云课堂+：数字学习中心方案建议书

|数字学习中心1.0方案建议书可以yiIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII云课堂+:数字学习中心1.0方案建议书V1.0锐捷网络股份有限公司目 录1方案概述11.1项目背景11.2项目建设目标21.3方案设计思路21.4更多价值点32用户场景分析62.1项目概述62.2多间学校实地勘察概况62.3机房类型分析82.4云机房建设关键点83项目需求分析93.1业务架构与需求分析93.2总体设计要求103.2.1需求特点总结103.2.2方案设计原则104数字学习中心项目总体架构设计124.1云主机建设方案设计124.2建设思路探索124.2.1教室分散式部署云主机场景144.2.2数据中心集中部署云主机场景155方案详述175.1教室拓扑设计175.2云主机区域模块设计185.2.1网络设计195.2.2云主机选择215.2.3安全设计225.3终端区域模块设计235.3.1RG-SmartRain100S云终端235.3.2外设支持255.4校园网通信及云主机管理区域模块设计265.4.1机房管理265.4.2镜像和虚拟机管理265.4.3精细化的用户管理275.4.4日志管理285.5设备选型285.6设备配置清单296数字学习中心方案特点和优势316.1简管理316.2促教学互动326.3易获得326.4更环保331方案概述11.1项目背景11.2项目建设目标21.3方案设计思路21.4更多价值点32用户场景分析62.1项目概述62.2多间学校实地勘察概况62.3机房类型分析82.4云机房建设关键点83项目需求分析93.1业务架构与需求分析93.2总体设计要求103.2.1需求特点总结103.2.2方案设计原则104数字学习中心1.0项目总体架构设计124.1云主机建设方案设计124.2建设思路探索124.2.1教室分散式部署云主机场景144.2.2数据中心集中部署云主机场景155方案详述175.1教室拓扑设计175.2云主机区域模块设计185.2.1网络设计195.2.2云主机选择215.2.3安全设计225.3终端区域模块设计235.3.1RG-SmartRain100S云终端235.3.2外设支持255.4校园网通信及云主机管理区域模块设计265.4.1机房管理265.4.2镜像和虚拟机管理265.4.3精细化的用户管理275.4.4日志管理285.5设备选型285.6设备配置清单296数字学习中心1.0方案特点和优势316.1简管理316.2促教学互动326.3易获得326.4更环保331方案概述11.1项目背景11.2项目建设目标21.3方案设计思路21.4更多价值点32用户场景分析62.1项目概述62.2多间学校实地勘察概况62.3机房类型分析82.4云机房建设关键点83项目需求分析93.1业务架构与需求分析93.2总体设计要求103.2.1需求特点总结103.2.2方案设计原则104数字学习中心1.0项目总体架构设计124.1云主机建设方案设计124.2建设思路探索124.2.1教室分散式部署云主机场景144.2.2数据中心集中部署云主机场景155方案详述175.1教室拓扑设计175.2云主机区域模块设计185.2.1网络设计195.2.2云主机选择215.2.3安全设计225.3终端区域模块设计235.3.1RG-SmartRain100S云终端235.3.2外设支持255.4校园网通信及云主机管理区域模块设计265.4.1机房管理265.4.2镜像和虚拟机管理265.4.3精细化的用户管理275.4.4日志管理285.5设备选型285.6设备配置清单296数字学习中心1.0方案特点和优势316.1简管理316.2促教学互动326.3易获得326.4更环保331方案概述11.1项目背景11.2项目建设目标11.3方案设计思路21.4更多价值点32用户场景分析62.1项目概述62.2多间学校实地勘察概况62.3机房类型分析82.4云机房建设关键点83项目需求分析93.1业务架构与需求分析93.2总体设计要求103.2.1需求特点总结103.2.2方案设计原则104云课堂项目总体架构设计124.1云课堂主机建设方案设计124.2建设思路探索124.2.1教室分散式部署云主机场景144.2.2数据中心集中部署云主机场景155方案详述175.1教室拓扑设计175.2云课堂主机区域模块设计185.2.1网络设计195.2.2云主机选择215.2.3安全设计225.3终端区域模块设计235.3.1RG-Rain200S云课堂终端235.3.2外设支持245.4校园网通信及云主机管理区域模块设计265.4.1机房管理265.4.2镜像和虚拟机管理265.4.3精细化的用户管理275.4.4日志管理285.5设备选型285.6设备配置清单296云课堂主机方案特点和优势316.1简管理316.2促教学互动326.3易获得326.4更环保335锐捷网络股份有限公司 1 方案概述一直以来，传统计算机教室普遍使用的是独立运算的个人终端PC。