IT大嘴巴 · 6月29日

本地计算云端管理,英特尔超能云终端助力教育数字化

老师,电脑上课前突然坏了,您来看一下?
老师,学生电脑卡死了,现在能处理吗?
……
在过去相当长的一段时间里,对于负责南京城市职业学院近3000台PC终端的信息中心来说,这种突如其来的故障处理要求已经司空见惯。当初,学校为了支持现代职业教育的高质量发展采购了大量电脑,但在日复一日的运行之后,终端的硬件故障修复,软件更新等运维难题变得越来越多,工作难度也随之加大。

高校数字化教学的IT困境

类似的遭遇在许多高校都随处可见。伴随着数字化教育的发展、教学手段的多样化,如今越来越多的一线教师都选择使用电脑、平板、投影等设备取代传统的黑板粉笔,这在提升了教学健康环境的同时,也带来了IT运维的新难题。

首先就是教学设备内的老化问题。其实高校教育信息化(数字化)的问题已经是老生常谈了,早在2018年教育部就正式发布了《教育信息化2.0行动计划》,强调将教育信息化列为加快教育现代化和建设教育强国的重要支点,并对教育信息化建设的总体要求、目标任务、实施行动进行了战略部署。但在实际应用过程中,受限于经费、利用率、运维成本等多方面的因素,不少高校都使用的是相对老旧甚至落后的平台,这一点无论是985、211等双一流大学还是普通高校、职业学院等单位都会面临同样的问题。

“许多学生都会带着自己的笔记本电脑来上课”,清华大学翟老师介绍说,这其中也或多或少体现了学生对于学校设备效率的不信任;不过在上海交通大学的林老师看来,这种方式虽然能部分解决问题,却也在特定环境下难以保证公平——比如电脑性能也会对学生作业效率产生影响,同时还会面临不同系统平台的软件版本差异。
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为什么老旧电脑这么多?很多时候都是无奈之举。普通IT设备的生命周期多为3-5年,这就意味着如果某个大一新生入学的时候学校采购了一批电脑,那么当他本科毕业的时候这些电脑也也就“毕业”了。很显然,现实中很少有高校能做到这样的更新频率,而更多高校选择的都是分批更换,这就意味着学校每年都在采购、每年都在淘汰,而运维人员也每天都要应付新老电脑之间可能面临的兼容性、故障率等问题。

其次就是教学形式的落后。如果说维修电脑只是运维人员工作一部分的话,那么另一部分则是要配合不同学科、不同系别的老师调试、安装不同的教学软件。据沈阳理工大学从事一线教学的赵老师介绍,目前学校教学使用的依然是传统多媒体教室,尤其是在“以学生为中心”的教学新理念指导下,师生双方需要进行紧密、实时的互动(甚至包括弹幕互动),这时候传统多媒体的劣势就显露无疑,无论是在互动效果还是教学效率上都难以胜任。

类似的问题在许多高校都存在,比如上海大学的电子阅览室使用的也是传统PC机。但由于电子阅览室的公共环境,不少人在上网之后都没有清理的习惯,因此管理人员经常要应付用户安装不同的应用程序,而对使用过的PC设备进行整理还原工作更是一项艰巨的任务;而在广州南方学院,学校的信息化教室同样采用了“PC设备+局域网连接”的方式部署,也存在配置复杂、故障率高、运行维护困难等弊端。

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一直以来,我们都觉得高校代表了中国科研的前沿领域,但其实在IT技术应用特别数字化教学应用层面,高校的部署还严重不足,不少高校依然在沿用传统的多媒体或者信息化教室模式,并没有跟上云时代的步伐。面对这样的情况,也有不少高校开启了积极探索之路,从云端的源头上解决问题,于是就又了我们今天介绍的主角——英特尔超能云终端。

本地计算云端管理,让教学更高效

其实云终端的概念由来已久,尤其是在云时代来临之后,以虚拟机为代表的云终端被许多行业所接受,包括不少高校中也用过类似的解决方案。但是在实际使用中大家慢慢发现,传统云终端难以承担海量的计算压力,一旦多个班级或者年纪同时上课,就会造成系统网络拥堵从而影响数据传输,也造成了不少的教学体验。对此,学校能做的就是升级系统、购买更高规格、更昂贵的解决方案,自然也造成了采购成本的提升。

英特尔选择了另外一条路。其实从名字就能看出来,所谓“超能云终端”与传统的区别就在于“超能”两个字,为此英特尔使用了计算与管理分离的办法,将计算依然保留在本地,这样就解决了以往高峰期数据传输拥堵的问题,也将核心应用交给本地设备来执行,提升了效率;而在管理上,则使用了云端交付的方式,同样解决了传统运维困难、软件安装繁琐等痛点,一举两得。

