【正文】 一、 云實訓(xùn)室應(yīng)用方案 方案概述隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教學(xué)的需求也越來越多元化，傳統(tǒng)的教學(xué)方式顯然已經(jīng)不能滿足當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的要求，同時，教學(xué)過程中的一系列問題也嚴重影響了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)進度。從國家主管部門到深耕三尺講臺的老師都深刻的意識到，必須對教育進行信息化改造，才能持續(xù)滿足不斷變化的教學(xué)需求，其中，教育方式的信息化改造又是最基礎(chǔ)也最重要的一部分。而如何利用先進的信息技術(shù)為教育創(chuàng)新營造有利的環(huán)境，是擺在教育工作者面前的一個嶄新且富有挑戰(zhàn)的課題。H3C基于最前沿的云計算技術(shù)，結(jié)合廣大院校的實際困境，有針對性的設(shè)計出了新一代計算機教室建設(shè)方案——H3C云學(xué)堂。根據(jù)需要部署云主機資源池，啟動虛擬機并通過網(wǎng)絡(luò)交付給云終端，學(xué)生便可體驗生動的云學(xué)堂環(huán)境。云學(xué)堂將云計算技術(shù)和教育場景緊密結(jié)合，可以按照課程創(chuàng)建豐富多彩的教學(xué)模板，并提供功能全面的教學(xué)管理功能，體現(xiàn)“多、快、好、省”的核心價值，將教學(xué)帶入云時代。 產(chǎn)品背景近年來，云計算因其資源按需交付、數(shù)據(jù)可靠、安全合規(guī)、成本可控、高利用率、高可用、統(tǒng)一管理等特性，在各行各業(yè)被越來越廣泛的使用。然而云計算在教育行業(yè)卻鮮有落地，究其原因，主要在于部署困難、管理門檻高、用戶體驗較差以及初始投資較高。 建設(shè)目標(biāo)H3C對國內(nèi)上萬所普教、職教、高教等各類院校開展了深入的實地調(diào)研，針對傳統(tǒng)機房教學(xué)方式中存在的問題，結(jié)合云計算的特性，推出了云學(xué)堂解決方案。本方案的總體目標(biāo)是使用最前沿的云計算技術(shù)打造云教學(xué)機房。通過在教室部署高性能云學(xué)堂主機和云學(xué)堂終端，用虛擬桌面替代傳統(tǒng)PC，向?qū)W生交付上課需要的教學(xué)桌面，并通過云學(xué)堂管理平臺對云主機進行管理，使用云學(xué)堂多媒體教學(xué)管理軟件豐富的教學(xué)功能高效的完成教學(xué)，從而提供豐富的教學(xué)場景支持，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)體驗，降低運維難度，在達到信息化目標(biāo)的同時，節(jié)能環(huán)保，打造綠色的云校園。具體建設(shè)內(nèi)容包括：n 在數(shù)據(jù)中心機房或教室部署云學(xué)堂主機，安裝CAS虛擬化軟件和云學(xué)堂管理端軟件；n 在瘦終端或舊PC上安裝云學(xué)堂學(xué)生端軟件，將其改造成云終端；n 在教師機上安裝云學(xué)堂教師端軟件； 設(shè)計思路H3C通過實地調(diào)研，對各類院校的教學(xué)方式和教學(xué)習(xí)慣作了深入的研究，并結(jié)合教學(xué)機房建設(shè)的新需求和教育局要求的師機、生機比例達標(biāo)部署建議，總結(jié)出了最適合教學(xué)場景的云學(xué)堂解決方案。方案在兼顧教學(xué)的各類需求的同時，致力于改善課堂體驗，提升教學(xué)質(zhì)量，降低運維難度，降低TCO。部署云學(xué)堂后，用戶可以根據(jù)各種需要靈活創(chuàng)建課程模板，并在極短的時間內(nèi)完成60個虛擬桌面的啟動；使用多媒體教學(xué)管理組件豐富的教學(xué)功能，有效維護課堂紀律，提高教學(xué)質(zhì)量。同時，用戶可以不必在維護上耗費大量時間，軟件維護工作量只有從前的十分之一；硬件更是可以做到零維護。 用戶需求分析 核心需求教學(xué)機房的建設(shè)往往需要達成以下目標(biāo)：保障教學(xué)連續(xù)性和數(shù)據(jù)安全性：教學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)健性要得到進一步加強，在學(xué)生上機操作時對課件進行處理的時候，數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的安全性會受到來個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，同時要實現(xiàn)在多教室同時授課情況下，對數(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)對及恢復(fù)策略。減少對現(xiàn)有環(huán)境的修改：在建設(shè)新機房的同時盡可能減少對學(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房直接改造，或者在新建機房時不需要部署強電，直接從普通教室升級而來即可。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35年時間內(nèi)兼容現(xiàn)有教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，并能夠隨時支持新的教學(xué)場景切換。要實現(xiàn)最高效的教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的集中管理、充分考慮合理的運維費用和較小的運維服務(wù)難度，最大限度地降低綜合的維護成本。兼顧到不同時期的各項軟件應(yīng)用及硬件設(shè)備，利用較小的代價改造這些系統(tǒng)。兼顧到與已有的各種教學(xué)管理系統(tǒng)和身份認證系統(tǒng)的兼容性。兼顧不同終端設(shè)備，包括PC，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。 設(shè)計要求1）需求總結(jié)隨著信息化校園的建設(shè)和云計算的升溫，基于云計算的應(yīng)用交付逐步成為教育行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。