1 方案概述

隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，從國(guó)家的主管部門到站在教育第一線的教師們都意識(shí)到，必須對(duì)作為立國(guó)之本的教育事業(yè)進(jìn)行信息化改造，才能滿足不斷變化的教學(xué)需求。而教育手段的信息化改造，是教育信息化改造最為基礎(chǔ)，最先進(jìn)行的一部分。如何利用先進(jìn)的信息技術(shù)和現(xiàn)代教育思想，為實(shí)施素質(zhì)教育創(chuàng)建信息化教學(xué)管理環(huán)境，是擺在教育工作者面前一個(gè)嶄新而又富有挑戰(zhàn)的課題。目前，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已不能夠充分滿足當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的要求，教學(xué)過程中既存的和新發(fā)現(xiàn)的一系列問題都嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量的提高以及教學(xué)進(jìn)度，所以新興的現(xiàn)代教育技術(shù)手段就顯的格外重要。

H3C基于最前沿的云計(jì)算技術(shù)，結(jié)合了廣大院校的實(shí)際情況，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)出了新一代計(jì)算機(jī)教室建設(shè)方案。每間教室只需配置一臺(tái)云學(xué)堂主機(jī)，便可獲得幾十臺(tái)性能卓越的虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交付給云學(xué)堂終端，學(xué)生便可體驗(yàn)生動(dòng)的云桌面環(huán)境。云學(xué)堂可按照課程提供豐富多彩的教學(xué)課程模板，將云計(jì)算和教育場(chǎng)景緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)集中化，管理智能化，維護(hù)簡(jiǎn)單化，將計(jì)算機(jī)教室?guī)朐茣r(shí)代。

1.1 項(xiàng)目背景

近年來，云計(jì)算因具備資源按需分配、安全可控、數(shù)據(jù)可靠、資源利用率高、管理方便、系統(tǒng)高可用、成本適中、節(jié)能環(huán)保等多種特性，在各行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。基于網(wǎng)絡(luò)的日趨優(yōu)化，云服務(wù)隨時(shí)隨地交付變?yōu)榭赡堋５朴?jì)算在教育行業(yè)，卻遲遲沒能落地。其主要原因有四點(diǎn)：部署困難、管理技術(shù)門檻高、用戶體驗(yàn)較差以及初次投資成本過高。

1.2 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

H3C云學(xué)堂根據(jù)不斷整合和優(yōu)化校園機(jī)房設(shè)備的工作思路，結(jié)合普教/職教/高教等廣大院校的實(shí)際情況，編寫本設(shè)計(jì)方案。

本方案的總體目標(biāo)是使用前沿的云計(jì)算技術(shù)打造學(xué)校的云教學(xué)機(jī)房，使用桌面虛擬化代替傳統(tǒng)PC機(jī)，通過部署高性能的云學(xué)堂主機(jī)和零維護(hù)的云學(xué)堂終端，交付學(xué)生上課使用的教學(xué)桌面，并通過多媒體教學(xué)管理軟件豐富的教學(xué)功能高效的完成教學(xué)，從而極大的降低運(yùn)維難度，節(jié)能減排，提高教學(xué)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)校信息化發(fā)展。

具體建設(shè)內(nèi)容包括：

l 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心云學(xué)堂主機(jī)的部署，提供數(shù)據(jù)中心級(jí)的管理；

l 使用云學(xué)堂終端替換PC機(jī)，在滿足教學(xué)需求的同時(shí)，更易管理、更易維護(hù)、更節(jié)能環(huán)保；

l 教師機(jī)上安裝專為虛擬化環(huán)境優(yōu)化的云學(xué)堂多媒體教學(xué)管理軟件，具備豐富的教學(xué)功能，極大的提升上課效率；

l 建設(shè)校級(jí)的統(tǒng)一管理平臺(tái)，集中管理所有服務(wù)器、存儲(chǔ)資源。

1.3 方案設(shè)計(jì)思路

為更好滿足學(xué)校教學(xué)機(jī)房的建設(shè)要求，H3C對(duì)國(guó)內(nèi)多所院校進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，根據(jù)教師和學(xué)生的上課習(xí)慣，結(jié)合國(guó)家教育局要求的師機(jī)、生機(jī)比例達(dá)標(biāo)部署建議，打造出一體化交付的云學(xué)堂解決方案。該方案在滿足師生上課需求的同時(shí)，著力于改善師生上課體驗(yàn)，降低管理運(yùn)維難度，降低總擁有成本，節(jié)能環(huán)保。

“全融合、高體驗(yàn)、簡(jiǎn)管理、促效率”是H3C云學(xué)堂解決方案的四大核心價(jià)值。云學(xué)堂可根據(jù)教學(xué)需要靈活提供多種教學(xué)課程模板并支持實(shí)時(shí)切換；可有效保障學(xué)生在上課期間專注聽課，保證課堂紀(jì)律，提升教學(xué)質(zhì)量；可極大的降低機(jī)房維護(hù)難度。云學(xué)堂將云計(jì)算和教學(xué)場(chǎng)景緊密融合，實(shí)現(xiàn)交付快捷化、管理集中化、教學(xué)智能化、校園信息化。

