2、高教中复杂应用。每间教室使用新一代的智能云终端满足高校机房各种应用，多间教室可以通过一台云主机进行统一管理，学生便可体验具有高图像处理能力的云桌面环境。云课堂增强版版可按照课程提供丰富多彩的教学系统镜像，将云技术和教育场景紧密结合，实现教学集中化，管理智能化，维护简单化，将专业计算机教室带入云的时代！1.1项目背景近年来，云计算因具备资源按需分配、安全可控、数据可靠、节约成本、提高资源利用率、统一管理、系统冗余等多种特性，在各行业的应用越来越广泛，通过越来越广泛的网络覆盖，云计算服务的随时随地交付变为可能。但功能如此强大的云计算技术却在高教行业迟迟没能落地，其主要原因有五点：图像处理能力差、
3、部署困难、管理技术门槛高、用户体验较差以及初次投资成本过高1.2项目建设目标云课堂增强版根据不断整合和优化校园机房设备的工作思路，结合高教/职教等广大学校的实际情况，编制本设计方案。本方案的总体目标是使用最新的云计算技术打造学校的云教学计算机机房，使用智能桌面虚拟化解决方案代替PC机和传统桌面虚拟化方案（VDI），不但继承传统桌面虚拟化简管理、易维护的特点，而且从性能上媲美同档次的PC，满足高校、职校机房上课教学需求。每间计算机教室使用若干台智能云终端,通过云主机进行统一管理，单个云桌面的性能可以支撑复杂应用及图形应用。使用云课堂多媒教学管理软件控制学生教学桌面，从而大大降低运维难度，降低
4、TCO，节能减排，促进学校信息化管理、服务和发展的同时打造绿色校园。具体建设内容包括：l使用智能云终端替换PC机，可满足学校需求的同时更易于管理维护且节能环保；l方便多教室统一管理，可以由云管理主机对若干个教室进行教学环境的管理；l教师机为方便管理，同样可以使用智能云终端被云管理主机集中管控；l教师机上安装专为虚拟化环境优化的云课堂多媒体教学管理软件RG-ClassManagerRainbow，令老师授课更加得心应手，效率倍增；1.3方案设计思路为更好满足学校专业机房的建设要求，方案通过对国内多所高校进行实地调研和现场开发，参考老师和学生的上机习惯打造云课堂整体解决方案。根据高校公
5、共机房的性能需求，同时满足更灵活的授课方式和管理方式，锐捷网络提出了云管理主机加智能云终端的云课堂增强版建设方案。整体方案在满足师生专业课需求的同时，着力于改善师生上机体验，降低机房管理运维难度，降低机房总拥有成本，节能减排，终端免维护。锐捷云课堂增强版满足平时上课对于桌面性能需求，并且还能进行多教学环境灵活切换。简化管理、性能卓越、安全可靠、促进教学是云课堂增强版方案四大核心构成理念。云课堂可根据教学需要灵活地提供多种教学系统镜像并可进行实时切换；可以有效的保障学生在上课期间专注听讲，加强教学管理，提升教学质量，通过智能云终端性能可以支撑图像处理软件流畅运行；对于网络依赖小，具备高可靠性。
6、云课堂方案将云计算技术和教学场景紧密结合，实现管理集中化、教学智能化、校园绿色化、部署简捷化，将计算机教室带入云的时代！2用户场景分析2.1项目概述一直以来，传统教学机房普遍使用的是独立运算的个人终端PC。曾几何时，PC提供了价格、性能与功能的最佳组合，已经被各学校沿用了近十年。但是，随云计算技术的成熟和客户日益增多的问题，PC机并不是当下最理想的解决方案。根据本校的实际经验，我们总结出传统机房面临的问题如下：l公共机房面向所有专业的学生上课，对于使用环境要求高，传统PC很难满足实际教学需求l教学软件复杂：对于不同的专业需要有不同的软件，因此，经常采用多操作系统模式，对整机的健壮性
