【摘 要】针对学校机房的应用需求、学校信息化建设和智慧校园建设需求，江苏省清江中学引入云桌面技术解决学校机房应用与管理、多媒体设备管控和云办公等场景的难题，其运维成本低、管理效率高、数据安全有保障，能有效促进学校教育教学信息化建设。
【关键词】云桌面；虚拟化；云机房；云办公【作者简介】刘洋，江苏省清江中学信息教研组组长，一级教师，主要研究方向为高中信息技术教学和学校信息化建设 随着IT行业以及学校课堂教学的改革发展，机房维护已经进入重管理的模式。
然而大部分学校仍在采用传统终端运维的方式，包括还原卡、网络Ghost、网络同传等，管理功能相对单一且存在较多局限随着云计算时代技术的逐步精进，各中小学部署云桌面日益普遍，公共机房、多媒体教室、图书馆、教师办公室等有终端的地方就有云桌面的身影。
云桌面从初步进入市场到逐步成熟并得到广泛应用，经历了数轮迭代如何更好地选择适合本校的云桌面产品，并使其给实际教学和信息化建设带来更大的帮助，下文作一探析一、云桌面架构选择 目前市面上主流的云桌面主要有三种架构：VDI（瘦终端）、IDV（胖终端）、VOI（无盘工作站升级版）。
VDI架构，俗称瘦终端，即虚拟桌面基础架构，计算和存储都在服务器端，由服务器分配CPU、内存、硬盘等各项硬件资源在品牌调研测试时，我们发现，VDI架构虽然是今后云业务的主流方向，但在教学及考试场景下，存在以下3个方面的问题。
（一）严重依赖网络 VDI架构存储及计算资源全部都在服务器端，一旦网络出现波动或故障，将会对所有终端产生影响比如在考试过程中，如果服务器宕机或核心网络层出现故障，那么整个服务器负责的所有终端将全面死机，会导致非常严重的考试事故。
如果使用VDI架构来进行此类考试，因为耳机是插在主机前端，但系统是在服务器后端，一旦出现网络波动，等同于前后端断开，系统会将插拔耳机判定为自动交卷这种情况一旦发生，会严重影响考试的效度和严肃性（二）对服务器要求过高
在VDI架构下，机房内电脑的CPU、内存、硬盘资源全部由服务器分发，对服务器配置要求较高目前主流的VDI架构厂商一台服务器一般只能负载35台终端，一个机房需要配置两台服务器（三）软硬件不解耦。
由于绝大多数的VDI架构不支持软硬件解耦，较难解决机房内设备品牌混用的问题，如果要采购VDI架构云机房，可能需要淘汰原有设备 IDV架构即智能桌面虚拟化，是基于Intel提出的虚拟化技术。
计算资源和存储资源都在本地，需要在设备前端创建虚拟层来使用本地计算机硬件资源IDV架构主要解决了VDI架构严重依赖网络的问题，但不支持软硬件解耦，依然无法解决机房电脑品牌混用的问题 VOI架构即虚拟操作系统基础架构。
计算资源在本地，使用本地计算机提供CPU和内存运算；存储资源在服务器端，由服务器提供存储池 通过调研及广泛测试，锐起云桌面结合VDI、IDV、VOI的各项优势，不仅拥有VDI架构高度集中化的管理，还融合了IDV架构中把计算和存储资源放在本地的理念，通过计算和存储资源本地化，可以保障各类考试的顺利进行。
计算和存储资源的本地化也实现了单台服务器可以带一千台以上的终端的目标 在锐起云桌面部署中，只需在现有虚拟化服务器中划分两个4核、16G内存的虚拟机来管理全校各类云桌面应用，服务器硬件成本大大降低。
两台虚拟机通过冗余及热备机制，即使其中任意一台出现故障，终端也不会脱离管理二、云机房管理探索 江苏省清江中学（以下简称“清江中学”）在淮安市最早部署云桌面机房，同时也最早使用云机房承接信息技术中考与高中信息技术学业水平测试。
使用云桌面来管理机房，不仅保留了传统机房管理中的优点，还能更好地优化机房管理，减轻机房管理员的负担，把教师从烦琐枯燥的运维工作中解放出来（一）系统更新部署 传统模式下使用的主要是联想EDU或者其他品牌的增霸卡，在系统更新的时候，需要先制作一台母机，再使用系统同传功能把更新好的操作系统发送给其他电脑。
更新的时间取决于机房内网络质量好坏，当网络不稳定时，需要根据同传软件日志逐一排查具体问题机器或交换设备 通过云桌面的超级用户功能，只需要对机房内任意一台机器开启超级用户权限，再对机房系统镜像做修改动作，完成后重新启动一次其他机器，即完成系统更新。
（二）机房维护的人员分配 清江中学一共有8个学生机房，每当有系统更改、考试环境部署等工作时，所有的信息技术教师都要抽空部署需要的相关环境，工作效率和时间安排成为难题 应用云桌面后，由于其特有的系统更新模式，整个系统更新时间短、操作简单，只需一人就可运维所有机房。
