虚拟化的云语音教室建设初探

郭艳红

在以信息为载体的现代社会，虚拟化技术为核心的“云计算”已经成为一个新的热点技术，各种相关的资源和商业软件如雨后春笋般相继出现。云计算是一种新的资源利用方式，跟许多新兴的技术一样，其也是基于互联网的，它的资源是动态化、虚拟化，优点是易扩展。云计算可以分为IAAS、PAAS和SAAS，云计算平台有PAAS，商业平台软件包括金蝶、ERP、SAP等。而IAAS，目前商业的主要有VM的VCenter、RedHat的RHEVM等。从相关的参考文献可以看到，现阶段我国基于互联网的各种虚拟化技术已经形成规模，可以说已经较为成熟，关于云计算的各项独立研究也已经较为深入，但综纵观全局，关于教学，尤其是英语教学的云计算技术产品还相对欠缺，范围还比较局限，关于教学方面的云计算应用还有待于进一步扩大。本文在基于论述传统语音教室存在的弊端基础上，罗列出一些英语教学中语音教室对于虚拟化平台的搭建的关键技术问题及针对不足的方面的解决方法。为进一步提高教学的效率，为教学资源达到充分的利用提供了可借鉴的理论依据。

一、传统的语音教室存在的弊端

（一）教学体验差

如采用传统的计算机教室模式，教师及学生经常需要等待漫长的系统启动时间，60%的计算机教室PC开机需要2分30秒以上，浪费了大量的教学时间在系统启动及重启的过程中。为此，学校需要谋求一种行之有效的解决方案：即能实现终端桌面的集中管理又可以保障计算机教室易部署、易管理、易使用，为计算机教学保驾护航，达到管理员、教师和学生多赢的目的。

（二）运维管理难

学校内的PC数量往往有几百台甚至上千台。针对这些数量极大的PC机进行日常维护和教学部署，显然对于运维人员来说是非常复杂且庞大的工程。就目前各高校来看，大部分仍然是使用独立的PC机方式进日常的教学和管理，这种传统运行方式具备一定的优势，那就是对于学生来说较为方便灵活，具有很高的自由度，即便这样，笔者认为仍然是弊大于利，因为试想每个学校都有成百上千的PC独立运行，为了不影响教学随时需要售后人员和运维人员在很短的时间内到位，这在很大程度是难度很大的，并且这样的独立运行也势必给学校带来了很多的不安全因素。除此之外，每台独立的PC机的操作系统都需要逐台进行操作系统的升级、打补丁等操作，当课程需要升级或者更换，就必须由学校的运维人员或者机房管理员提前重新升级操作系统及逐台安装应用程序，这种重复性的工作不但工作量巨大，且效率低下，浪费了时间，同时也大大增加了管理成本。

（三）多场景切换慢

根据课程不同，老师上课所需要的软件往往也是有差异的，但是很多软件又只能在某种类型的操作系统上才能正常运行（比如需要32位系统支持），所以很多课程受限于当前电脑中已有的环境而无法有效地开展。同时，当每次学校的机房用于承办各级考试时，IT管理员往往需要浪费一天甚至更多的时间用于机房中电脑的操作系统变更或者软件的安装。

（四）综合成本高

一般情况下，语音教室的硬件投入成本较大，随着时间的流逝和硬件的飞速发展，导致性能一旦落后就需立马淘汰和更新换代，这种反复采购、淘汰、再采购、再淘汰的方式无疑是一种严重的资源浪费。

二、云教室定义

所谓云教室，它是通过桌面虚拟化技术和传输协议两项关键技术提供集中管理、运行流畅的Windows教学桌面。桌面虚拟化是一种基于网络的服务，即通过虚拟化技术将数据中心的服务器虚拟出大量独立的虚拟PC桌面，然后依据加密的传输协议将虚拟PC桌面推送给客户端设备。将桌面或者客户端操作系统与原来的物理硬件进行分割，用户可以灵活地、自由地，不受时间、地点的限制，能够通过任何终端设备，访问在网络上的属于个人的桌面系统。

三、云教室构成核心技术探索

（一）桌面云架构解析

桌面云它是一种新型桌面交付模式，采用给予服务器的计算模型，不同用户桌面以虚拟机的形式独立运行，但是又可以同时共享CPU、内存等物理资源，此架构将所有的用户隔离，使每个用户都拥有独立的操作系统，从而实现资源的精确分配与管理。桌面云在IBM云计算智能桌面的有很详细的介绍，它定义为跨平台的应用程序，它通过瘦客户端或者其他任何形式的网络连接的设备来访问，它采用的是集中化的桌面管理核心技术，这种技术可以从很大程度提高教学资源的利用率，并且降低教学投入的总体成本，它完全可以实现按需分配，它将个人桌面环境集中起来存放于一个固定的数据中心，从而取代客户端的本地功能。

桌面云的主要构成如下：

终端接入层：教师及学生可通过普通PC、笔记本、瘦客户机aDesk、手机及平板电脑等各种类型的终端接入设备，把教师或者学生个人指令和操作信息回传到虚拟的云桌面，并且最终输出到显示器上来。除此之外还具有不同终端切换桌面的功能，它为保持会话的这个功能带来了简便。终端接入层可以让桌面云的运行保持持续，不中断，最终可以实现教学业务无处不在的功能。