1.4 更多價(jià)值點(diǎn)

除四大核心價(jià)值外，H3C云學(xué)堂解決方案還可提供以下優(yōu)勢(shì) ：

易操作：管理系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，教師，學(xué)生，管理員三種角色擁有不同的操作界面。教師一鍵選擇教學(xué)課程，并同步到學(xué)生的桌面；學(xué)生直接使用超越PC體驗(yàn)的云桌面。管理員可通過Web瀏覽器隨時(shí)監(jiān)控云學(xué)堂主機(jī)負(fù)載。所有操作參考多所院校實(shí)際案例制作，不需任何專業(yè)技巧。

設(shè)備利舊：推薦使用瘦客戶機(jī)代替老化的PC，瘦客戶機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)PC，生命周期通常是標(biāo)準(zhǔn)PC的兩倍，能耗僅僅是標(biāo)準(zhǔn)PC的幾十分之一，而且瘦客戶機(jī)體積小巧，空間占比優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)PC。當(dāng)然，也可以將現(xiàn)有PC改造成云終端重新加以利用，從而延長(zhǎng)現(xiàn)有PC的生命周期并降低初始投資成本。

強(qiáng)化的系統(tǒng)穩(wěn)定性：計(jì)算和數(shù)據(jù)都在云端，H3C桌面傳輸協(xié)議只傳輸桌面圖像變化，從根本上降低了機(jī)房管理所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于傳輸內(nèi)容簡(jiǎn)單，不需要占用寶貴的帶寬資源，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)依舊正常運(yùn)行在云主機(jī)上，不會(huì)受到任何影響，待故障恢復(fù)后即連即用，相對(duì)于早期的無盤系統(tǒng)和遠(yuǎn)程桌面，安全性和穩(wěn)定性都大大提高。

簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)備份：教學(xué)課程模板存放在云主機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)中，H3C云學(xué)堂針對(duì)存儲(chǔ)高可用作了深度優(yōu)化，可確保模板不丟失。同時(shí)，云學(xué)堂專門為考試環(huán)境設(shè)計(jì)了作業(yè)空間來下發(fā)/上交作業(yè)，簡(jiǎn)化流程，提高了考試數(shù)據(jù)的安全性。

簡(jiǎn)化的還原工作：任課教師主動(dòng)控制或下課時(shí)，虛擬桌面會(huì)還原到初始狀態(tài)，徹底簡(jiǎn)化了還原工作。IT管理員不再需要定期還原或刷新所有操作系統(tǒng)。

強(qiáng)化的高可用性：借助業(yè)界領(lǐng)先的CAS虛擬化平臺(tái)提供的HA功能，可以保證云學(xué)堂主機(jī)高可用性，保證教學(xué)不中斷。

簡(jiǎn)化的系統(tǒng)部署：引入了課程模板化功能，所有課程都作為虛擬機(jī)模板存在，不再需要反復(fù)重裝系統(tǒng)、安裝軟件，因此部署的流程可得到明顯的簡(jiǎn)化。以前管理員可能要在每臺(tái)PC上花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)部署新的應(yīng)用，然后再花幾十個(gè)小時(shí)將此修改同傳給所有PC，而現(xiàn)在只需要花費(fèi)15分鐘更新教學(xué)鏡像就可以了。

簡(jiǎn)化的 IT維護(hù)：與傳統(tǒng)PC相比，云學(xué)堂主機(jī)的維護(hù)要容易得多。因?yàn)樘摂M機(jī)的特性，各項(xiàng)維護(hù)任務(wù)變得十分簡(jiǎn)單，包括維護(hù)系統(tǒng)和應(yīng)用、向用戶分發(fā)桌面、業(yè)務(wù)遷移以及教學(xué)場(chǎng)景切換等。對(duì)虛擬機(jī)的修改在下課后都會(huì)被丟棄，系統(tǒng)還原卡直接被淘汰，病毒從此也無法再感染系統(tǒng)了。

統(tǒng)一管理、集中配置：虛擬桌面的管理和配置都在云端進(jìn)行，管理員可以隨時(shí)隨地對(duì)所有桌面和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一配置和管理。例如系統(tǒng)升級(jí)、應(yīng)用安裝等，避免了傳統(tǒng)PC空間上過于分散所造成的管理困難，降低了管理成本。

