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||云課堂方案建議書(shū)用戶場(chǎng)景分析項(xiàng)目概述一直以來(lái),傳統(tǒng)教學(xué)機(jī)房普遍使用的是獨(dú)立運(yùn)算的個(gè)人終端PC。曾幾何時(shí),PC提供了價(jià)格、性能與功能的最佳組合,已經(jīng)被各學(xué)校沿用了近十年。但是,隨云計(jì)算技術(shù)的成熟和客戶日益增多的問(wèn)題,胖客戶端PC并不是當(dāng)下最理想的解決方案。根據(jù)本校的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),我們總結(jié)出傳統(tǒng)機(jī)房面臨的問(wèn)題如下:教學(xué)環(huán)境部署問(wèn)題:軟件沖突,更新軟件困難,大量軟件安裝導(dǎo)致系統(tǒng)臃腫、運(yùn)行慢教學(xué)場(chǎng)景切換問(wèn)題:教學(xué)、考試場(chǎng)景切換工作量大,多種操作系統(tǒng)之間切換工作量大終端PC維護(hù)問(wèn)題:大中院校機(jī)房平均有2000臺(tái)以上的PC,學(xué)生修改系統(tǒng)設(shè)置,病毒等產(chǎn)生的終端維護(hù)量難于承受IT運(yùn)維人員問(wèn)題:工作缺少創(chuàng)造性,只是安裝、卸載和格式化,人員流動(dòng)大資源浪費(fèi)問(wèn)題:每年會(huì)有1/6的機(jī)器被淘汰,新機(jī)器從采購(gòu)到上線均會(huì)產(chǎn)生很多成本和麻煩多間學(xué)校實(shí)地勘察概況根據(jù)對(duì)多地學(xué)校機(jī)房的實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行勘測(cè),各校均面臨不同程度的機(jī)房使用問(wèn)題,針對(duì)相關(guān)環(huán)境,總結(jié)情況如下:隨著學(xué)校的辦學(xué)規(guī)模不斷的擴(kuò)大,學(xué)生的數(shù)量不斷的增加,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(kāi)計(jì)算機(jī)的輔助,因此各個(gè)學(xué)校都在不斷的增加計(jì)算機(jī)的購(gòu)置和計(jì)算機(jī)教學(xué)機(jī)房的數(shù)量?,F(xiàn)在很多的教學(xué)工作都在機(jī)房進(jìn)行,同時(shí)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)房計(jì)算機(jī)的管理及響應(yīng)速度,直接影響了各學(xué)院教學(xué)工作能否順利的進(jìn)行。但就管理部門(mén)來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)機(jī)房是所有教室中難度最大的。

首先,學(xué)生機(jī)房的管理、維護(hù)復(fù)雜;硬件設(shè)備更新頻率高,系統(tǒng)穩(wěn)定性差在各院校均頻頻出現(xiàn)。由于學(xué)生機(jī)房面向的學(xué)生多,科目多,學(xué)生流動(dòng)性大,所以對(duì)PC機(jī)的性能,穩(wěn)定性和維護(hù)均提出了很大的挑戰(zhàn),設(shè)備老化很快,淘汰率高。以某高校為例:該校在每間計(jì)算機(jī)教室中平均部署50臺(tái)左右的PC機(jī)供學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作,為防止學(xué)生的誤操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)遭到破壞,學(xué)校不得不在每臺(tái)桌面機(jī)中均安裝硬盤(pán)保護(hù)卡,確保每次重啟桌面機(jī)時(shí),數(shù)據(jù)恢復(fù)到初始狀態(tài)。此方法不但硬件投入較大,而且還原卡設(shè)置繁雜、易損壞、還會(huì)被學(xué)生破解,導(dǎo)致系統(tǒng)依舊經(jīng)常損壞,管理員需要重新Ghost系統(tǒng),大大增加管理難度,降低教學(xué)效率。另外每臺(tái)學(xué)生機(jī)因課程需要往往需要安裝大量教學(xué)軟件,系統(tǒng)兼容性差和過(guò)渡臃腫,也令應(yīng)用反映越來(lái)越慢,問(wèn)題頻現(xiàn)。這些情況不僅會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)不便,增加管理員工作量,而且?guī)?lái)信息安全方面存在的風(fēng)險(xiǎn),教學(xué)質(zhì)量大受影響。同時(shí)為了方便教師進(jìn)行教學(xué),該學(xué)校在教學(xué)樓中每一間機(jī)房均部署了教師桌面PC機(jī),教師可以通過(guò)U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)方式隨身攜帶自身的教學(xué)課件拷貝入桌面機(jī)并通過(guò)教學(xué)管理軟件進(jìn)行發(fā)布和教學(xué)。可一旦U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)感染病毒,會(huì)迅速感染到學(xué)校的每一臺(tái)桌面機(jī),嚴(yán)重影響正常教學(xué)。