但是，随云计算技术的成熟和客户日益增多的问题，胖客户端 PC 并不是当下最理想的解决方案。RCC(Ruijie Cloud Class)云课堂数字学习中心是根据不断整合和优化校园机房设备的工作思路，结合普教广大学校的实际情况编制的新一代计算机教室建设方案。每间教室只需一台RG-RCD6000 V4云课堂主机设备，便可获得几十台性能超越普通PC机的虚拟机，这些虚拟机通过网络交付给RG-SmartRain100S云课堂终端，学生便可体验生动的云桌面环境。云课堂数字学习中心可按照课程提供丰富多彩的教学系统镜像，同时支持安卓系统的电子书包课程，一室多用，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教育行业迟迟没能落地，其主要原因有四五点：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。此外，随着电子书包教室、计算机房等创新型教室的建设，学校内的专业教室越来越多，加之走班制对教室资源的进一步占用，如何实现一室多用，节约教室资源也成了学校亟待解决的一个问题。1.2 项目建设目标云课堂数字学习中心根据不断整合和优化校园机房设备的工作思路，结合普教/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机房，使用桌面虚拟化解决方案代替PC机，通过在每间教室部署一台高性能云课堂主机和零维护的云课堂终端交付学生上课使用的教学桌面，提升在校师生的上课用机体验。通过云终端本地的安卓系统，还可以低成本的方式实现电子书包教学。并通过云课堂集中管理平台对所有云主机统一管理，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TCO，节能减排，一室多用，促进学校信息化管理和服务和发展的同时打造绿色校园。具体建设内容包括：l 实现机房内RG-RCD6000 V42云课堂云主机的部属，实现一室一机的管理方式；l 使用RG-SmartRain1200S云课堂终端替换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 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-ClassManager Rainbow，令老师授课更加得心应手，效率倍增；l 利用RG-SmartRain100S终端自带的主课模式，低成本实现电子书包教学，一室多用。l 若有多台RG-RCD6000 V42服务器，可采用集群部署，实现资源更加灵活的分配，多台之间的互备以及更加简单的管理。1.3 方案设计思路为更好满足学校机房的建设要求，方案通过对国内多所学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数字学习中心云课堂整体解决方案。根据学校建设机房的需求，同时结合国家教育局要求的师机、生机比率达标部署建议，锐捷网络提出了一室一云主机加云终端的云课堂建设方案。整体方案在满足师生上课需求的同时，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。并最终可在校与校间业务系统，管理机制提供统一的机房云平台打下基础，有利于提升落后地区的教育装备和配套课件，从而提升区域的平均教学水平。简管理、促教学、更环保、易获得 是数字学习中心云课堂方案四大核心构成理念。数字学习中心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，通过融合计算技术提供超乎想象的流畅视频教学体验。数字学习中心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！1.4 更多价值点除以上四大核心价值外，数字学习中心云课堂方案还可提供以下优势易操作：管理系统操作简单，教师，学生，管理员三种角色被赋予不同的操作界面。