綜上所述，H3C云學(xué)堂解決方案讓師生在現(xiàn)代化的云機(jī)房中，獲得卓越的教學(xué)體驗(yàn)。

2 用戶場(chǎng)景分析

2.1 多所院校實(shí)地勘察概況

通過對(duì)多所院校實(shí)際場(chǎng)景的調(diào)研，總結(jié)出各院校面臨的教學(xué)機(jī)房使用問題如下：

隨著各院校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)生數(shù)量不斷增加，教學(xué)資源逐漸緊張，傳統(tǒng)的教學(xué)方法受到了極大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代化的教學(xué)方式已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)的輔助，因此各院校都在不斷增加計(jì)算機(jī)的購(gòu)置和計(jì)算機(jī)教學(xué)機(jī)房的部署。目前很多教學(xué)工作都在機(jī)房進(jìn)行，而教學(xué)機(jī)房也是每個(gè)學(xué)生在課余時(shí)間上網(wǎng)查找資料，完成作業(yè)的場(chǎng)所，所以機(jī)房的管理和響應(yīng)速度，將直接決定各院校教學(xué)工作能否順利開展。但計(jì)算機(jī)教學(xué)機(jī)房的管理難度又無疑是所有教室中最大的。教學(xué)機(jī)房的管理和維護(hù)復(fù)雜，軟硬件更新頻率高，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

以某中學(xué)為例，該校在每間計(jì)算機(jī)教室中平均部署50臺(tái)PC機(jī)供學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作，為防止學(xué)生操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)損壞，學(xué)校不得不在每臺(tái)PC中安裝還原卡，確保每次重啟PC時(shí)，數(shù)據(jù)還原到初始狀態(tài)。還原卡本身設(shè)置繁瑣、故障率高、質(zhì)量參差不齊，并且要求所有PC的主板和硬盤型號(hào)都一致，常常會(huì)由于采購(gòu)不到配件而導(dǎo)致陷入PC越用越少的困境。因此通常都會(huì)在部署初期采購(gòu)大量備件，導(dǎo)致初始硬件成本升高。另外，還原卡還容易被學(xué)生破解，導(dǎo)致系統(tǒng)依舊經(jīng)常損壞，管理員不得不重裝系統(tǒng)，大大增加了管理難度。每臺(tái)PC因課程需要往往需要安裝大量教學(xué)軟件，系統(tǒng)兼容性差、過度臃腫，也令系統(tǒng)反應(yīng)越來越慢，問題頻現(xiàn)。這些情況不僅會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量和效率，增加管理員的工作量，而且也會(huì)帶來信息安全方面的風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，為了方便教學(xué)，該校在每間機(jī)房都部署了一臺(tái)教師PC機(jī)，教師可以通過U盤、移動(dòng)硬盤的方式將隨身攜帶自身的教學(xué)課件拷貝入桌面機(jī)并通過教學(xué)管理軟件進(jìn)行發(fā)布和教學(xué)。可一旦U盤和移動(dòng)硬盤感染了病毒，就會(huì)迅速感染其他PC，嚴(yán)重影響正常教學(xué)。同時(shí)，如果U盤出現(xiàn)損壞，教師只能通過黑板等傳統(tǒng)方式進(jìn)行教學(xué)，影響教學(xué)效果。

每次考試之前，IT管理員要為各機(jī)房的教師機(jī)和學(xué)生機(jī)重新刷機(jī)，每學(xué)期刷機(jī)就占了很大的工作量。考試結(jié)束后，所有機(jī)器又要刷回教學(xué)系統(tǒng)，工作量加倍。為了能按時(shí)完成，學(xué)校往往不得不請(qǐng)外援來協(xié)助完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、增加成本不說，還有安全隱患。  

該校每當(dāng)需要部署新應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)授課時(shí)，必須要在新的財(cái)年提交申請(qǐng)并審批，經(jīng)過政府采購(gòu)流程后才可獲得新的PC機(jī)，此采購(gòu)周期往往為半年甚至一年。

 盡管該校針對(duì)教學(xué)機(jī)房做了節(jié)能方案，如按時(shí)斷電、學(xué)生下課關(guān)機(jī)檢查、教師巡檢等。但機(jī)房電力消耗依舊是困擾學(xué)校的一大難題。經(jīng)過勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)空調(diào)和PC機(jī)是機(jī)房的用電大戶。

2.2 機(jī)房類型分析

各院校的教學(xué)機(jī)房建設(shè)時(shí)間，維護(hù)質(zhì)量和采購(gòu)成本各不相同，機(jī)房的實(shí)際情況也有好有壞，需要根據(jù)現(xiàn)有環(huán)境，打造符合教學(xué)要求、既節(jié)省成本又可以解決問題的云機(jī)房。

2.3 云機(jī)房建設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)

根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況決定實(shí)施配置方案，舊機(jī)房改造可繼續(xù)沿用老PC，充分利舊、節(jié)省成本。新建機(jī)房則推薦采用瘦客戶機(jī)全面代替PC。

3 項(xiàng)目需求分析

3.1 業(yè)務(wù)架構(gòu)與需求分析

學(xué)校的機(jī)房建設(shè)項(xiàng)目往往需要達(dá)成以下目標(biāo)：

保障教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)健性和數(shù)據(jù)的安全性：教學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)健性要得到進(jìn)一步加強(qiáng)，在學(xué)生上機(jī)操作時(shí)對(duì)課件進(jìn)行處理的時(shí)候，數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的安全性會(huì)受到來個(gè)人自誤操作及外部網(wǎng)絡(luò)的各種威脅，為了防止人為或病毒的攻擊，解決方案需要提供一套安全保護(hù)措施，充分保證操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的安全，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)在多教室同時(shí)授課情況下，對(duì)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性和可靠性的保障措施，災(zāi)難應(yīng)對(duì)及恢復(fù)策略。

