導(dǎo)語：云計(jì)算技術(shù)在語音室的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：目前隨著傳統(tǒng)語音室配置的計(jì)算機(jī)PC終端數(shù)量的增加，逐漸暴露出語音室中嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全以及數(shù)據(jù)安全等問題，這些問題給語音室管理維護(hù)工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因此迫切需要一種新的技術(shù)使得語音室管理更加高效化、集中化及網(wǎng)絡(luò)化。隨著Web技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，云桌面語音室以其易維護(hù)、高性價(jià)比、功能強(qiáng)大以及性能優(yōu)越等特點(diǎn)在各大高校得到了廣泛應(yīng)用，為師生提供更多的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練資源?；诖耍P者介紹了云計(jì)算技術(shù)在語音室的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)探討了未來實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：虛擬化；語音室；云計(jì)算；KVM

1傳統(tǒng)語音室存在的問題

語音室是全校學(xué)生進(jìn)行語言訓(xùn)練的場所，學(xué)生數(shù)量眾多可能會(huì)對語音室?guī)聿煌潭鹊膿p壞，從而大大增加了管理員的工作量，嚴(yán)重的甚至?xí)绊懙秸５慕虒W(xué)活動(dòng)。常見的硬件問題一般有主板或內(nèi)存條有灰塵、顯示器主機(jī)電源線或VGA線沒插緊以及耳機(jī)鍵盤線沒插緊或損壞等，常見的軟件問題一般有軟件關(guān)鍵文件丟失、病毒感染以及文件夾偽裝病毒等。一旦大量學(xué)生電腦出現(xiàn)問題，就會(huì)大大增加管理人員工作的復(fù)雜度和煩瑣度[1]。管理員除了要保證軟硬件的正常運(yùn)行外，在課程大綱發(fā)生變化時(shí)每學(xué)期還需要根據(jù)要求來更新升級(jí)教學(xué)課件和相應(yīng)的配套軟件，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來保障教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行[2]。此外，當(dāng)系統(tǒng)被病毒感染而無法正常工作時(shí)，如果該計(jì)算機(jī)沒有安裝還原卡或軟件，那么管理員就需要增加檢查的時(shí)間來發(fā)現(xiàn)問題，同時(shí)修復(fù)系統(tǒng)?？偠灾?，傳統(tǒng)語音室的問題設(shè)備數(shù)量多、類型雜亂且難以被及時(shí)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，問題積累爆發(fā)時(shí)甚至?xí)绊懙秸＝虒W(xué)活動(dòng)的進(jìn)行。

2云桌面語音室介紹

隨著技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的語音室已經(jīng)逐步被大部分高校淘汰，取而代之的是以云技術(shù)為主的新型云桌面語音室[3-4]。云桌面語音室在傳統(tǒng)語音室的基礎(chǔ)上增加了桌面虛擬化技術(shù)，該技術(shù)支持對多種操作系統(tǒng)和硬件資源的虛擬化，可以實(shí)現(xiàn)對二進(jìn)制指令的轉(zhuǎn)化映射，各終端通過Web或者遠(yuǎn)程桌面（RDP）訪問云服務(wù)器的虛擬主機(jī)[5-6]。在管理主機(jī)的控制下，每臺(tái)終端既可以通過原始的教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行語言學(xué)習(xí)，也可以被當(dāng)作普通的計(jì)算機(jī)進(jìn)行更加豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)或者項(xiàng)目實(shí)踐。和上一代傳統(tǒng)的數(shù)字語音室相比，新的云桌面語音室經(jīng)過了一段時(shí)間的發(fā)展，無論是從技術(shù)層面還是從教學(xué)層面，都有了質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng)數(shù)字語音室學(xué)生端配置的是個(gè)人電腦計(jì)算機(jī)，而使用了云桌面技術(shù)的語音室使用了ARM嵌入式終端設(shè)備，在功能和性能上可以取代傳統(tǒng)的個(gè)人電腦計(jì)算機(jī)。云桌面語音室的出現(xiàn)是信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的結(jié)果，體現(xiàn)了未來教室信息化的發(fā)展方向。新的發(fā)展方向需要有新技術(shù)的支持，相關(guān)的系統(tǒng)集成公司必須要與時(shí)俱進(jìn)，在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合更多的先進(jìn)技術(shù)才能在市場上占有一席之地。當(dāng)前教育產(chǎn)品和服務(wù)方面的公司主要有藍(lán)鴿科技公司、寧大易方科技公司以及格陵蘭科技公司等，各家公司核心技術(shù)體現(xiàn)在通信技術(shù)、音視頻處理技術(shù)以及基于不同虛擬化軟件的云服務(wù)器技術(shù)上。所選用的云桌面語音室方案要具有實(shí)時(shí)性和高并發(fā)性，以確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸和呈現(xiàn)。