同時(shí),如果U盤(pán)出現(xiàn)損壞,教師只能通過(guò)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,各機(jī)房的教師機(jī)和學(xué)生機(jī)要準(zhǔn)備考試應(yīng)用而重新刷機(jī),每學(xué)期刷機(jī)的工作量要占據(jù)管理員大量時(shí)間??荚嚱Y(jié)束后,所有機(jī)器又要被刷回教學(xué)系統(tǒng),工作量加倍。為了能按時(shí)完成作業(yè)學(xué)校往往不得不請(qǐng)外援來(lái)協(xié)助完成,費(fèi)時(shí)費(fèi)力且增加成本。該高校每當(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(guò)政府采購(gòu)流程后才可獲得新的物理PC機(jī),此購(gòu)置周期往往為半年甚至一年。同時(shí)管理員需要每臺(tái)機(jī)器逐一更新應(yīng)用包,致使學(xué)校新應(yīng)用不能立刻被部署或拖延很久,往往直接導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)的新應(yīng)用。盡管各校有針對(duì)機(jī)房做出節(jié)能方案,如按時(shí)斷電,學(xué)生下課關(guān)機(jī)檢查,電教師老師巡檢等。但機(jī)房電力消耗依舊是困擾學(xué)校的一大難題。如何能進(jìn)一步降低電力成本,則必須從機(jī)房耗電大戶PC設(shè)備上下手,才能真正做到節(jié)能減排,打造綠色校園。

機(jī)房類型分析各學(xué)校的教學(xué)機(jī)房建設(shè)時(shí)間,維護(hù)質(zhì)量,和采購(gòu)成本均不相同。機(jī)房的實(shí)際情況也有好有壞,我們需要根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有環(huán)境,打造最符合學(xué)校要求,既能節(jié)省成本又能解決問(wèn)題的云機(jī)房。云機(jī)房建設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)根據(jù)學(xué)校項(xiàng)目決定實(shí)施配置方案,舊機(jī)房改造可繼續(xù)沿用老PC實(shí)現(xiàn)充分利舊節(jié)省成本的同時(shí)提高管理性。新建機(jī)房則可采用云終端全面代替PC,體驗(yàn)超越PC的全面云教學(xué)環(huán)境!項(xiàng)目需求分析業(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(lái)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(lái)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),并且能夠隨時(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,瘦客戶機(jī)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??傮w設(shè)計(jì)要求需求特點(diǎn)總結(jié)隨著數(shù)字化校園建設(shè)的腳步和云計(jì)算的升溫,基于云的應(yīng)用交付逐步成為教育行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)學(xué)校來(lái)說(shuō),在預(yù)算不變的前提下加快IT建設(shè)步伐,使用先進(jìn)技術(shù)提升教學(xué)效率和質(zhì)量的最好方法也是搭建私有“云”架構(gòu)。而最適合學(xué)校的私有“云”必然是桌面云。此時(shí)學(xué)生并不需要了解后臺(tái)采用了什么技術(shù),采用了什么軟硬件平臺(tái),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,老師可以輕松并安心地照常上課。1、高兼容性現(xiàn)有教學(xué)系統(tǒng)和應(yīng)用需要平穩(wěn)過(guò)渡到云主機(jī)環(huán)境上,不為老師和學(xué)生帶來(lái)使用上的差異感,并保證對(duì)今后的教學(xué)軟件可以良好的適用。2、管理性與易用性并重使用簡(jiǎn)單,強(qiáng)調(diào)用戶的體驗(yàn)。管理維護(hù)量要與PC相比明顯改善。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RG-RCD云課堂主機(jī)打造云機(jī)房整體規(guī)劃,需要本著以下原則進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì):統(tǒng)一規(guī)劃、逐步建設(shè)實(shí)施原則教學(xué)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,充分考慮各種因素作為初次部署情況。集成性原則通過(guò)統(tǒng)一集成的規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)基于云桌面訪問(wèn)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)用戶接入的全面統(tǒng)一集成。