一、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(lái)越多元化，傳統(tǒng)的教學(xué)方式顯然已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的要求，同時(shí)，教學(xué)過(guò)程中的一系列問(wèn)題也嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)進(jìn)度。從國(guó)家主管部門(mén)到深耕三尺講臺(tái)的老師都深刻的意識(shí)到，必須對(duì)教育進(jìn)行信息化改造，才能持續(xù)滿(mǎn)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(jìn)的信息技術(shù)為教育創(chuàng)新?tīng)I(yíng)造有利的環(huán)境，是擺在教育工作者面前的一個(gè)嶄新且富有挑戰(zhàn)的課題。

為此，我司結(jié)合H3C云計(jì)算技術(shù)和豐富的教育行業(yè)信息化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性的為用戶(hù)提供新一代計(jì)算機(jī)教室建設(shè)方案——H3C云學(xué)堂。根據(jù)需要部署云主機(jī)資源池，啟動(dòng)虛擬機(jī)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交付給云終端，學(xué)生便可體驗(yàn)生動(dòng)的云學(xué)堂環(huán)境。云學(xué)堂將云計(jì)算技術(shù)和教育場(chǎng)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(jià)值，將教學(xué)帶入云時(shí)代。

方案優(yōu)勢(shì)：

業(yè)界領(lǐng)先的虛擬化平臺(tái)

云學(xué)堂使用了H3C自主研發(fā)、業(yè)界領(lǐng)先的企業(yè)級(jí)虛擬化平臺(tái)，它通過(guò)統(tǒng)一的管理平臺(tái)，完美實(shí)現(xiàn)了對(duì)云主機(jī)資源、虛擬機(jī)和教學(xué)模板的管理。由于虛擬化平臺(tái)的卓越性能，不僅可以在同等硬件資源下交付更多、更高性能虛擬桌面，還可以提供多種獨(dú)特的虛擬化特性。

靈活的架構(gòu)

云學(xué)堂的架構(gòu)十分靈活，借助云主機(jī)集群部署，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，提供最大限度的靈活性，真正做到按需交付。

簡(jiǎn)便的操作體驗(yàn)

云主機(jī)管理、課程模板制作、終端遠(yuǎn)程喚醒、桌面批量發(fā)布等大部分功能均可通過(guò)極簡(jiǎn)便的操作完成，沒(méi)有任何使用門(mén)檻。

豐富的教學(xué)功能

內(nèi)置針對(duì)虛擬化場(chǎng)景深度優(yōu)化的多媒體教學(xué)管理組件，提供豐富、全面的教學(xué)功能，例如：屏幕廣播、視頻廣播、屏幕轉(zhuǎn)播、遠(yuǎn)程控制、電子白板、電子點(diǎn)名、電子搶答、在線考試等，滿(mǎn)足教師日常教學(xué)需要，提高教學(xué)質(zhì)量。

應(yīng)用極速秒開(kāi)

云主機(jī)和云終端均配置高速固態(tài)硬盤(pán)，結(jié)合H3C的存儲(chǔ)分層技術(shù)和應(yīng)用加速技術(shù)，極大的加快了系統(tǒng)啟動(dòng)和應(yīng)用打開(kāi)的速度，提升體驗(yàn)。

課程模板化管理

不同的教學(xué)環(huán)境以虛擬機(jī)模板的形式提供。模板專(zhuān)用，告別臃腫、卡頓的單一系統(tǒng)。在虛擬機(jī)模板上進(jìn)行修改，即可發(fā)布最新的虛擬桌面給所有學(xué)生，工作量是傳統(tǒng)方式的十分之一。所有虛擬機(jī)都是通過(guò)模板實(shí)時(shí)創(chuàng)建的，所以每次上課學(xué)生都可以獲得全新的虛擬桌面，不僅保證了所有學(xué)生使用的系統(tǒng)統(tǒng)一，也告別了病毒的困擾。

