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[摘 要]文章总结了桌面云技术特点，分析了目前高职院校教育信息化存在的问题，据此提出了高职院校教育信息化中利用“桌面云”技术的实施方案和建设措施。
[关键词]桌面云；高职院校教育；应用研究
中图分类号：TP316.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0229-02
Build a "desktop cloud" in higher vocational colleges teaching resource management platform
Jing Lu1 Chong-yang Gao2
（1. Ningxia vocational and technical college，Yin Chuan of Ningxia？province ； 2.Air Force Logistics college of PLA ，Xu Zhou of Jiangsu province）
[Abstract]Subject：This article summarizes the desktop cloud characteristics， analysis of the current problems existing in the higher vocational college education informatization， of higher vocational college education informatization is proposed on the basis of using the implementation of the "cloud" desktop technology scheme and construction measures.
[Key words]Desktop cloud；Higher vocational college education；Application research on
云計算产业作为新一代IT的发展浪潮，不仅促进信息化发展，也同时促进教育等各行各业发展。由云计算发展而来的“桌面云”技术也日渐成熟，逐步推广应用到高职院校的信息化建设中。
1 高职院校教育信息化存在的主要问题
1.1 教学资源利用率不高
高职院校在信息化建设过程中均投入了一定财力物力构建基础设施，但是这些基础设施的利用率较低。而且教学资源平台应用于大规模交互任务时，因为访问人数多、规模大、时间安排集中，很容易发生服务器并发访问瓶颈问题，出现阻塞和死机状况。其分布式特性使人们难以通过集中资源的方式提高利用率和降低成本，
1.2 资源管理维护困难
教学用计算机广泛分布在各个教室、机房和实验室中，而且其用户在访问计算机桌面环境时的位置无关性要求越来越高。在这种情况下，集中化的计算机管理极其困难，而且很难形成标准化的管理，其原因在于计算机硬件多样化。并且各专业独立的教学资源平台需要自己配备维护人员，维护人员不够专业导致对资源的组织、存储、分析和检索存在诸多问题，难以充分发挥教学资源平台的作用。
1.3 高能耗、高排放，更新换代增加成本
一台PC电脑的能耗在200瓦左右，每台PC个人电脑平均运行12小时以上，一台PC一年耗电800-1000度电左右，一年的耗电量是一个非常惊人的数字。由于IT行业的软硬件设施升级更新快速，当前配置的较高端的计算机，三至五年左右，基本上得更新换代。这时，又增加计算机的总体再次投入成本。
1.4 缺少安全防护系统
由于高职院校信息化发展迅速，网络安全形势较为严峻，网络安全问题较为突出，安全隐患压力大。目前网络安全防护体系缺乏统一的建设标准还缺少入侵防御、网络安全审计控制等设备，无法防止和阻断非法攻击及访问、保障园区网的各项应用正常运转。
以上突出问题，严重影响高职院校教学资源的充分利用和教学训练水平的提高，必须寻找一种新技术、新手段，彻底加以解决。而构建“桌面云”正是解决这些问题的有效途径。
2 桌面云技术特点
2.1 桌面云定义