安全性原則根據(jù)桌面訪問(wèn)的不同安全等級(jí)要求,和網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)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(wèn)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(lái)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,適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和應(yīng)用架構(gòu),避免在構(gòu)建過(guò)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。云課堂項(xiàng)目總體架構(gòu)設(shè)計(jì)RCC云課堂項(xiàng)目總體框架采用“層次化”的分析和控制方案,分為客戶端層、云主機(jī)層和管理層三個(gè)實(shí)施層面,建立滿足學(xué)校項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)要求的云機(jī)房。云課堂主機(jī)建設(shè)方案設(shè)計(jì)云課堂主機(jī)解決方案由客戶端層、云主機(jī)層和管理層組成,貫徹這些層面的是接入控制和安全。在客戶端層,針對(duì)新、舊不同機(jī)房教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)終端,新環(huán)境搭建可采用RG-Rain100云課堂終端,舊機(jī)房改造可采用利舊PC安裝客戶端的方式。在云主機(jī)層,主要分別對(duì)各種教學(xué)場(chǎng)景、考試場(chǎng)景做鏡像定制,通過(guò)云課堂主機(jī)來(lái)為客戶端層提供接入。之所以在該層提供多種鏡像類型,主要是不同的課程有不同的教學(xué)應(yīng)用需求:云課堂主機(jī)能提供功能強(qiáng)大的智能鏡象管理系統(tǒng),為避免在同一鏡像封裝過(guò)多應(yīng)用導(dǎo)致過(guò)度臃腫或應(yīng)用兼容性問(wèn)題,一課一鏡像的方式效率更高,管理更容易,問(wèn)題出現(xiàn)幾率也大大降低。管理層通過(guò)為學(xué)校部署應(yīng)用及云課堂集中管理平臺(tái),可同時(shí)對(duì)所有教室內(nèi)的云主機(jī)進(jìn)行集中的統(tǒng)一管理。貫穿云課堂管理方面還包括安全,安全涵蓋范圍較廣,主要包括用戶管理、權(quán)限管理和系統(tǒng)監(jiān)控等方面內(nèi)容。在本次項(xiàng)目中,我們完全根據(jù)客戶現(xiàn)狀來(lái)制定適合本次項(xiàng)目的桌面云方案。建設(shè)思路探索云課堂主機(jī)方案的核心構(gòu)成是RG-RCD6000云課堂主機(jī)和RG-Rain100云課堂終端設(shè)備,首先云課堂主機(jī)可以教室為單位針對(duì)不同課程制作鏡像模板,然后需要在教師用PC機(jī)上部署對(duì)鏡像模板可控制的唯一教師端程序。老師在上課時(shí)通過(guò)使用教師端程序執(zhí)行簡(jiǎn)單操作:點(diǎn)擊所需課程鏡像即可在云主機(jī)中生成一對(duì)多的虛擬桌面推送到學(xué)生終端機(jī);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)運(yùn)算資源。所有對(duì)云主機(jī)進(jìn)行的操作記錄,運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)監(jiān)控等功能,管理員均可通過(guò)web圖形化管理界面一目了然,運(yùn)籌帷幄。學(xué)生則操作Rain100云課堂終端設(shè)備,該設(shè)備可以在老師控制下自動(dòng)和云課堂主機(jī)相連,獲取虛擬化桌面,操作方式和習(xí)慣與PC完全相同。在面對(duì)用戶的使用場(chǎng)景時(shí),選擇的出發(fā)點(diǎn)如下:以教室為單位按課程制作鏡像順序:按課表中所有課程分別制作虛擬機(jī)按課程要求在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)安裝課程需要的教學(xué)應(yīng)用和教學(xué)管理插件將虛擬機(jī)封裝成鏡像模板并按課程命名注意: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)用合并在同一虛擬機(jī)中再封裝成鏡像模板,對(duì)模板名稱加以注釋即可。此方法可減少存儲(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(wèn)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??紤]到不同課程可能會(huì)對(duì)外接設(shè)備有詳細(xì)要求,需要打開(kāi)云主機(jī)中外設(shè)重定向功能,將外設(shè)連接至終端機(jī),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(méi)問(wèn)題,再將虛擬機(jī)封裝成鏡像模板。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的課程制作方案,選擇云課堂主機(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。 