減少對(duì)現(xiàn)有環(huán)境的修改：在建設(shè)新機(jī)房的同時(shí)盡可能減少對(duì)學(xué)校現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和電路作修改。最好可以沿用原有舊機(jī)房直接改造，或者在新建機(jī)房時(shí)不需要部署強(qiáng)電，直接從普通教室升級(jí)而來即可。 

保證教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)及外圍設(shè)備的兼容性 ：保證系統(tǒng)在3-5年時(shí)間內(nèi)兼容現(xiàn)有教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，并能夠隨時(shí)支持新的教學(xué)場(chǎng)景切換。

要實(shí)現(xiàn)最高效的教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的集中管理、充分考慮合理的運(yùn)維費(fèi)用和較小的運(yùn)維服務(wù)難度，最大限度地降低綜合的維護(hù)成本。兼顧到不同時(shí)期的各項(xiàng)軟件應(yīng)用及硬件設(shè)備，利用較小的代價(jià)改造這些系統(tǒng)。 兼顧到與已有的各種教學(xué)管理系統(tǒng)和身份認(rèn)證系統(tǒng)的兼容性。 兼顧不同終端設(shè)備，包括個(gè)人電腦，云終端等。兼顧多種外接設(shè)備，如USB設(shè)備，并口設(shè)備，串口設(shè)備等。

3.2 總體設(shè)計(jì)要求

3.2.1 需求特點(diǎn)總結(jié)

隨著信息化校園的建設(shè)和云計(jì)算的升溫，基于云計(jì)算的應(yīng)用交付逐步成為教育行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。學(xué)校期望的，是可以在預(yù)算不變的前提下加快信息化建設(shè)步伐，現(xiàn)有教學(xué)系統(tǒng)和應(yīng)用可以平穩(wěn)過渡到桌面云上，教師和學(xué)生在教學(xué)上有更優(yōu)的體驗(yàn)，而管理員也不需要為系統(tǒng)的安全和數(shù)據(jù)保護(hù)而分心，能將更多的精力投入到業(yè)務(wù)創(chuàng)新中。

3.2.2 方案設(shè)計(jì)原則

根據(jù)上述的需求分析和部署環(huán)境的實(shí)際特點(diǎn)，使用H3C云學(xué)堂解決方案整體規(guī)劃與打造云機(jī)房，需要本著以下原則進(jìn)行：

? 統(tǒng)一規(guī)劃、逐步建設(shè)實(shí)施原則

機(jī)房在統(tǒng)一規(guī)劃的前提下，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際需求，進(jìn)行逐步實(shí)施，充分考慮各種因素。 

? 集成性原則

通過統(tǒng)一集成的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)基于云桌面訪問的系統(tǒng)接入規(guī)范，從而逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)全校教學(xué)系統(tǒng)用戶接入的全面融合。

? 安全性原則

根據(jù)桌面訪問的不同安全等級(jí)要求，和網(wǎng)絡(luò)訪問的安全規(guī)范，制定系統(tǒng)的安全性規(guī)范，完善信息安全策略和信息安全標(biāo)準(zhǔn)，滿足數(shù)據(jù)安全和訪問安全的要求，提供可靠的系統(tǒng)安全管理模式。

? 可擴(kuò)展性原則

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮到學(xué)校未來發(fā)展的需要，架構(gòu)應(yīng)滿足橫向和縱向擴(kuò)展的需求，在架構(gòu)簡(jiǎn)明的基礎(chǔ)上，降低各功能模塊和組件的耦合度，并充分考慮到兼容性，實(shí)現(xiàn)快速高效的擴(kuò)展方案。

? 適應(yīng)性原則

系統(tǒng)需充分考慮到已有的IT資源投入，適配網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和應(yīng)用架構(gòu)，避免在構(gòu)建過程中的大范圍系統(tǒng)改造，降低系統(tǒng)復(fù)雜度和建設(shè)成本。

4 云學(xué)堂項(xiàng)目總體架構(gòu)設(shè)計(jì) 

云學(xué)堂解決方案的核心構(gòu)成是H3C云學(xué)堂統(tǒng)一管理平臺(tái)、教師端和學(xué)生端。管理員在統(tǒng)一管理平臺(tái)上針對(duì)不同課程制作課程模板；在教師機(jī)上部署教師端程序，在學(xué)生機(jī)上部署學(xué)生端程序。上課時(shí)，教師在教師端程序執(zhí)行簡(jiǎn)單操作：選中所需課程，點(diǎn)擊“上課”，即可在云主機(jī)中生成幾十個(gè)虛擬桌面并推送到學(xué)生端；點(diǎn)擊“下課”即可終止課程，刪除所有虛擬機(jī)，回收云主機(jī)資源。云主機(jī)的操作記錄，運(yùn)行狀態(tài)等，可通過Web圖形化管理界面查看，一目了然。學(xué)生的云終端開機(jī)后自動(dòng)和云主機(jī)連接，獲取虛擬桌面，操作方式與傳統(tǒng)PC完全相同。

