桌面云在学校教学办公管理中的应用研究

摘要：随着互联网、计算机、物联网技术的高速发展，传统PC由于占地空间大、能耗大、管理复杂、数据安全难以保证等因素已无法满足现代教师的办公需求。该文从桌面云的概念和特点以及传统桌面应用现状出发，结合当前教学办公的现状以及发展瓶颈展开讨论，分析了云桌面在教学办公中的优势，并以泗县三中校园云桌面项目建设为例。实践证明，桌面云有效地解决了传统教学办公中出现的问题，为教学办公的未来发展以及优良的服务和管理模式提供了保障。

关键词：智慧校园；云桌面；虚拟化；云办公

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）28-0093-03

1 引言

在信息化技术高速发展的今天，物联网、大数据、云计算的应用也不断增多，信息技术的革新引领行业的发展。许多学校也紧跟时代的步伐，加快智慧校园的建设，带动教育和管理的发展，最终实现教学办公的信息化与智能化[1]。

目前，随着学校办学规模的不断扩大，教学资源的逐渐紧张，硬件设备的更新频率加快，校园的信息化问题也会逐渐变多，再加上由于教师办公面向的老师多，科目多，对传统PC的性能、稳定性以及后期维护均提出了很大的挑战[2-3]。

云桌面是将虚拟化技术与瘦客户端系统结合，对传统的桌面应用所需的计算、软件、存储资源进行整合，实现对云桌面资源和管理的调配及监控，利用云桌面智能传输协议实现接入用户的远程桌面服务应用。近几年，云桌面的飞速发展为教师办公、校园信息化建设等多方面的改革提供了保障[4-5]。

2 传统教学办公的现状及发展瓶颈

在传统教师办公环境中，由传统PC终端组成的学校信息化办公场景逐渐暴露出种种不足，阻碍了校园信息化发展的脚步[6]，主要表现在以下几个方面：

1） 传统PC无法实现快速部署、集中管控，在完成部署后，须逐一对每台PC进行系统调试、软件安装等多个步骤才完成办公环境的交付，大大降低了工作效率。在传统教师办公模式下，为每个老师单独分配一台PC进行日常办公，这种人机绑定模式下，遇到人员流动时，管理员需要回收旧PC并重新置备新PC，不仅耗时费力，也大大增加了成本投入。

2） 教师的办公桌上不仅摆放了个人物品，还有学生的作业本、试卷等，如果再放一个电脑主机，不仅占用了办公空间，也给老师的办公带来诸多不便。另外，一个办公室如果几十台电脑同时工作，产生的噪音和热量也相当大。同时，随着设备的使用时间越长，硬件也会出现老化，三四年之后，管理员需要每年花费大量的时间在各个办公室进行硬件的维修和更换，同时，也是巨大的资金支出。每台PC的功率在200W左右，按每年使用200天计算，学校每年将要支出10多万元的电费。

3） 教师为了保护PC安全，安装各种杀毒软件，但是由于用户对个人工作电脑拥有完全的管理权限，在使用时可以自由操作。日常使用时的不当操作和疏忽，其自行在网上下载安装的软件或使用各种移动存储设备拷贝的文件有可能附带恶意的破坏性程序，PC容易感染病毒，或受到木马等危险程序的侵害，一旦学校内有PC感染了病毒且没有及时修复，容易被蠕虫和木马等恶意软件加以利用，会给学校网络环境带来巨大威胁。另外，教师的个人数据都保存在个人终端上，一旦发生PC的硬件设备出现老化、物理损坏或其他突发故障都有可能导致个人PC上的数据丢失或损坏。

4） 移动办公是众多学校管理层及时掌握师生和教学信息、快速进行管理决策的必备系统，其对学校的重要性不言而喻。传统的人机绑定模式已无法满足移动办公的需求，越来越多的学校用户希望能使用各种设备在家、在旅途中或在出差的时候，同样可以正常办公。

如何提高教师的办公效率，有效改善服务质量和教师的实际体验，保障教师的个人数据安全，是当下问题的重中之重。在保障高品质服务的前提下，如何实现资源利用效率的最大化，进一步降低运行和维护成本，提高使用效率是当前许多学校教师办公可持续发展的瓶颈之一。桌面云技术的不断革新与普及，为解决上述问题带来了希望，在满足教师办公的基础上，利用虚拟化技术实现了操作系统与物理硬件的分割，教师数据的统一管理以及教师的移动办公等。