同时，在机房运维过程中，无须待机房空闲时部署更新，在任意时间段都可以进行，终端电脑无感知，不影响机房的正常使用（三）机房内的机器管理 第一，USB等外设的管理在传统管理模式下，为了阻止学生随意使用USB、光驱等外设设备，信息教师想出各种办法，如BIOS中禁用、拆开主机箱拔出光驱电源及USB前置口连接线甚至直接把USB口堵住。
尽管如此，学生总有办法破解云桌面自带外设控制功能，可以精细化监控每个机房甚至每一台终端的外设使用情况云桌面除了能管控大家所熟知的USB及光驱以外，还可以管理其他特殊端口，如1394、COM口等 第二，机房设备损坏和品牌混用问题的解决。
在传统管理模式下，由于同传软件只能支持同品牌同型号的电脑统一维护，当机房内出现设备损坏时，机器在保修期内则可以报修；如果过了保修期，只能在市面上重新购买或维修主机清江中学高中部的4个机房中，有2个机房内的主机存在品牌混用的情况，一半是联想电脑，一半是清华同方电脑。
在以前的管理模式下，这两个机房需要分别进行运维部署，耗时耗力 应用云桌面后，任何品牌及配置的电脑都可以进行统一管理部署通过云桌面软硬解耦的模式，在机房内设备损坏时，可以将校内任何闲置或备用的机器置换到机房内，第一时间解决机器损坏的问题。
（四）软件配置 电脑终端中大部分软件需要进行个性化设置，如需要读取本机名作为软件的认证方式等在传统模式下，同传软件只是简单地把母机完整复制给其他机器，这会导致所有机器的软件都是同一个主机名，需要机房管理教师对机房内电脑的软件设置逐一修改，费时费力。
在云桌面模式下，管理员可以通过个性化设置抓取相关软件的差异化文件，对每台电脑做自动化设置这样就可以对软件的特殊化功能或是其他差异化的需求进行部署 （五）考试安全保障 问题一：如何确保不会因为非考试软件的冲突导致考试事故的发生？。
日常教学会涉及各类型软件，以常用的WPS为例，在新教材中的办公软件使用的是WPS，但信息技术中考还在使用Office2000因此，每次考试前都需要重新部署一套符合考试环境的操作系统信息技术考试过程中，需要把还原功能关闭。
每一次考试都要重新部署考试环境，以确保正式考试不出问题 云桌面可以通过对同一个操作系统分配教学和考试双配置的运行模式，确保考试环境的稳定，还可以通过配置下的快照功能提前设置好不同场景，以实现不同的考试需求。
问题二：考试后如何快速切换到教学场景？ 在传统模式下，由于电脑硬盘容量的限制，不能同时存在多个操作系统，最多保留教学和正式考试环境两个系统在使用教学系统做模拟考试环境时，因为考试所用软件版本不同，每一次模拟考试结束后，都无法快速恢复到日常教学状态，通常需要教师周末加班或停课来整理机房。
通过云桌面的快照功能，可以瞬间切换至任意一种提前布置好的环境如在教学系统下创建一个模拟考试的快照，在模考时，一键切换到模考快照下，考试结束再一键切换回教学环境这样既保证了模拟考试的顺利进行，也节省了大量时间，不影响日常教学。
问题三：如何保存考后每台考试机的考生作答数据？ 在信息技术高考的数据备份中，不仅需要备份每次考试机上传到监考机的相关数据，还需要对考试机内的数据进行存储，以防后期由于考生数据没有上传成功或其他因素需要提供完整有效的数据。
在传统模式下，只能做到对监考机数据异地备份，考试机的相关数据存在被学生误删的风险 云桌面具备对考试软件目录的监控功能，可上传所有考试机的有关数据所有的考试机除了在考试结束后提交考试结果及数据给监考机以外，云桌面系统还会自动将考试软件目录下的所有文件备份到云服务器中。
同时服务器具备双机热备及负载均衡机制，保证了数据的异地备份 另外，云机房的建设除了选择合适的架构之外，还需要考虑以下4点因素 第一，服务器的选择服务器配置方面，锐起云桌面对于服务器需求很低，只需要目前市场上普通配置的服务器或者对学校原服务器进行利旧使用，即可实现相关服务端部署。
目前，清江中学8个机房使用的是现有服务器虚拟化中划分的虚拟机资源可使用的具体配置只要满足如下条件即可，CPU：Intel至强铜牌及以上；内存：16G及以上；硬盘：3块480G SSD、RAID5；网卡：Intel万兆网卡（可选）。
第二，交换机的选择在交换机推荐方面，由于目前市场上万兆交换机和千兆交换机的价格相差很小，建议按智慧校园要求采用符合万兆主干、千兆桌面性能的交换机具体配置以单个机房为例，需要1台48口万兆上联交换机与1台24口万兆上联交换机。