学生直接使用超越一般物理机体验的云桌面，老师可一键选择教学课程从而同步学生的教学桌面。管理员可使用web浏览器随时监控检查云课堂主机设备，CPU、内存、磁盘和网络负载通过可视化图形动态表现。所有操作参考多所学校实际案例制作，不需任何专业技巧，上机既用。强化的系统稳定性：由于能够将数据从教室的终端机移到云主机内，从本质上降低了机房管理部门所面临的安全风险。由于EST使用带外传输机制，传递的只是最终运行图像，所有的数据和计算都发生在云主机，机密数据和信息不需要通过网络传递，不需要占用学校宝贵的带宽资源。即使网络出现瞬断，抖动，丢包等问题，系统信息依旧牢牢的保存在云主机上，网络情况好转时，客户端即连即用，相对于早期的无盘系统和远程桌面，不但大大增加了安全性而且用户体验也完全不可同日而语。简化的数据备份：因为教学桌面镜像完全驻留在云主机内，所以更加容易确保完全遵守备份策略。而且，云课堂主机专为考试环境设计了共享磁盘来上传和备份学生作业，使用合并磁盘映像文件和增量存储文件可以进一步简化重要数据的提取和收集，从而简化备份流程，提高数据安全性。简化的灾难恢复：由于云课堂主机每次下课时都能够自动地将虚拟桌面还原到系统初始状态，虚拟机大大减低了灾难出现几率，彻底简化了灾难恢复工作。因此，IT 管理员不再需要定期还原或刷新所有终端系统，使用云主机镜像管理系统一劳永逸地自动控制系统还原。在校内主机数超过2台时，建议采用集群部署方案，其智能集群管理功能可以实时同步所有云主机，同时在多主机间做好主备功能，任何设备宕机，均会有备用设备接管服务，让学校有充足的时间维护检修系统。简化的系统部署：当在云课堂主机体系结构中使用瘦客户端时，由于不需要在终端设备上安装任何内容，因此围绕部署的流程明显得到简化。按照某学校老师的说法：“锐捷云桌面给我们带来的效益从轻松地部署应用程序开始以前在一年时间内我需要对每台 PC 花费几个小时部署新的应用程序，然后再花几十个小时将此修改同传给所有的PC，而现在我只需要花费 15 分钟对云课堂主机的镜像执行一次更新就可以了。”简化的 IT维护：如果使用得当，与传统的 PC 相比，云课堂主机的维护要容易得多。因为虚拟机的独特特性，各项维护任务变得十分简单，包括修补应用程序、对用户进行供给/解除供给、迁移到新的操作系统以及执行教学场景切换等。虚拟机在下课后所作更改均会被丢弃，易出问题的系统还原卡直接可淘汰，病毒也从此再无法感染系统。统一管理集中配置：由于计算发生在云主机内，所有桌面的管理和配置都针对云主机进行，管理员可以随时随地对云主机内所有桌面和应用进行统一配置和管理。例如系统升级、应用安装，等等。避免了传统由于PC终端分布造成的管理困难和成本高昂。尤其对于学校机房、教学中心等大规模的，多变需求的应用场景（频繁更换操作系统），非常适合。开放虚拟课堂：云课堂数字学习中心的核心技术EST（Enhanced Stream Transmission）是一条能以极低资源交付高性能的虚拟桌面传输协议。该协议除包含多条如图形显示输出，键盘输入、用户接口设备、光标移动等专用通道外，还专门为图形压缩、视频解码和高质量音频还原作了大量优化，占用带宽很低，并可根据终端资源智能图形渲染，调节画质，实现最佳用户体验。同时该协议传输数据均为加密矢量图形，不含业务真实数据，从而保证系统安全可靠。因该技术的存在，云课堂场景可以被延伸至任何场所，获得和在教室中一模一样的教学环境，体验云技术带来的创新开放型课堂。电子书包教学：数字学习中心方案内的云终端RG-SmartRain100s特别设计了针对主课电子书包教学的主课模式，学校可以在无需另购平板电脑的前提下，以低成本的方式实现基于安卓系统的电子书包课程，从而进一步提高了机房的利用率，真正让机房成为了一间能上主课、一室多用的计算机教室。综上所述，锐捷网络提供的数字学习中心解决方案云课堂具有简管理、促教学、更环保、易获得的特点，让学校师生在一个良好的云机房体验环境中，放心、省心、愉快地享受现代化信息教学业务。 数字学习中心云课堂方案建议书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，胖客户端 PC 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 教学环境部署问题：软件冲突，更新软件困难，大量软件安装导致系统臃肿、运行慢l 教学场景切换问题：教学、考试场景切换工作量大，多种操作系统之间切换工作量大l 终端PC维护问题：大中院校机房平均有2000台以上的PC，学生修改系统设置，病毒等产生的终端维护量难于承受l IT运维人员问题：工作缺少创造性，只是安装、卸载和格式化，人员流动大l 资源浪费问题：每年会有1/6的机器被淘汰，新机器从采购到上线均会产生很多成本和麻烦 2.2 多间学校实地勘察概况根据对多地学校机房的实际场景进行勘测，各校均面临不同程度的机房使用问题，针对相关环境，总结情况如下：随着学校的办学规模不断的扩大,学生的数量不断的增加，教学资源逐渐紧张，传统的教学方法受到了极大的挑战。