桌面云是合乎云计算定义的一种云，提供桌面即服务。桌面云是可以通过瘦客户端或者其它任何与网络相连的设各来访问跨平台的应用程序，以及整个客户桌面。“桌面云”系统分为通用桌面云和高端桌面云。通用桌面云处理通用应用，面向办公、通用任务；高端桌面云通常需要显卡、GPU的支持，涉及2D，3D设计软件，大量高清HD，SHD视频功能应用等。
2.2 桌面云的技术特点
2.2.1 服务性好
“桌面云”的目的是服务于院校信息化建设，服务于院校教学保障和日常工作，为院校人员提供一种无处不在的定制服务。
2.2.2 共享性好
“桌面云”中所有资源统一存放于云数据中心，用户可以共享数据中心中等级权限内的所有信息资源，满足保障工作、协同工作需求。
2.2.3 经济性强
“桌面云”的终端设备是瘦终端，通过集中采购与统一管理降低采购、维护、运行费用；用户桌面通过管理员统一管理，应用软件与应用服务在数据中心统一进行安装、维护、升级与安全防护等工作，降低运维成本。
2.2.4 安全性高
管理员统一进行数据安全防护工作；用户所用瘦终端不具备存储数据中心数据的功能，只存储用户操作屏幕的变化数据存储；用户可共享信息资源是等级权限内的，降低了泄密的可能性。
3 高职院校“桌面云”的结构组成与功能体系
根据桌面云特点，构建高职院校“桌面云”可以有效改变目前的存在问题，提出的类型、结构组成和功能如下： 3.1 高职院校“桌面云”类型设计
教育资源包括基础教学设施、教员资源和课程资源等内容。科学划分高职院校“桌面云”平台的云类型，有利于更加合理有效地整合和利用教育资源。
3.1.1 硬件资源云
这是云计算架构的最底层，主要提供最基本的物理资源（包括计算、存储、数据和网络设备），并通过虚拟化技术和集群技术对底层硬件资源进行抽象，消除物理硬件的限制，降低硬件管理的复杂度，提高硬件资源的利用率，有效控制其成本，并保证云计算系统的可扩展性。
3.1.2 软件服务云
这是云计算提供的一种服务类型。它将软件作为一种在线服务来提供。软件服务云主要由操作系统云和中间件云组成，可实现计算能力及存储资源调度、协调和监控，从而为业务应用提供基础运行环境和基础服务支撑。
3.1.3 在线办公云
所有的办公应用程序和文件都放在“云端”。用户只需通过浏览器访问云端服务器，即可实现多用户不同区域在线日程协作安排、学习项目协作规划、教学活动协作管理、人员协作管理.以及文档、表格、演示文稿的共享与协作编辑，完成网上协作办公。
3.1.4 学习资源云
资源共享是云计算的核心。学习资源云的构建不仅可以实现各院校学习资源的共享、有效配置和合理利用，还能降低学习成本，提高教育质量。微课是学习资源云的重要组成部分。对于一些实践性和操作性比较强的微课，学生不仅可以在虚拟化的环境中习得操作技能和经验，还可获得身临其境的感觉，从而提高学习兴趣。学生在虚拟化的课堂教学中通过不断的探索和尝试，可获得类似真实情境的知识和技能，为真正的实践操作打下良好的基础。
3.2 高职院校“桌面云”结构组成
高职院校“桌面云”体系架构是一种面向服务的架构设计模式，通过这种设计，虚拟桌面和应用业务被直接转换成为能够通过网络访问的一组相互连接的服务模块。整个高职院校“桌面云”架构分为四个层次：瘦终端层、虚拟桌面服务层、虚拟资源层和硬件层。
3.2.1 瘦终端层
在瘦终端层，用户使用瘦客户端、瘦客户机等瘦终端通过局域网或广域网访问虚拟桌面服务。
3.2.2 虚拟桌面服务层
虚拟桌面服务层包括虚拟桌面认证调度服务、虚拟化桌面服务、资源控制调度服务、虚拟化平台、虚拟化管理软件等。用户使用该层提供的桌面和应用服务，对个人桌面进行管理；管理员通过该层对高职院校“桌面云”进行管理。
3.2.3 虚拟资源层
在该层，通过虚拟化技术将物理资源等底层架构进行抽象，使得设备的差异性和兼容性对上层应用透明，允许高职院校“桌面云”对底层千差万别的资源进行统一管理；实现应用和服务驻留在各自的虚拟机上，有效地形成隔离，一个应用的崩溃不影响其他应用和服务的正常运行；可以方便地进行资源调度，实现资源按需分配，应用和服务不会因为缺乏资源而性能下降，也不会因为处于空闲状态造成资源浪费。
3.2.4 硬件层
硬件层是高职院校“桌面云”运行的硬件平台，包括控制台、负载均衡器、服务器、存储设备等。
