噢易桌面云虚拟化平台在高校计算机语音实验室的应用探讨

李毅

(岭南师范学院,广东湛江 524048)

在传统的语音计算机实验室管理过程中,通过安装不同的操作系统及相关软件适应不同的教学需要。但随着实验教学软件的增多,传统管理方式也出现了诸多问题,如:实验室软件过多导维护困难;计算机性能差距较大,导致高端应用只能在高性能机型运行,这些问题限制了实验教学的正常进行; USB接口的使用导致计算机中实验数据的安全性较差[1]。因此,开发出一款新型管理模式对于加强实验室管理效率、较低管理成本是极为重要的。

1 噢易桌面虚拟化平台简介

噢易教育桌面云(OS-Easy E-VDI)利用云计算技术实现对多个较为分散的客户端进行集中管理,其不仅可以提升数据信息的安全性,同时降低实验室设备的管理成本及维护成本等,并有效减少实验室管理人员的工作难度。

2 桌面虚拟化核心技术

桌面虚拟化技术是指计算机通过利用网络远程连接云端中的桌面,从而为用户提供相应的计算资源及存储资源等,以便用户对其所需的软件进行使用。使用桌面虚拟化技术能提升管理人员对实验室硬件设备的管理效率[2-4]。当前市面中所流行的虚拟化软件大致有VMware、Microsoft等公司所开发的相关产品[5-7]。

噢易桌面云平台中所使用的是虚拟架构技术,该技术通过对用户所学计算的数据信息进行搜集,并将其上传至云端中的数据中心进行计算的虚拟计算技术[8]。其主要核心技术如下:

2.1 VDI虚拟化技术

VDI虚拟化技术,在对用户所提供的数据信息进行计算时,其首先会利用云端将所有需要计算的数据信息进行搜集,并将其进行分布计算。当云端的数据中心对相关数据计算完成后,其会将计算所得结果分布显示,从而方便用户对数据计算结果进行查找。正如上文中所提到的,在这一过程中,用户所使用的计算机仅仅只负责对相关数据进行提交与接收,同时还包括对计算结果进行显示,其并不直接参与到数据信息的计算之中。

2.2 链接克隆技术

链接克隆技术是指通过对用户所使用的计算机的计算资源以及存储资源等相关数据信息进行扫描,从而模拟建设相同数据信息的虚拟机模板。在该虚拟机模板中不仅包含相应的操作系统环境,同时集成用户所需的各类软件及插件等。

2.3 快速并发启动技术

为了方便用户对该虚拟机进行使用,在虚拟机中集成有多个IOPS,当用户对计算机磁盘中的数据信息进行读取时,其IOPS数值甚至可以高达上千,从而有效提升数据信息的读取效率。

2.4 立即还原技术

由于虚拟机中的各类数据信息均暂存于云端的数据库中,因此用户可以通过对虚拟机的还原模式进行设置,从而对其虚拟机中的各类数据信息删除与还原。

2.5 无存储HA技术

在VDI模式下,云端中的多个服务器可以进行链接,并交由桌面云平台进行统一管理。而在这一过程中,假若用户所使用的虚拟机出现了死锁,进而导致其出现无法响应,那么在云端中的其余虚拟机将会及时代替原有的虚拟机为用户提供相应的服务。这样的设计既可以有效避免死锁等现象对用户工作的影响,同时也可以有效提升用户的工作效率。

3 噢易桌面云虚拟化平台

噢易桌面云虚拟化平台对操作系统、实验软件和实验数据进行统一管理,能使实验室不同计算机机型脱离硬件性能的限制统一运行各类实验软件,对实验软件的更新维护可以做到实时后台静默更新,使得实验室利用率大幅提高,在降低项目建设总成本的同时降低了实验室维护费用,提高了实验教学软硬件设备的维护效率。

4 基于噢易桌面云桌面虚拟化平台的语音实验室建设

4.1 噢易桌面云桌面虚拟化平台建设目标

我校语音实验室共6个 64座机房,每个机房配置2台h3c千兆路由器,分别安装了Windows XP、Window 7、Windows 10等操作系统,并在各个系统中安装了Photoshop CS6、计算机等级考试系统、CCF机考、ATA机考等教学考试软件。建设目标是采用噢易桌面云平台的形式进行实验环境的虚拟化改造,先期建设一个数据处理中心外加500个云平台客户端。

4.2 噢易桌面云虚拟化平台的实施架构

噢易桌面云平台架构包括5个模块:用户层、终端层、桌面层、平台层、基础设施层。

用户层:管理员用户通过噢易管理平台web界面登录云桌面平台与数据中心进行数据交互并进行虚拟应用的访问、个人数据存储等;同时,通过对不同的用户进行权限设置,也可以使不同权限的用户具有个性化的云桌面操作集合。

终端层:为用户提供云桌面及其他应用服务的硬件支持。终端可以是pc也可以是瘦客户端。

桌面层:桌面层为用户提供虚拟化桌面资源,用户的所有计算操作数据通过桌面层传输给云端中的数据库。此后,云端中的数据计算中心会将其数据库中的数据资料进行提取并计算,最终将计算结果反馈至用户终端。