现代化的教学方式已经离不开计算机的辅助,因此各个学校都在不断的增加计算机的购置和计算机教学机房的数量。现在很多的教学工作都在机房进行, 同时机房也是每个学生在课余时间上网查找资料, 完成作业的场所, 所以机房计算机的管理及响应速度, 直接影响了各学院教学工作能否顺利的进行。但就管理部门来说，计算机机房是所有教室中难度最大的。首先，学生机房的管理、维护复杂；硬件设备更新频率高，系统稳定性差在各学院校均频频出现。由于学生机房面向的学生多，科目多，学生流动性大，所以对PC机的性能，稳定性和维护均提出了很大的挑战,设备老化很快，淘汰率高。以某高校为例：该校在每间计算机教室中平均部署50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。同时为了方便教师进行教学，该学校在教学楼中每一间机房均部署了教师桌面PC机，教师可以通过U盘、移动硬盘方式随身携带自身的教学课件拷贝入桌面机并通过教学管理软件进行发布和教学。可一旦U盘、移动硬盘感染病毒，会迅速感染到学校的每一台桌面机，严重影响正常教学。同时，如果U盘出现损坏，教师只能通过黑板等传统方式进行教学，影响教学效果。每次考试之前，各机房的教师机和学生机要准备考试应用而重新刷机，每学期刷机的工作量要占据管理员大量时间。考试结束后，所有机器又要被刷回教学系统，工作量加倍。为了能按时完成作业学校往往不得不请外援来协助完成，费时费力且增加成本。该高校每当需要部署新应用进行教学授课时，必须要在新的财年提交申请并审批，经过政府采购流程后才可获得新的物理PC机，此购置周期往往为半年甚至一年。同时管理员需要每台机器逐一更新应用包，致使学校新应用不能立刻被部署或拖延很久，往往直接导致学生没有机会学习的新应用。 尽管各校有针对机房做出节能方案，如按时断电，学生下课关机检查，电教师老师巡检等。但机房电力消耗依旧是困扰学校的一大难题。如何能进一步降低电力成本，则必须从机房耗电大户PC设备上下手，才能真正做到节能减排，打造绿色校园。2.3 机房类型分析各学校的教学机房建设时间，维护质量，和采购成本均不相同。机房的实际情况也有好有坏，我们需要根据学校现有环境，打造最符合学校要求，既能节省成本又能解决问题的云机房。 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！36星网锐捷网络有限公司 3 项目需求分析3.1 业务架构与需求分析学校的机房建设项目往往需要达成以下目标。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，并且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，包括个人电脑，云终端，瘦客户机等。兼顾多种外接设备，如USB设备，并口设备，串口设备等。3.2 总体设计要求3.2.1 需求特点总结随着数字化校园建设的脚步和云计算的升温，基于云的应用交付逐步成为教育行业发展的必然趋势。对学校来说，在预算不变的前提下加快IT建设步伐，使用先进技术提升教学效率和质量的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RG-RCD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教学系统用户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 云课堂数字学习中心项目总体架构设计RCC云课堂数字学习中心项目总体框架采用“层次化”的分析和控制方案，分为客户端层、云主机层和管理层三个实施层面，建立满足学校项目总体设计要求的云机房。4.1 云课堂主机建设方案设计云课堂主机解决方案由客户端层、云主机层和管理层组成，贯彻这些层面的是接入控制和安全。在客户端层，针对新、旧不同机房教学环境设计终端，新环境搭建可采用RG-Rain200S云课堂终端，旧机房改造可采用利旧PC安装客户端的方式。在云主机层，主要分别对各种教学场景、练考考试场景做镜像定制，通过云课堂主机来为客户端层提供接入。