隨著信息技術的高速發(fā)展,云計算技術逐漸成熟穩(wěn)定,在教育部《高等學校數(shù)字校園建設規(guī)范(試行)》的指引下,在安全合規(guī)的前提下,越來越多高校開始使用云服務,作為高等學校數(shù)字校園基礎設施的補充,用于提升教學體驗與實訓技術水平。
經(jīng)濟與管理學院(簡稱“經(jīng)管院”)是武漢大學辦學規(guī)模最大的學院,也是武漢大學綜合實力領先、社會影響最大的學院之一,學院的經(jīng)濟與管理實驗教學中心也是經(jīng)濟與管理國家級實驗教學示范中心。近年來,學院依托實驗教學中心開設了《會計信息系統(tǒng)》、《金融市場與算法交易虛擬仿真實驗教學項目》及《數(shù)字營銷虛擬仿真實踐教學》等一流本科實驗課程。尤其是以行為科學和實驗方法為主要研究手段,以多平臺一體化被試管理與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)為特色的行為科學實驗室,為國家培養(yǎng)了掌握前沿研究方法、具有國際視野的創(chuàng)新型研究人才,充分展現(xiàn)了教育信息化在教學轉型中發(fā)揮的重要作用。
在面向未來發(fā)展,設計下一代實驗平臺基礎設施構架的過程中,學院充分調研了當前實驗教學場景下面臨的各種問題與變化:
1.疫情來襲,線上教學和遠程實驗成為發(fā)展趨勢;
2.實驗課程的復雜度不斷精進,學生希望在課下依然可以進行實驗操作;
3.當前傳統(tǒng)電腦的更新?lián)Q代速度過快,日常實驗環(huán)境的頻繁更新,造成了資金與管理精力的快速消耗。
4.學生自備的筆記本電腦情況普遍,非Windows7環(huán)境的實驗,學生往往采用自帶電腦進行實驗,造成實驗資源閑置。
經(jīng)管類實驗課程教學如今越來越多的與信息技術相結合。日常教學對于計算機機房的需求也變得越來越多,為了保障學院《計量經(jīng)濟學》、《R語言數(shù)據(jù)分析方法與實驗》、《計算機經(jīng)濟分析軟件》、《高級程序設計語言(Python)》和《管理數(shù)量分析》等實驗課程教學相關軟件系統(tǒng)應用的流暢使用,實驗教學中心對比了市面上主流的各種機房解決方案,包括高性能臺式電腦方案、無盤工作站方案、VDI構架云桌面方案、IDV構架云桌面方案、TCI/VOI利舊方案以及數(shù)據(jù)中心級的云計算平臺方案。最終結合實驗教學任務實踐需求,選擇了基于超融合構架的、支持GPU等資源靈活配置、可遠程跨地域訪問的新一代VDI云桌面解決方案。
武漢大學行為科學實驗室機房
將實驗平臺搬上云端,
打造“線上實驗空間”
學院希望能夠將實驗教學中心的各項資源池化,打造基于云端實驗平臺的“線上實驗桌面”,通過提供較學生電腦更高的資源配置,完善齊備的實驗課程鏡像環(huán)境,以及簡單易用的使用體驗,讓學生參與課程實驗的積極性大幅提升,同時激發(fā)更多創(chuàng)新活力。
設計思路1:基于超融合架構,面向未來發(fā)展,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠,持續(xù)領先
如何讓實驗平臺能始終保持對學生電腦的性能優(yōu)勢?超融合云架構是不二之選,作為現(xiàn)代化IT基礎架構的主流交付形態(tài),超融合架構以虛擬化技術為核心,包括計算虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化以及存儲虛擬化,將多個組件融合成統(tǒng)一的虛擬化資源管理系統(tǒng)。
每年開學季,學院可根據(jù)市場主流電腦配置情況,以及業(yè)務軟件的特性,靈活調配鏡像所需的各項計算與存儲資源,做到性能持續(xù)領先。
同時針對增長較快的存儲部分,還可以通過分層超融合方案,使用分級緩存技術,采用內存、SSD分級緩存,即使在千兆網(wǎng)絡情況下也能夠部署超融合,在保障存儲系統(tǒng)業(yè)務性能的同時,擁有更高的得盤率,保障計算性能、存儲空間、存儲性能線性擴容。在保障穩(wěn)定可靠的基礎下,滿足豐富的實驗場景接入與擴容。
設計思路2:基于VDI模式,搭建完善課程環(huán)境,教學效率實現(xiàn)10倍提升