教室分散式部署云主機(jī)場(chǎng)景該場(chǎng)景為銳捷主力推薦云機(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:ESI帶寬充足,不占校園網(wǎng)絡(luò)帶寬,顯示效果最佳管理按物理教室劃分,一室一機(jī),問(wèn)題不出教室不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)于該場(chǎng)景,由于每個(gè)教室云主機(jī)和終端間使用千兆交換機(jī)直連,可用于云桌面顯示傳輸?shù)腅ST協(xié)議帶寬非常充足,顯示效果最佳,可以應(yīng)對(duì)多數(shù)復(fù)雜的教學(xué)場(chǎng)合。 此場(chǎng)景中又可分劃分為三種類型,一種是圖形視頻類制作的教學(xué)課程,一種是基礎(chǔ)教學(xué)課程,一種是上機(jī)考試場(chǎng)景。其特點(diǎn)分別是基礎(chǔ)教學(xué)課程桌面:使用常見(jiàn)基礎(chǔ)教學(xué)軟件,非圖形類,如Office老師使用教學(xué)管理課件做屏幕廣播,課件分發(fā)演示低碼率視頻,一般不超過(guò)480P學(xué)生使用簡(jiǎn)單,讀操作居多,寫(xiě)操作較少,不會(huì)生成大量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬占用較低無(wú)特殊外設(shè)需求此種類型桌面使用場(chǎng)景對(duì)主機(jī)資源占用較少,每臺(tái)RG-RCD6000云課堂主機(jī)可以最多支持60個(gè)學(xué)生同時(shí)上課。一般不超過(guò)60個(gè)座位的教學(xué)機(jī)房部署一臺(tái)RG-RCD6000和60臺(tái)RG-Rain100云課堂終端即可。圖形視頻類制作的教學(xué)課程桌面:使用視頻或圖形制作類教學(xué)軟件,包括3D圖形制作,如MAYA,AutoCAD特別外設(shè)需求,如視頻采集卡會(huì)播放高碼率視頻,如720P、1080P學(xué)生執(zhí)行讀寫(xiě)操作較多,數(shù)據(jù)量大網(wǎng)絡(luò)帶寬占用高此種類型桌面使用場(chǎng)景對(duì)主機(jī)資源占用較多,每臺(tái)RG-RCD6000云課堂主機(jī)須根據(jù)測(cè)試驗(yàn)證實(shí)際情況確定最大連接數(shù),一般可支持40個(gè)學(xué)生同時(shí)上該類課程。數(shù)據(jù)中心集中部署云主機(jī)場(chǎng)景在數(shù)據(jù)中心或者設(shè)備機(jī)房中集中部署云主機(jī),通過(guò)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)?。辉浦鳈C(jī)管理集中化,集群功能可充分發(fā)揮;網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定因素增加,需要按需優(yōu)化;對(duì)于該場(chǎng)景,由于所有終端如果使用校園網(wǎng)匯聚一處經(jīng)由統(tǒng)一出口連接至數(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EST協(xié)議顯示效果,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)負(fù)責(zé)EST顯示協(xié)議鏈路,連接數(shù)據(jù)中心中的云主機(jī)和教學(xué)機(jī)房中的終端設(shè)備。 此場(chǎng)景與分散部署情況一樣可分劃分為三種類型,一種是圖形視頻類制作的教學(xué)課程,一種是基礎(chǔ)教學(xué)課程,一種是上機(jī)考試場(chǎng)景。其特點(diǎn)分別是基礎(chǔ)教學(xué)課程桌面:使用常見(jiàn)基礎(chǔ)教學(xué)軟件,非圖形類,如Office老師使用教學(xué)管理課件做屏幕廣播,課件分發(fā)演示低碼率視頻,一般不超過(guò)480P學(xué)生使用簡(jiǎn)單,讀操作居多,寫(xiě)操作較少,不會(huì)生成大量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬占用較低無(wú)特殊外設(shè)需求此種類型桌面使用場(chǎng)景對(duì)主機(jī)資源占用較少,每臺(tái)RG-RCD6000云課堂主機(jī)可以最多支持60個(gè)學(xué)生同時(shí)上課。圖形視頻類制作的教學(xué)課程桌面:使用視頻或圖形制作類教學(xué)軟件,包括3D圖形制作,如MAYA,AutoCAD特別外設(shè)需求,如視頻采集卡會(huì)播放高碼率視頻,如720P、1080P學(xué)生執(zhí)行讀寫(xiě)操作較多,數(shù)據(jù)量大網(wǎng)絡(luò)帶寬占用高此種類型桌面使用場(chǎng)景對(duì)主機(jī)資源占用較多,每臺(tái)RG-RCD6000云課堂主機(jī)須根據(jù)測(cè)試驗(yàn)證實(shí)際情況確定最大連接數(shù),一般可支持40個(gè)學(xué)生同時(shí)上該類課程。方案詳述根據(jù)某校當(dāng)前狀況和需求分析,共需新建2個(gè)教學(xué)機(jī)房,每機(jī)房60學(xué)生上機(jī)位。為了滿足所有教學(xué)場(chǎng)景的功能需求,結(jié)合銳捷云桌面解決方案,我們建議采用教室分散式部署方式為每個(gè)教室配置一臺(tái)RG-RCD6000云課堂主機(jī)設(shè)備,使用RG-Rain100做學(xué)生用終端機(jī),并通過(guò)數(shù)據(jù)中心安裝RCCCenter統(tǒng)一管理。