之所以在该层提供多种教学模式镜像类型，主要是不同的课程有不同的教学应用需求：云课堂主机能提供功能强大的智能镜象管理系统，为避免在同一镜像封装过多应用导致过度臃肿或应用兼容性问题，一课一镜像的方式让教学效率更高，管理更容易，问题出现几率也大大降低。管理层通过为学校部署应用及云课堂集中管理平台，可同时对所有教室内的云主机进行集中的统一管理。贯穿云课堂管理方面还包括安全，安全涵盖范围较广，主要包括用户管理、权限管理和系统监控等方面内容。在本次项目中，我们完全根据客户现状来制定适合本次项目的桌面云方案。4.2 建设思路探索云课堂主机数字学习中心方案的核心构成是RG-RCD6000 V42云课堂主机和RG-SmartRain1200S云课堂终端设备，首先云课堂主机可以教室为单位针对不同课程制作对应的教学模式及其模式下所包含的镜像模板，然后需要在教师用PC机上部署对镜像模板可控制的唯一教师端程序。老师在上课时通过使用教师端程序执行简单操作：点击所需课程镜像即可在云主机中生成一对多的虚拟桌面推送到学生终端机；点击“下课”即可终止课程，删除所有虚拟机，回收云主机运算资源。所有对云主机进行的操作记录，运行状态，系统监控等功能，管理员均可通过web图形化管理界面一目了然，运筹帷幄。学生则操作SmartRain1200S云课堂终端设备，该设备可以在老师控制下自动和云课堂主机相连，获取虚拟化桌面，操作方式和习惯与PC完全相同。除信息课教学场景外，主课教师也可在机房内点击“主课模式”按钮，一键让所有学生终端切换到安卓系统，利用数字学习中心来完成电子书包教学。在面对用户的使用场景时，选择的出发点如下：l 以教室为单位按课程制作镜像顺序：按课表中所有课程分别制作虚拟机按课程要求在虚拟机中安装操作系统安装课程需要的教学应用和教学管理插件将虚拟机封装成镜像模板并按课程命名将同类型的教学镜像放进同一教学模式。注意：1.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虚拟机中再封装成镜像模板，对模板名称加以注释即可。此方法可减少存储空间占用，减少资源浪费。2.主课模式为终端本地运行的安卓系统而非虚拟桌面，管理员无法将配置至该模式下，如果有除信息课模式、练考模式类型以外的镜像需要单独管理，可以新建新的教学模式，并将该镜像部署到新的自定义模式中。l 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。l 外设的兼容性。考虑到不同课程可能会对外接设备有详细要求，需要打开云主机中外设重定向功能，将外设连接至终端机，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，再将虚拟机封装成镜像模板。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 教室分散式部署云主机场景该场景为锐捷主力推荐云机房建设方案，在每个教学机房分别部署云主机交付本教室桌面，最突出的特点是：l ESI带宽充足，不占校园网络带宽，显示效果最佳l 管理按物理教室划分，一室一机，问题不出教室l 不改变现有网络架构l 计算机课+电子书包主课，一室多用对于该场景，由于每个教室云主机和终端间使用千兆交换机直连，可用于云桌面显示传输的EST协议带宽非常充足，显示效果最佳，可以应对多数复杂的教学场合。此场景中又可分划分为三种类型，一种是图形视频类制作的教学课程，一种是基础教学课程，一种是上机考试场景。其特点分别是A. 基础教学课程桌面：l 使用常见基础教学软件，非图形类，如Officel 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480Pl 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 网络带宽占用较低l 无特殊外设需求此种类型桌面使用场景对主机资源占用较少，每台RG-RCD6000 V42云云课堂主机可以最多支持60个学生同时上课。一般不超过60个座位的教学机房部署一台RG-RCD6000 V42和60台RG-SmartRain1200S云课堂云终端即可。B. 图形视频类制作的教学课程桌面：l 使用视频或图形制作类教学软件，包括图形制作l 特别外设需求，如视频采集卡l 会播放高码率视频，如720Pl 学生执行读写操作较多，数据量大l 网络带宽占用高此种类型桌面使用场景对主机资源占用较多，每台RG-RCD6000 V42云课堂云主机须根据测试验证实际情况确定最大连接数，一般可利用服务器的高性能模式支持340个学生同时上该类课程。