广东轻工职业技术学院是国家示范性高职院校建设单位，具有85年的职业教育历史。学校是首批教育部教育信息化试点单位，中央电教馆第二批“职业院校数字校园实验校”建设单位。学校共有70多个专业，建成国家示范性专业4个，全日制在校学生2.1万多人。
通过云桌面改善公共教学基础设施是学校实施广东省高等教育“创新强校工程”规划的项目之一。项目基于总体设计分三期实施，于2014年初启动一期工程， 2017年完成建设后,通过云计算技术为语音室、多媒体教室、公共计算机机房、电子阅览室和移动教学办公等5个场景提供超过1100个云桌面，实现了相应IT资源的集中弹性管理，降低了运维成本，有效改善了学校教学基础设施环境。同时，与现有的网上服务大厅、轻工教育学习平台、电子资源平台和协同办公系统有机结合，为师生打造了安全便捷、绿色节能的教学与办公信息化环境。
面临的主要问题
信息化推动教学管理变革，教学形式日益多样化，移动学习和办公的需求也凸显出来，学校教学办公用计算机8600多台，传统的运维模式和固定系统已经不能很好的满足教学办公需求。
1. 软件差异化需求问题。不同课程、不同教师使用的软件类型或版本各有不同，教学不同阶段教学环境也有所不同，而传统计算机只安装一个固定环境，不能快速满足差异化需求。
2. 病毒及数据安全问题。使用传统计算机，教师使用U盘较多，U盘病毒的交叉感染比较严重。另外，教学办公电脑很少进行安全备份，当发生硬件故障，容易导致个人数据丢失。
3. 运维管理问题。学校计算机数量多、区域分散、设备型号不统一，难于统一管理；质保期过后硬件故障率高，而高职院校普遍维护人员严重不足，课室利用率很高，因而导致问题处理不够及时。
具体措施
部署虚拟化桌面平台
云桌面硬件运行环境采用华为高可用数据中心解决方案，统一部署8台高性能华为RH2288H V3服务器及2台OceanStor 5600 V3网络存储，服务器器按配置分为业务节点和数据库节点集群，采用IP SAN万兆存储互联，存储在广州和南海校区各一台，构建异地数据互备，所有资源通过云管理平台进行统一管理，实现资源弹性调度、自动化管理，建成高性能数据中心云平台。本期提供虚拟CPU 1200个，虚拟内存2TB，存储资源167TB，采用弹性扩展的云计算和集群技术建成服务器虚拟化平台，实现服务器、存储的虚拟化，按需提供服务，提高资源利用率，降低能耗，提升服务响应能力，增强系统可靠性，为云桌面平台提供了高可用的计算资源和存储资源。
云桌面应用围绕教师和学生教与学的主要场景需求进行梳理,提出跨校区统一部署桌面虚拟化的整体解决方案。前端采用免维护的瘦终端, 数据中心提供后端资源支撑，基于SDN构建高效的自动化虚拟化网络通过虚拟化技术共享CPU、内存和存储等底层物理硬件资源, 允许多个用户桌面以虚拟机的形式独立运行，这种架构将虚拟机彼此隔离开来，同时可以实现精确的资源分配，也能保护用户免受由其他用户活动所造成的应用程序崩溃和操作系统故障所带来的影响。校园网用户通过连接服务器连接到数据中心的桌面, 外网用户通过防火墙映射的安全服务器与安全服务器专用的连接服务器建立外网用户访问的接口。用户只需要在安装有桌面客户端的设备上登录即可获取相同的桌面, 实现统一的桌面交付。
基于云桌面提升多媒体课室
将所有多媒体课室的传统计算机全部更换为瘦终端盒子，分配相应的云桌面计算资源，安装常用的教学软件，每个课室通过不同的账号自动登录获取固定桌面。老师每次上课的数据会留存在桌面中，如果有需要定制安装的软件由管理员快速升级模板提供，老师也可退出自动桌面登录个人专属桌面进行教学。基于云桌面，结合课室监控管理系统和中央控制系统，实现了多媒体教室集中监控和多媒体设备的管理和控制。管理者可了解多媒体课室实时上课情况及历史视频画面，并实时收听现场声音，为学校督导和同行跨校区听课提供了便捷性和开放性。多媒体课室云桌面与学校轻工教育在线平台相结合，配套学习通移动端功能，打造高效互动课堂，推动了线上线下混合式教学的开展，多媒体课室的教学支撑能力整体得到较大提升。
