1.0 智能化园区网络解决方案 2.0 IDC数据中心网络解决方案 3.0 企业云解决方案 4.0 盈丰彩票登录整体解决方案 5.0 智慧无线整体解决方案 6.0 高清视频会议解决方案 7.0 IDC机房建设解决方案 8.0 智能化弱电解决方案 9.0 智能楼宇解决方案 10.0 智能管理中心整体解决方案
解决方案

1.0 智能化园区网络解决方案

2.0 IDC数据中心网络解决方案

3.0 企业云解决方案

4.0 盈丰彩票登录整体解决方案

5.0 智慧无线整体解决方案

6.0 高清视频会议解决方案

7.0 IDC机房建设解决方案

8.0 智能化弱电解决方案

9.0 智能楼宇解决方案

10.0 智能管理中心整体解决方案

3.2 云学堂应用解决方案
3.2 云学堂应用解决方案
发布日期:2018-07-13

1        方案概述

    随着信息技术的飞速发展,教学的需求也越来越多元化,传统的教学方式显然已经不能满足当前教学发展的要求,同时,教学过程中的一系列问题也严重影响了教学质量和教学进度。从国家主管部门到深耕三尺讲台的老师都深刻的意识到,必须对教育进行信息化改造,才能持续满足不断变化的教学需求,其中,教育方式的信息化改造又是最基础也最重要的一部分。而如何利用先进的信息技术为教育创新营造有利的环境,是摆在教育工作者面前的一个崭新且富有挑战的课题。

       H3C基于最前沿的云计算技术,结合广大院校的实际困境,有针对性的设计出了新一代计算机教室建设方案——H3C云学堂。根据需要部署云主机资源池,启动虚拟机并通过网络交付给云终端,学生便可体验生动的云学堂环境。云学堂将云计算技术和教育场景紧密结合,可以按照课程创建丰富多彩的教学模板,并提供功能全面的教学管理功能,体现“多、快、好、省”的核心价值,将教学带入云时代。

H3C对国内上万所普教、职教、高教等各类院校开展了深入的实地调研,针对传统机房教学方式中存在的问题,结合云计算的特性,推出了云学堂解决方案。

    本方案的总体目标是使用最前沿的云计算技术打造云教学机房。通过在教室部署高性能云学堂主机和云学堂终端,用虚拟桌面替代传统PC,向学生交付上课需要的教学桌面,并通过云学堂管理平台对云主机进行管理,使用云学堂多媒体教学管理软件丰富的教学功能高效的完成教学,从而提供丰富的教学场景支持,提高教学质量和教学体验,降低运维难度,在达到信息化目标的同时,节能环保,打造绿色的云校园。

具体建设内容包括:

  • 在数据中心机房或教室部署云学堂主机,安装CAS虚拟化软件和云学堂管理端软件; 

  • 在瘦终端或旧PC上安装云学堂学生端软件,将其改造成云终端;

  • 在教师机上安装云学堂教师端软件;

2        用户需求分析

    通过对多所院校实际场景的调研,我们总结出一系列传统教学机房面临的问题。

    随着办学规模的不断扩大,学生数量持续增加,教学资源逐渐紧张,因此各院校都在不断增加计算机的购置和教学机房的部署。目前很多教学工作都在机房进行,而教学机房也是学生课余时间上网查资料、完成作业的主要场所,所以机房的管理和响应速度,将直接决定教学工作能否顺利开展。但教学机房的管理难度大、软硬件更新快、维护复杂、系统稳定性差,给教学机房的管理者带来了挑战。

    以某中学为例,该校在每间计算机教室中部署60PC供学生进行上机操作,为防止学生操作导致的数据丢失和系统损坏,学校不得不在每台PC中安装还原卡,确保每次重启PC时,系统还原到初始状态。还原卡设置繁琐、故障率高、对硬件要求苛刻,为了不陷入PC越用越少的困境,初期还得多采购一批备件,导致初始成本升高。另外,还原卡还容易被学生破解,系统依旧经常损坏,管理员就必须重装系统解决。同时,因教学需要往往需要安装大量教学软件,系统兼容性差、过度臃肿,越来越卡顿,问题频现。这些情况不仅会影响教学质量和教学效率,降低上课体验,也极大的增加了管理员的工作量。