搭建如下模塊化、易擴(kuò)展、安全性高的云機(jī)房總體架構(gòu),方案設(shè)計(jì)如下圖教室拓?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,每間教室拓?fù)鋱D如下所示:如上圖,每個(gè)教學(xué)機(jī)房從終端入手,分為3個(gè)部分,終端區(qū)、云課堂主機(jī)區(qū)和校園網(wǎng)鏈路(數(shù)據(jù)通信及管理區(qū)),三個(gè)區(qū)域用千兆接入式連接起來(lái)。適用方式如下:第一步,老師首先從教師端發(fā)起請(qǐng)求,連接至云課堂主機(jī),通過(guò)制作好的課程鏡像批量生成虛擬桌面,并通過(guò)CLassManager進(jìn)行電子教學(xué)管理,如屏幕廣播視頻廣播等等操作。第二步,云課堂主機(jī)將生成的虛擬桌面推送到RG-Rain100云課堂終端第三步,學(xué)生打開(kāi)終端即可獲得虛擬桌面,直接使用虛擬機(jī)上課或訪問(wèn)校園網(wǎng)系統(tǒng)。第四步,老師點(diǎn)擊“下課”按鈕即可結(jié)束課程,所有虛擬機(jī)會(huì)被依次刪除,云課堂主機(jī)回收計(jì)算資源,為下節(jié)課做好準(zhǔn)備。按此四步依次循環(huán),老師和學(xué)生即可輕松獲得一節(jié)節(jié)生動(dòng)的云主機(jī)教學(xué)課程。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。云課堂主機(jī)區(qū)域模塊設(shè)計(jì)RG-RCD6000云課堂主機(jī)內(nèi)含頂級(jí)處理器、工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備、海量?jī)?nèi)存和強(qiáng)大的銳捷云桌面軟件功能,機(jī)箱采用全靜音設(shè)計(jì),1米范圍內(nèi)平均噪音低于55分貝。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)云主機(jī)和終端之間使用銳捷專門(mén)開(kāi)發(fā)的EST(EnhancedStreamTransmission)增強(qiáng)圖形傳輸協(xié)議,該協(xié)議僅傳輸適量圖形而非數(shù)據(jù),不會(huì)占用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)帶寬,僅需使用普通千兆交換機(jī)將主機(jī)和終端相連。帶寬設(shè)計(jì)端口開(kāi)放銳捷系統(tǒng)默認(rèn)需要開(kāi)放端口如下,但可根據(jù)實(shí)際情況修改80,3389,3306傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)由于本次項(xiàng)目機(jī)房中上課的課程內(nèi)容尚未詳細(xì)了解,故在此給出網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計(jì)規(guī)則:根據(jù)銳捷在虛擬桌面上的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。下面是參考的一些關(guān)鍵指標(biāo):云主機(jī)和終端間交互EST協(xié)議時(shí)的帶寬需求:50kbps基礎(chǔ)教學(xué)課程桌面100kbps上機(jī)考試場(chǎng)景桌面150k~500kbps圖形視頻類制作的教學(xué)課程桌面EST是銳捷獨(dú)有的增強(qiáng)型圖形傳輸協(xié)議,提供了更好的性能和用戶體驗(yàn),能以極低資源交付高性能的虛擬桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議。該協(xié)議除包含多條如圖形顯示輸出,鍵盤(pán)輸入、用戶接口設(shè)備、光標(biāo)移動(dòng)等專用通道外,還專門(mén)為視頻解碼和高質(zhì)量音頻還原作了大量?jī)?yōu)化,讓學(xué)生感受身臨其境的高清世界EST的高性能現(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(huà)質(zhì)自動(dòng)終端偵測(cè),根據(jù)終端資源智能調(diào)節(jié)畫(huà)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(480P視頻流暢)媒體流硬解碼,播放高清視頻與音頻(MJpeg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,EST所傳輸?shù)膱D形或數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)加密,保障安全我們按照上述方式來(lái)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,本項(xiàng)目每機(jī)房可使用百兆交換機(jī),為了獲取最佳用戶體驗(yàn),建議使用千兆交換機(jī)。云主機(jī)選擇根據(jù)本學(xué)校2機(jī)房項(xiàng)目,每機(jī)房60上機(jī)位需求現(xiàn)狀:按常用的教學(xué)課程需求資源計(jì)算,每臺(tái)RG-RCD6000可同時(shí)交付60個(gè)高資源虛擬桌面,因此每教室需布置一臺(tái)RG-RCD6000云課堂主機(jī)。