3基于KVM的云桌面系統(tǒng)的架構(gòu)

語音室云桌面系統(tǒng)采用的是基于KVM框架的完全虛擬化解決方案。KVM是一個(gè)開源的系統(tǒng)級(jí)虛擬化模塊，被集成到Linux2.6.0以后的版本中，目前已成為學(xué)術(shù)界主要的虛擬機(jī)監(jiān)控器（VirtualMachineMonitor，VMM）。KVM作為一個(gè)獨(dú)立的模塊被打包在Linux系統(tǒng)中，工作在內(nèi)核模式時(shí)具有較高的權(quán)限。在執(zhí)行虛擬化時(shí)，KVM直接和物理硬件通信，無需通過操作系統(tǒng)。KVM是一種全虛擬化的技術(shù)，其工作過程需要有IntelVT或AMDV硬件技術(shù)的支持。IntelVT包含多種硬件技術(shù)，這些技術(shù)可以減少虛擬機(jī)資源的爭奪，消除VMM執(zhí)行中斷對性能的影響，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)在不同服務(wù)器中的遷移，同時(shí)支持直接I/O來減輕VMM訪問CPU的負(fù)擔(dān)以及分配專線鏈路直接訪問網(wǎng)絡(luò)接口。由于KVM只負(fù)責(zé)與控制虛擬化硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此在創(chuàng)建出來的虛擬機(jī)里還需要為其提供模擬的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境。KVM使用Qemu來執(zhí)行硬件環(huán)境的虛擬化工作。Qemu是一種純軟件模擬技術(shù)，可以模擬多種CPU及其他硬件設(shè)備，Qemu工作在用戶模式中可以對絕大部分模擬環(huán)境提供支持。一旦進(jìn)行I/O操作，所有的請求會(huì)被重新發(fā)送到給Qemu。接到操作指令后，Qemu先將原始二進(jìn)制指令翻譯為TCG中間代碼，然后將中間代碼翻譯為宿主機(jī)機(jī)器執(zhí)行指令。Spice支持音視頻傳輸、鍵盤鼠標(biāo)USB的重定向等，在終端設(shè)備和云服務(wù)器之間使用Spice技術(shù)實(shí)現(xiàn)對虛擬機(jī)的遠(yuǎn)程訪問。Spice技術(shù)主要由Client、Agent以及Server組成，它們分別位于終端機(jī)、虛擬機(jī)以及服務(wù)器中。基于KVM的云桌面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4云桌面語音室優(yōu)點(diǎn)

4.1造價(jià)低廉

云桌面語音室的造價(jià)一般在50萬元左右，其中造價(jià)較高的有云服務(wù)器、教學(xué)軟件以及專用交換機(jī)等。學(xué)生端使用的是嵌入式終端設(shè)備，其價(jià)格是一般個(gè)人電腦的五分之一左右，在云桌面系統(tǒng)環(huán)境下還能充當(dāng)電腦來使用。該云桌面語音室大大降低了成本，且在功能上優(yōu)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室。此外，嵌入式終端的噪聲小且工作功率僅有5w左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于個(gè)人計(jì)算機(jī)的功率，在一定程度上促進(jìn)了語音室的節(jié)能減排。

4.2維護(hù)簡單

云桌面語音室學(xué)生終端一般安裝的是安卓操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)下通常配備了廠家配套的語言學(xué)習(xí)訓(xùn)練軟件，老師可以在該軟件系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。該系統(tǒng)下一般不產(chǎn)生新文件且無病毒感染，因此管理員無需對學(xué)生終端固有的軟件系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。此外，學(xué)生終端可以通過遠(yuǎn)程桌面協(xié)議切換到云桌面模式。每臺(tái)服務(wù)器一般可以虛擬出10～20臺(tái)計(jì)算機(jī)，服務(wù)器和學(xué)生終端之間傳輸?shù)氖菆D像數(shù)據(jù)，在虛擬計(jì)算機(jī)下學(xué)生所有操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在服務(wù)器端。管理員維護(hù)只需要操作服務(wù)器的虛擬計(jì)算機(jī)即可，通過配套的服務(wù)端管理軟件可以批量對多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟件安裝、系統(tǒng)更新等操作，使得維護(hù)管理的工作量大大減少。