3 桌面云在教学办公中的优势

通过剖析学校里教师日常办公环境中存在的问题，为了有效优化教师的办公环境、进一步提供办公效率，针对性地提出桌面云的解决方案，通过搭建校园的桌面云系统，改善教师的办公环境，解决数据安全、高效运维、移动办公等问题，云桌面的优势主要体现在以下几个方面。

3.1 简化管理

在云桌面FusionAccess的集中管理平台中为老师制作统一的办公环境。桌面云管理平台提供了人机交互控制管理界面，无论虚拟机开机、关机、重启都只需要轻轻一按。每个老师的虚拟桌面的管理和配置都在集中的管理平台上进行，只要做好一个虚拟机模板，就可按照此模板发布几百个虚拟机，无须像传统PC在每个电脑中安装相应软件，大大提高了部署效率，也避免了老师在下载软件的同时带来的病毒等，只要一个管理人员可监测所有老师虚拟桌面的运行状态，甚至包括每台虚拟机的硬盘、CPU的使用情况，当出现硬盘存储不能满足要求时，及时分配虚拟CPU、内存及存储，可以在软件层面中做到及时响应，避免了由于传统PC机桌面分布所造成的管理运维复杂以及成本太高。

3.2 经济环保

传统PC机的正常功率在200W左右，而瘦终端的功率仅为10W。虽然云桌面平台侧设备会占用部分的电量，但总的耗电量仍低于传统PC的五分之一，可见，使用云桌面每年的耗电量相比于传统PC会大幅下降。每年为学校节省大量硬性支出。

瘦终端中无风扇、无硬盘，寿命比传统PC增加20%以上。节省成本投入的同时大大减少了电子垃圾，进一步响应了国家倡导的绿色节能号召，创造舒适、低能耗的绿色校园环境。在办公室只布置一台显示器和瘦终端，为老师节省了大量的办公空间，避免了线缆缠绕带来的杂乱无章。

3.3 安全可靠

云桌面系统中所有数据的存储和计算功能都发生在平台设备侧，用户通过网络获取的只是桌面的显示信息，而核心的数据信息不能通过网络下载、存储，这样提高了教师办公的安全性。在平台侧设置统一的存储设备，数据的集中存储为数据的备份、恢复带来了方便。然而，传统PC桌面分布在各个位置，且不具备冗余备份的功能，因此，当出现电路故障和系统文件丢失等意外状况时就可能导致传统PC桌面的崩溃。然而，云桌面平台集中在中心机房，方案设计时均考虑了冗余备份，当出现虚拟机发生故障时，重新发布虚拟机即可恢复正常。

4 泗县三中云桌面建设方案

4.1 云桌面方案架构

泗县三中有教职员工约400人，之前学校为每个老师采购了PC机，几年时间过去，设备的老化，加上老师的使用习惯，出现了各种硬件和软件的问题，这让学校唯一的管理员更加头痛，大量的时间往返于各个办公室，针对这样的问题，学校准备采用桌面云方案代替传统PC的模式。

泗县三中云桌面方案以虚拟化技术为基础，在机房侧搭建整个硬件平台，负责提供动态管理的平台，在用户侧只布置显示器和瘦终端，在云桌面客户端负责桌面内容显示，并由单独的管理平台实现虚拟机的高效管理和运维。

1） 服务器侧

云桌面通过桌面虚拟化技术，将服务器的物理硬件虚拟化成逻辑资源，让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件资源转变成可以动态管理的“资源池”，从而提高了服务器硬件资源的利用率，简化了计算机系统的管理，实现了服务器资源的整合。

2） 存储侧

存储虚拟化是指在物理存储设备与服务器之间增加一个虚拟层，不仅对存储进行管理和控制，而且对服务器提供存储服务。然而，服务器并不与存储硬件直接发生联系，存储硬件的调换、拆减、合并对服务器层完全透明。