4.2.2 数据中心集中部署云主机场景在数据中心或者设备机房中集中部署云主机，通过校园网交付远程桌面，最突出的特点是：l 云主机不用放在教室内，空间节省；l 云主机管理集中化，集群功能可充分发挥；l 网络不稳定因素增加，需要按需优化；对于该场景，由于所有终端如果使用校园网汇聚一处经由统一出口连接至数据中心，对核心交换机要求较高，带宽相对受限，可能会影响EST协议显示效果，因此建议为云桌面环境单独配置带宽较高的局域网环境，并配置专用交换机负责EST显示协议链路，连接数据中心中的云主机和教学机房中的终端设备。此场景与分散部署情况一样可分划分为三种类型，一种是图形视频类制作的教学课程，一种是基础教学课程，一种是上机考试场景。其特点分别是A. 基础教学课程桌面：l 使用常见基础教学软件，非图形类，如Officel 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480Pl 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 网络带宽占用较低l 无特殊外设需求此种类型桌面使用场景对主机资源占用较少，每台RG-RCD6000 V42云课堂主机可以最多支持60个学生同时上课。B. 图形视频类制作的教学课程桌面：l 使用视频或图形制作类教学软件，特别外设需求，如视频采集卡l 会播放高码率视频，如720Pl 学生执行读写操作较多，数据量大l 网络带宽占用高此种类型桌面使用场景对主机资源占用较多，每台RG-RCD6000 V42云课堂云主机须根据测试验证实际情况确定最大连接数，一般可利用服务器的高性能模式支持340个学生同时上该类课程。5 方案详述根据某校当前状况和需求分析，共需新建2个教学机房,每机房60学生上机位。为了满足所有教学场景的功能需求，结合锐捷云桌面解决方案，我们建议采用教室分散式部署方式为每个教室配置一台RG-RCD6000 V42云课堂云主机设备，使用RG-SmartRain1200S做学生用终端机。搭建如下模块化、易扩展、安全性高的云机房总体架构，方案设计如下图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，每间教室拓扑图如下所示：如上图，每个教学机房从终端入手，分为3个部分，终端区、云课堂主机区和校园网链路（数据通信及管理区），三个区域用千兆接入式连接起来。适用方式如下：第一步，老师首先从教师端发起请求，连接至云课堂云主机，通过制作好的课程镜像批量生成虚拟桌面，并通过CLassManager Rainbow进行电子教学管理，如屏幕广播视频广播等等操作。 第二步，云课堂云主机将生成的虚拟桌面推送到RG-SmartRain1200S云课堂云终端第三步，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。第四步，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。按此四步依次循环，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 云课堂主机区域模块设计RG-RCD6000 V42云课堂主机内含顶级处理器、工业级存储设备、海量内存和强大的锐捷云桌面软件功能，机箱采用全静音设计，1米范围内平均噪音低于55分贝。5.2.1 网络设计云主机和终端之间使用锐捷专门开发的EST（Enhanced Stream Transmission）增强图形传输协议，该协议仅传输适量图形而非数据，不会占用学校网络带宽，仅需使用普通千兆交换机将主机和终端相连。 带宽设计端口开放锐捷系统默认需要开放端口如下,但可根据实际情况修改80, 3389,330 传输协议设计由于本次项目机房中上课的课程内容尚未详细了解，故在此给出网络带宽设计规则：根据锐捷在虚拟桌面上的实施经验。下面是参考的一些关键指标：云主机和终端间交互EST协议时的带宽需求：50kbps基础教学课程桌面100kbps上机考试场景桌面150k500kbps图形视频类制作的教学课程桌面EST是锐捷独有的增强型图形传输协议，提供了更好的性能和用户体验，能以极低资源交付高性能的虚拟桌面传输协议。