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VOI模式下多媒體教學(xué)論文
1桌面虛擬化
虛擬化技術(shù)的工作原理是直接在計算機硬件或主機操作系統上嵌入一個(gè)精簡(jiǎn)的軟件層，該軟件層以動(dòng)態(tài)和透明方式調度硬件資源的虛擬化管理程序，它使得多個(gè)操作系統可同時(shí)運行在單臺物理機上并彼此之間共享硬件資源[1]。桌面虛擬化[2-3]是指將計算機的桌面進(jìn)行虛擬化，采用基于服務(wù)器的計算模型，依賴(lài)于服務(wù)器虛擬化，生成大量的獨立的虛擬機或虛擬桌面，并根據專(zhuān)有的虛擬桌面協(xié)議發(fā)送給客戶(hù)端設備。桌面虛擬化是計算機虛擬化技術(shù)的應用方向之一，是目前快速發(fā)展、應用性較強的主流技術(shù)[4]。計算機桌面虛擬化應用主要有虛擬桌面基礎構架（VirtualDesktopInfrastructure，VDI）和虛擬操作系統基礎構架（VirtualOSInfrastructure，VOI）兩種構建模式。
1.1VDI模式
VDI的基本原理是通過(guò)后臺服務(wù)器生成虛擬機，再由虛擬機向前臺客戶(hù)端交付虛擬桌面，提供操作系統、應用服務(wù)及用戶(hù)定制的各類(lèi)軟件服務(wù)。虛擬化桌面會(huì )話(huà)管理服務(wù)器將對模板虛擬機進(jìn)行統一協(xié)調管理，客戶(hù)機在需要使用虛擬桌面時(shí)，使用客戶(hù)端程序或瀏覽器窗口登錄[5]，身份認證通過(guò)后，遠程模板系統運行桌面將呈現在終端操作系統的新建窗口中，這個(gè)桌面即為虛擬桌面。用戶(hù)對虛擬桌面上所有的操作實(shí)際都是對模板虛擬機的操作。通過(guò)專(zhuān)用傳輸協(xié)議，可以將終端的輸人流發(fā)送到模板虛擬機，模板虛擬機的輸出流則被傳回到終端。VDI模式通過(guò)在服務(wù)器上運行操作系統，將用戶(hù)桌面進(jìn)行虛擬化，而不必給每個(gè)用戶(hù)配置桌面計算機。用戶(hù)通過(guò)來(lái)自客戶(hù)端設備的協(xié)議與虛擬桌面連接訪(fǎng)問(wèn)。通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )，能夠快速部署通用桌面環(huán)境，并對桌面映像的集中管理和快速恢復。由于VDI模式采用硬件仿真和瘦協(xié)議，在流媒體、多媒體的計算和應用方面適用性不強，而VOI模式既對于服務(wù)器端的操作系統、應用服務(wù)以及用戶(hù)定制的支持良好，也能有效實(shí)現客戶(hù)端緩存操作系統、應用服務(wù)以及用戶(hù)定制。這樣，在處理各類(lèi)流媒體數據、多媒體素材以及大型軟件等方面，能有效利用終端資源和外部設備。大大降低對網(wǎng)絡(luò )環(huán)境和硬件的依賴(lài)，確保終端在各種復雜情況下的正常運行。數據可實(shí)現集中存儲或終端加密存儲，而且終端應用數據的安全性得到有效保護，不會(huì )因網(wǎng)絡(luò )或服務(wù)端故障而丟失[6]。
1.2VOI模式
在對VDI模式的實(shí)際應用中發(fā)現存在一些不足或難于滿(mǎn)足用戶(hù)需求的情況。比如：終端對于服務(wù)器的壓力非常大，流媒體和IP語(yǔ)音等應用的效率大打折扣；由于VDI模式需要保證網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量，客戶(hù)端必須保持網(wǎng)絡(luò )通暢才能正常使用各種應用，而移動(dòng)應用將遇到很多困難；對外設部件的兼容性不夠全面。VOI模式靈活獨創(chuàng )的架構可解決傳統VDI模式難以解決的問(wèn)題。VOI模式以客戶(hù)端虛擬容器技術(shù)為底層基礎，將客戶(hù)端完全虛擬化，建立虛擬容器池，在容器池上部署操作系統。VOI的特點(diǎn)主要表現在集中管理、本地運算，單鏡像異構桌面交付，管理模式靈活，安全可靠，成本控制深入等方面。使用VOI構架部署的桌面虛擬化系統能夠大幅降低終端運維成本，實(shí)現集中、統一、靈活的客戶(hù)端管理，大幅提升管理人員的工作效率。