3.2.5 桌面云安全系统
桌面云安全系统指为保证桌面云健康稳定可持续的运行而构建的云安全保障体系，包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、虚拟化安全、管理安全、数据安全等七个层面。
3.3 高职院校“桌面云”功能体系
高职院校“桌面云”系统功能体系，是高职院校教学资源信息化管理平台管理效能的需求体现，由八个相互融合、彼此支撑的服务模块组成，共同支撑建立高职院校“桌面云”保障体系，其中，教学保障服务、资源管理和业务应用直接对应高职院校各级各类具体应用，管理服务、数据库服务、存储服务、基础架构服务和安全服务是依赖于桌面云的服务，更多的是应用服务开发中的技术服务等，如图1所示。
业务应用服务：以“桌面云”服务方式为高职院校各业务部门提供即开即用和按需分配的专业业务应用服务和公用工具服务，包括高职院校日常办公系统、业务支撑平台系统、教务管理系统、职业技能训练系统、科研管理系统、财务管理系统等。
资源管理服务：对高职院校教学全资源进行全过程全寿命动态管理服务，提供教学物资器材信息管理、教学设备信息管理、教学设施信息管理、微课管理、教学音频视频管理、个性资源管理、通用数字资源管理、科技文献管理等功能。
教学保障服务：教学保障服务是高职院校“桌面云”对教学活动提供的保障服务，同时动态感知高职院校教学系统的外环境和内环境，包括网络虚拟实验室、教学可视化系统、网络硬盘系统、网络教学平台、各类模拟训练平台、公共服务平台等。
管理服务：为高职院校桌面云提供运维管理服务、容灾备份服务、自动化部署服务、个性化定制服务。
数据库服务：高职院校教学训练数据资源基础数据和主题数据的分类以及模型服务，包括基础数据库、主题数据库、教育资源需求预测、教育资源信息管理。
存储服务：利用云存储技术为高职院校“桌面云”海量数据提供存储的服务，包括海量数据存储服务、数据查询服务、数据存储拓容服务等。
基础架构服务：高职院校“桌面云”数据中心能提供的服务，包括机动式硬件部署服务、自动化智能维护服务、接口拓展服务、按需配置服务、硬件资源共享服务等功能。
安全服务：为保证高职院校“桌面云”相关业务的安全运行，系统提供的安全服务，包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、管理安全、虚拟化安全、数据安全。
4 高职院校“桌面云”建设措施
高职院校“桌面云”是一项系统工程，需要加强顶层设计，统筹协调，持续推进建设工作。
4.1 加强理论研究，明确建设目标路线和标准
加强理论研究，拓宽学院教育理论内涵，将新技术新方法融入到教学实践中，建立符合高职院校教学训练实际的标准体系，同时注重教学理论和新技术的形式和内容的结合创新。制订“桌面云”平台的建设规范和运维软件验收规范，确保系统建设的规范性，实现系统集成和信息共享。建立“桌面云”信息安全管理规范，确保应用健康有序发展。
4.2 加强技术攻关，解决使用中的出现的问题
根据学院桌面云建设实际，具体问题具体分析，通过借鉴云技术在别的领域的应用，探索出适合我院自己的技术应用。此外，加强与科研院所、信息技术科技公司开展多种形式的技术合作，充分利用研究机构人才优势、技术优势，加大新技术研发投入，开展试点建设，取得突破后全面推广。充分吸收其他高等院校信息系统建设经验和科研成果，在新的起点上创新，力求高起点突破、跨越式发展。
4.3 加大投入，搞好人财物力保障
坚持把“桌面云”建设作为教学信息资源建设的核心任务，加大经费投入力度，切实搞好人财物力保障，为“桌面云”建设创造良好的建设环境和平台。同时，加强统筹协调，完善保障机制，严格信息系统建设经费管理，加强监督审计，减少重复建设，杜绝经费浪费，努力提高经费保障效益。
参考文献
[1] 李小强，教育桌面云提升IT效率[J]，中国教育网络，2012（12）：73-74
[2] 熊家军，李强，云计算及其军事应用[M]，科学出版社，2011.8
[3] 崔益峰，桌面云在高职院校教学用计算机管理中的应用[J]，计算机应用，2012（1）：224-228
[4] 李海峰，乔爱平.私有桌面云架构设计及实现[J].警察技术，2011-05.
