VOI模式下多媒體教學論文
1桌面虛擬化
虛擬化技術的工作原理是直接在計算機硬體或主機作業系統上嵌入一個精簡的軟體層，該軟體層以動態和透明方式排程硬體資源的虛擬化管理程式，它使得多個作業系統可同時執行在單臺物理機上並彼此之間共享硬體資源[1]。桌面虛擬化[2-3]是指將計算機的桌面進行虛擬化，採用基於伺服器的計算模型，依賴於伺服器虛擬化，生成大量的獨立的虛擬機器或虛擬桌面，並根據專有的虛擬桌面協議傳送給客戶端裝置。桌面虛擬化是計算機虛擬化技術的應用方向之一，是目前快速發展、應用性較強的主流技術[4]。計算機桌面虛擬化應用主要有虛擬桌面基礎構架（VirtualDesktopInfrastructure，VDI）和虛擬作業系統基礎構架（VirtualOSInfrastructure，VOI）兩種構建模式。
1.1VDI模式
VDI的基本原理是通過後臺伺服器生成虛擬機器，再由虛擬機器向前臺客戶端交付虛擬桌面，提供作業系統、應用服務及使用者定製的各類軟體服務。虛擬化桌面會話管理伺服器將對模板虛擬機器進行統一協調管理，客戶機在需要使用虛擬桌面時，使用客戶端程式或瀏覽器視窗登入[5]，身份認證通過後，遠端模板系統執行桌面將呈現在終端作業系統的新建視窗中，這個桌面即為虛擬桌面。使用者對虛擬桌面上所有的操作實際都是對模板虛擬機器的操作。通過專用傳輸協議，可以將終端的輸人流傳送到模板虛擬機器，模板虛擬機器的輸出流則被傳回到終端。VDI模式通過在伺服器上執行作業系統，將使用者桌面進行虛擬化，而不必給每個使用者配置桌面計算機。使用者通過來自客戶端裝置的協議與虛擬桌面連線訪問。通過計算機網路，能夠快速部署通用桌面環境，並對桌面映像的集中管理和快速恢復。由於VDI模式採用硬體模擬和瘦協議，在流媒體、多媒體的計算和應用方面適用性不強，而VOI模式既對於伺服器端的作業系統、應用服務以及使用者定製的支援良好，也能有效實現客戶端快取作業系統、應用服務以及使用者定製。這樣，在處理各類流媒體資料、多媒體素材以及大型軟體等方面，能有效利用終端資源和外部裝置。大大降低對網路環境和硬體的依賴，確保終端在各種複雜情況下的正常執行。資料可實現集中儲存或終端加密儲存，而且終端應用資料的安全性得到有效保護，不會因網路或服務端故障而丟失[6]。
1.2VOI模式
在對VDI模式的實際應用中發現存在一些不足或難於滿足使用者需求的情況。比如：終端對於伺服器的壓力非常大，流媒體和IP語音等應用的效率大打折扣；由於VDI模式需要保證網路質量，客戶端必須保持網路通暢才能正常使用各種應用，而移動應用將遇到很多困難；對外設部件的相容性不夠全面。VOI模式靈活獨創的架構可解決傳統VDI模式難以解決的問題。VOI模式以客戶端虛擬容器技術為底層基礎，將客戶端完全虛擬化，建立虛擬容器池，在容器池上部署作業系統。VOI的特點主要表現在集中管理、本地運算，單映象異構桌面交付，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，實現集中、統一、靈活的客戶端管理，大幅提升管理人員的工作效率。
2基於VOI模式的教學環境
2.1虛擬化系統模型
採用VOI構架對多媒體教學環境進行設計，總體上按應用層、虛擬機器管理層、虛擬硬體層三個層次進行設計[7]。
1)應用層直接面對終端使用者，使用者藉助客戶端，完成遠端登陸虛擬機器並組織教學資源、進行教學環境部署。
2)虛擬機器管理層集中完成虛擬化管理、基於使用者需求的虛擬機器管理部分負責虛擬機器資源的管理、虛擬機器生命週期管理等工作，虛擬機器訪問管理部分負責使用者與虛擬機器之間的對映，完成使用者訪問虛擬機器的任務。虛擬機器的生命週期管理將由使用者的計劃安排、所需虛擬機器配置等因素來決定，比如：根據課程安排、課件要求、教學環境配置等，自動產生虛擬桌面，使用完成後，虛擬桌面自動登出，完成系統的.生命週期。這樣，按照不同教師的教學要求和教學資源配置方案，生成不同配置的虛擬桌面，實現教學資源按需定製。3)硬體虛擬層分為硬體資源層和虛擬化層，硬體資源層由虛擬化伺服器叢集組成，虛擬化層則使用虛擬化的分層抽象技術對硬體資源層進行虛擬抽象，提供一個完整的虛擬硬體介面並且排程作業系統在虛擬機器監視器上執行，為虛擬機器管理層提供執行的環境和資源。
2.2系統結構與部署
桌面虛擬化教學環境的網路拓撲結構如圖1所示，虛擬機器伺服器叢集連入校園網核心交換機，包括虛擬化伺服器、桌面虛擬化伺服器、應用管理及資料儲存等硬體。部署上，將桌面虛擬化管理軟體安裝在虛擬機器伺服器上，建立教師個人定製的作業系統映象檔案，多媒體教學環境的客戶端通過網路啟動的方式通過校園網載入服務和資料，不用逐一安裝客戶端代理軟體。
2.3終端管理平臺
通過VOI虛擬終端管理系統的構建可滿足不同教師的教學環境需求，包括各類多媒體裝置使用與共享、應用軟體支援、流媒體資源服務，使教學資源更具針對性和實用性。應用配置資訊遷移（ProfileMovetoSavePrivateSpace，PMSP）機制將教師的個性化資訊遷移到個人私有空間中，為其恢復個人教學環境。私有空間獨立於OSMappingStream之外，受自身檔案訪問許可權的限制，可以從本機儲存中開闢，也可以從伺服器或私有云儲存中分配。
3結論
桌面虛擬化給高校現代教育技術發進步供了新思路和發展方向，基於VOI架構的桌面虛擬化技術在多媒體教學環境的應用，能夠進行快速的按照部署作業系統，維護便捷，使客戶端資源得以合理利用，減少硬體投入。教師能夠靈活掌握教學資源的使用，按照實際需求配置教學軟體，教學資源獨立分離儲存，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並加以創新，克服了VDI模式侷限，能更好地為多媒體教學環境建設提供更好的基礎平臺，為教師提供更加個性化的教學資源服務。