虛擬桌面操作系統(tǒng)虛擬機(jī)采用32位WindowsXP操作系統(tǒng),每VM(學(xué)生用虛擬機(jī))配置2G內(nèi)存??紤]到用戶客戶端自身安裝配置的存儲(chǔ)空間需求以及緩存的用戶個(gè)性化配置及數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)空間的需求,初步按照虛擬機(jī)C盤(pán)10GB存儲(chǔ)空間來(lái)估算。未來(lái)可針對(duì)應(yīng)用安裝配置模式的優(yōu)化及用戶使用場(chǎng)景進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)測(cè)算和調(diào)整。每虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)掛載云主機(jī)的共享磁盤(pán)并識(shí)別為D盤(pán),該盤(pán)用于老師上傳上課需要每個(gè)同學(xué)使用的課件。因磁盤(pán)共享的方式,僅需上傳一份即可提供所有學(xué)生下載使用。學(xué)生同樣可使用該盤(pán)作為作業(yè)存儲(chǔ)區(qū)域,所有需要保存的作業(yè)或者設(shè)計(jì),會(huì)根據(jù)學(xué)生名稱自動(dòng)存儲(chǔ)在云主機(jī)共享磁盤(pán)上,保證有效節(jié)省空間的同時(shí),學(xué)生作業(yè)的有效上傳和備份。將上課所需應(yīng)用依次安裝在虛擬機(jī)內(nèi)并封裝成鏡像模板。將模板存儲(chǔ)在RG-RCD6000云課堂主機(jī)中SSD固態(tài)硬盤(pán)中,來(lái)提升批量生成虛擬機(jī)時(shí)對(duì)磁盤(pán)讀取IO性能。批量生成虛擬機(jī)時(shí)產(chǎn)生的鏈接克隆文件使用銳捷多級(jí)緩存系統(tǒng)分別存儲(chǔ)在機(jī)械磁盤(pán),固態(tài)硬盤(pán)和內(nèi)存中,杜絕磁盤(pán)讀寫(xiě)IO瓶頸,大大提升虛擬機(jī)生成速度和操作相應(yīng)。目前考慮每間教室需要使用云桌面的用戶共為60個(gè),虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)使用RG-RCD6000云課堂主機(jī)提供。根據(jù)目前了解的信息,需要?jiǎng)?chuàng)建虛擬機(jī)鏡像模板如下類型虛擬機(jī)數(shù)量CPU內(nèi)存(GB)硬盤(pán)(GB)顯存(MB)基礎(chǔ)類教學(xué)桌面WindowsXP1111016圖形類教學(xué)桌面WindowsXP11230256考試場(chǎng)景桌面WindowsXP1123016總計(jì)3注:教師發(fā)布課件和學(xué)生作業(yè)交付均在共享磁盤(pán)D盤(pán)進(jìn)行存儲(chǔ),共享磁盤(pán)大小可在RG-RCD6000云課堂主機(jī)中調(diào)節(jié),如果數(shù)據(jù)過(guò)大,共享磁盤(pán)也可指定于校園網(wǎng)內(nèi)其它存儲(chǔ)區(qū)域。安全設(shè)計(jì)機(jī)房采用云課堂主機(jī)部署架構(gòu),隔離了學(xué)生對(duì)終端機(jī)本地?cái)?shù)據(jù)的直接訪問(wèn),通過(guò)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(wèn)的安全性:唯一對(duì)云主機(jī)可執(zhí)行虛擬機(jī)生成及刪除管理的教師端,采用MAC地址綁定方式制作。即僅通過(guò)認(rèn)證的教師用機(jī)才可操作云主機(jī),學(xué)生機(jī)無(wú)法控制云主機(jī),杜絕用戶非常規(guī)操作的安全漏洞。傳輸協(xié)議的安全性:用戶操作訪問(wèn)虛擬桌面或虛擬應(yīng)用時(shí),通過(guò)EST協(xié)議建立用戶會(huì)話,采用了開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)安全協(xié)議和公用密鑰架構(gòu)來(lái)確保安全。僅傳輸應(yīng)用客戶端的圖像變化和鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等的操作數(shù)據(jù),本身并不直接傳輸應(yīng)用的數(shù)據(jù),避免了數(shù)據(jù)在終端駐留泄露的可能性。策略化的控制:系統(tǒng)的提供集中的細(xì)粒度的策略控制用戶的授權(quán)訪問(wèn),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應(yīng)用的訪問(wèn)。銳捷系統(tǒng)允許訪問(wèn)者進(jìn)行有限制的訪問(wèn),而不能隨意的更改、拷貝信息,更不能將信息帶走。安全方案設(shè)計(jì)如果學(xué)校目前使用內(nèi)網(wǎng)PC,在訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)通過(guò)代理的方式進(jìn)行。但是這種模式造成了一些安全隱患,比如數(shù)據(jù)丟失,病毒引入等。及時(shí)使用還原卡或者Ghost系統(tǒng),依舊會(huì)造成大量終端機(jī)系統(tǒng)損壞。下面我們通過(guò)桌面云的方案來(lái)解決上述問(wèn)題。設(shè)計(jì)原則:虛擬機(jī)鏈接克?。