桌面云技术在教学管理中的探析

石少敏

(陕西学前师范学院,710100)

桌面云技术在教学管理中的探析

石少敏

(陕西学前师范学院,710100)

由于信息化教学管理中存在很多困难，如各大高校随着教学内容的不断充实，信息化设备的数量急速增加，导致学校整体维护成本和信息化机房管理难度的增加等；本文提出虚拟桌面教学平台的建设目标，以及功能需求分析。

虚拟桌面；建设目标；功能需求

1 信息化教学管理中的突出困难

信息化教学管理中的突出困难如下：

其一，各大高校随教学内容的不断充实，信息化设备的数量急速增加，导致学校的整体维护成本和大多数高校的信息化机房管理难度的加大；

其二，各大高校的机房的容量、各大高校的机房的电力、各大高校的机房的制冷方面难以为继；

其三，各大高校的机房的传统信息化教学模式以及各大高校的机房的各业务系统独立专属无法实现共享；

其四，各大高校的机房的信息化设施利用率低下；

其五，各大高校的机房的业务系统的计划和非计划停机对各大高校的机房的业务使用者和各大高校的机房的信息化管理者影响大。

2 虚拟桌面教学平台的建设目标

虚拟桌面教学平台的建设目标主要包括以下几个方面：第一，在业务模型上，基于云技术的虚拟桌面平台教学系统要全面实现新型业务流程的转变；第二，在平台架构和技术形态上，基于云技术的虚拟桌面平台教学系统要实现高弹性与易扩展性的统一；第三，在系统资源调配模型上，基于云技术的虚拟桌面平台教学系统要实现高可用性与统一管理调配的统一；第四，在系统建设资金投入上，要实现性价比最大化；第五，在系统建设的前瞻性上，基于云技术的虚拟桌面平台教学系统要充分参考业界主流先进的软硬件、虚拟化的研究成果；第六，在系统建设的可持续性上，基于云技术的虚拟桌面平台教学系统要充分将虚拟桌面管理平台建设成开放性的系统平台；第七，在项目设计时，基于云技术的虚拟桌面平台教学系统要充分考虑原来硬件平台的纳入管理，以便于利旧，实现投资保护。

3 功能需求

3.1 角色分析

以下从基于云计算的虚拟桌面教学平台的实际需求分析，系统涉及到以下角色：

表 3-1 角色表

3.2 业务功能

传统PC桌面在硬件设施方面要投入相当大的成本，软件更新维护和硬件维护的人力成本较高。在这样的情况下，对硬件设施相对要求比较低，且软件更新维护也相当简单便捷的虚拟桌面便越来越受亲睐。虚拟桌面不仅极大的节约了成本，而且对虚拟桌面的管理也相当方便，如果结合一套虚拟桌面管理系统去管理虚拟桌面，将更节约管理虚拟桌面人员的时间，减少工作量。

3.3 平台主要模块功能需求

3.3.1 桌面管理模块的需求

桌面管理功能模块是通过Web页面对虚拟桌面分配给用户进行管理。虚拟桌面的使用与管理基础，就是存在一个桌面资源池，虚拟桌面所存在的桌面资源池，并不是单一的指虚拟机，也包括虚拟机所在的物理机。能够成功创建桌面资源池，才能完成接下来的所有工作。在创建虚拟桌面资源池的时候，分为两种不同的类型，永久性和非永久性桌面资源池。在永久性的桌面资源池中，是随机为用户分配桌面，通常用户登录连接的都是个人桌面；而在非永久性的桌面资源池中，只有在用户登录的时候才会给他分配桌面，当用户登出的时候，他所使用的桌面将被系统删除回收。创建这两种桌面资源池的流程大致相似，不同的只是创建非永久性桌面资源池时需要添加一个自动回收桌面配置。

图3 -1 桌面分配流程图

桌面分配的用户必须属于AD (Active Directory)域，为桌面分配用户的时候可以选择加入现有的用户组里，也可不加入用户组，单独设置提供一个个性化的用户类别信息。从分配桌面各个表之间的关系可以看出，创建好桌面池之后，根据现有的桌面模板去生成一系列所需要用来分配的虚拟桌面，创建好用户和用户组之后，配置好用户和用户组之间的关系，便可以把虚拟桌面分配给用户了。当把虚拟桌面分配给用户之后，桌面用户的状态在表中就显示为激活状态，而用户的桌面在表中则显示为离线状态，当用户使用分配到的虚拟桌面进行连接使用的时候，桌面的状态会显示为在线。

3.3.2 平台监控模块的需求

监控功能模块:监控模块的实时监控通过web页面来展示监控数据。实时监控主要包括展示主机、虚机总数及其各种状态下的个数；展示物理主机、虚拟机的内存、cpu、网络使用情况，展示不同区域下的用户的虚拟机位置和使用情况；展示应用服务器的性能数据和应用发布数据，及其在线使用数目；展示不同区域下的用户的虚拟桌面使用情况和数目；展示不同区域下的用户的应用使用情况和数目；通过选择部门下的每个用户，显示该用户使用桌面和应用的基本信息和状态情况；展示使用虚拟桌面的各部门的总数、在线数、激活数、离线数等信息。