強(qiáng)化的系統(tǒng)穩(wěn)定性

計(jì)算和數(shù)據(jù)都在云端，網(wǎng)絡(luò)上只傳輸桌面圖像變化，即使出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，虛擬機(jī)依舊正常運(yùn)行，不會(huì)受到任何影響，待故障恢復(fù)后即連即用。同時(shí)，云學(xué)堂具備系統(tǒng)逃生功能，可由老師控制切換到備用系統(tǒng)，且多媒體教學(xué)管理組件的主要功能還能正常使用，上課不會(huì)中斷。另外，課程模板會(huì)在所有云主機(jī)上實(shí)時(shí)同步備份，極大降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

分布計(jì)算技術(shù)

針對(duì)傳統(tǒng)云桌面在重載應(yīng)用支持上不太理想的表現(xiàn)，H3C革命性的開(kāi)發(fā)出分布計(jì)算技術(shù)。利用計(jì)算負(fù)載均衡算法，在運(yùn)行重載應(yīng)用時(shí)，動(dòng)態(tài)的利用云終端空閑的計(jì)算能力，分擔(dān)云主機(jī)的計(jì)算壓力。

硬件零維護(hù)

使用瘦終端替換傳統(tǒng)的PC，一旦出現(xiàn)故障，直接更換，用戶(hù)不需要再像以前那樣疲于維修PC；云主機(jī)使用企業(yè)級(jí)服務(wù)器，性能穩(wěn)定；因此，部署云學(xué)堂后，可以做到硬件零維護(hù)。

低TCO

初始投資和傳統(tǒng)機(jī)房差不多，但是云學(xué)堂低故障、零維護(hù)的特性，極大的節(jié)省了用戶(hù)的維護(hù)成本，而且云學(xué)堂的能耗只有傳統(tǒng)機(jī)房的十分之一。

二、功能介紹

管理端介紹

如圖所示的是云學(xué)堂管理端。管理端擁有美觀、友好、簡(jiǎn)潔的界面，極簡(jiǎn)的操作就可以涵蓋極豐富的管理功能。管理員可以通過(guò)Web隨時(shí)隨地登錄管理平臺(tái)，進(jìn)行云主機(jī)資源監(jiān)控、課程模板管理與制作、賬號(hào)管理、虛擬機(jī)管理、云終端管理等工作。

教師端介紹

如圖所示的是云學(xué)堂教師端。任課教師可以使用教師賬號(hào)登錄教師端。H3C對(duì)實(shí)際教學(xué)場(chǎng)景和操作習(xí)慣進(jìn)行了細(xì)致的分析，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)潔、易操作的界面和功能。上課時(shí)，教師先通過(guò)遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)開(kāi)啟所有學(xué)生終端，在課程列表選擇需要的課程，點(diǎn)擊“上課”按鈕，虛擬機(jī)就會(huì)在2分鐘內(nèi)啟動(dòng)完畢，并交付給學(xué)生。上課過(guò)程中，教師可以點(diǎn)擊“啟動(dòng)教學(xué)軟件”按鈕打開(kāi)多媒體教學(xué)管理組件，使用豐富的教學(xué)功能。下課時(shí)，教師點(diǎn)擊“下課”按鈕，所有資源會(huì)被云主機(jī)回收，然后通過(guò)遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)關(guān)閉所有學(xué)生終端。同時(shí)，教師還能通過(guò)“更多”菜單喚出更豐富細(xì)致的管理功能。

學(xué)生端介紹

如圖所示的是云學(xué)堂學(xué)生端。教師端開(kāi)始上課前，學(xué)生可以自由選擇課程列表里的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。當(dāng)教師開(kāi)始上課后，學(xué)生端會(huì)自動(dòng)切換到教師選擇的課程。當(dāng)學(xué)生端系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，學(xué)生可以發(fā)起請(qǐng)求，由任課教師控制學(xué)生端系統(tǒng)還原成初始狀態(tài)，只需十幾秒，發(fā)起請(qǐng)求的學(xué)生就可以獲得全新的教學(xué)桌面，繼續(xù)上課，并且不會(huì)影響其他學(xué)生。學(xué)生端網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)重連或系統(tǒng)重啟后，都會(huì)自動(dòng)連入教學(xué)桌面，無(wú)法逃脫，保證同步教學(xué)。學(xué)生端可以使用虛擬應(yīng)用的功能，借助CAS虛擬化平臺(tái)的分布式計(jì)算功能，將計(jì)算壓力從云主機(jī)分擔(dān)到負(fù)載相對(duì)較輕的學(xué)生終端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU消耗較大的重載應(yīng)用的支持。