作者简介
高崇阳，1980.10，男，山东章丘，汉族，硕研，讲师，空军后勤信息化，221000，江苏省徐州市鼓楼区西阁街85号指揮系，13952236986。
[关键词]桌面云；高职院校教育；应用研究
中图分类号：TP316.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0229-02
Build a "desktop cloud" in higher vocational colleges teaching resource management platform
Jing Lu1 Chong-yang Gao2
（1. Ningxia vocational and technical college，Yin Chuan of Ningxia？province ； 2.Air Force Logistics college of PLA ，Xu Zhou of Jiangsu province）
[Abstract]Subject：This article summarizes the desktop cloud characteristics， analysis of the current problems existing in the higher vocational college education informatization， of higher vocational college education informatization is proposed on the basis of using the implementation of the "cloud" desktop technology scheme and construction measures.
[Key words]Desktop cloud；Higher vocational college education；Application research on
云計算产业作为新一代IT的发展浪潮，不仅促进信息化发展，也同时促进教育等各行各业发展。由云计算发展而来的“桌面云”技术也日渐成熟，逐步推广应用到高职院校的信息化建设中。
1 高职院校教育信息化存在的主要问题
1.1 教学资源利用率不高
高职院校在信息化建设过程中均投入了一定财力物力构建基础设施，但是这些基础设施的利用率较低。而且教学资源平台应用于大规模交互任务时，因为访问人数多、规模大、时间安排集中，很容易发生服务器并发访问瓶颈问题，出现阻塞和死机状况。其分布式特性使人们难以通过集中资源的方式提高利用率和降低成本，
1.2 资源管理维护困难
教学用计算机广泛分布在各个教室、机房和实验室中，而且其用户在访问计算机桌面环境时的位置无关性要求越来越高。在这种情况下，集中化的计算机管理极其困难，而且很难形成标准化的管理，其原因在于计算机硬件多样化。并且各专业独立的教学资源平台需要自己配备维护人员，维护人员不够专业导致对资源的组织、存储、分析和检索存在诸多问题，难以充分发挥教学资源平台的作用。
1.3 高能耗、高排放，更新换代增加成本
一台PC电脑的能耗在200瓦左右，每台PC个人电脑平均运行12小时以上，一台PC一年耗电800-1000度电左右，一年的耗电量是一个非常惊人的数字。由于IT行业的软硬件设施升级更新快速，当前配置的较高端的计算机，三至五年左右，基本上得更新换代。这时，又增加计算机的总体再次投入成本。
1.4 缺少安全防护系统
由于高职院校信息化发展迅速，网络安全形势较为严峻，网络安全问题较为突出，安全隐患压力大。目前网络安全防护体系缺乏统一的建设标准还缺少入侵防御、网络安全审计控制等设备，无法防止和阻断非法攻击及访问、保障园区网的各项应用正常运转。
以上突出问题，严重影响高职院校教学资源的充分利用和教学训练水平的提高，必须寻找一种新技术、新手段，彻底加以解决。而构建“桌面云”正是解决这些问题的有效途径。
2 桌面云技术特点
2.1 桌面云定义