針對(duì)不同的使用場(chǎng)景，需要注意以下幾點(diǎn)：

? 以教室為單位按課程制作鏡像順序：按課表中的課程分別創(chuàng)建虛擬機(jī)→按課程要求在虛擬機(jī)中安裝標(biāo)準(zhǔn)化操作系統(tǒng)→安裝課程需要的教學(xué)應(yīng)用和多媒體教學(xué)管理軟件→將虛擬機(jī)轉(zhuǎn)換成模板并按課程命名。如果不同的課程使用相同或類似的教學(xué)應(yīng)用，可以考慮將應(yīng)用合并在同一個(gè)課程模板中，對(duì)模板名稱加以注釋即可，這樣可以減少存儲(chǔ)空間占用，減少資源浪費(fèi)。

? 應(yīng)用的兼容性。為避免課程應(yīng)用出現(xiàn)兼容性問題，在虛擬機(jī)中安裝應(yīng)用時(shí)要注意環(huán)境變量調(diào)優(yōu)和參數(shù)配置，保證所有應(yīng)用使用正常。

? 外設(shè)的兼容性。考慮到不同課程可能會(huì)對(duì)外設(shè)有詳細(xì)要求，需要打開云主機(jī)中外設(shè)重定向功能，將外設(shè)連接至云終端，在虛擬機(jī)中驗(yàn)證設(shè)備可正常識(shí)別并安裝好設(shè)備驅(qū)動(dòng)，測(cè)試基本功能沒問題，再將虛擬機(jī)制作成課程模板。

因?yàn)榘惭b不同應(yīng)用的虛擬機(jī)對(duì)云主機(jī)系統(tǒng)資源占用量不同，所以在滿足用戶需求的前提下，建議按照最大資源占用量制作方案，并選擇云學(xué)堂主機(jī)類型。下文中將分析目前的重要使用場(chǎng)景，并提出推薦和備選的解決方案。

4.1 教室分散式部署云主機(jī)場(chǎng)景

該場(chǎng)景為H3C推薦云機(jī)房建設(shè)方案，在每個(gè)教學(xué)機(jī)房分別部署云主機(jī)交付本教室桌面，最突出的特點(diǎn)是： 

? 帶寬充足，顯示效果最佳，且不占校園網(wǎng)絡(luò)帶寬

? 管理按物理教室劃分，一目了然

? 不必改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

4.2 數(shù)據(jù)中心集中部署云主機(jī)場(chǎng)景

在數(shù)據(jù)中心或設(shè)備機(jī)房中集中部署，通過校園網(wǎng)交付遠(yuǎn)程桌面，最突出的特點(diǎn)是： 

? 云主機(jī)不用放在教室內(nèi)，空間節(jié)省

? 數(shù)據(jù)中心綜合環(huán)境更佳

? 網(wǎng)絡(luò)需要相應(yīng)的作優(yōu)化

? 財(cái)產(chǎn)安全，避免被破壞

對(duì)于該場(chǎng)景，由于所有終端使用校園網(wǎng)連接至數(shù)據(jù)中心，對(duì)核心交換機(jī)要求較高，帶寬相對(duì)受限，可能會(huì)影響顯示效果，因此建議為云桌面環(huán)境單獨(dú)配置帶寬較高的局域網(wǎng)環(huán)境，并配置專用交換機(jī)，連接數(shù)據(jù)中心的云主機(jī)和教學(xué)機(jī)房中的云終端。

5 方案詳述 

以新建一個(gè)60人的教學(xué)機(jī)房、云主機(jī)在數(shù)據(jù)中心部署為例，方案設(shè)計(jì)如下圖：

5.1 教室拓?fù)湓O(shè)計(jì) 

根據(jù)前述的需求分析、設(shè)計(jì)原則，以及總體架構(gòu)的要求，教室拓?fù)鋱D如下所示：

教學(xué)機(jī)房分為三部分：云終端區(qū)、云主機(jī)區(qū)和云管理區(qū)。

使用方式如下： 

第一步，教師機(jī)發(fā)起請(qǐng)求，連接至云主機(jī)，選擇課程鏡像，點(diǎn)擊“上課”，制作好的課程模板在90秒內(nèi)生成60個(gè)虛擬機(jī)。

第二步，學(xué)生打開云終端即可獲得虛擬桌面，直接使用虛擬桌面上課或訪問校園網(wǎng)系統(tǒng)。

第三步，教師可以通過多媒體教學(xué)管理軟件進(jìn)行電子教學(xué)管理，如屏幕廣播、遠(yuǎn)程控制、在線考試等。

第四步，教師點(diǎn)擊“下課”按鈕即可結(jié)束課程，所有虛擬機(jī)都會(huì)被刪除，云主機(jī)回收資源，為下一堂課做好準(zhǔn)備。

如此，教師和學(xué)生可以輕松獲得生動(dòng)的云教學(xué)體驗(yàn)。

以下將詳細(xì)描述典型整體架構(gòu)中的三個(gè)組成區(qū)域模塊。

5.2 云主機(jī)區(qū)設(shè)計(jì) 

