基于云技术的福建农业职业技术学校机房设计

丁顺莺

摘  要： 针对学校机房存在管理弱、体验差、教学效率低、不环保、资源浪费等问题，根据教育部关于提升现代职业教育质量和完善实训条件的要求，以云技术为支撑，通过拓扑设计和模块设计对学校机房机房的云终端、云主机进行科学设计，让其成为适用于“互联网+”时代下的云机房。这种科学的云机房设计可促进教学互动、提升教学质量、完善多样化的教学模式，并实现低功耗及高效率的管理。

关键词： 教育质量; 云技术; “互联网+”; 高效率

中图分类号：TP202          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）05-91-03

Abstract： In view of the problems of weak management， poor experience， low teaching efficiency， not environment friendly and waste of resources in the school computer room， according to the requirements of the Ministry of Education on improving the quality of modern vocational education and improving the training conditions， with the support of cloud technology， the cloud terminals and cloud hosts in the school computer room are scientifically designed by topology design and module design， to make it the cloud computer room suitable for "Internet plus" era. This scientifically designed cloud computer room can promote teaching interaction， improve teaching quality， improve diversified teaching modes， and achieve low power consumption and efficient management.

Key words： education quality; cloud technology; "Internet plus"; high efficiency

0 引言

近年來伴随着云技术的出现，各高职院校都在对“互联网+教育”的模式进行了探讨和试行，“云课堂”逐步走入各高职院校的课堂并趋于普及[2]。在“互联网+”时代，各行业信息化程度提高，教育也不例外。云计算在教育领域的应用促使传统教学方式向现代教学方式转变，教学质量和效果得到极大提升[3]。学校机房是信息课程的教学场所，承担了越来越多的功能。现在机房的管理与维护上比传统机房难度更高，耗时更长。为了管理和维护好现代机房，提高人力时间效率和提高教学质量，本文结合锐捷产品，运用云技术设计一个适用于现代教学模式的云机房。

1 高职院校普通机房现状

目前，随着高职院校人数扩招，机房的数量越来越多，布局也越来越复杂。以福建农业职业技术学校为例，20多间机房每间平均需承担4-5门课程约200学时。对不同专业、不同课程，机房每个学期都要花大量的人力和财力用于机房的管理与维护;管理效率低，普通的PC机机房，只能在上课过程中下发或上传作业，占用了教学时间;课堂体验差，学生在上课中常常通过网络共享与U盘来进行作业的互拷，占用了学生动手实践的时间;教学效率低，机房难以同时承接计算机课程、考试、自由上机等教学业务;无法支持多样化的教学方式[4]。

此外，硬件部件多能耗大，辐射大，不环保。

2 基于云技术的机房建设思维

云机房是以云技术为基础而构建开发的，是一个用于基础设施即服务（Infrastructure as a Service，即IaaS）的分布式集群服务器机房[5]。云计算系统，是将基础设施作为服务的解决方案，在“互联网+”环境下应用云技术最大程度的实现资源共享[6]。机房建设在预算不变的情况下使用先进技术提升教学效率和质量的最好方法是利用云技术来构建机房。

该设计方案的核心是云主机和云终端。云主机以教室为单位针对不同课程制作镜像模板，在教师PC机上部署对镜像模板可控制的教师端程序。教师在上课时，使用教师端程序执行简单操作，点击“上课”即可将虚拟桌面推送到学生端进入上课状态。点击“下课”终止课程，删除所有虚拟机，回收云主机运算资源。学生则操作云终端，该设备可在教师控制下自动和云主机相连，获取虚拟桌面，操作与普通PC完全相同。

3 基于云计算的高校机房建设方案设计

3.1 拓扑设计

根据福建农业职业技术学校的经费与现有机房存在的问题，从实际出发先设计两间云机房。该设计总体框架采用“C/S”模式，将云终端作为客户端，云主机作为服务端。结合锐捷云产品，采用教室分散式部署方式，为每个教室部署56台“RG-Rain200S学生云终端”、二台“RG-S2952G-E千兆交换机”、一台“教师PC”;在服务端部署二台“RG-RCD6000V2云主机”、一台“RG-EG2000CE安全网关”、一台“H3C千兆以太网三层交换机”、一个“UPS供电系统”。机房建设的拓扑设计如图1所示。