    该校每年还会对外承接至少两次等级考试。每次考试之前,管理员都要为所有PC重装系统,准备考试需要的环境,考试结束后又要装一次系统,将PC恢复成教学需要的环境,工作量极大。

       尽管该校针对教学机房做了节能方案,如按时断电、学生下课关机检查、教师巡检等。但机房电力消耗依旧是困扰学校的一大难题,其中,数量众多PC是机房的用电大户。

教学机房的建设往往需要达成以下目标:

保障教学连续性和数据安全性: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。 

保证教学应用系统及外围设备的兼容性 保证系统在3-5年时间内兼容现有教学应用系统,并能够随时支持新的教学场景切换。

    要实现最高效的教学应用系统的集中管理、充分考虑合理的运维费用和较小的运维服务难度,最大限度地降低综合的维护成本。兼顾到不同时期的各项软件应用及硬件设备,利用较小的代价改造这些系统。 兼顾到与已有的各种教学管理系统和身份认证系统的兼容性。 兼顾不同终端设备,包括PC,云终端等。兼顾多种外接设备,如USB设备,并口设备,串口设备等。

3        总体架构

    云学堂解决方案的核心构成是H3C云学堂管理端、教师端和学生端。管理员在管理端上针对不同课程制作课程模板。教师在教师端程序执行简单操作:选中所需课程,点击上课,即可在云主机中生成几十个虚拟桌面并推送到学生端;点击下课即可终止课程,删除所有虚拟机,回收资源。云主机的操作记录,运行状态等,可通过Web图形化管理界面查看,一目了然。学生的云终端开机后自动和云主机连接,获取虚拟桌面,操作方式与传统PC完全相同。

   针对不同的使用场景,需要注意以下几点:

  • 以教室为单位按课程制作镜像顺序:按课表中的课程分别创建虚拟机按课程要求在虚拟机中安装标准化操作系统安装课程需要的教学应用和多媒体教学管理组件将虚拟机转换成模板并按课程命名。如果不同的课程使用相同或类似的教学应用,可以考虑将应用合并在同一个课程模板中,对模板名称加以注释即可,这样可以减少存储空间占用,减少资源浪费。

  • 应用的兼容性。为避免课程应用出现兼容性问题,在虚拟机中安装应用时要注意环境变量调优和参数配置,保证所有应用使用正常。

  • 外设的兼容性。考虑到不同课程可能会对外设有详细要求,需要打开云主机中外设重定向功能,将外设连接至云终端,在虚拟机中验证设备可正常识别并安装好设备驱动,测试基本功能没问题,再将虚拟机制作成课程模板。

    因为安装不同应用的虚拟机对云主机系统资源占用量不同,所以在满足用户需求的前提下,建议按照最大资源占用量制作方案,并选择云学堂主机类型。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。

3.1        教室部署

   教室部署就是在每个教学机房独立部署一台云主机,其特点是:

  • 带宽充足,显示效果最佳,不占用校园网络带宽

  • 问题不出教室,定位容易,影响较小

  • 管理按实际教室划分,一目了然

  • 不必改造现有网络架构

  • 数据中心部署

   在数据中心或设备机房中集中部署,通过校园网交付远程桌面,最突出的特点是: 

  • 云主机不用放在教室内,节省空间,避免噪音,减轻空调压力

  • 数据中心整体环境更好,服务器老化慢,故障率相对较低

  • 数据中心相对封闭,财产安全,避免被破坏

  • 单点维护,管理员在数据中心就可以完成所有运维工作

  • 网络需要相应的作规划

    对于该场景,由于所有终端使用校园网连接至数据中心,对核心盈丰彩票有一定的要求。需要为云学堂环境单独配置局域网环境,并配置专用盈丰彩票,连接数据中心的云主机和教学机房中的云终端。虽然数据中心部署看上去略复杂一些,但是综合其他因素考虑,如果学校条件允许,还是建议部署在数据中心,便于管理维护,服务器性能也更容易发挥极致。