该协议除包含多条如图形显示输出，键盘输入、用户接口设备、光标移动等专用通道外，还专门为视频解码和高质量音频还原作了大量优化，让学生感受身临其境的高清世界EST的高性能现在以下几个方面u 图形智能压缩，根据网络带宽自动调节画质u 自动终端侦测，根据终端资源智能调节画质，实现最佳用户体验u 媒体流软解码，播放高清视频与音频（480P视频流畅）u 媒体流硬解码，播放高清视频与音频（MJpeg流）u 客户端鼠标硬件加速u 全外设重定向u 传输数据加密，EST所传输的图形或数据均经过加密，保障安全我们按照上述方式来初步选择云主机网络接口带宽，相应交换机也按照上述方式选择，本项目每机房可使用百兆交换机，为了获取最佳用户体验，建议使用千兆交换机。5.2.2 云主机选择根据本学校2机房项目，每机房60上机位需求现状：l 按常用的教学课程需求资源计算，每台RG-RCD6000 V42可同时交付60个高资源虚拟桌面，每教室需布置一台RG-RCD6000 V42云课堂主机。l 考虑到用户客户端自身安装配置的存储空间需求以及缓存的用户个性化配置及数据对存储空间的需求，初步按照虚拟机C盘10GB存储空间来估算。未来可针对应用安装配置模式的优化及用户使用场景进行进一步详细测算和调整。l 每虚拟机会自动挂载云主机的共享磁盘并识别为D盘，该盘用于老师上传上课需要每个同学使用的课件。因磁盘共享的方式，仅需上传一份即可提供所有学生下载使用。学生同样可使用该盘作为作业存储区域，所有需要保存的作业或者设计，会根据学生名称自动存储在云主机共享磁盘上，保证有效节省空间的同时，学生作业的有效上传和备份。l 将上课所需应用依次安装在虚拟机内并封装成镜像模板。将模板存储在RG-RCD6000 V42云课堂主机中SSD固态硬盘中，来提升批量生成虚拟机时对磁盘读取IO性能。l 批量生成虚拟机时产生的链接克隆文件使用锐捷多级缓存系统分别存储在机械磁盘，固态硬盘和内存中，杜绝磁盘读写IO瓶颈，大大提升虚拟机生成速度和操作相应。目前考虑每间教室需要使用云桌面的用户共为60个，虚拟基础架构使用RG-RCD6000 V42云云课堂主机提供。根据目前了解的信息，需要创建虚拟机镜像模板如下类型虚拟机数量CPU内存(GB)硬盘(GB)显存(MB)基础类教学桌面Windows XP1111016图形类教学桌面Windows XP11230256考试场景桌面Windows XP1123016总计3注：教师发布课件和学生作业交付均在共享磁盘D盘进行存储，共享磁盘大小可在RG-RCD6000 V42云课堂主机中调节，如果数据过大，共享磁盘也可指定于校园网内其它存储区域。5.2.3 安全设计机房采用云课堂主机部署架构，隔离了学生对终端机本地数据的直接访问，通过虚拟化技术，将所有的数据都存放在云主机中保存，大大提高了系统整体的安全性。用户访问的安全性：唯一对云主机可执行虚拟机生成及删除管理的教师端，采用MAC地址绑定方式制作。即仅通过认证的教师用机才可操作云主机，学生机无法控制云主机，杜绝用户非常规操作的安全漏洞。传输协议的安全性：用户操作访问虚拟桌面或虚拟应用时，通过EST协议建立用户会话，采用了开放的标准安全协议和公用密钥架构来确保安全。仅传输应用客户端的图像变化和鼠标、键盘等的操作数据，本身并不直接传输应用的数据，避免了数据在终端驻留泄露的可能性。策略化的控制：系统的提供集中的细粒度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、云主机等属性决定用户是否能够获得应用的访问。锐捷系统允许访问者进行有限制的访问，而不能随意的更改、拷贝信息，更不能将信息带走。 安全方案设计如果学校目前使用内网PC，在访问互联网时通过代理的方式进行。但是这种模式造成了一些安全隐患，比如数据丢失，病毒引入等。及时使用还原卡或者Ghost系统，依旧会造成大量终端机系统损坏。下面我们通过桌面云的方案来解决上述问题。设计原则： 虚拟机链接克隆：每次上课均生成新的虚拟机，保证系统及数据的安全性一致性，学生做过的修改和作业可上传致固定FTP保留。 虚拟机自动删除：每次下课所有虚拟机均会被删除，课间所做改动不会保留。方案思路：无需借助外部软硬件，云课堂主机中的所有虚拟机在下课时会被安全删除，学生所做过的任何修改都会被丢弃。在下次上课时，按照模板生成全新虚拟机供其他学生使用，完全不受外界因素的影响。5.3 终端区域模块设计数字学习中心云课堂主机项目方案的终端区域设计考虑如下，鉴于本次项目主推RG-SmartRain1200S方云课堂终端方案，利旧PC仅供参考。5.3.1 RG-SmartRain1200S云课堂终端RG-SmartRain100S云云终端是数字学习中心方案的核心产品之一。