9、，淘汰率高。以某高校为例：学校校在每间计算机教室中平均部署100台左右的PC机供学生进行上机操作，为防止学生的误操作导致数据丢失或系统遭到破坏，学校不得不在每台桌面机中均安装硬盘保护卡，确保每次重启桌面机时，数据恢复到初始状态。此方法不但硬件投入较大，而且还原卡设置繁杂、易损坏、还会被学生破解，导致系统依旧经常损坏，管理员需要重新Ghost系统，大大增加管理难度，降低教学效率。另外每台学生机因课程需要往往需要安装大量教学软件，系统兼容性差和过渡臃肿，也令应用反映越来越慢，问题频现。这些情况不仅会给学生的学习带来不便，增加管理员工作量，而且带来信息安全方面存在的风险，教学质量大受影响。同时为了方
12、。2.4云机房建设关键点根据学校项目决定实施配置方案，旧机房改造可继续沿用老PC实现充分利旧节省成本的同时提高管理性。新建机房则可采用云终端全面代替PC，体验超越PC的全面云教学环境。3项目需求分析3.1业务架构与需求分析学校的专业机房建设项目需要达成以下目标。降低管理维护工作量根据以往经验，学校的公共机房需投入大量人力进行设备管理和维护，工作量大、重复性工作多、硬件损耗率高、软硬件配置复杂、管理分散。本项目需要通过全新云计算技术在机房应用落地，明显降低电脑设备的部署、管理和维护工作量。提升师生上课体验，资源灵活调配通过桌面虚拟化的应用，让每个学生桌面都拥有超过电脑的教学使用体验，让老
13、师能够更专注与教学本身，无需因为教学环境而影响教学质量。保障教学业务系统稳健性和数据的安全性教学系统稳健性要得到进一步加强，在学生上机操作时对课件进行处理的时候，数据、系统的安全性会受到来个人自误操作及外部网络的各种威胁，为了防止人为或病毒的攻击，解决方案需要提供一套安全保护措施，充分保证操作系统和数据应用系统的安全，同时要实现在多教室同时授课情况下，对数据和系统的安全性和可靠性的保障措施，灾难应对及恢复策略。减少对现有环境的修改在建设新机房的同时尽可能减少对学校现有网络环境和电路作修改。最好可以沿用原有旧机房直接改造，或者在新建机房时不需要部署强电，直接从普通教室升级而来即可。保证教学应用系
15、最好方法也是搭建私有“云”架构。而最适合学校的私有“云”必然是桌面云。此时学生并不需要了解后台采用了什么技术，采用了什么软硬件平台，管理员也不需要为系统的安全和数据保护而分心，老师可以轻松并安心地照常上课。1、高兼容性现有教学系统和应用需要平稳过渡到云主机环境上，不为老师和学生带来使用上的差异感，并保证对今后的教学软件可以良好的适用。2、管理性与易用性并重使用简单，强调用户的体验。管理维护量要与PC相比明显改善。3.2.2方案设计原则根据上述的需求分析和部署环境的实际特点，使用锐捷云课堂主机打造云机房整体规划，需要本着以下原则进行规划与设计：l统一规划、逐步建设实施原则教学机房在统一规划的
16、前提下，根据学校的实际需求，进行逐步实施，充分考虑各种因素作为初次部署情况。l集成性原则通过统一集成的规划，实现基于云桌面访问的系统接入规范，从而逐步实现对全校所有机房终端接入的全面统一集成。l安全性原则根据桌面访问的不同安全等级要求，和网络访问的安全规范，制定系统的安全性规范，完善信息安全策略和信息安全标准，满足数据安全和访问安全的要求，提供可靠的系统安全管理模式。l可扩展性原则系统的设计要考虑到学校未来发展的需要，架构应满足横向和纵向扩展的需求，在架构简明的基础上，降低各功能模块和组件的耦合度，并充分考虑到兼容性，实现快速高效的扩展方案。l适应性原则系统需充分考虑到已有的IT资源投
