安装软件都需要先安装部署好一台母机，然后再通过网络同传到其他电脑。这个模式虽然很大程度上解决我们的需求，但还是有很多局限性。如：（1）需要同一种机型在同一网段下的电脑才能实现网络同传。（2）由于这种同传的方式，是通过广播的方式进行，由于某个网络端口的故障，或者以太网网卡速度不一致，有些是1000Mbps，有些却是100M Mbps时，会导致整个网络同传的速度严重下降，甚至同传失败，排查起来相当困难。（3）由于软件版权问题，同传后很多软件由于注册的问题导致使用不了。由于高校多媒体教室数量众多，而且地理位置分散，电脑由于购买批次不同、型号和配置也不同，当升级系统补丁或更新软件时，需要不同的机型做不同的母机，通过多次同传才能实现。为了提高效率，提高用户体验，需要新一代的产品去解决当前的问题。

2）技术管理人员不足。技术管理人员在日常维护管理中的工作量比较大，管理人员除了需要对投影仪、话筒、计算机等硬件设备进行检查和维护之外，还需对计算机软件进行升级维护，比如安装各项教学软件、更新操作系统等。由于管理人员不足，如果多媒体教室出现了故障无法在第一时间进行解决。

3 虚拟云桌面技术

虚拟化是云计算的核心技术之一，是一种计算机资源虚拟化管理技术。通过把计算机的硬件资源虚拟化，从而实现隔离性、可扩展性、安全性、资源可充分利用等。云桌面将计算机的桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。只要有网络，可以通过任何设备，在任何时间，任何地点访问在网络上的属于我们个人的桌面系统。

目前市面上比较流行的虚拟云桌面主要有三种典型架构，第一种是虚拟桌面基础架构（VDI，Virtual Desktop Infrastructure）；第二种是智能桌面虚拟化架构（I D V，I n t e l l i g e n t DesktopVirtualization）；第三种是虚拟操作系统基础架构（VOI，Virtual Operating system Infrastructure）。一是虚拟桌面基础架构（VDI）。VDI为集中存储、集中运算的虚拟桌面架构。该架构是把所有的客户机数据运算都集中在服务器端管理，用户接收的只是以图像形式传输过来的操作系统环境。简单点来说就是操作系统和硬件资源都是部署在服务器端。二是智能桌面虚拟化架构（IDV）。IDV为集中存储、分布运算的构架。该架构下服务器负责操作系统镜像管理、镜像上传下载、以及终端的管理工作，终端负责计算任务，简单来说就是硬件资源虚拟化层都在终端。通过终端虚拟化技术，数据存放终端，不需要大量的图像传输，不受网络影响，断网亦可访问。三是虚拟操作系统基础架构（VOI）VOI为集中存储、分布运算的构架。该构架是服务器只负责操作系统的托管，存储和计算则是放在终端设备。终端只需要在开机启动时从服务器端将操作系统和应用加载到本地缓存即可使本地计算机能正常使用。

就VDI、IDV、VOI对比而言，VDI在服务器架构设计、数据安全性、集中管理控制、桌面移动性方面都具有优势。劣势表现在以下方面：依赖网络环境，没有网络无法使用VDI桌面；集中存储、集中运算的特点决定了需要依托强大的CPU和消耗大量内存，所以需要配置高性能的服务器，投资成本较高；管理技术较为复杂，管理人员需要掌握一定的云平台技术；3D软件及游戏用户体验较差。

IDV相对VDI有了很大改善，但是该模式对终端的要求比较高：配置必须一致及支持虚拟终端。由于硬件虚拟化层在终端运行，性能和兼容性还是没有办法和传统的PC机相比。VOI无任何硬件虚拟化层，在IDV的基础上做了进一步改进。该构架支持离线运行、支持桌面系统集中安全管理，而且桌面性能完全保持传统PC的体验，不受网络影响及支持3D高清应用，不存在兼容性问题，同时支持本地机器无硬盘启动。对数据的安全性、硬件的兼容性做了进一步改善。相对比下，该模式是部署成本最低、风险最小、体验最好的选择。

4 基于VOI的桌面部署

一是制作母盘镜像。首次部署需要找一台终端进入BIOS将启动顺序优先设置为网卡启动，确认VOI虚拟云桌面系统服务端与该终端之间的网络正常通信，终端重启后通过网络安装底层并设置好计算机名和IP地址；安装底层后进入维护模式，然后安装操作系统及相关教学软件，安装VOI虚拟云桌面系统客户端，将终端装好的操作系统上传到服务器的系统镜像中；终端重启后从网络远程启动操作系统，将终端设置为还原模式，母盘制作完成。二是安装其他终端底层。需要把所有终端的BIOS启动顺序优先设置为网卡启动，确认VOI虚拟云桌面系统服务端与该终端之间的网络正常通信，开机启动连接服务器端就可以自动安装底层了。同时在管理平台上可以看到所有终端都自动添加上来了。三是下发镜像系统安装好底层后在管理平台上把终端为设置为维护模式就自动下发镜像系统到本地硬盘。

5 基于VOI的云桌面系统优势

一是虚拟桌面的可靠性。可以实现终端操作系统层和数据层分离，确保操作系统安全可靠，任何软件故障重启后完全恢复正常；同时可以实现盘网双待，无论是网络中断或者硬盘损坏，终端机器都可以继续正常运行，全面保障了终端运行的可靠性。二是虚拟桌面的兼容性。可以实现对终端机器的硬件虚拟，基本能够适应终端硬件和外置设备；同时兼容各类应用程序，支持运行高清视频图像和3DMAX、AutoCAD、PROE等大型软件。三是虚拟桌面的管理性。可以通过WEB远程管理，升级补丁、安装软件只需要在母盘镜像升级安装，然后同步下发到终端就可以，同步过程中不影响老师上课，同步完成后只需重启终端就可以更新。四是支持桌面异构。不同型号的机器可以用同一个模板去管理，这样大大减轻管理人员的工作，也节省磁盘空间。五是支持BT方式下发桌面。通过BT方式下发桌面，不再受中心节点的网络带宽的限制，也不会因为某个终端的故障，导致下发失败，能过点到点的传输方式，大大提高传输速度，实现无感升级。

6 结语

建设VOI云桌面管理系统，管理人员可以通过WEB远程管理，管理人员只需要在母盘镜像升级安装，然后同步下发给终端就可以，同步下发过程可以选择静默模式，不影响老师上课，同步完成后只需重启终端就可以更新同步。解决了升级系统补丁、安装软件等管理维护难题，操作系统的安全稳定性也得到了保证，提升了多媒体教室的管理效率和教学质量。