监控部门查询任务是对所有部门进行监控查询，可以查看某一个部门下在线离线人数以及这些人员的详细信息。具体分为:系统总体信息采集，物理主机和虚拟机信息采集，桌面用户信息采集，主机虚机状态釆集、主机信息采集、桌面用户信息采集、告警信息采集，桌面信息同步显示，主机桌面等分配信息同步显示，桌面信息采集，存储信息采集。

图3 -6单个masterip线程的流程

采集始时，传入一个masterip、信号量signal、同步的物理主机内存列表和虚拟主机内存列表等数据，启动釆集主机利用率的线程；通过xensdk的session连接判断传入的masterip是否正确，如果正确，则获取masterip下所有主机信息，放入物理主机内存列表中，如果不正确，则循环资源池表中该masterip对应的所有主机ip，选出新的masterip，把旧masterip加入告警列表中；接着获取masterip下的所有虚拟机信息，如果虚拟机信息是模板、快照或者控制节点就继续循环，获取下一个，如果不是就把获取到的信息加入虚拟机内存列表中；当这个循环结束的时候就继续循环物理主机的内存列表，获取所有物理主机和虚拟机的性能数据，加入内存中，传入的信号量signal减1，单个过程结束。系统启动后10秒 开始执行，每次间隔时间可配，默认5分钟。

3.3.3 系统配置管理模块的需求

系统配置维护功能模块:系统配置维护功能模块通过web页面来提供维护功能。配置维护功能主要是对系统中使用的基本配置表进行维护，提供系统配置的新增、修改和删除功能，包括部门表、工作性质表、地域表、用户表、池信息表。

3.4 非功能需求

非功能需求主要包括接口需求、网络架构需求和机房环境需求等。

3.4.1 虚拟桌面交付协议需求

虚拟桌面交付协议需求主要包括以下几个方面：从协议单元格式角度来说，RDP协议数据单元(PDU)格式；从远程控制角度来说，远程桌面或者应用会话连接客户端和服务端序列及相关的协议数据格式(包含用户登陆序列)；从远程控制安全角度来说，连接关闭序列及相关的协议数据格式；从远程控制秩序角度来说，)远程重启或者关机控制序列及相关的协议数据格式；从重建链接角度来说，自动重连接序列及相关的协议数据格式；从硬件I/O要求角度来说，键盘、鼠标事件输入序列及相关的协议数据格式；从客户端/服务器端初始化角度来说，服务端和客户端初始化序列及协议数据格式；从数据传输规范角度来说，服务端数据输出序列和相关的协议数据格式。

3.4.2 机房环境需求

网络安全性主要考虑通过非安全网络(Internet)的客户端访问虚拟桌面时的网络安全性。由于用户的部分数据会暴露在非安全网络中，这必然会引起对虚拟桌面系统内部服务器的攻击，极大得威胁系统的安全。

对用户访问网关在非安全网络区域和虚拟桌面系统内网区域之间进行物理隔离，这样可以保证即使是用户访问网关受到攻击，虚拟桌面系统内网也是安全。同时在用户终端和虚拟桌面访问网关之间建立一个安全的SSL VPN隧道，用户与虚拟桌面的所有交互数据都在这个隧道中传输并采用SSL加密。这样进一步保证了用户数据的安全，同时降低了虚拟桌面访问网关受到攻击的可能性。

4 总结

虚拟桌面系统的管理简便，监控实时；同时除了监控模块具有实时性，告警模块也具有实时性，并且能够对出现的问题进行跟踪记录并反馈给维护人员；管理系统的性能统计模块可以存储所有虚拟桌面使用的部分性能数据；系统的安全性和可靠性也更有保证。

[1] 赵冰.基于云计算技术的设备管理系统研究与开发[D].郑州大学,2011.

[2] 程晓光.数据库技术在高校教务管理中的应用现状与发展研究[D].哈尔滨师范大学,2011.

[3] 刘毅.港口综合管理系统云计算模型与系统研究[D].北京交通大学,2012.

[4] 曹军委.基于云计算的教学资源共享体系的研究与实现[D].安徽理工大学,2012.

The analysis on the desktop cloud technology in teaching management

Shi Shaomin
(Shaan’xi XueQian Normal University,710100)

Because there are many difficulties in the teaching of information management,e.g.The major colleges and universities with the teaching content to enrich,the rapid increase in quantity of information equipment,result in the overall maintenance cost and strengthening information management of computer room of the difficulty in most colleges and universities etc,This paper proposes a virtual desktop platform for teaching objectives and the analysis of function requirement.

virtual desktop；construction goal；function requirement