构建随需而变的云实训室
建设2间云语音室和8间公共云实训室，配备640个性能较高的瘦终端盒子，云桌面的计算资源根据实际需求分配。每间实训室配置多套模板，在教学不同阶段，根据环境需求发布不同的模板或快照，管理员可以快速响应，轻松完成教学周、实训周、考试日不同的环境要求，甚至可以远程操作，不需要在现场按传统方式逐台解锁安装软件，再批量拷贝，每台测试。因为云实训室终端数量多，上课集中开机存在IO风暴问题，可通过提前分批开机来避免。另外，云语音室安装配套的语音软件使用，经过不断调试优化，实现了较好的听读训练和语音交互效果。
图1 云语音室
打造自主学习云桌面电子阅览室
电子阅览室和自主学习空间配备了180个瘦终端，该场景下每个在校学生都可使用个人账号进入云桌面，但受云桌面授权数限制，学生使用浮动桌面，桌面系统配置统一，配有个人网盘用于存放学习资源。为了读者公平使用，云桌面设置了2个小时的使用时长，到时间桌面会自动退出当日无法再登录。图书馆云桌面配合智能灯光、座位预约、读报机、朗读亭和丰富的电子资源营造了绿色、便捷的自主学习阅读空间。
图 2基于云桌面的多媒体课室
提供移动教学办公的专属桌面
教师根据个人需要可申请使用专属桌面，且不强制要求使用瘦终端盒子。云桌面支持多种终端设备的接入，能方便教师在任何有网络的地方使用办公电脑、笔记本或者移动设备登录个人桌面，打破了传统的固定地点、固定时间的工作模式。初始化云桌面环境已能满足基本办公和教学需求，个性化的软件需求可以自行安装，有复杂需求的可以申请多个桌面，安装不同的操作系统或软件。个人专属桌面很好地满足了专职教师不同的教学环境要求。对于行政办公人员来说，有效解决了跨校区办公、出差办公的问题，结合学校网上服务大厅、协同办公与移动OA等系统，大大提高了工作效率。
成效与经验
通过云桌面建设改善公共教学环境的项目取得了预期的效果,该项目同步推进了数据中心和核心网络的升级改造,提高了信息化基础设施的支撑能力,带动了学校信息化的整体发展。云桌面相关的智慧校园建设成果被收集为2018年广东省高等职业教育质量年度报告的信息化案例之一。云桌面的建设成效与经验分享如下：
运维模式简化 ,差异需求快速响应
云桌面环境下,代替传统计算机的瘦客户终端免维护，无需开机箱检查或更换零部件,终端运维工作大大简化。针对差异化的软件环境需求, 管理员通过授权的公共资源云平台，利用模板和快照技术，根据不同场景需求快速部署新的用户桌面进行发布，整个过程通过网络即可完成，操作的步骤也非常简单。教师的个人专属桌面则与传统计算机一样,自行安装软件,有需要可请求管理员技术支持。
节能效果明显,安全可靠性提高
云桌面大批量应用凸显出了能耗方面的优势，传统PC的平均功耗在200~300W左右，瘦客户机的平均功耗不超过30W，加上服务器不间断运行产生的能耗，使用云桌面后减少能耗60%左右，为学校节约的电费也非常可观，很好地响应了国家节能减排的政策。在安全性方面，为桌面应用提供备份与灾难恢复保护，确保个人数据的安全性，平台同时采用虚拟化安全技术，搭建云安全防护系统，无需每个桌面安装杀毒软件，就可为每个桌面提供安全服务。在可用性方面，通过 HA群集技术消除因服务器维护或故障产生的业务中断，并充分考虑高并发问题，根据桌面数量增加连接器，并采用硬件负载均衡设备，减轻大批量连接造成的连接服务器的压力。
资源集中弹性管理,TCO降低
通过云桌面平台实现了对虚拟桌面资源的集中式管理和统一控制，实时监控资源利用，动态分配回收，实现了资源的合理分配和使用，大大提高了资源的利用率。平台CPU使用率约50%，内存使用率超过60%。有效解决了学校传统计算机采购配置高而资源利用率不够，资源分散不易管理等问题。通过云桌面平台有效整合IT资源，提供弹性和自动化的基础设施，并按需提供服务，实现了资源最大程度的共享。集中管理和简便的操作使得管理人员运维时间节省超过70%，降低了IT总体拥有成本。（责编：杨燕婷）
（作者单位为广东轻工职业技术学院信息化建设中心 袁先珍）