17、入，适应网络、系统和应用架构，避免在构建过程中的大范围系统改造，降低系统复杂度和建设成本。4云课堂增强版项目总体架构设计RCC云课堂增强版项目总体框架分三个层次：客户端层、虚拟化层和管理层，下来分别介绍。4.1云课堂增强版建设方案设计云课堂增强版解决方案由客户端层、虚拟化层和管理层组成，三个层面紧密结合，为高职校用户提供安全、可靠的教学环境。在客户端层，采用智能云终端，采用一体化设计，硬件故障率低。本地具备计算、存储能力，可以独立支持复杂应用。智能云终端具备GPU性能，具备图形处理能力。在虚拟化层，是指在智能云终端上运行由锐捷网络自主开发的虚拟化平台，通过虚拟化平台为智能云终端提供云桌面服
18、务，并将云终端的硬件底层充分调用，将底层硬件资源直接透传到虚拟机当中，让虚拟机拥有与真机一样的性能。与此同时，也能够满足多系统的要求，智能云终端可以同时储存多种镜像环境，方便在使用时快速切换教学环境。智能云终端搭载的虚拟化层可以独立运行虚拟机，不依赖云主机性能。另外在虚拟化层提供关机即还原的机制让机房可以快速回复新的环境，让管理更容易，问题出现几率也大大降低。管理层通过云主机的web管理平台提供，可同时对教室内的所有云主机进行集中的统一管理，也可以对多间教室进行统一管理，包括对教学环境、智能云终端、存储、配置策略等的统一管理。管理层让云课堂增强版的管理更简单高效，达到与VDI桌面一致的管理体验
19、。4.2建设思路探索云课堂主机方案的核心构成是RG-RCM1000-Edu云课堂增强版管理主机和RG-Rain310E（128GB）【RG-Rain410E（128GB）】智能云终端设备，学生用机和教师用机同样使用智能云终端，无需再单独购买PC。首先云课堂管理主机可以制作多种教学镜像模板，镜像在下发前需要安装好所有的教学软件后，以教室为单位下发不同课程制作镜像，教师机镜像环境可以与学生机镜像环境不同。然后开启云终端后即可点选进入相应的教学环境。如果在上课环境下，可以通过在教师机上安装的教学管理软件对学生机进行集中控制，教师机对本教室内的学生机可以统一选择上课所用进行，此时学生机进入老师指定的
20、教学环境。点击“下课”即可终止课程，释放所有虚拟机，学生机进入镜像选择。云课堂管理主机能对所有智能云终端的操作记录，运行状态，系统监控等进行集中管理，保障教学业务的连续性。管理员均可通过web图形化管理界面一目了然，运筹帷幄。在面对用户的使用场景时，选择的出发点如下：l多教室的集中管理，智能云终端本身故障率低，硬件维修工作量小。系统管理通过云管理主机进行集中管理，降低教学环境安装更新的工作量l选用虚拟化平台，虚拟机关机重启后立即删除不会存在病毒等问题，另外学生使用的虚拟机每次都是一个新的实例，让教学环境不会随使用年限造成体验差、速度慢等问题l以教室为单位按课程制作镜像顺序：按课表中所有课
22、源占用量不同，所以在满足用户需求的前提下，建议按照最大资源占用量的课程制作方案，选择云课堂主机类型。下文中将分析目前的重要使用场景，并提出推荐和备选的解决方案。4.2.1云课堂增强版部署场景建议在数据中心或者设备机房中集中部署云课堂管理主机，是因为智能云终端在使用过程中对网络并不强依赖，离线可用，管理主机和智能云终端断开后依然不影响教学业务。所以云课堂管理主机通过校园网集中管理桌面，在平时也不会对网络造成过大压力。对于此部署场景，所有智能云终端与云管理主机IP可达即可。在交付时还是有必要使用千兆网络到桌面，因为在首次下发一个新的镜像是会依赖网络性能，千兆网络可使得一间教室镜像在数分钟内即可下