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，而管理員也不需要為系統(tǒng)的安全和數(shù)據(jù)保護而分心，能將更多的精力投入到業(yè)務(wù)創(chuàng)新中。2）設(shè)計原則根據(jù)上述的需求分析和部署環(huán)境的實際特點，使用H3C云學(xué)堂解決方案整體規(guī)劃與打造云機房，需要本著以下原則進行：n 統(tǒng)一規(guī)劃、逐步建設(shè)實施原則機房在統(tǒng)一規(guī)劃的前提下，根據(jù)學(xué)校的實際需求，進行逐步實施，充分考慮各種因素。n 集成性原則通過統(tǒng)一集成的規(guī)劃，實現(xiàn)基于云桌面訪問的系統(tǒng)接入規(guī)范，從而逐步實現(xiàn)對全校教學(xué)系統(tǒng)用戶接入的全面融合。n 安全性原則根據(jù)桌面訪問的不同安全等級要求，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。n 可擴展性原則系統(tǒng)的設(shè)計要考慮到學(xué)校未來發(fā)展的需要，架構(gòu)應(yīng)滿足橫向和縱向擴展的需求，在架構(gòu)簡明的基礎(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，實現(xiàn)快速高效的擴展方案。n 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。 用戶場景分析 傳統(tǒng)教學(xué)機房的困境通過對多所院校實際場景的調(diào)研，我們總結(jié)出一系列傳統(tǒng)教學(xué)機房面臨的問題。隨著辦學(xué)規(guī)模的不斷擴大，學(xué)生數(shù)量持續(xù)增加，教學(xué)資源逐漸緊張，因此各院校都在不斷增加計算機的購置和教學(xué)機房的部署。目前很多教學(xué)工作都在機房進行，而教學(xué)機房也是學(xué)生課余時間上網(wǎng)查資料、完成作業(yè)的主要場所，所以機房的管理和響應(yīng)速度，將直接決定教學(xué)工作能否順利開展。但教學(xué)機房的管理難度大、軟硬件更新快、維護復(fù)雜、系統(tǒng)穩(wěn)定性差，給教學(xué)機房的管理者帶來了挑戰(zhàn)。以某中學(xué)為例，該校在每間計算機教室中部署60臺PC供學(xué)生進行上機操作，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PC中安裝還原卡，確保每次重啟PC時，系統(tǒng)還原到初始狀態(tài)。還原卡設(shè)置繁瑣、故障率高、對硬件要求苛刻，為了不陷入PC越用越少的困境，初期還得多采購一批備件，導(dǎo)致初始成本升高。另外，還原卡還容易被學(xué)生破解，系統(tǒng)依舊經(jīng)常損壞，管理員就必須重裝系統(tǒng)解決。同時，因教學(xué)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，越來越卡頓，問題頻現(xiàn)。這些情況不僅會影響教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，降低上課體驗，也極大的增加了管理員的工作量。該校每年還會對外承接至少兩次等級考試。每次考試之前，管理員都要為所有PC重裝系統(tǒng)，準(zhǔn)備考試需要的環(huán)境，考試結(jié)束后又要裝一次系統(tǒng)，將PC恢復(fù)成教學(xué)需要的環(huán)境，工作量極大。盡管該校針對教學(xué)機房做了節(jié)能方案，如按時斷電、學(xué)生下課關(guān)機檢查、教師巡檢等。但機房電力消耗依舊是困擾學(xué)校的一大難題，其中，數(shù)量眾多PC是機房的用電大戶。 機房類型分析各院校的教學(xué)機房建設(shè)時間、機房環(huán)境、維護條件和資金預(yù)算各不相同，前期需要根據(jù)實際環(huán)境，經(jīng)過現(xiàn)場勘測、需求交流，打造符合教學(xué)要求、既節(jié)省成本又能解決問題的云教學(xué)機房。H3C擁有服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化等全面的產(chǎn)品線，產(chǎn)品性能業(yè)界領(lǐng)先，穩(wěn)定性久經(jīng)考驗，能根據(jù)用戶實際需求，按需、彈性的交付最適合用戶情況的云學(xué)堂方案。 云機房建設(shè)關(guān)鍵點根據(jù)學(xué)校實際情況決定實施方案，舊機房改造可繼續(xù)沿用已有PC，通過安裝軟件將其改造成云終端，充分利舊、節(jié)省成本。新建機房則推薦采用瘦客戶機全面代替PC，成本可控、節(jié)能環(huán)保。 總體架構(gòu)云學(xué)堂解決方案的核心構(gòu)成是H3C云學(xué)堂管理端、教師端和學(xué)生端。管理員在管理端上針對不同課程制作課程模板。教師在教師端程序執(zhí)行簡單操作：選中所需課程，點擊“上課”，即可在云主機中生成幾十個虛擬桌面并推送到學(xué)生端；點擊“下課”即可終止課程，刪除所有虛擬機，回收資源。云主機的操作記錄，運行狀態(tài)等，可通過Web圖形化管理界面查看，一目了然。學(xué)生的云終端開機后自動和云主機連接，獲取虛擬桌面，操作方式與傳統(tǒng)PC完全相同。針對不同的使用場景，需要注意以下幾點：n 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→按課程要求在虛擬機中安裝標(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)管理組件→將虛擬機轉(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)用合并在同一個課程模板中，對模板名稱加以注釋即可，這樣可以減少存儲空間占用，減少資源浪費。n 應(yīng)用的兼容性。為避免課程應(yīng)用出現(xiàn)兼容性問題，在虛擬機中安裝應(yīng)用時要注意環(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。n 外設(shè)的兼容性。考慮到不同課程可能會對外設(shè)有詳細要求，需要打開云主機中外設(shè)重定向功能，將外設(shè)連接至云終端，在虛擬機中驗證設(shè)備可正常識別并安