 

4        方案详述 

4.1        云主机设计

    云主机采用H3C自主研发的高性能服务器,配备了性能卓越的处理器、高速固态存储、高速内存,搭载业界领先的CAS虚拟化平台和云学堂软件,软硬件全融合,一体化交付。

虚拟桌面操作系统采用32Windows7操作系统,每桌面配置2G内存,可以满足日常教学需求。采用链接克隆技术批量生成虚拟机,生成的差分数据存储在高速固态硬盘中,以此解决IO瓶颈导致的启动风暴问题。每次上课均生成新的虚拟机,保证系统的安全性和稳定性,每次下课时所有虚拟机均会自动删除,学生所做的任何修改都会被丢弃,需要保存的个人数据或作业可以提交到作业空间。作业空间其实就是虚拟桌面自动挂载的共享磁盘,划分成教师空间和学生空间。教师空间对教师和所有学生可见,学生空间仅对学生本人和教师可见。教师可以上传课件和作业到教师空间供学生下载。学生可以将完成的作业提交到作业空间,供教师提取。在课程模板上安装上课所需的教学应用,将制作完成的课程模板存储在云主机的大容量SATA硬盘中,容量可根据用户实际需求配置。

4.2        网络拓扑设计 

    根据前述的需求分析、设计原则,以及总体架构的要求,网络拓扑图如下所示:

                             

    云主机和学生机之间采用H3C自主研发的哈雷桌面传输协议,每个终端只需要极少的带宽即可流畅工作,因此只需要在接入盈丰彩票上分配1GE口作为教室网络出口即可满足网络需求。

4.3        桌面传输协议设计

       H3C云学堂采用自主研发的哈雷桌面传输协议,高传输效率、低带宽占用,提供更佳的性能和更好的体验。该协议除包含多条虚拟控制通道,可以单独控制,提供了最大的控制自由度。

主要优势功能包括:

  • 数据加密传输

  • 加速2D图形渲染

  • 图形智能压缩,根据网络带宽自动调节画质

  • 视频重定向,允许播放高清视频

  • 外设重定向,允许使用更多的外接设备

  • 计算重定向,允许使用终端的计算能力运行重载应用,分担云主机的计算压力

  • Internet控制,允许控制学生能否连接Internet

  • 本地系统控制,允许控制学生能否登入终端本地,服务器故障时还能继续上课

  • 安全设计

       H3C云学堂解决方案隔离了学生对本地系统的直接访问,通过虚拟化技术,将所有数据都存放在云端,大大提高了系统整体的安全性。账号分级管理,按角色分权。考虑到部分教师IT水平有限,只有管理员可以登录管理平台进行虚拟机级的操作,这样可以避免教师误操作对系统产生负面影响。教师通过账号+MAC地址绑定的认证方式登录教师端。用户访问虚拟桌面时,采用业界领先的哈雷桌面传输协议交互。该协议仅传输桌面图像变化和鼠标移动、键盘输入等少量信息,并且会自动对传输内容加密。业务数据在云端不落地,避免数据泄露的可能性。提供集中的、精细化的策略控制用户的授权访问,针对用户、网络位置、终端环境、应用、云主机等属性决定是否允许用户访问。

4.5        云终端设计

    推荐使用瘦客户机代替传统PC。瘦客户机外观精致,体型小巧、连线简洁,可保证机房环境干净整洁;接口丰富,可满足教学过程中一切外设需求;配置高性能X86处理器、高速内存和高速固态硬盘,提升操作体验;能耗极低,绿色环保;具有硬件成本低、能耗低、用途广、生命周期长等特点。也支持对现有PC进行利旧,只需安装云学堂学生端软件即可。因为计算都在云端进行,所以对终端的处理能力要求并不高,即使是已经使用了四五年的旧PC也可以胜任。安装云学堂学生端软件之后,终端启动后会自动连接到虚拟桌面,除非教师控制,否则本地系统对学生不可见。方案也允许用户将外设连接到云终端上,无需另装驱动,即可像在传统PC上一样使用这些外接设备,例如标准USB设备、串并口设备等。该功能可以让学生与传统方式无差异的使用任何USB存储设备。如果学校对该功能有顾虑,也可以关闭外设重定向。