2基于VOI模式的教學(xué)環(huán)境
2.1虛擬化系統模型
采用VOI構架對多媒體教學(xué)環(huán)境進(jìn)行設計，總體上按應用層、虛擬機管理層、虛擬硬件層三個(gè)層次進(jìn)行設計[7]。
1)應用層直接面對終端用戶(hù)，用戶(hù)借助客戶(hù)端，完成遠程登陸虛擬機并組織教學(xué)資源、進(jìn)行教學(xué)環(huán)境部署。
2)虛擬機管理層集中完成虛擬化管理、基于用戶(hù)需求的虛擬機管理部分負責虛擬機資源的管理、虛擬機生命周期管理等工作，虛擬機訪(fǎng)問(wèn)管理部分負責用戶(hù)與虛擬機之間的映射，完成用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)虛擬機的任務(wù)。虛擬機的生命周期管理將由用戶(hù)的計劃安排、所需虛擬機配置等因素來(lái)決定，比如：根據課程安排、課件要求、教學(xué)環(huán)境配置等，自動(dòng)產(chǎn)生虛擬桌面，使用完成后，虛擬桌面自動(dòng)注銷(xiāo)，完成系統的生命周期。這樣，按照不同教師的教學(xué)要求和教學(xué)資源配置方案，生成不同配置的虛擬桌面，實(shí)現教學(xué)資源按需定制。3)硬件虛擬層分為硬件資源層和虛擬化層，硬件資源層由虛擬化服務(wù)器集群組成，虛擬化層則使用虛擬化的分層抽象技術(shù)對硬件資源層進(jìn)行虛擬抽象，提供一個(gè)完整的虛擬硬件接口并且調度操作系統在虛擬機監視器上執行，為虛擬機管理層提供運行的環(huán)境和資源。
2.2系統結構與部署
桌面虛擬化教學(xué)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構如圖1所示，虛擬機服務(wù)器集群連入校園網(wǎng)核心交換機，包括虛擬化服務(wù)器、桌面虛擬化服務(wù)器、應用管理及數據存儲等硬件。部署上，將桌面虛擬化管理軟件安裝在虛擬機服務(wù)器上，建立教師個(gè)人定制的操作系統鏡像文件，多媒體教學(xué)環(huán)境的客戶(hù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò )啟動(dòng)的方式通過(guò)校園網(wǎng)加載服務(wù)和數據，不用逐一安裝客戶(hù)端代理軟件。
2.3終端管理平臺
通過(guò)VOI虛擬終端管理系統的構建可滿(mǎn)足不同教師的教學(xué)環(huán)境需求，包括各類(lèi)多媒體設備使用與共享、應用軟件支持、流媒體資源服務(wù)，使教學(xué)資源更具針對性和實(shí)用性。應用配置信息遷移（ProfileMovetoSavePrivateSpace，PMSP）機制將教師的個(gè)性化信息遷移到個(gè)人私有空間中，為其恢復個(gè)人教學(xué)環(huán)境。私有空間獨立于OSMappingStream之外，受自身文件訪(fǎng)問(wèn)權限的限制，可以從本機存儲中開(kāi)辟，也可以從服務(wù)器或私有云存儲中分配。
3結論
桌面虛擬化給高�，F代教育技術(shù)發(fā)進(jìn)步供了新思路和發(fā)展方向，基于VOI架構的桌面虛擬化技術(shù)在多媒體教學(xué)環(huán)境的應用，能夠進(jìn)行快速的按照部署操作系統，維護便捷，使客戶(hù)端資源得以合理利用，減少硬件投入。教師能夠靈活掌握教學(xué)資源的使用，按照實(shí)際需求配置教學(xué)軟件，教學(xué)資源獨立分離存儲，降低計算機病毒感染。VOI整體架構設計利用成熟的虛擬化及安全管理技術(shù)并加以創(chuàng )新，克服了VDI模式局限，能更好地為多媒體教學(xué)環(huán)境建設提供更好的基礎平臺，為教師提供更加個(gè)性化的教學(xué)資源服務(wù)。
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