1、“数字国美”策略下的终端管理变革摘 要教育信息化建设进入了“智慧校园”的新阶段，教学资源数字化建设成为实践与探索的焦点。新的信息技术和虚拟技术蓬勃兴起，教学办公、科研创作的方式方法不断变化，虚拟终端作为交互中直接面向主体的窗口，开始迎来全新的变革。本文以下一代云桌面的理论为基础，在信息化建设新形势下探索终端变革的应用和方向。 关键词教育信息化；虚拟化；云桌面；智慧校园；MOOC；SPOC 中图分类号：TF762.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0398-02 引言 教育信息化是国家社会信息化建设的重要基础。随着信息化建设的迅速发展，高校数字化建设成为了教育信息
2、化建设的主流，由此形成了教育新发展的必然趋势。 “互联网+教育”就是创新理念推动下的以互联网思维促进教育的进步实践理论，推动教育观念方式的演变，从而激发现代化教育体系的生命力，为带动教学管理和科研创作提供更广阔的平台。教育部教育信息化专家组秘书长、华东师范大学副校长任友群在“互联网+”时代高校智慧校园建设研讨会上提出：“我们希望未来的大学把学习、科研和生活这三件核心的事情互联化起来，形成一个新型环境，使人能够在无缝的、高效的、便捷的校园之中生活。 ”“智慧校园”是高校信息化进入高级阶段的表现形式，信息技术与教育教学的融合应该更加深入。高校“智慧校园”应该具有的特征：互联网高速泛在，智能终端广泛
3、应用；团队协作便利充分，集体知识共生共荣；业务应用智能融合，外部智慧融会贯通。1 1 信息化建设与虚拟桌面结合 中国美术学院推行的“数字国美”战略以管理平台一体化、教学支持网络化、人才培养信息数据化、传播媒体立体化和建设国内一流艺术类教学资源数字化为基本建设构想。以私有云和公有云相结合，完善信息服务响应。重视信息安全保障，妥善规划避免重复建设。以“互联网+教育”的理念推动学院信息化建设，注重建设周期，以快捷、轻量为标准，重视移动办公的用户体验。以网上社区的形式吸引国美人形成良好工作和学习的合力，共同打造完善的虚拟化平台，推动学院重点高校信息化建设。 让学习、科研和生活做到无缝、高效和便捷，不仅
4、需要可持续发展的硬件构架基础，更需要能够为全院师生提供一个方便快捷、按需分配的虚拟平台。这样一个虚拟平台需要高度的整合性，能够在不同的运用领域、移动办公教学需求下快捷交付应用，并能在此基础上将各类终端统合起来赋予无缝的环境配置和数据存储。基于 NGD（下一代云桌面）的理论，结合现有的知名虚拟服务方案提供商，例如 Citrix（思杰） 、VEsystem（和信）等在教育行业的云计算解决方案，探索从终端角度推动教育信息化的应用变革。 现有的桌面虚拟化架构有 VDI 和 VOI 两种模式。VDI 旨在为智能分布式计算带来出色的响应能力和定制化的用户体验，并通过基于服务器的模式提供管理和安全优势。概括
5、而言就是“服务端管理，集中运算” ，每一个虚拟桌面本质上就是部署在服务器中划分出来的一个虚拟机上的系统镜像，通过传输协议将系统界面传送到客户端。客户端只需要普通的显示设备或瘦终端，而实际的运算和存储均在云端进行。优点在于终端配置要求简单、成本较低，运维管理方便，利于部署在移动终端。缺点在于受到服务器、存储等硬件设备限制较大，对网络带宽要求和依赖性强，无法利用终端的计算和存储能力。VOI 是以 VBS（虚拟引导系统）为核心模块，以 IVDP（智能虚拟系统驱动协议）加载设备驱动，通过在终端客户机存储介质中建立 DCSS（虚拟系统缓存空间） ，直接在 I/O 层实现对物理存储介质的数据重定向。2概括
6、而言就是“服务端管理，终端运算” ，其优点在于不依赖于 GPU 和 CPU 的虚拟化技术，不存在远程端口映射关系，直接内部寻址，充分利用终端的计算和存储能力，避免了 VDI 目前所存在的服务器与网络消耗大及部分兼容性问题。缺点在于依赖终端统一部署，对移动终端的支持不佳。 2014 年初在 VEsystem 等研究机构的倡导下国内厂商启动了 NGD（下一代云桌面）的开发计划。NGD 采用双核心设计可以为客户机同时提供虚拟桌面基础架构（VDI）与虚拟系统（VOI）的交付方式。对于性能强劲的终端可采用 VOI 模式启动，充分发挥本地硬件的运算能力。在虚拟桌面模式下无需任何重定向技术的支持即能完美支持