H3C云學(xué)堂主機(jī)配備性能卓越的處理器、工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)、高速內(nèi)存，預(yù)裝業(yè)界領(lǐng)先的H3C CAS虛擬化平臺(tái)。

5.2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

云主機(jī)和云終端之間使用H3C自主開發(fā)的哈雷桌面傳輸協(xié)議，該協(xié)議僅傳輸桌面圖形變化等少量信息，不傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，因此占用帶寬很少。

5.2.2 傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)

根據(jù)H3C在云學(xué)堂上的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。下面是一些關(guān)鍵指標(biāo)的參考值：

? 基礎(chǔ)教學(xué)桌面 50 kbps

? 上機(jī)考試桌面 100 kbps

? 圖形視頻類教學(xué)桌面 150~500 kbps

H3C云學(xué)堂采用業(yè)界領(lǐng)先的哈雷桌面傳輸協(xié)議，提供更好的性能和更佳的用戶體驗(yàn)，能以極低資源交付高性能的虛擬桌面。該協(xié)議除包含多條如圖形顯示、鍵盤輸入、用戶接口設(shè)備、鼠標(biāo)移動(dòng)等專用通道外，還專門針對(duì)視頻解碼和高質(zhì)量音頻還原作了大量?jī)?yōu)化，讓學(xué)生感受身臨其境的影音世界。

其高性能還體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

? 加速2D圖形渲染

? 圖形智能壓縮，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬自動(dòng)調(diào)節(jié)畫質(zhì)

? 自動(dòng)終端偵測(cè)，根據(jù)終端資源智能調(diào)節(jié)畫質(zhì)，實(shí)現(xiàn)最佳用戶體驗(yàn)

? 媒體流軟解碼，播放高清視頻與音頻（720P視頻流暢）

? 媒體流硬解碼，播放高清視頻與音頻（WMP流，1080P）

? 客戶端鼠標(biāo)硬件加速

? 全外設(shè)重定向

? 傳輸數(shù)據(jù)加密

我們按照上述方式來初步選擇云主機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口帶寬，相應(yīng)交換機(jī)也按照上述方式選擇，為了保證最佳用戶體驗(yàn)，建議接入使用千兆交換機(jī)。

5.2.3 云主機(jī)選擇

? 按常用的教學(xué)課程需求資源計(jì)算，每臺(tái)H3C云學(xué)堂主機(jī)最大可同時(shí)交付70個(gè)高性能虛擬桌面，建議每教室布置一臺(tái)云主機(jī)。

? 虛擬桌面操作系統(tǒng)采用32位Windows7操作系統(tǒng)，每桌面配置3G內(nèi)存，保證流暢體驗(yàn)。

? 虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)掛載云主機(jī)的共享磁盤，共享磁盤又分2個(gè)，一個(gè)是教師空間，一個(gè)是學(xué)生空間。教師空間對(duì)教師和所有學(xué)生可見，學(xué)生空間僅對(duì)學(xué)生本人和教師可見。教師可以上傳課件到教師空間供學(xué)生下載。學(xué)生可以將需要保存的作業(yè)或資料保存在自己的作業(yè)空間，供教師提取。

? 將上課所需應(yīng)用安裝在虛擬機(jī)內(nèi)并生成課程模板。將課程模板存儲(chǔ)在云主機(jī)的大容量SATA硬盤中，容量可根據(jù)用戶實(shí)際需求配置。

? 批量生成虛擬機(jī)時(shí)產(chǎn)生的鏈接克隆文件存儲(chǔ)在高速固態(tài)硬盤和內(nèi)存中，解決了磁盤IO瓶頸問題，大大提升虛擬機(jī)生成速度和操作響應(yīng)。

5.2.4 安全設(shè)計(jì)

H3C云學(xué)堂解決方案隔離了學(xué)生對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)的直接訪問，通過虛擬化技術(shù)，將所有的數(shù)據(jù)都存放在云主機(jī)中保存，大大提高了系統(tǒng)整體的安全性。

用戶訪問的安全性：賬號(hào)分級(jí)管理，按角色分權(quán)。考慮到部分教師IT水平受限，只有管理員可以登錄統(tǒng)一管理平臺(tái)進(jìn)行虛擬機(jī)級(jí)的操作，這樣可以避免教師誤操作對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。教師機(jī)采用MAC地址綁定+教師賬號(hào)登錄的方式。

傳輸協(xié)議的安全性：用戶操作訪問虛擬桌面時(shí)，采用了開放的標(biāo)準(zhǔn)安全協(xié)議和公用密鑰架構(gòu)來建立會(huì)話，以確保安全。僅傳輸桌面圖像變化和鼠標(biāo)移動(dòng)、鍵盤輸入等少量信息，不直接傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)泄露的可能性。