好看紊险n均生成新的虛擬機(jī),保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性一致性,學(xué)生做過(guò)的修改和作業(yè)可上傳致固定ftp保留。虛擬機(jī)自動(dòng)刪除:每次下課所有虛擬機(jī)均會(huì)被刪除,課間所做改動(dòng)不會(huì)保留。方案思路:無(wú)需借助外部軟硬件,云課堂主機(jī)中的所有虛擬機(jī)在下課時(shí)會(huì)被安全刪除,學(xué)生所做過(guò)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,完全不受外界因素的影響。終端區(qū)域模塊設(shè)計(jì)云課堂主機(jī)項(xiàng)目方案的終端區(qū)域設(shè)計(jì)考慮如下,鑒于本次項(xiàng)目主推RG-Rain100云課堂終端方案,利舊PC僅供參考。RG-Rain100云課堂終端RG-Rain100云課堂終端是整個(gè)云課堂方案的核心產(chǎn)品之一。其精美的外觀,小巧的機(jī)身極富時(shí)代氣息,可為教室打造一個(gè)干凈整潔的教學(xué)環(huán)境。配備豐富的接口,可以滿足計(jì)算機(jī)教室中一切外設(shè)的需求。RG-Rain100是使用專業(yè)嵌入式處理器、小型本地閃存、精簡(jiǎn)版操作系統(tǒng)的基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的教育行業(yè)專用終端。配置包含專業(yè)的低功耗、高運(yùn)算功能的嵌入式處理器。不可移除地用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的本地閃存、以及本地系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)適配器、顯卡和其它外設(shè)的標(biāo)配輸入/輸出選件。Rain100中沒(méi)有可移除的部件,可以提供比普通PC更加安全可靠的使用環(huán)境,以及更低的功耗,更高的安全性。由于系統(tǒng)的管理、維護(hù)、升級(jí)、擴(kuò)展、服務(wù)等一系列環(huán)節(jié)得到優(yōu)化,學(xué)校最大限度地節(jié)省了投入到系統(tǒng)中的各種費(fèi)用,盡管系統(tǒng)在硬件的初期投資費(fèi)用沒(méi)有明顯減少,但隨著時(shí)間的延續(xù),系統(tǒng)TCO的減少會(huì)越來(lái)越明顯。Rain100云課堂終端具有硬件成本低、能耗低、生命周期長(zhǎng)等特點(diǎn)對(duì)于教育行業(yè)來(lái)說(shuō),是一項(xiàng)完美的解決方案。與RG-RCD6000聯(lián)動(dòng),Rain100可以完美實(shí)現(xiàn)所有計(jì)算機(jī)教室中的教學(xué)任務(wù)。并且更便于學(xué)校管理人員集中管理。許多學(xué)校使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),因?yàn)橛辛怂?,電腦教師從老式的臺(tái)式PC機(jī)向云課堂方案的過(guò)渡非常容易,于是紛紛贊譽(yù)其-小身材,大智慧!PC電腦部署銳捷云課堂主機(jī)方案時(shí),可以對(duì)現(xiàn)有的PC電腦進(jìn)行利舊。由于云課堂主機(jī)方案對(duì)終端的處理能力要求不高,即便是已經(jīng)使用了4-5年的舊PC電腦也可以作為終端設(shè)備使用,不會(huì)出現(xiàn)性能不足的問(wèn)題。銳捷提供了免費(fèi)的RCD學(xué)生端,可以在windowsXP、windows7等各種桌面操作系統(tǒng)上運(yùn)行,機(jī)器啟動(dòng)后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行RCD學(xué)生端并連接至RG-RCD6000云課堂主機(jī)。所有的數(shù)據(jù)和計(jì)算都在云主機(jī)端執(zhí)行,終端上只需要進(jìn)行指令輸入和屏幕顯示即可。外設(shè)支持銳捷云課堂主機(jī)方案允許用戶將外設(shè)連接到終端上,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移動(dòng)磁盤(pán)云課堂主機(jī)方案支持各種類型的USB移動(dòng)磁盤(pán),包括U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)等,無(wú)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(pán)將上課時(shí)未完成做業(yè)帶回繼續(xù)完成,該功能可以另學(xué)生在豪無(wú)使用差異的前提下使用任何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)云課堂主機(jī)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)。串口和并口設(shè)備云課堂主機(jī)方案可以支持各種串口和并口設(shè)備,包括打印機(jī)、掃描儀、錄音等,只需要把設(shè)備連接到終端,就可以通過(guò)銳捷獨(dú)有的EST協(xié)議遠(yuǎn)程攜帶到虛擬桌面使用。圖像和多媒體支持云課堂主機(jī)方案允許用戶在虛擬桌面上像在本地桌面一樣查看和編輯圖像、多媒體信息。