其精美的外观，小巧的机身极富时代气息，可为教室打造一个干净整洁的教学环境。配备丰富的接口，可以满足计算机教室中外设的需求。RG-Rain200S云课堂终端是整个云课堂方案的核心产品之一。其精美的外观，一体化机身，可为教室打造一个干净整洁的教学环境。配备丰富的接口，可以满足计算机教室中一切外设的需求。RG-SmartRain100S使用高端ARM Cortex-A9四核低功耗高性能处理器，提供1GB DDR3内存及8GB存储。RG-SmartRain100S中没有可移除的部件，可以提供比普通PC更加安全可靠的使用环境，以及更低的功耗，更高的安全性。由于系统的管理、维护、升级、扩展、服务等一系列环节得到优化，学校最大限度地节省了投入到系统中的各种费用，系统TCO的明显降低。RG-SmartRain100S对于教育行业来说，是一项完美的解决方案。与云主机联动，RG-SmartRain100S可以完美实现计算机教室中的教学任务，学生端还可以通过模式切换的方式，切换到本地安卓系统，教师可以轻松开展电子书包教学。许多学校使用过程中发现，因为有了它，学校管理人员能够实现集中管理，电脑教师从老式的台式PC机向云课堂方案的过渡也变得非常容易，于是纷纷赞誉其 - 小身材，大智慧！RG-Rain200S是使用专业嵌入式处理器、小型本地闪存、精简版操作系统的基于工业标准设计的教育行业专用终端。 配置包含专业的低功耗、高运算功能的嵌入式处理器。不可移除地用于存储操作系统的本地闪存、以及本地系统内存、网络适配器、显卡和其它外设的标配输入/输出选件。Rain200S中没有可移除的部件，可以提供比普通PC更加安全可靠的使用环境，以及更低的功耗，更高的安全性。由于系统的管理、维护、升级、扩展、服务等一系列环节得到优化，学校最大限度地节省了投入到系统中的各种费用，尽管系统在硬件的初期投资费用没有明显减少，但随着时间的延续，系统 TCO 的减少会越来越明显。Rain200S云课堂终端具有硬件成本低、能耗低、生命周期长等特点对于教育行业来说，是一项完美的解决方案。与RG-RCD6000 V2联动，Rain200S可以完美实现所有计算机教室中的教学任务。并且更便于学校管理人员集中管理。许多学校使用过程中发现，因为有了它，电脑教师从老式的台式PC机向云课堂方案的过渡非常容易，于是纷纷赞誉其 - 小身材，大智慧！5.3.2 外设支持锐捷云课堂主机数字学习中心方案允许用户将外设连接到终端上，然后像在本地桌面使用外设一样使用这些连接在终端上的外设。设备支持类型包括USB设备,串并口设备，摄像头等。 USB移动磁盘云课堂主机数字学习中心方案支持各种类型的USB移动磁盘，包括U盘、移动硬盘等，无需另装驱动，即插即用。很多学校学生习惯使用U盘将上课时未完成做业带回继续完成，该功能可以另学生在豪无使用差异的前提下使用任何USB存储设备。如果学校对存储功能有所顾虑，云主机还可控制关闭USB设备的重定向使用，实现完善的集中管理功能。 打印机云课堂主机数字学习中心方案可以支持HP、Canon等各种主流打印机，既支持网络打印机，也支持连接到终端设备的本地打印机；同时支持串口、并口和USB接口打印机。 串口和并口设备云课堂主机方案可以支持各种串口和并口设备，包括打印机、扫描仪、录音等，只需要把设备连接到终端，就可以通过锐捷独有的EST协议远程携带到虚拟桌面使用。 图像和多媒体支持云课堂主机数字学习中心方案允许用户在虚拟桌面上像在本地桌面一样查看和编辑图像、多媒体信息。在虚拟桌面环境下，能够使用Windows Media Player等常用多媒体工具流畅播放720P高清视频。5.4 校园网通信及云主机管理区域模块设计考虑到云主机设备与校园网通信从而保证学生正常上网，统一管理平台的搭建对所有云主机进行统一管理意义重大，所有的RG-RCD服务器可以搭建在中心机房，做集群部署，可实现所有RG-RCD服务器的统一管理，进行统一监控，系统维护，镜像同步等管理运维工作。从而实现一校一管的平台维护方式，也可用于将来与其它学校和地区机房教育系统接轨。5.4.1 机房管理RG-RCD统一管理平台可以实现对所有服务器的集中管控。包括云主机的实时在线情况，上课状态，镜像模板，直观的为管理人员提供了云主机布局情况和设备运行情况。5.4.2 镜像和虚拟机管理集中管理功能可以实时制作和同步RCD6000 V42云主机上的课程镜像。简而言之，在RG-RCD6000 V42服务器上做的一次性编辑更改，可令全校师生直接浏览并亲身体验到！通过此功能的灵活使用，学校和学校间传递优质的教学资源也不再是难题，比如落后地区若想使用先进的教学