策略化的控制：提供集中的、細(xì)粒度的策略控制用戶的授權(quán)訪問，針對(duì)用戶、網(wǎng)絡(luò)位置、終端環(huán)境、應(yīng)用、云主機(jī)等屬性決定用戶是否能夠獲得訪問。

5.2.5 安全方案設(shè)計(jì)

如果學(xué)校目前是通過代理的方式訪問互聯(lián)網(wǎng)的，就會(huì)面臨一些安全隱患，比如數(shù)據(jù)丟失、病毒引入等。即使使用GHOST系統(tǒng)和還原卡，依舊會(huì)造成大量PC的系統(tǒng)損壞。我們可以通過云學(xué)堂方案來解決上述問題。

設(shè)計(jì)原則：

? 虛擬機(jī)鏈接克隆：每次上課均生成新的虛擬機(jī)，保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性和一致性，學(xué)生需要保存的個(gè)人資料和作業(yè)可上傳至專屬的作業(yè)空間保留。

? 虛擬機(jī)自動(dòng)刪除：每次下課時(shí)所有虛擬機(jī)均會(huì)自動(dòng)刪除，學(xué)生所做的任何修改都會(huì)被丟棄。在下次上課時(shí)，按照模板生成全新虛擬機(jī)供其他學(xué)生使用。

5.3 云終端區(qū)設(shè)計(jì)

5.3.1 瘦客戶機(jī)

瘦客戶機(jī)外觀科技感十足、極富現(xiàn)代氣息，體型小巧、連線簡(jiǎn)潔，保證教學(xué)環(huán)境干凈整潔；其豐富的接口，可以滿足計(jì)算機(jī)教室中一切外設(shè)需求，并配置了主流X86處理器、高速內(nèi)存和高速固態(tài)硬盤，能耗極低，保證在較低成本下能提供高性能體驗(yàn)。H3C云終端具有硬件成本低、能耗低、用途廣、生命周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。

5.3.2 傳統(tǒng)PC機(jī)

部署H3C云學(xué)堂主機(jī)方案時(shí)，可以對(duì)現(xiàn)有的PC進(jìn)行利舊。因?yàn)橛?jì)算都在云端進(jìn)行，所以對(duì)終端的處理能力要求并不高，即便是已經(jīng)使用了四五年的舊PC也可以作為終端使用，性能完全可以滿足。安裝了H3C云學(xué)堂學(xué)生端軟件（支持主流Windows操作系統(tǒng)），PC啟動(dòng)后學(xué)生端會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，無縫連接至虛擬桌面。

5.3.3 外設(shè)支持

H3C云學(xué)堂解決方案允許用戶將外設(shè)連接到云終端上，然后像在本地桌面使用外設(shè)一樣使用這些連接在云終端上的外設(shè)。設(shè)備支持類型包括USB設(shè)備、串并口設(shè)備、攝像頭等。

? USB存儲(chǔ)

云學(xué)堂解決方案支持各種類型的USB存儲(chǔ)，包括U盤、移動(dòng)硬盤等，無需另裝驅(qū)動(dòng)，即插即用。很多學(xué)校學(xué)生習(xí)慣使用U盤將上課時(shí)未完成做業(yè)帶回繼續(xù)完成，該功能可以讓學(xué)生與傳統(tǒng)方式無差異的使用任何USB存儲(chǔ)設(shè)備。如果學(xué)校對(duì)存儲(chǔ)功能有所顧慮，云主機(jī)還可控制關(guān)閉USB設(shè)備的重定向使用，實(shí)現(xiàn)完善的集中管理功能。

? 打印機(jī)

云學(xué)堂解決方案可以支持HP、Canon等各種主流打印機(jī)，既支持網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，也支持連接到終端設(shè)備的本地打印機(jī)；同時(shí)支持串口、并口和USB接口打印機(jī)。

? 串口與并口設(shè)備

云學(xué)堂解決方案可以支持各種串口、并口設(shè)備，包括打印機(jī)、掃描儀等，只需要把設(shè)備連接到云終端即可使用。

? 圖像與多媒體支持

云學(xué)堂解決方案允許用戶像本地桌面一樣在虛擬桌面查看和編輯圖像、多媒體信息。在虛擬桌面環(huán)境下，可支持1920*1080分辨率的圖像顯示，支持32位真彩色圖像顯示，能夠使用Windows Media Player等常用多媒體工具流暢播放720P高清視頻。

5.4 云管理區(qū)設(shè)計(jì)

5.4.1 云主機(jī)管理 

H3C云學(xué)堂教學(xué)管理平臺(tái)的主要功能是對(duì)所有機(jī)房的云主機(jī)設(shè)備集中管理。包括云主機(jī)實(shí)時(shí)在線情況、上課狀態(tài)、鏡像模板，直觀的向管理人員展現(xiàn)了云主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