多媒體教學(xué)管理組件介紹

如圖所示的是多媒體教學(xué)管理組件，提供了豐富的教學(xué)功能，涵蓋功能包括：屏幕廣播、屏幕錄播、屏幕轉(zhuǎn)播、屏幕監(jiān)看、網(wǎng)際影院、網(wǎng)絡(luò)過(guò)濾、分組教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)畫(huà)板、電子舉手、電子點(diǎn)名、遠(yuǎn)程控制、學(xué)生演示、聯(lián)機(jī)討論、試卷導(dǎo)入、在線考試、電子搶答、文件管理、文件分發(fā)、電子教鞭、電子表決、黑屏肅靜、語(yǔ)音廣播、語(yǔ)音對(duì)講。功能上基本可以覆蓋95%以上的教學(xué)場(chǎng)景，且針對(duì)虛擬化環(huán)境做了大量細(xì)致的優(yōu)化，性能相比同類(lèi)軟件大幅領(lǐng)先。

三、總體架構(gòu)

云學(xué)堂解決方案的核心構(gòu)成是管理端、教師端和學(xué)生端。管理員在管理端上針對(duì)不同課程制作課程模板。教師在教師端程序執(zhí)行簡(jiǎn)單操作：選中所需課程，點(diǎn)擊“上課”，即可在云主機(jī)中生成幾十個(gè)虛擬桌面并推送到學(xué)生端；點(diǎn)擊“下課”即可終止課程，刪除所有虛擬機(jī)，回收資源。云主機(jī)的操作記錄，運(yùn)行狀態(tài)等，可通過(guò)Web圖形化管理界面查看，一目了然。學(xué)生的云終端開(kāi)機(jī)后自動(dòng)和云主機(jī)連接，獲取虛擬桌面，操作方式與傳統(tǒng)PC完全相同。

網(wǎng)絡(luò)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，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示：

云主機(jī)和學(xué)生機(jī)之間采用H3C自主研發(fā)的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議，每個(gè)終端只需要極少的帶寬即可流暢工作，因此只需要在接入交換機(jī)上分配1個(gè)GE口作為教室網(wǎng)絡(luò)出口即可滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)需求。

桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議設(shè)計(jì)

H3C云學(xué)堂采用自主研發(fā)的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議，高傳輸效率、低帶寬占用，提供更佳的性能和更好的體驗(yàn)。該協(xié)議除包含多條虛擬控制通道，可以單獨(dú)控制，提供了最大的控制自由度。

主要優(yōu)勢(shì)功能包括：

數(shù)據(jù)加密傳輸

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)

視頻重定向，允許播放高清視頻

外設(shè)重定向，允許使用更多的外接設(shè)備

計(jì)算重定向，允許使用終端的計(jì)算能力運(yùn)行重載應(yīng)用，分擔(dān)云主機(jī)的計(jì)算壓力

Internet控制，允許控制學(xué)生能否連接Internet

本地系統(tǒng)控制，允許控制學(xué)生能否登入終端本地，服務(wù)器故障時(shí)還能繼續(xù)上課

安全設(shè)計(jì)

H3C云學(xué)堂解決方案隔離了學(xué)生對(duì)本地系統(tǒng)的直接訪問(wèn)，通過(guò)虛擬化技術(shù)，將所有數(shù)據(jù)都存放在云端，大大提高了系統(tǒng)整體的安全性。