為了滿足各學科、各年級的教學、實驗、培訓等任務,管理員需要花費大量的時間和精力,在機房安裝和部署多操作系統(tǒng)及軟件應用環(huán)境,且要求各個系統(tǒng)及教學環(huán)境相互獨立,互不干擾,便于學生可以精力集中在單純的教學環(huán)境中。
VDI模式的好處在于資源彈性拓展,相比IDV與TCI的模式,VDI不依托于本地硬件的支撐,在教學實驗這個特定場景,VDI的彈性易拓展,以及對GPU虛擬化的支持,使得該模式可以迅速獲得足量的資源,支撐不斷變化的新型實驗軟件系統(tǒng)。
設計思路3:基于全院一朵云的理念,打造線上實驗“U空間”,實現(xiàn)多點實驗
通過全院一朵云的建設理念,匯聚各個實驗室資源,打造統(tǒng)一的網(wǎng)絡實驗“U空間”,可以更好滿足不同實驗教學場景的資源獲取。隨著集中的桌面資源池不斷建設,規(guī)模擴大,配合以太光網(wǎng)絡,學院可打造“無界實驗”的新型實驗體驗,U空間支持隨用隨連,可通過U客戶端實現(xiàn)一個賬號連接多個辦公桌面。用戶通過U空間能獲取實驗所需的全量環(huán)境,包括個人數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)、桌面、應用等。
而且通過構建全院一朵云,結合GPU虛擬化等技術,還可支撐實驗環(huán)境從公共機房延伸至要求更高的專業(yè)機房、多媒體教室,電子閱覽室、教師辦公等場景,實現(xiàn)學院桌面云的全面覆蓋。
設計思路4:建設無憂安全的云上實驗平臺
在“無憂安全”層面,U空間用戶登錄采用云桌面統(tǒng)一賬戶并由管理員派發(fā),支持接入后安全策略設置以及精細化日志審計功能,可實現(xiàn)辦公環(huán)境接入過程中賬戶登錄、行為管控、日志審計全程安全管理。
在U空間實驗模式中,學生電腦不參與實驗,實驗工作環(huán)境全部運行在U空間上,實現(xiàn)了實驗環(huán)境與個人電腦環(huán)境的完全隔離,確保數(shù)據(jù)不落地、信息更安全。此外,U空間還有包括防截屏、明暗水印等多種管控手段,防止學院內重要數(shù)字資產(chǎn)外泄。
設計思路5:降本增效,減少掛機,管理維護效率提升
集中的云桌面資源池建設方案,相比傳統(tǒng)PC模式,資源調整更加靈活,設備使用年限也更長,一次投入,多年無憂,服務器資源可隨時擴容,實現(xiàn)長期使用,極大減少PC淘汰帶來的浪費,大大降低每年的采購成本。U空間還具備全面的兼容性,可支持VDI/IDV/TCI/PC任意桌面類型,用戶僅需軟件投入,無需遷移成本,從而進一步大幅降低設備、人力及時間成本。
通過云桌面管理平臺,未來接入學院的各個機房和教室,通過一個管理平臺對分散在不同樓棟、不同樓層的終端遠程喚醒、部署操作系統(tǒng)、批量應用更新、制定策略,提供精準的日志分析,同時基于不同的管理人員匹配精細化的管理權限,大幅度提升管理效率。
學生使用效果:學院實驗更加方便靈活,流暢好用
系統(tǒng)建成后,學生在實驗室未完成的實驗,在關閉實驗室的VDI終端后,課后使用自己的筆記本,登陸U空間訪問遠程云桌面,即可繼續(xù)課上實驗。 需要實時關注進展的實驗,可通過手機隨時登陸U空間,實現(xiàn)實時查看。
創(chuàng)業(yè)之星、營銷之道2款軟件,是創(chuàng)業(yè)綜合管理模擬實戰(zhàn)平臺類軟件,通過在虛擬仿真的市場環(huán)境中開展模擬實戰(zhàn),檢驗創(chuàng)業(yè)團隊的營銷推廣能力,對計算機的性能有較高的要求。目前軟件在云桌面平臺系統(tǒng)上運行良好,流暢度與使用體驗,得到學院師生的一致好評。
仿真應用軟件配合線上實驗空間,讓同學們在課程實驗中,運用所學的專業(yè)知識,完成理論與實踐的有效聯(lián)結,同時結合信息技術,讓仿真“創(chuàng)業(yè)者”隨時隨地全身心投入實踐,充分挖掘青年人的實干與創(chuàng)新精神;云桌面的架構方式,也解除了同學們創(chuàng)新大膽進行實踐操作的后顧之憂,為學創(chuàng)不斷注入新的生機與活力,未來學院將持續(xù)推動課程與基礎設施建設,在實驗教學領域繼續(xù)努力,積極推動持續(xù)的拓新實踐。
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