第三，学生机及教师机的选择在学生及教师机的配置推荐方面，I3第十代CPU完全能满足日常教学及考试的需求，在内存和硬盘方面，根据实际需求合理化调整相关参数即可 电脑具体配置可参考如下，CPU：Intel I3第十代及以上；内存：4G及以上；硬盘：500G及以上；网卡：千兆网卡；显示器：大于等于19寸液晶显示器。
当然，根据预算也可适当上调机器的参数第四，教学软件的选择目前清江中学机房的教学软件包括初中使用极域电子教室和高中使用联想传奇电子教室，两款软件在功能使用方面均可满足教学需求三、云桌面的拓展应用 清江中学在信息化建设“十四五”规划中，明确将借鉴云机房的部署模式，把全校设备层和应用层紧密结合起来，更好地为教师的教学和办公服务。
在设备层，主要有中心机房、学生机房、纳米智慧黑板等多媒体OPS设备管控，电子阅览室、集中阅卷室等集中场景，办公电脑、教师个人电脑等分散场景应用层主要包括：日常教学、在线教学等场景和云办公场景 其中中心机房的建设是清江中学信息化的核心，主要分为以下3个部分：全万兆核心交换设备，通过万兆单模光纤连接到各教学及办公场景的接入层万兆交换机；虚拟化应用服务器群，使用两台物理服务器通过VMWARE虚拟化把硬件设备打通，实现服务器硬件资源的最大化利用；分布式云存储池，使用3台物理服务器，通过分布式软件定义存储的方式实现全校教学资源、办公资源等各方面应用大数据的整合。
在云桌面的服务器端，清江中学使用现有的VMWARE虚拟化服务器，通过划分两台4核心、16G内存的虚拟机来管理全校包括8个学生机房、1间电子阅览室、120余个教室纳米黑板的OPS，以及部分云办公场景在内的近千台设备。
后端分布式云存储设备为全校教学及办公场景的大数据应用提供保障 清江中学选择的锐起云划分为个人私密空间及团队公用空间，通过团队公用空间的多种设置组合实现全校的大数据应用从教学场景、办公场景、协同管理、数据安全四方面进一步优化信息化管理模式。
（一）教学场景 教师上课所用的课件、教学设计方案等教学资源存放在锐起云个人空间中，无须下载，点开即用，大大提升了课堂效率；也无须使用U盘，使多媒体设备及教师个人资源得到安全保障锐起云采用虚拟磁盘模式，读写数据无延迟，方便课后的教学沟通，能有效提升教学效率、保障数据安全。
（二）办公场景 锐起云采用的虚拟磁盘模式能够实现文件的双向自动同步，使教师可以像操作本地文件一样操作云端文件，有效提升了办公效率，实现了异地、协同办公同时，锐起云空间的容量划分弹性较大，管理员可以随时为用户重新调整空间，使云端办公和本地电脑办公无差别。
锐起云支持全面的访问设备和丰富的访问方式，手机端移动App模式更好地实现了随时随地手机办公同事间可使用锐起云共享文件，多名教师可访问和编辑同一个文档，并发表自己的意见与评论文件所有者可以查看协作文档的操作日志以及他人的评论。
这就实现了在线实时协同办公，无须通过其他工具相互传输（三）协同管理 锐起云采用的是“用户+团队+资源”相结合的权限管理方式，可以新增、删除和编辑管理团队成员每个团队和组分配指定的存储空间，年级组和教研组都可以创建属于自己组的文件，组内人员可以把相关资料放到团队的存储空间中，团队内人员增加或减少都不会对资料有影响。
只有对应团队中的成员才可以读取和访问团队的资料文件，团队管理员负责本团队人员的审核，同一个教师可以在不同的团队中查看、编辑团队资料，离开团队的成员则无法访问原团队中的文件（四）数据安全及认证安全 锐起云端的资料可以自动收集并保存本地文件，使云端办公取代本地办公，所有教学资料得以保持完整性和工作的可交接性，教师只需要提供锐起云的账户密码即可完成数据的交接工作。
锐起云具有自动备份和还原功能，可以选择增量备份或者全量备份，当出现误操作后可及时恢复并保证数据完整如管理员可以通过二级回收站找回被误删的文件锐起云提供数据选择性加密功能，可以将一些资料文件夹进行私密管理。
锐起云还支持云盘账户与机器绑定，用户只能在指定的机器上登录云盘，并且只有通过开启系统的认证，才能登录系统桌面本文原载于《江苏教育》（教育信息化与职业教育）2022年7月刊（《江苏教育》2022年第52期总第1573期）
投稿邮箱：bjb@jse.edu.cn
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