23、发完成。对于高职校机房应用可分为2种类型，一种是日常上课教学应用。一种是上机考试应用。其特点分别是A.上课教学场景：l使用常见基础教学软件，如计算机基础、编程语言、专业类工具软件l老师使用教学管理课件做屏幕广播，课件分发l演示低码率视频，一般不超过1080Pl学生使用简单，读操作居多，写操作较少，不会生成大量数据l下课后桌面即还原，可保留一个盘作为临时文件存储l无特殊外设需求B.上机考试场景：l需要对学生考试环境统一，并可以批量快速配置l支持考试数据的保存l网络断开后依然可以进行考试业务l兼容摄像头、耳麦等外设以上两种场景，云课堂增强版通过云课堂管理主机和智能云终端都可
24、以完美的解决和满足。5方案详述根据某校当前状况和需求分析，共需新建2个教学专业机房,每机房50学生上机位。为了满足所有教学场景的功能需求，结合锐捷云课堂增牵绊版解决方案，我们建议采用每间教室使用锐捷智能云终端包括教师用机一共102台，通过云课堂增强版管理主机对102个智能云终端进行集中管理。搭建如下的云机房总体架构，方案设计如下图方案组成：云课堂增强版管理主机：RG-RCM1000-Edu教师机：RG-Rain310E系列或RG-Rain410E系列学生机：RG-Rain310E系列或RG-Rain410E系列5.1教室拓扑设计根据前述的需求分析、设计原则，以及总体架构的要求。每个教学机房
26、nbow进行电子教学管理，如屏幕广播视频广播等等操作。第二步，学生打开终端即可获得虚拟桌面，直接使用虚拟机上课或访问校园网系统。如果老师没有选择指定系统，学生可以在云终端上自主选择系统进入。第三步，老师点击“下课”按钮即可结束课程，所有虚拟机会被依次删除，云课堂主机回收计算资源，为下节课做好准备。按此三步依次循环，老师和学生即可轻松获得一节节生动的云主机教学课程。以下将详细描述典型整体架构中的三个组成区域模块。5.2智能云终端区域模块设计智能云终端采用一体化、全标贴设计，内置虚拟化平台。单个性能满足高职校公共机房的发杂应用。有一体机和终端2种产品形态供用户选择，满足不同场景需要。一体机RG
27、-Rain410E系列，美观大方，性能卓越。使用I3CPU/4G内存/128GSSD或500G机械硬盘可选，屏幕采用21.5寸，具备HDMI输出接口，在作为教师机时可以连接投影仪、白板等显示输出。给机房桌面一体化、干净整洁的交付环境。云终端RG-Rain310E系列，精致小巧，性能卓越使用I3CPU/4G内存/128GSSD或500G机械硬盘可选，具备VGA和HDMI接口满足不同输出需要。5.2.1.1终端系统设计智能云终端分为物理层、虚拟化操作系统层和应用层。虚拟化操作系统可以将物理层的硬件资源透传到每一个在智能云终端上运行的虚拟机中，尤其是GPU资源透传到虚拟机中，使得虚拟机
28、可以流畅运行大型图像软件、4K视频等应用。每一个虚拟机可以直接调度底层硬件资源。另外锐捷自主研发的虚拟化操作系统让底层硬件性能转化损失几乎为零，获得与真机一样的使用体验。5.2.2智能云终端选择根据对多所高职校的需求分析，对于终端类型选择建议如下：l选用128GSSD版本的智能云终端，系统可存储2个镜像。适用于需要少量教学环境切换的机房场景。另外云终端会划分30G作为数据盘挂载到虚拟机中，为学生存储个性化数据，重启后不还原。l选用500G机械硬盘版本的智能云终端，系统可存储4个以上镜像。适用于教师机或者对教学环境要求较多的机房场景。另外云终端会划分30G作为数据盘挂载到虚拟机中，为学生存储个性化数据，重启后不还原。l对于想让使用体验更好，软件打开速度和运行速度更快的用户，推荐使用128GSSD版本。5.3