7、 3D 图形图像的建模、渲染、高频解码及后期处理等工作，而对服务器的计算资源几乎零占用。在设计上 NGD 也承继了 VDI 对移动设备的支持，用户可以在Android、IOS 等设备上使用虚拟桌面。VEsystem 为实现 NGD 定义了一种新的文件格式“.NGD” ， “.NGD”文件不仅可以作为 VDI 虚拟机的快照文件使用，同时也能作为 VOI 的虚拟磁盘镜像文件使用。可以随时将一台VDI 用户的虚拟机化身为一个虚拟磁盘交付给 VOI 终端，也可以将一个VOI 终端使用的镜像化身为一台虚拟机放置在服务器集群中，用户可以随时用 VDI 客户端远程接入，在实现自由的无缝切换的同时，无需重新适
8、配环境。 2 终端管理的虚拟化结构和特征 将 NGD 的技术理论运用到高校信息化建设中，必须构架一个完整的体系。以虚拟终端管理系统为基础，在后台整合高校已有的数字资源，选择性地突出专业特色应用和整体注入通识教育、信息素养教育等基础应用。以虚拟桌面和虚拟存储服务来适应每位师生的用户习惯和个人研究教学资料素材存储，无论课余业余时间还是教学时间，都可以自主地将有用数据存储和利用起来。以服务器虚拟化缓解学院硬件设备建设的成本和压力，满足用户多类型的应用需求。以应用虚拟化平台，快速响应日常教学和创作研究等不断变化更新的需求。 完善的虚拟化建设体系可以将原本发散型数据快速整合，不仅可以从大数据角度利用全院
9、的数字资源，还可以资源共享、减少重复检索利用和基础建设造成的时间与资源浪费。 结合美术院校教学和专业特色，终端管理的虚拟化建设呈现的特征如下： 1. 数据标准化迁移。 虚拟化应用中，数据迁移包含两个方面：存储数据的迁移和系统镜像数据的迁移。虚拟化的数据迁移主要运行在云端，现有高校的云端建设主要是私有云、公有云和混合云三种模式。私有云的核心属性是专有资源，其架设完全依赖高校自身存储服务器设备的建设，成本较高。数据、安全性和服务质量的有效控制，具有较强的自主性。公有云一般采用租赁大型服务器商提供的虚拟存储设备，成本较低，运用灵活，但客户一般不会将核心数据与 Mission-Critical 的应用
10、迁移到公有云中。混合云可以简单理解为前两者的组合，鉴于高校移动办公、教学的实际需求，一般都会采取此种方式。 系统镜像数据的迁移是达到无缝、高效和便捷地部署应用的基础。根据下一代云桌面概念，在实现过程中定义的“.NGD”标准文件格式，不仅可以作为 VDI 虚拟机的快照文件使用，同时也能作为 VOI 的虚拟磁盘镜像文件使用，这样的标准才能满足覆盖现有应用需求的部署。 2. 集中式和自主式管理相结合。 集中式管理的基础是服务器虚拟化的建立。在高校信息化环境中，逐步推动教育应用向云计算模式转型，促进数字化教育资源共享和整合，而后将云服务分步实施、循序渐进、逐步扩展。3各个职能部门无需为本部门的特定应用
11、架设服务器，在方便集中管理、减少硬件成本和空间的同时，省去了繁重的运维负担。例如选课系统、招生系统、心理测评系统等只在特定时间段运行的应用，服务器虚拟化可以将资源分配给其他关键应用，使得在有限的硬件设施条件下可以更好应对数据流量的高峰。 自主式管理是以集中式管理为前提，在提供有限的存储资源的情况下，根据配置环境与需求列表选择的按需分配的虚拟应用管理模式。各职能部门的自主式管理以有限开放虚拟系统配置的形式体现，以虚拟机为独立单元分配给各部门，针对特定应用系统进行管理。研创团队或个人以科研项目需求为导向，按需调用跨单元的虚拟资源。学生日常学习可以在满足多样性和移动学习的需求下，使用已完善配置的虚拟
12、应用，根据个人实际和专业特点分配独立的虚拟存储资源。 集中式与自主式管理的有机结合，必然需要一个统一的平台来支撑。NGD 能够以集中式管理为后台，以需求列表形式实现自主式管理。从终端角度，体现无缝、高效与便捷。 3. 系统的安全保障。 通常情况下 PC 操作系统由于安装过程中大多数安全策略配置的不启用，使得系统容易出现安全问题，而存储方面则完全依赖硬件设施的可靠性。服务器的安全配置需要较为专业的技术能力，对于运维人员的专业性要求非常高，运维成本难以预计。根据 IDC 数据显示，硬件成本与运维成本比是 1：3。由此可知，后期运维的重要性更在前期硬件设施建设之上，而安全保障更是重中之重。 通过部署
13、虚拟服务器和存储器，管理人员只需要对操作系统进行一次全面的安全配置，以此为虚拟服务器的镜像文件，就可以为所有使用该镜像系统的终端提供一致的安全保障，同时升级系统补丁和病毒库，按需更新应用环境配置的工作都可以一步到位。通过部署云桌面，将个人实际操作与服务器和存储器在物理层面上分割开，任何误操作都不会影响到操作系统和重要数据的安全。 4. 用户习惯和私有数据的保障。 从终端角度看用户习惯，无论是 PC、瘦终端还是移动终端都呈现出复杂性和多样性。复杂性在于无论何种终端，运行在其中的多种应用都需要不同的环境设置，需要专门的驱动和插件设置，以及外置设备的调用。多样性在于各类终端的操作系统不一、硬件配置不