賬號(hào)分級(jí)管理，按角色分權(quán)。考慮到部分教師IT水平有限，只有管理員可以登錄管理平臺(tái)進(jìn)行虛擬機(jī)級(jí)的操作，這樣可以避免教師誤操作對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。教師通過(guò)賬號(hào)+MAC地址綁定的認(rèn)證方式登錄教師端。

用戶(hù)訪問(wèn)虛擬桌面時(shí)，采用業(yè)界領(lǐng)先的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議交互。該協(xié)議僅傳輸桌面圖像變化和鼠標(biāo)移動(dòng)、鍵盤(pán)輸入等少量信息，并且會(huì)自動(dòng)對(duì)傳輸內(nèi)容加密。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在云端不落地，避免數(shù)據(jù)泄露的可能性。

提供集中的、精細(xì)化的策略控制用戶(hù)的授權(quán)訪問(wèn)，針對(duì)用戶(hù)、網(wǎng)絡(luò)位置、終端環(huán)境、應(yīng)用、云主機(jī)等屬性決定是否允許用戶(hù)訪問(wèn)。

云終端設(shè)計(jì)

推薦使用瘦客戶(hù)機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC。瘦客戶(hù)機(jī)外觀精致，體型小巧、連線簡(jiǎn)潔，可保證機(jī)房環(huán)境干凈整潔；接口豐富，可滿(mǎn)足教學(xué)過(guò)程中一切外設(shè)需求；配置高性能X86處理器、高速內(nèi)存和高速固態(tài)硬盤(pán)，提升操作體驗(yàn)；能耗極低，綠色環(huán)保；具有硬件成本低、能耗低、用途廣、生命周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。

安裝云學(xué)堂學(xué)生端軟件之后，終端啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)連接到虛擬桌面，除非教師控制，否則本地系統(tǒng)對(duì)學(xué)生不可見(jiàn)。

方案也允許用戶(hù)將外設(shè)連接到云終端上，無(wú)需另裝驅(qū)動(dòng)，即可像在傳統(tǒng)PC上一樣使用這些外接設(shè)備，例如標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備、串并口設(shè)備等。該功能可以讓學(xué)生與傳統(tǒng)方式無(wú)差異的使用任何USB存儲(chǔ)設(shè)備。如果學(xué)校對(duì)該功能有顧慮，也可以關(guān)閉外設(shè)重定向。

模板管理設(shè)計(jì)

方案提供了標(biāo)準(zhǔn)化的課程模板，管理員可以根據(jù)在此標(biāo)準(zhǔn)模板上安裝教學(xué)需要的軟件，制作個(gè)性化的課程模板。任何修改只需要在模板上進(jìn)行，學(xué)生就可以獲得最新的教學(xué)桌面。通過(guò)此功能的靈活使用，區(qū)域間傳遞優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源成為可能，極大的平衡了地區(qū)間的資源差異，提升區(qū)域整體教學(xué)水平。

四、方案優(yōu)勢(shì)和案例

如圖所示，“多、快、好、省”是H3C云學(xué)堂的四大核心價(jià)值。

成功案例如下：

臨沂磨山中心小學(xué)云學(xué)堂

臨沂二廟中學(xué)云學(xué)堂

臨沂蘆柞中學(xué)云學(xué)堂

臨沂蘭陵七小云學(xué)堂

臨沂蘭陵縣中學(xué)云學(xué)堂

臨沂蘭陵九小云學(xué)堂

臨沂蘭陵八中云學(xué)堂

臨沂蘭陵興明中學(xué)云學(xué)堂

臨沂蘭陵流井中學(xué)云學(xué)堂

臨沂蘭陵向城中學(xué)云學(xué)堂

臨沂蘭陵思源中學(xué)云學(xué)堂

濰坊興國(guó)小學(xué)云學(xué)堂

濰坊理想小學(xué)云學(xué)堂

濰坊河灘小學(xué)云學(xué)堂

濰坊東坡學(xué)校云學(xué)堂