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这张图可以很好的解释超能云终端的运行拓扑。其中,左侧的虚拟化的IDV架构侧重于硬件层面,而右侧的TCI翻译成中文叫做透明终端架构 (Transparent Client Infrastructure),是基于固件层的预启动级系统管理解决方案,不需要经过虚拟化层,而是通过端到端的部署对系统进行操作,这样在本地计算,集中管理、外设兼容性和账户个性化配置方面具有强大优势,可以做到高速批量操作系统部署、应用分发和用户数据保存,同时TCI架构支持的多样化安全传输与存储协议,也保证了信息安全。文章最初我们提到的南京城市职业学院就是采用了TCI解决方案,并取得了良好的成果。

比如让许多运维人员头疼的系统故障重装、软件下发安装等问题。在传统的信息化教室中,必须依靠人力每台机器、每个软件的逐一安装,且不说这是多么枯燥与乏味的操作,仅就效率来说就得不偿失,也浪费了信息化中心为数不多的人力资源。而在使用了TCI解决方案之后,运维人员通过控制中心的 IT 运维视图就能够了解上千台设备的应用情况,点点鼠标系统就会在云端对现有设备进行统一部署与管理,除了日常的系统维护升级、杀毒等常规内容之外,类似软件分发、推送等功能也可以轻松完成。

通过TCI解决方案,南京城市职业学院近3000台不同批次不同型号电脑实现了统一管理,两小时内就能完成所有计算机的统一部署,教学软件也可以在20分钟内下发完成,这相比以往大效率大大提升。而在广州南方学院,运维人员甚至只需要通过浏览器,就可以同时对数百台电脑进行软件更新和日常维护、检查;当有设备故障的时候系统也会第一时间报警,甚至通过远程检查维修,最低只要5分钟就可以排除故障,保障教学工作的顺利进行。

其实TCI的优势还不仅如此,正是得益于固件层的管理方式,TCI没有传统虚拟化应用的性能损耗,而本地计算也让它更能够胜任一些对性能要求较高的图形化应用难题。比如教学中用到的三维设计,CAD、CAM等软件应用,英特尔超能云终端解决方案就可以借助其内部搭载的全新一代英特尔酷睿处理器,释放全部的处理能力,满足高清媒体播放、3D图形实时处理等高负载应用的计算需求,保证教学演示的流畅运行,甚至还可以在同一教室内布置不同的课程镜像,满足多学科教师的授课需求。

除了性能优势之外,超能云终端的另一大优势就是“利旧”。不同于传统虚拟化对于老旧PC的全面淘汰,超能云终端本地计算的优势可以最大化保留本地PC算力,这也大大有利于高校的成本控制。除此之外,在节能减排的国家号召下,高校也在积极探索低碳发展之路,超能云终端也同样能提供助力。

比如在临沂职业学院,英特尔就通过超能云终端的全面部署,图书馆、多媒体教室等公共应用场景下,TCI解决方案帮助临沂职业学院摆脱了传统云终端对网络的高度依赖;在阅览室、国际学院语音教室等场景,IDV解决方案实现了教学应用无延迟;机电学院设计机房通过IDV+TCI的双重方案,不仅实现了终端设备的统一管理,还通过强大的本地算力支持CAD流畅运行。

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比如在广州南方学院,英特尔超能云终端实现了完全独立于操作系统的远程控制和全方位的设备管理。在机房维护过程中,管理员可以同时对数百台电脑进行软件更新和日常维护、检查。一旦发现故障,管理员只需要通过浏览器,即可直接远程检查维修,整个过程最短可低于5分钟;而功耗仅28W的终端NUC也大大降低了机房的电力消耗,节省了运营成本。

比如在上海大学,面对20多个机房、400多间教室内的近2000台设备,要靠人力进行运维简直是“不可能完成的任务”。为了统一管理、优化利用率,上海大学在对比多家解决方案之后,最终选择了超能云终端的TCI技术实现管理,借助本地计算的优势最大限度提升教学能力。其先期改造的200台云桌面实现了一键开关功能,不仅减少了教学等待时间,嗨优化了能耗配置,学生们上课效率更高,老师们也更方便。

上述多家高校的实践经验证明,英特尔提供的超能云终端解决方案既能够在架构上满足数字化时代的全新教学理念和需求,又能够针对实际的教学场景、教学任务给予专业的支持和保障,同时对传统环境的改造、利旧等方面也兼具灵活性的优势,是推动智慧校园建设,助力教育数字化建设的新选择。

如今,数字化教育已经成为整个产业发展的重点,教育部更是把加快推进教育数字化,充分发挥数字技术作为头号工程来谋划和推进。这一切都说明,未来包括职业教育在内的高等教育将会迎来数字化的全面变革,而首先变革的就是教学模式、教学手段。传统的多媒体教室、信息化教室已经不再适合数字时代的需求,高校也需要采用全新的IT基础设施,保障教学的流畅性、高效性和互动性。

正如英特尔亚太区物联网事业部、中国区行业销售总监谢青山所说的那样:“英特尔希望与合作伙伴一起持续推动超能云终端的各种创新。特别是在教育领域,通过超能力云终端所具有的高性能和易维护等特性,进一步拓展它的应用边际,这样就可以助力包括职业教育的教育机构,更快更好更多的培养出创新人才”。

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