桌面云是合乎云计算定义的一种云，提供桌面即服务。桌面云是可以通过瘦客户端或者其它任何与网络相连的设各来访问跨平台的应用程序，以及整个客户桌面。“桌面云”系统分为通用桌面云和高端桌面云。通用桌面云处理通用应用，面向办公、通用任务；高端桌面云通常需要显卡、GPU的支持，涉及2D，3D设计软件，大量高清HD，SHD视频功能应用等。
2.2 桌面云的技术特点
2.2.1 服务性好
“桌面云”的目的是服务于院校信息化建设，服务于院校教学保障和日常工作，为院校人员提供一种无处不在的定制服务。
2.2.2 共享性好
“桌面云”中所有资源统一存放于云数据中心，用户可以共享数据中心中等级权限内的所有信息资源，满足保障工作、协同工作需求。
2.2.3 经济性强
“桌面云”的终端设备是瘦终端，通过集中采购与统一管理降低采购、维护、运行费用；用户桌面通过管理员统一管理，应用软件与应用服务在数据中心统一进行安装、维护、升级与安全防护等工作，降低运维成本。
2.2.4 安全性高
管理员统一进行数据安全防护工作；用户所用瘦终端不具备存储数据中心数据的功能，只存储用户操作屏幕的变化数据存储；用户可共享信息资源是等级权限内的，降低了泄密的可能性。
3 高职院校“桌面云”的结构组成与功能体系
根据桌面云特点，构建高职院校“桌面云”可以有效改变目前的存在问题，提出的类型、结构组成和功能如下： 3.1 高职院校“桌面云”类型设计
教育资源包括基础教学设施、教员资源和课程资源等内容。科学划分高职院校“桌面云”平台的云类型，有利于更加合理有效地整合和利用教育资源。
3.1.1 硬件资源云
这是云计算架构的最底层，主要提供最基本的物理资源（包括计算、存储、数据和网络设备），并通过虚拟化技术和集群技术对底层硬件资源进行抽象，消除物理硬件的限制，降低硬件管理的复杂度，提高硬件资源的利用率，有效控制其成本，并保证云计算系统的可扩展性。
3.1.2 软件服务云
这是云计算提供的一种服务类型。它将软件作为一种在线服务来提供。软件服务云主要由操作系统云和中间件云组成，可实现计算能力及存储资源调度、协调和监控，从而为业务应用提供基础运行环境和基础服务支撑。
3.1.3 在线办公云
所有的办公应用程序和文件都放在“云端”。用户只需通过浏览器访问云端服务器，即可实现多用户不同区域在线日程协作安排、学习项目协作规划、教学活动协作管理、人员协作管理.以及文档、表格、演示文稿的共享与协作编辑，完成网上协作办公。
3.1.4 学习资源云
资源共享是云计算的核心。学习资源云的构建不仅可以实现各院校学习资源的共享、有效配置和合理利用，还能降低学习成本，提高教育质量。微课是学习资源云的重要组成部分。对于一些实践性和操作性比较强的微课，学生不仅可以在虚拟化的环境中习得操作技能和经验，还可获得身临其境的感觉，从而提高学习兴趣。学生在虚拟化的课堂教学中通过不断的探索和尝试，可获得类似真实情境的知识和技能，为真正的实践操作打下良好的基础。
3.2 高职院校“桌面云”结构组成
高职院校“桌面云”体系架构是一种面向服务的架构设计模式，通过这种设计，虚拟桌面和应用业务被直接转换成为能够通过网络访问的一组相互连接的服务模块。整个高职院校“桌面云”架构分为四个层次：瘦终端层、虚拟桌面服务层、虚拟资源层和硬件层。
3.2.1 瘦终端层
在瘦终端层，用户使用瘦客户端、瘦客户机等瘦终端通过局域网或广域网访问虚拟桌面服务。
3.2.2 虚拟桌面服务层
虚拟桌面服务层包括虚拟桌面认证调度服务、虚拟化桌面服务、资源控制调度服务、虚拟化平台、虚拟化管理软件等。用户使用该层提供的桌面和应用服务，对个人桌面进行管理；管理员通过该层对高职院校“桌面云”进行管理。
3.2.3 虚拟资源层
在该层，通过虚拟化技术将物理资源等底层架构进行抽象，使得设备的差异性和兼容性对上层应用透明，允许高职院校“桌面云”对底层千差万别的资源进行统一管理；实现应用和服务驻留在各自的虚拟机上，有效地形成隔离，一个应用的崩溃不影响其他应用和服务的正常运行；可以方便地进行资源调度，实现资源按需分配，应用和服务不会因为缺乏资源而性能下降，也不会因为处于空闲状态造成资源浪费。
3.2.4 硬件层
硬件层是高职院校“桌面云”运行的硬件平台，包括控制台、负载均衡器、服务器、存储设备等。
3.2.5 桌面云安全系统