在虛擬桌面環(huán)境下,可以支持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windowsMediaPlayer等常用多媒體工具流暢播放720P高清視頻。校園網(wǎng)通信及云主機(jī)管理區(qū)域模塊設(shè)計(jì)考慮到云主機(jī)設(shè)備與校園網(wǎng)通信從而保證學(xué)生正常上網(wǎng),統(tǒng)一管理平臺(tái)的搭建對(duì)所有云主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理意義重大,RG-RCCCenter云課堂集中管理平臺(tái)是隨云課堂主機(jī)附送的管理軟件。將RCCCenter安裝部署在數(shù)據(jù)中心的管理服務(wù)器上,即可通過(guò)統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有校內(nèi)的RCD6000主課堂機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,系統(tǒng)維護(hù),鏡像同步等管理運(yùn)維工作。從而實(shí)現(xiàn)一校一管的平臺(tái)維護(hù)方式,也可用于將來(lái)與其它學(xué)校和地區(qū)機(jī)房教育系統(tǒng)接軌。機(jī)房管理RG-RCCCenter云課堂集中管理平臺(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)得實(shí)時(shí)在線情況,上課狀態(tài),鏡像模板,直觀的為管理人員提供了云主機(jī)布局情況和設(shè)備運(yùn)行情況,采用Flash技術(shù)動(dòng)態(tài)的展現(xiàn)云主機(jī)設(shè)備和連線狀態(tài),絢麗界面保證了客戶的真實(shí)感體驗(yàn),不同課程類型之間采用不同的圖標(biāo)進(jìn)行區(qū)分,各教室的云主機(jī)分布也一目了然,完善的展現(xiàn)效果,為管理提供依據(jù)和便利,也為學(xué)校數(shù)字化建設(shè)帶來(lái)直觀的成果驗(yàn)證;鏡像和虛擬機(jī)管理RCCCenter可以實(shí)時(shí)制作和同步RCD6000云主機(jī)上的課程鏡像。簡(jiǎn)而言之,在RCCCenter上做的一次性編輯更改,可令全校師生直接瀏覽并親身體驗(yàn)到!通過(guò)此功能的靈活使用,學(xué)校和學(xué)校間傳遞優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源也不再是難題,比如落后地區(qū)若想使用先進(jìn)的教學(xué)應(yīng)用,教育課件,只需一鍵同步即可。此功能可有效提高區(qū)域的整體教學(xué)實(shí)力和水平,將技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)提升交付給所有師生。精細(xì)化的用戶管理管理員、老師、學(xué)生,每個(gè)用戶的身份角色不一樣、使用權(quán)限不一樣、操作業(yè)務(wù)不一樣,為了能保證不同用戶都能有簡(jiǎn)單易用的體驗(yàn),這就需要實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶都能全面深入的用戶運(yùn)營(yíng)管理。銳捷網(wǎng)絡(luò)給出了精細(xì)化的用戶管理方案,能夠?qū)崿F(xiàn)自定義用戶角色,根據(jù)用戶角色進(jìn)行權(quán)限劃分,能夠?qū)崿F(xiàn)不同權(quán)限的用戶只能受限訪問(wèn)不同的資源、獲得專署數(shù)據(jù)、在不同地區(qū)允許訪問(wèn)不同業(yè)務(wù)等。全面的用戶信息,精細(xì)化的用戶管理,上萬(wàn)師生的學(xué)校也能輕松進(jìn)行運(yùn)維管理。日志管理所有對(duì)RCCCenter云課堂集中管理平臺(tái)和RG-RCD6000云課堂主機(jī)做過(guò)的任何修改,編輯,更新等操作都會(huì)被詳細(xì)記錄在日志中,便于管理員實(shí)時(shí)跟蹤重要步驟。進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)安全性的同時(shí),也保證數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)最短時(shí)間定位并且恢復(fù)。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:產(chǎn)品型號(hào)RG-RCD6000云課堂主機(jī)機(jī)箱設(shè)計(jì)2U標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)箱中央處理器2*XEONE5-2690系列內(nèi)存容量8*16GDDR3存儲(chǔ)容量1TBSAS+120GBSSDGE口2*千兆(板載)Console接口1USB口4*USB2.0擴(kuò)展硬盤(pán)插槽6*SATA/SAS風(fēng)扇5700RPM80x80x38mm-4P電源AC100-240V720WW/PFC最大功耗720w產(chǎn)品型號(hào)RG-Rain100基本特性I/O端口后側(cè)1x12V-19VPowerport

1xD-Sub(VGA)

1xHDMI

4xUSB2.0

1xMicrophone

1xHeadphone/Speaker

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