14、一和应用需求不一。传统的用户习惯根据终端的变化而变化，但在统一部署的下一代云桌面基础上，因为配置环境的无缝迁移，使得用户习惯可以尽可能地保持一致性。私有数据的存储在传统的存储设备上无法保持统一，用户必须在使用不同终端后分别存储，终端与终端之间的物理存储介质并不互通。新的虚拟化桌面可以在保留用户习惯和良好的应用体验的同时，将私有数据存储在云端。 5. 良好的应用体验。 在高校信息化建设中，BYOD 模式并不只在于移动办公的层面，移动教学更是关键。移动办公不仅包含日常办公的范畴，还包括了移动科研创作这样更深入的应用需求。无缝、高效的云桌面平台可以按需分配资源设备，任何前置的需求条件可以在后台统一规
15、划，规模化定制的虚拟系统、符合用户习惯及创作环境的应用交付，能够更有效地推动科研创作的深入。 移动教学是高校信息化建设的重点。以美术院校为例，基础课程教学、选课系统、心理测评系统、图书资源阅览等应用对服务器配置和终端要求不高，普通瘦终端和移动终端完全可以支持；图形设计创作、高清视频和图片资源阅览以及实验教学等应用对图形处理能力和运算能力的要求较高，大范围运用虚拟 GPU 和 CPU 的硬件建设成本过高，因此更加依赖于终端的硬件设备；多媒体教学、MOOC（大型开放式网络课程） 、SPOC（小规模限制性在线课程）等新型教学模式呈现出跨平台、跨终端的应用需求，能够做到无缝切换的云桌面系统可以提供更完
16、善的支持。 6. 统合信息化资源的大数据分析平台。 高校信息化建设下定义的数字资源应该包含自建和购买的数字资源库、实验教学数据、在线课程及课程交互数据、科研创作数据和日常教学办公信息化统计数据等。以权限定制和按需分配原则交付的下一代云桌面可以将此类数据无缝、高效地统合在一个系统平台下。在提供应用的同时，将持续不断产生的流数据选择性存储在虚拟存储器中，建立高校自有的大数据分析平台。 “测量、收集、分析和报告有关学生及其学习环境的数据，用以理解和优化学习及其产生的环境的技术”是“学习分析”的明确定义4。以 MOOC 等在线课程教学模式为例，随着教育信息化的不断发展，参加在线课程学习的用户规模不断扩
17、大，学习过程中产生的相关学习行为数据以几何式增长。学习分析是高校信息化大数据分析应用的重要组成部分，以统一云桌面平台为基础，数据收集、过程分析、干预为手段，反馈给学习者、教学研究部门，发现隐藏在数据背后的规律，从而促进更加有效的教学发展。 3 应用展望 在教学方面以 SPOC 为例，美术院校具有不同于综合类大学的教学特色，以新的虚拟桌面为依托，通过创建独具特色的 SPOC。这样的 BYOD 式学习有助于增加学生课程投入时间，通过混合教学模式引导学生进入更有针对性的深入讨论，翻转学生的学习习惯，增加讨论、实践环节，进而培养学生解决问题、表达观点等综合能力，激发学术兴趣，增进学生的学习主动性。5
18、以图书馆数字资源应用为例，云桌面可以为读者提供独立账户，等同于个人虚拟终端。对于读者而言，区别只在于个人存储端选择以及终端接入口选择。应用交付、数字资源检索等复杂操作都会归于后台工作人员的镜像文件设置。图书馆可以选择性推送新采购的或极具推荐价值的数字信息资源；可以在收到师生提交的应用申请或所需数字资源的情况下，实现快速交付，每一项应用，每一类信息对于后台来说如同系统参数一般条理清晰，易于操作；可以通过推送课程和专业应用来提高师生的信息素养，数字资源的实用性和时效性也将成为焦点。 结语 虚拟化建设是教育信息化基础建设的组成部分，智慧校园是高校信息化建设的新阶段。办公、教学和研究习惯的变化，尤其在
19、终端应用上的变化正逐步影响着信息化建设的方向和步伐，虚拟终端的管理变革必然存在更广泛的意义，值得我们去进一步探索。 参考文献 1 蒋东兴.“云端一体化”高校智慧校园畅想J.中国教育网络，2014（01）：49-52. 2 何钦淋.基于 VOI 的桌面虚拟化研究J.信息安全与通信保密，2013（05）：49-51. 3 张莉.基于云计算的高校数字化教育资源共享模式与机制研究J.长春教育学院学报，2014（02）：104+106. 4 Siemens，G. 1st International Conference on Learning Analyticsand Knowledge.2011. 5 徐葳，贾永政，阿曼多?福克斯，等.从 MOOC 到 SPOC基于加州大学伯克利分校和清华大学 MOOC 实践的学术对话J.现代远程教育研究，2014（04）：13-22.