桌面云安全系统指为保证桌面云健康稳定可持续的运行而构建的云安全保障体系，包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、虚拟化安全、管理安全、数据安全等七个层面。
3.3 高职院校“桌面云”功能体系
高职院校“桌面云”系统功能体系，是高职院校教学资源信息化管理平台管理效能的需求体现，由八个相互融合、彼此支撑的服务模块组成，共同支撑建立高职院校“桌面云”保障体系，其中，教学保障服务、资源管理和业务应用直接对应高职院校各级各类具体应用，管理服务、数据库服务、存储服务、基础架构服务和安全服务是依赖于桌面云的服务，更多的是应用服务开发中的技术服务等，如图1所示。
业务应用服务：以“桌面云”服务方式为高职院校各业务部门提供即开即用和按需分配的专业业务应用服务和公用工具服务，包括高职院校日常办公系统、业务支撑平台系统、教务管理系统、职业技能训练系统、科研管理系统、财务管理系统等。
资源管理服务：对高职院校教学全资源进行全过程全寿命动态管理服务，提供教学物资器材信息管理、教学设备信息管理、教学设施信息管理、微课管理、教学音频视频管理、个性资源管理、通用数字资源管理、科技文献管理等功能。
教学保障服务：教学保障服务是高职院校“桌面云”对教学活动提供的保障服务，同时动态感知高职院校教学系统的外环境和内环境，包括网络虚拟实验室、教学可视化系统、网络硬盘系统、网络教学平台、各类模拟训练平台、公共服务平台等。
管理服务：为高职院校桌面云提供运维管理服务、容灾备份服务、自动化部署服务、个性化定制服务。
数据库服务：高职院校教学训练数据资源基础数据和主题数据的分类以及模型服务，包括基础数据库、主题数据库、教育资源需求预测、教育资源信息管理。
存储服务：利用云存储技术为高职院校“桌面云”海量数据提供存储的服务，包括海量数据存储服务、数据查询服务、数据存储拓容服务等。
基础架构服务：高职院校“桌面云”数据中心能提供的服务，包括机动式硬件部署服务、自动化智能维护服务、接口拓展服务、按需配置服务、硬件资源共享服务等功能。
安全服务：为保证高职院校“桌面云”相关业务的安全运行，系统提供的安全服务，包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、管理安全、虚拟化安全、数据安全。
4 高职院校“桌面云”建设措施
高职院校“桌面云”是一项系统工程，需要加强顶层设计，统筹协调，持续推进建设工作。
4.1 加强理论研究，明确建设目标路线和标准
加强理论研究，拓宽学院教育理论内涵，将新技术新方法融入到教学实践中，建立符合高职院校教学训练实际的标准体系，同时注重教学理论和新技术的形式和内容的结合创新。制订“桌面云”平台的建设规范和运维软件验收规范，确保系统建设的规范性，实现系统集成和信息共享。建立“桌面云”信息安全管理规范，确保应用健康有序发展。
4.2 加强技术攻关，解决使用中的出现的问题
根据学院桌面云建设实际，具体问题具体分析，通过借鉴云技术在别的领域的应用，探索出适合我院自己的技术应用。此外，加强与科研院所、信息技术科技公司开展多种形式的技术合作，充分利用研究机构人才优势、技术优势，加大新技术研发投入，开展试点建设，取得突破后全面推广。充分吸收其他高等院校信息系统建设经验和科研成果，在新的起点上创新，力求高起点突破、跨越式发展。
4.3 加大投入，搞好人财物力保障
坚持把“桌面云”建设作为教学信息资源建设的核心任务，加大经费投入力度，切实搞好人财物力保障，为“桌面云”建设创造良好的建设环境和平台。同时，加强统筹协调，完善保障机制，严格信息系统建设经费管理，加强监督审计，减少重复建设，杜绝经费浪费，努力提高经费保障效益。
参考文献
[1] 李小强，教育桌面云提升IT效率[J]，中国教育网络，2012（12）：73-74
[2] 熊家军，李强，云计算及其军事应用[M]，科学出版社，2011.8
[3] 崔益峰，桌面云在高职院校教学用计算机管理中的应用[J]，计算机应用，2012（1）：224-228
[4] 李海峰，乔爱平.私有桌面云架构设计及实现[J].警察技术，2011-05.
作者简介
高崇阳，1980.10，男，山东章丘，汉族，硕研，讲师，空军后勤信息化，221000，江苏省徐州市鼓楼区西阁街85号指揮系，13952236986。