平台层:平台层向用户提供整个云桌面平台的管理功能。这些功能包括:桌面资源管理,场景管理,用户权限管理,教室管理,桌面监控管理等功能,平台层使用噢易独有的桌面资源池技术,通过桌面资源池统一集约化的存储用户的个性化桌面数据。当用户对自己的桌面资源进行修改后,可以增量方式修改用户的桌面模板数据,不用全盘传输桌面资源数据,极大地提高了传输部署效率。

一体化实践教学体系的好处是通过把实践教学体系与理论教学体系综合考虑，使两者相互补充，紧密配合，使学生的知识、心理运算过程和操作行为三者有机结合，把学生的职业意识转化为职业理想、由职业理想转化为职业信念、再由职业信念转化为敬业精神，使学生的专业的技能性、知识的应用性和就业上岗的适应性得到全面提高，为旅游企事业单位输送大批高素质的中高级应用型、实用型、复合型人才；提高教师的专业素质和实践能力；提高普通高校旅游管理专业的办学水平，使之更加标准化和国际化。最终共同完成对学生整体培养目标的实现。

基础设施层:基础设施层向用户提供云桌面运行所必须的服务器、网络、存储等硬件资源。

4.3 噢易桌面云桌面虚拟化平台项目的部署

云桌面的部署主要分为:硬件部署,桌面资源部署,网络部署三部分。

4.3.1 硬件部署

噢易桌面云桌面平台硬件主要包括:噢易云平台服务器,客户机。

其中服务器配置:CPU:Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2670;内存:128 GB;磁盘:1.400G固态;2.600G SAS磁盘×2;RA ID卡:MR9260-8i。

噢易云平台计算服务器配置:CPU:Intel E5-2620v2;内存:9 6 G;硬盘:400G SSD;1T磁盘×2;网卡:2×1000M。

网卡:100～1000M自适应网卡。

4.3.2 软件安装与调试

噢易桌面云平台的部署主要分三部分:(1)服务器端软件部署;(2)客户端软件部署;(3)桌面资源池的建立。

首先需要对噢易教育桌面云的server端主操作系统进行安装,并为其提供相应的运行环境。在该主系统的运行环境中不仅仅包含有其所需的插件以及驱动等,同时更包括有相应的数据防护软件。因此,工作人员在对其主系统进行安装后,还需要对其防火墙以及各类驱动程序等进行安装、调试。此后,工作人员也需要对该服务进行安装VDI组件及其所需的各类驱动等。当完成上述两步安装后,工作人员便可以根据用户的日常需求在sever端服务器中装入用户所需的各类专业软件,从而方便用户工作与学习。在此之后,工作人员还需要为其服务建立相应的网络连接并将其连接到用户所使用的终端,从容方便用户在终端中对其虚拟机进行登录与操作。最后,为了方便用户的正常使用,工作人员还需要在服务器中设置相应的数据存储容器以及缓存装置等。

在对客户端进行安装与调试的过程中,工作人员首先需要为用户端安装噢易教育桌面云程序,并为用户调整网络连接,方便用户直接登录虚拟机中。而在用户的使用过程中,其首先需要对虚拟机模板进行设置,并为其上传相应的操作系统。当以上步骤完成后,虚拟机服务器便会自动生成一个虚拟机,从而方便用户的使用。

4.3.3 桌面模板资源池的建立

在VDI模式下,用户可以通过利用虚拟机模板建立多个虚拟机,并且其也可以通过利用相应的管理平台对其所建立的虚拟机进行管理。其中用户所建立的每一个虚拟机均为一个独立的桌面系统,用户所创建的多个虚拟机间并不会构成干扰。在每一个独立的桌面系统中,用户可以对其操作系统及相关的软件进行设置,从而方便其工作与学习。在完成虚拟机的构建后,用户并不一定需要通过构建虚拟机时所使用的终端进行登录,其可以通过自身的数据信息在任意终端进行登录,这也可以有效提升其工作效率。

4.3.4 网络部署

网络部署采用双网分离的方法,即“管理网”“业务网”分离,每个网络分别连接到对应的交换机上。每个服务器不仅仅具备多个虚拟端口,同时其每个端口还可以为虚拟机提供庞大的数据交互渠道,以满足用户所需的数据交互。

5 系统运行分析

第一期语音室建设共涉及6个机房,共400台计算机。通过对我校教学考试系统中的相关应用数据可以发现,VDI云桌面平台抛弃了传统的软件资源与硬件资源之间的架构不同,通过利用了虚拟化技术提升了两者资源的利用率。图1是我校运用云桌面平台后软件运维个数和软件维护时间的比值变化图(注:比值越大效率越高)。

图1 运维效率对比图Fig.1 Operation and maintenance efficiency comparison chart

6 总结

高校语音实验室机房管理的主要矛盾在于传统手动安装软件的模式不能适应桌面系统及应用的频繁更新。噢易桌面云虚拟化平台将桌面运算独立于服务器端,利用VDI技术将桌面运算与终端机器统一起来,避免了终端机器机型与桌面系统及应用的不同给用户带来的困扰,大大提高了实验教学的效率。