5.4.2 課程模板管理 

H3C云學(xué)堂可以實(shí)時(shí)制作和同步云主機(jī)上的課程模板。簡(jiǎn)而言之，在管理平臺(tái)上做一次課程模板修改，可令所有學(xué)生直接體驗(yàn)最新的內(nèi)容。通過此功能的靈活使用，區(qū)域間傳遞優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源也不再是難題，極大的平衡了教學(xué)資源。此功能可有效提高區(qū)域整體教學(xué)水平，讓師生享受到云計(jì)算的成果。

5.5 設(shè)備選型 

根據(jù)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，推薦的設(shè)備選型如下：

5.6 設(shè)備配置清單 

根據(jù)該項(xiàng)目整體方案的設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目中所涉及到的相關(guān)產(chǎn)品如下表：

6 云學(xué)堂方案特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

6.1 簡(jiǎn)管理

統(tǒng)一的管理平臺(tái)根據(jù)不同的教學(xué)課程制作課程鏡像，同步給教室中的云學(xué)堂主機(jī)，教師上課時(shí)可根據(jù)課程安排一鍵選擇鏡像從而隨時(shí)獲得需要的教學(xué)環(huán)境。管理員也不用再為記錄繁雜的命令而煩惱，云學(xué)堂提供全圖形控制管理界面，無論虛擬機(jī)部署還是模板制作，都只需輕輕一點(diǎn)。H3C云學(xué)堂解決方案可徹底解決機(jī)房中常見的大量軟件安裝導(dǎo)致系統(tǒng)臃腫、軟件沖突、病毒侵入、教學(xué)、考試場(chǎng)景切換工作量大等難題，還可省去Ghost或還原卡的繁雜設(shè)置。全校的計(jì)算機(jī)教室設(shè)備監(jiān)控和軟件維護(hù)在辦公室中即可輕松實(shí)現(xiàn)，效率比PC提高10倍。 

6.2 促教學(xué)

云學(xué)堂三大關(guān)鍵技術(shù)，全面提升虛擬機(jī)性能，可令終端啟動(dòng)和課程切換加速，教學(xué)軟件運(yùn)行更快，并且可以全面控制學(xué)生用機(jī)行為，杜絕上課開小差的情況發(fā)生。

智能鏡像加速技術(shù)：所有定制好的系統(tǒng)鏡像會(huì)由云學(xué)堂主機(jī)自動(dòng)優(yōu)化，在該技術(shù)的支持下，70個(gè)虛擬機(jī)啟動(dòng)只需要2分鐘。同時(shí)，教師在上課過程中可根據(jù)需要隨時(shí)切換學(xué)生的操作系統(tǒng)，從而輕松改變教學(xué)環(huán)境，演繹云技術(shù)帶給教學(xué)的優(yōu)化和創(chuàng)新實(shí)踐。

多級(jí)緩存加速技術(shù)：實(shí)現(xiàn)鏡像啟動(dòng)加速、IO加速，使云桌面啟動(dòng)和應(yīng)用程序運(yùn)行速度大幅度提升，用戶體驗(yàn)遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品。在該技術(shù)幫助下，教學(xué)課件、專用軟件的啟動(dòng)和運(yùn)行速度比同價(jià)位的PC提升200%。

教學(xué)管理軟件防卸載技術(shù)：云學(xué)堂終端搭載教學(xué)管理軟件學(xué)生端，學(xué)生不可見。教師在使用該軟件教學(xué)時(shí)，不會(huì)再出現(xiàn)學(xué)生因卸載或關(guān)閉管理程序而脫離教師的管理現(xiàn)象，大大加強(qiáng)對(duì)學(xué)生上課行為的控制力度，嚴(yán)肅課堂紀(jì)律，教學(xué)質(zhì)量得以保證。

6.3 易獲得

H3C云學(xué)堂是包括云學(xué)堂主機(jī)、云學(xué)堂終端，教學(xué)管理軟件和云學(xué)堂統(tǒng)一管理平臺(tái)在內(nèi)的一套端到端的整體解決方案。其部署過程極其簡(jiǎn)單，僅需將云學(xué)堂主機(jī)和云學(xué)堂終端相連，在云學(xué)堂主機(jī)上做一次課程配置，一間全新的計(jì)算機(jī)教室即建設(shè)完成，省去了逐臺(tái)PC分區(qū)設(shè)置和系統(tǒng)同傳等過程。同時(shí)云學(xué)堂終端功耗極低，普通教室不需強(qiáng)電改造即可轉(zhuǎn)型為云學(xué)堂，加快校園信息化建設(shè)的同時(shí)，打造綠色校園。

6.4 更環(huán)保

每臺(tái)云學(xué)堂終端設(shè)備平均功耗20w，是傳統(tǒng)PC機(jī)的1/12。且整個(gè)終端機(jī)身使用一體化設(shè)計(jì)，無風(fēng)扇、硬盤等易損元件，壽命比PC機(jī)延長(zhǎng)1倍以上。節(jié)省開支的同時(shí)大大減少電子垃圾，響應(yīng)國(guó)家倡導(dǎo)的綠色節(jié)能號(hào)召，創(chuàng)造舒適、低能耗的綠色校園環(huán)境。