4.3部署靈活

管理員可以根據(jù)具體的語言教學(xué)和實(shí)訓(xùn)的需要，創(chuàng)建多個(gè)操作環(huán)境系統(tǒng)，如Linux操作系統(tǒng)、Win10操作系統(tǒng)等。同時(shí)，為了滿足不同專業(yè)的具體需求，例如商務(wù)實(shí)訓(xùn)、翻譯實(shí)訓(xùn)以及交替?zhèn)髯g實(shí)訓(xùn)等，可以部署不同的應(yīng)用組件。利用廠家提供的虛擬化服務(wù)器管理軟件實(shí)現(xiàn)集中管理、動(dòng)態(tài)部署及快速分發(fā)，充分利用服務(wù)器的存儲(chǔ)空間。

4.4容易擴(kuò)展

整個(gè)云桌面系統(tǒng)資源都是動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展的，無論是軟件還是硬件都采用標(biāo)準(zhǔn)化的接口，各功能部件模塊化，可以為未來的語音室業(yè)務(wù)需求的發(fā)展變化提供可擴(kuò)展基礎(chǔ)，可以隨著不同應(yīng)用場景的變化而發(fā)生變化。高度模塊化的云桌面系統(tǒng)可以較容易的適應(yīng)變化，進(jìn)行新的擴(kuò)展升級(jí)時(shí)可以在原有的基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)行，無需重新設(shè)計(jì)。

5云桌面語音室未來發(fā)展方向

隨著云計(jì)算的發(fā)展，云桌面系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，并得到普遍認(rèn)可和好評。目前，云桌面系統(tǒng)主要使用的是桌面虛擬化（VirtualDesktopInfrastructure，VDI）技術(shù)。VDI技術(shù)主要傳輸?shù)氖菆D像數(shù)據(jù)，可以保障數(shù)據(jù)在客戶終端的安全性。雖然VDI技術(shù)的數(shù)據(jù)安全性非常高，但是該技術(shù)十分依賴網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)阻塞或斷開的情況下客戶端便無法工作。此外，客戶終端運(yùn)行依賴GPU渲染圖像的軟件時(shí)會(huì)加重服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致終端畫面卡頓，影響終端用戶的體驗(yàn)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懝ぷ鬟M(jìn)度。針對VDI的缺點(diǎn)，已經(jīng)有廠家結(jié)合VDI和VOI來搭建系統(tǒng)，以滿足某些單位需要脫機(jī)和快速渲染圖像的需求[7-10]。嚴(yán)格來說，虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)（VirtualOperatingSystemInfrastructure，VOI）不屬于云桌面技術(shù)，其將操作系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)直接分發(fā)到各個(gè)終端，使得操作系統(tǒng)在終端的使用完全脫離網(wǎng)絡(luò)，可以大大減輕服務(wù)器的壓力。VDI+VOI的虛擬桌面系統(tǒng)已經(jīng)在許多院校得到應(yīng)用，為不同的需求提供了靈活可實(shí)現(xiàn)的方案。目前的云桌面系統(tǒng)中，服務(wù)器設(shè)備一般都是由廠家打包銷售的?？紤]到網(wǎng)絡(luò)速度會(huì)影響到終端虛擬操作系統(tǒng)的啟動(dòng)速度和客戶的使用體驗(yàn)，服務(wù)器一般部署在教室或者單位的機(jī)房里。隨著5G的發(fā)展，未來云桌面系統(tǒng)可能無需購買服務(wù)器設(shè)備，只需要將云服務(wù)器軟件部署到提供云服務(wù)的廠家托管即可，這樣可以降低購買服務(wù)器的成本、減少管理員維護(hù)服務(wù)器的工作量，且語音室搬遷時(shí)無需遷移服務(wù)器，既減少了開支，又符合云計(jì)算分布式資源共享的原則。

6結(jié)語

隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，語音室也隨之不斷創(chuàng)新發(fā)展。未來語音室必須緊跟時(shí)代的步伐，融合5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)手段輔助教學(xué)科研開拓更多更有效的教學(xué)模式。云桌面語音室能為語言教學(xué)和實(shí)訓(xùn)提供可靠有效的保障，幫助提高教師的教學(xué)水平，因此未來將繼續(xù)對其深入研究。

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作者：李新 單位：廣東海洋大學(xué)外國語學(xué)院