3.2 模块设计

客户端：学生机针对新环境采用与显示器一体化设计的云终端，并配有与教师端相配的云课堂。云终端使用专业的低功耗、高运算功能的处理器，以及小型本地闪存、精简版操作系统的一体机。学生通过远程桌面协议连接到数据中心获取远程计算机桌面[7]，操作就如一般物理机。学生在上课时根据课任教师在“云主机”的“作业空间”里创建的账号登入云课堂，在“作业空间”里下载与上传所需要的作业无需再像以往通过FTP来完成;还可以通过“答题历史”查看每次上交的历史作业;云课堂还为每个学生备一个“网盘”与“空间”用来存放他们的资料;在“请求帮助”里学生可以向老师发出求教信号，这些都便捷易操作。云终端界面如图2所示。

服务端：该层是整个设计的中心环节。服务端的两台云主机各配有云桌面教学系统核心软件（云服务器、云终端、教学管理软件）能提供云计算、云管理、云作业等功能。云主机通过网络与云终端连接，将虚拟桌面展示给学生终端。管理员在操作时，只要通过能与云主机网络相通的电脑，通过浏览器登陆云主机IP地址就可进入云主机管理介面，实现远程操作。

云计算上：采用CAD（Cloud Desktop Acceleration）技术、AppTurbo技术并融合分级Cache技术，提升了云桌面启动与应用程序的速度。让学生体验畅游“云海”、领略“飞”一般的感受。管理员根据特定的需要可为云终端灵活的设置内存、CPU的大小。

云管理上：使用IIM（Intelligent Image Management）創新技术，提供智能镜像管理功能，管理员按照课程的需要制作多样化的教学镜像，教师们只需简单点击“下课”与“上课”就可根据不同的教学业务来自由切换教学镜像，操作简单;教师通过云课堂里的“禁USB”、“禁外网”来管理云终端的操作。云作业上：为云终端开放一共享硬盘，教师先通过“账号管理”里建好班级与学生的账号供学生登录，待学生上课时使用，在“作业空间”里提供作业下发与上传功能，为师生提供便捷的界面。云主机界面如图3所示。

4 结束语

“互联网+”时代下，教育行业不断发展创新教学模式，利用先进技术支持自主学习成为必然发展趋向。“云课堂”成为一大革命性的亮点，通过云计算及桌面虚拟化技术[8]，设计了一个适用于“互联网+”时代教学模式下的云机房。机房经过一个学期的运行，达到原有的效果，得到了师生及管理人员的一致认可。云机房因与外网相连，在流量控制、网页访问过虑上还需进一步加强，下一步将着手对安全网关做进一步设置，合理分配有限带宽资源，限制高风险网页访问，为师生上课提供安全稳定的环境。

参考文献（References）：

[1] 汪应，陈光海.高职院校智慧“云课堂”、信息化教学设计的创新与实践[J].职教论坛，2017.27：80

[2] 潘丹.高校“云课堂”建设及应用对策[J].信息系统工程，2015.4：145

[3] 何洪叶.云计算在中职教育信息化中的应用效果分析[J].信息与电脑.2018.1：206

[4] 王鶄，杨倬.基于云课堂的混合式教学模式设计——以华师云课堂为例[J].中国电化教育，2017.4：85

[5] 张锦标.移动数字化下的高校思政理论课程教学——基于云课堂教学平台的建设与发展[J].佳木斯职业学校学报，2016.4：170

[6] 李晨涛.计算机实训机房管理中云桌面的应用[J].通讯世界，2017.10：97

[7] 林碧洪.关于云计算在实训室中的应用与现状分析[J].广东技术师范学校学报（自然科学），2016.11.

[8] 沈晨航.云桌面环境下公私混合存储系统设计与实现[D].电子科技大学硕士学位论文，2017.