存储的虚拟化技术实现了高效且灵活的存储，简化了虚拟计算机的存储操作过程，虚拟化存储通过对存储系统进行全面的管理，实现了存储池中存储空间的灵活划分。

3） 客户端侧

云桌面客户端通过桌面虚拟化技术，显示对应用户的桌面信息，以达到桌面使用的安全性和灵活性的目的。桌面虚拟化技术实现了计算和存储功能的迁移，用以替代传统的商用计算机，实时监测每个虚拟机的状态，针对不同需求提供不同配置的虚拟机，同时提高整体的系统安全性，加强统一管控，降低成本，实现绿色节能。

4.2 泗县三中云桌面部署方案

泗县三中虚拟云桌面方案基于VDI架构，通过在放置在电信机房服务器和存储，在FusionAccess的集中管理平台上虚拟出CPU、内存、显卡、网卡等PC物理组件，然后在这些虚拟组件上运行操作系统，从而实现操作系统虚拟化。按照教师的办公使用要求，制作虚拟机模板，为每个老师配置了4VCPU、4G内存、系统盘50G、数据盘100G的虚拟机，教师使用安装在瘦终端上的客户端软件，通过专属网络协议与服务器上的虚拟桌面，登录个人的账号和密码就可以进行连接使用。整个系统的网络拓扑图如图1所示。

图1中左侧的平台侧设备放置在运营商机房内，其中包括七台华为RH2288H V3服务器、一套华为5300V3存储、两台华为Eudemon1000E-N7防火墙、两台华为CE6851-48S6Q-HI核心交换机、两台华为S5320-52X-SI接入交换机，图片右侧用户端设备400台显示器、键鼠和华为CT5100终端分别放置在13个办公室中。整个网络架构是局域网方案，防火墙出口与学校的三层交换机通过光纤专线连接。整个网络出口在运营商机房内。虚拟云平台通过FusionCompute和FusionAcess软件实现虚拟云桌面的资源管理，可以实时监测用户的CPU、内存、硬盘的使用情况。该项目的虚拟云桌面平台最大支持320个用户并发。对于使用CT5100终端的老师来说，虚拟云桌面包括一个完整的系统环境以及对应的虚拟应用和存储，能够满足老师的日常教学办公的需求。

泗县三中云桌面的使用效果如图2所示。左上角为泗县三中老师云桌面办公的情况。右上角为云桌面的登录界面。左下角为FusionCompute平台主界面，主要负责硬件资源的虚拟化，以及对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。右下角为FusionAccess虚拟机管理软件。

历时半年时间，从方案设计到项目启动实施，整个云桌面系统建设完成，经过对教师的系统培训，让他们对桌面云的操作及运维方式有了基本了解，经过一段时间的使用，云桌面的使用习惯与传统PC并无区别，而云桌面管理简单、使用方便的优势体现得淋漓尽致，高效管理和运维给教师带来了便利，多场景的办公也有效满足了教师的使用需求。

5 结束语

教师办公是智慧校园信息化建设的重点领域之一，学校每年在教师办公领域软硬件更新、设备维护管理等方面花费了大量的人力和财力。事实证明，校园办公环境在应用云桌面的基础上，在性价比，工作效率、管理效率等方面有了很大的提升。但是，云桌面平台的初期建设投资偏高，后期如何降低维护难度，提高管理人员的管理水平，减少或分担前期建设资金的投入，是智慧校园规划者和建设者需要进一步考虑的问题。

参考文献：

[1] 耿永彬，邢亮，周海臣.基于虚拟化技术的桌面云在聊城烟草多办公场景的研究与应用[J].山东社会科学，2016（S1）：114-119.

[2] 刘国萍，郑燕冰.中小企业云服务解决方案及关键技术实现研究[J].电信科学，2013，29（9）：37-43.

[3] 孙玉良，黄漫红.高校文科类实验教学示范中心云桌面建设探索[J].实验技术与管理，2017，34（5）：212-214.

[4] 牟萍.云技术及物联网在高校公共资源管理中的应用[J].重庆师范大学学报（自然科学版），2017，34（3）：96-102.

[5] 林飞跃，林先津.云桌面在教学管理中的应用[J].实验室研究与探索，2013，32（10）：336-338，343.

[6] 赵晴，秦长征.运用云桌面技术提高网络维护能力的方案探讨[J].移动通信，2017，41（1）：83-87.

【通联编辑：谢媛媛】