虚拟桌面接入系统：虚拟桌面是通过专有的带有加密功能的桌面控制器来接入，它不仅可以为教师端提供登录认证，还可以分配访问权限，传输协议的优化及数据加密䦹通过虚拟桌面系统来实现，最终为教学提供可靠及性能高的桌面传送环境。

虚拟桌面基础架构：基础架构目的是为了二度提高教学资源的利用率，它通过专有的虚拟桌面管理软件把物理服务器划分为可动态管理的资源存储池，用来创建合理高效的虚拟机，最终为教学端提供高效的桌面环境。

通过终端接入层、虚拟桌面接入系统和虚拟桌面基础架构，形成瘦客户机，虚拟桌面控制器、虚拟机管理软件，通过这三大组件可以为用户端提供优化的、一站式桌面云建设解决方案。新时代我们要打造全新的英语教学模式，运用云桌面的教学硬件模式是促进英语教育信息化、现代化的必经之路。

云教室基于虚拟化技术，以虚拟网络为承接，分布式存储为存储方式，客户端负责内容输出，并由其相应的管理系统作为管理运维体系保障高效管理。如图1：

图1

云教室是由“服务器+云存储+云终端+交换机+教学管理软件”组成，采用先进的云计算和虚拟化技术构建的云教室软硬件一体化平台。

（二）云教室服务器

云教室服务器可以通过桌面虚拟化，让一台、几十台、上百台的服务器不会受地理、距离等物理限制，让这些服务的硬件设施，如CPU、内存、硬盘，变成动态管理的资源池。它把服务器等物理资源抽象为逻辑资源，这样不但可以二度提高教学资源的利用率，而且可以把物力资源进行二度整合，从而达到简化系统管理的功能。

（三）云教室存储

云教室存储通常意义上是指把一个特有的虚拟层加在物理存储系统和云教室服务器之间，也叫作存储虚拟化。这种模式之下的服务器与存储硬件没有直接的联系，存储硬件的增加减少、分拆调换等动作完全透明。云教室存储单元不仅位服务器提供服务，而且还管理控制着所有存储单元。存储虚拟化技术不仅简化了虚拟PC的存储操作过程，还大大减少了直接利用无中心的分布式基础架构消除单点失效的风险，从而方便了横向扩容、在线扩容等扩容功能。云教室存储通过对用户的所有存储系统进行全面的管理，形成一个存储池，管理员依据需要能够将存储池中的存储空间灵活划分给不同的应用和不同的用户来使用。

（四）云教室客户端

云教室客户端是通过桌面虚拟化技术，将PC的桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。桌面虚拟化技术实现借助网络和终端随时使用计算和存储，用以替代传统的商用PC，同时提升整体安全性，加强统一管控，降低拥有成本，促进绿色节能。

（五）云教学管理软件

云语音教室管理软件具有语音教学、听力教学、听说训练、多媒体教学评测及课堂管等强大的功能，还具有教学资源使用管理、教学准备、屏幕广播、屏幕转播、文件推送、视频管理、云盘、自动排位、集群管理等功能，这需要基于网络环境，是交互式语音教学系统，能扩大学生学习的范围，学生可不受物理空间的限制，只需借助于网络，就可以完全实现与教师、同学的远程互动学习。

（六）桌面云方案总结

桌面虚拟化改变了常规意义上的计算机体系。以我们熟悉的个人电脑为例，计算体系结构可分为硬件、操作系统、配置文件及使用者几个层次。就目前的技术而言，在这个层次结构中，任意两层之前都存在着紧密的逻辑联系，也叫作“耦合”，正因为有了这样的“耦合”，这些层次架构把硬件和操作系统之间、操作系统和使用者之间进行了打包。这是常规的层次架构。随着互联网技术的发展及优化，在新时代下对互联网对计算硬件设备更新换代的需求，及终端设备的灵活性、可靠性、多样性、个性化等需求都越来越高。所以说，传统常规的“耦合”型架构已经趋于淘汰。所以现阶段需要由大量的理论支持来作为指导，此领域的理论指导的缺乏和本身的一系列不足的问题导致其普及速度受到一定的影响。目前在语音教室的建设的领域部分生产商及制作商的产品虽然在性能和稳定可靠性有了很大的提高，但其成本也有较大的提高，使得桌面云的初始投资成本与普通桌面PC相比没有优势，是导致桌面云应用模式没有快速普及的原因之一。但笔者相信在IT界厂商及大量理论支持的共同努力下，这些不足在不久的将来将会被解决，桌面云应用模式将更快速普及，以桌面技术为核心的云语音教室的普及也就指日可待。

四、结语

教育部明确提出“新的教学模式应以现代化信息技术为支撑，特别是网络技术，使英语教学朝着个性化学习，不受时间和地点限制的学习、主动式学习方向发展。”教育手段的信息化改造，是教育信息化改造最基础，最先进行的一部分。为此，建立云语音教室，为学生提供优化的网络教学环境，是高校英语课程教学跟上新的信息化时代的标志，更是大力推动英语教学改革的硬件基础。以云想云终端为平台的多媒体网络教室的实施，不仅为英语基础教育的发展注入了新的活力，而且为教育装备的更新，教育观念的更新带来新的契机，并且孕育着英语教育的跨越式发展。