4.6        模板管理设计

    方案提供了标准化的课程模板,管理员可以根据在此标准模板上安装教学需要的软件,制作个性化的课程模板。任何修改只需要在模板上进行,学生就可以获得最新的教学桌面。通过此功能的灵活使用,区域间传递优质的教学资源成为可能,极大的平衡了地区间的资源差异,提升区域整体教学水平。

5        功能介绍

5.1        管理端介绍

    如图所示的是云学堂管理端。管理端拥有美观、友好、简洁的界面,极简的操作就可以涵盖极丰富的管理功能。管理员可以通过Web随时随地登录管理平台,进行云主机资源监控、课程模板管理与制作、账号管理、虚拟机管理、云终端管理等工作。

5.2        教师端介绍

    如图所示的是云学堂教师端。任课教师可以使用教师账号登录教师端。H3C对实际教学场景和操作习惯进行了细致的分析,有针对性的设计了简洁、易操作的界面和功能。上课时,教师先通过远程开机开启所有学生终端,在课程列表选择需要的课程,点击上课按钮,虚拟机就会在2分钟内启动完毕,并交付给学生。上课过程中,教师可以点击启动教学软件按钮打开多媒体教学管理组件,使用丰富的教学功能。下课时,教师点击下课按钮,所有资源会被云主机回收,然后通过远程关机关闭所有学生终端。同时,教师还能通过更多菜单唤出更丰富细致的管理功能。

5.3        学生端介绍

    如图所示的是云学堂学生端。教师端开始上课前,学生可以自由选择课程列表里的课程进行学习。当教师开始上课后,学生端会自动切换到教师选择的课程。当学生端系统发生故障时,学生可以发起请求,由任课教师控制学生端系统还原成初始状态,只需十几秒,发起请求的学生就可以获得全新的教学桌面,继续上课,并且不会影响其他学生。学生端网络断开重连或系统重启后,都会自动连入教学桌面,无法逃脱,保证同步教学。学生端可以使用虚拟应用的功能,借助CAS虚拟化平台的分布式计算功能,将计算压力从云主机分担到负载相对较轻的学生终端,从而实现对CPU消耗较大的重载应用的支持。

5.4        多媒体教学管理组件介绍

    如图所示的是多媒体教学管理组件,提供了丰富的教学功能,涵盖功能包括:屏幕广播、屏幕录播、屏幕转播、屏幕监看、网际影院、网络过滤、分组教学、网络画板、电子举手、电子点名、远程控制、学生演示、联机讨论、试卷导入、在线考试、电子抢答、文件管理、文件分发、电子教鞭、电子表决、黑屏肃静、语音广播、语音对讲。功能上基本可以覆盖95%以上的教学场景,且针对虚拟化环境做了大量细致的优化,性能相比同类软件大幅领先。

6        云学堂方案特点和优势

如图所示,“多、快、好、省”是H3C云学堂的四大核心价值。

多:

  • 应用环境多:多课程、多场景支持,轻松应对教学、考试等常用场景。

  • 终端支持多:PC利旧、瘦客户机、笔记本、平板都可以做云终端。

  • 管理节点多:单台云主机支持最大75用户,集群动态扩展,单集群最大支持500用户。

快:

  • 一键开机:一键唤醒、一键开机,从开启学生机到所有学生可以进入教学桌面只需要90秒。

  • 极速切换:批量更换学生使用的教学桌面只需要120秒。

  • 应用秒开:OfficePhotoshop等软件秒开。

好:

  • 教学体验好:环境专用,流畅不卡顿,上课过程可控,教学效果好。

  • 运维管理好:一站式运维,模板化管理,简化操作。

  • 视频效果好:1080P高清视频流畅广播。

省:

  • 省心:维护工作量少,难度低,故障率低,终端零维护,省心。

  • 省电:终端耗电低至10W,机房整体耗电是传统的十分之一。

  • 省钱:初始投资低、维护成本低、使用成本低。


上一条:
下一条:
© 2016盈丰彩票版权所有 技术支持:35互联