桌面云教育解决方案

1.  建设背景

1.1    桌面云，简化高校机房的管理模式

随着互联网、大数据、人工智能等多种新IT技术的出现和发展，高校对于计算机的教学需求变得越来越多，因此高校采购的PC数量也就越来越多。在学校有公共机房，供全校学生进行一些公共的计算机课程，在二级学院几乎每个学院都有多个自己的教学机房，这些机房根据每个学院不同的特点承担了每个学院不同的课程。

当前高校IT基础设施建设均已投入到不同学院专业的实验、实训、教学等应用。但随着建设规模的不断扩大，管理工作量、管理效率亟待提升。因此桌面云技术开始逐步替代传统PC， 越来越多的机房采用桌面云来建设，通过云桌面的模式来简化管理，提高效率，节省资源，打造绿色低碳的教学环境。

1.2    一朵云、按需选型成为高校桌面云建设主旋律

随着桌面云技术在高校的不断深度应用，越来越多的高校终端已经成功上云，不同的桌面云技术在公共机房、专业实验室、语言类实验室、多媒体教室、教师办公等环境应用起来。但各高校的建设效果却参差不齐，有的高校为了实现一朵云建设，想通过一种桌面云技术架构来完成建设，但因为网络瓶颈、性能瓶颈、复杂外设兼容性等问题，导致体验不佳。还有部分高校面对VDI/IDV/VOI/TCI桌面架构选型眼花缭乱，最终采用多家方案进行场景建设，最后发现无法统一管理，工作效率低。

因此，由于教学环境、实验环境、科研环境、教室办公的场景驱动，桌面云的技术架构也从单一的VDI架构，逐步发展成为VDI/VOI/IDV多架构共存，越来越多的学校采用多架构融合的方式，根据教学实验环境的要求，选择最合适的桌面架构交付。

2.  高校云桌面解决方案

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2.1    云桌面方案简介

云桌面解决方案，融合了IDV、VDI、TCI三种技术架构，针对不同高校的应用场景提供针对性的解决方案，不再以单架构形势划分产品，实现高校全场景的集中管理运维。将高校不同类型的需要用计算机来承载教学的实验环境、教学环境、办公环境进行统一规划、统一管理，构建极简的高校信息化基础设施建设方案，真正实现一朵云全场景接入。

2.2 方案架构图

方案基于高安全性、高可靠性、高可扩展性原则，采用超融合技术构建基础资源云平台，通过桌面云控制器实现桌面交付及整体发布与管理，实现多种应用场景桌面特性使用，适合教育行业的计算机专业机房、公共机房、多媒体教室等多个场景应用。

2.3 方案建设目标

2.3.1  构建一朵云，提升场景业务的支撑能力

通过一朵云的建设，满足不同实验教学场景都能够从桌面云中获取所需的环境，并灵活交付。同时随着桌面资源的不断建设，规模扩大，能够满足大规模、高并发情况下的支持，不仅解决环境部署和运维问题，而且可以批量快速更新桌面系统和软件。

通过构建一朵云，支撑实验环境从公共机房延伸至要求更高的专业机房、多媒体教室，电子阅览室、教师办公等场景，实现学校桌面云的全面覆盖。

2.3.2  基于超融合架构，稳定可靠易扩展

超融合架构是现代化IT基础架构的主流交付形态，超融合架构以虚拟化技术为核心，包括计算虚拟化、网络虚拟化以及存储虚拟化，将多个组件融合成统一的虚拟化资源管理系统。

提出分层超融合方案，使用分级缓存技术，采用内存、SSD分级缓存，及时在千兆网络情况下也能够部署超融合，同时保障存储系统业务性能的同时，拥有更高的得盘率，保障计算性能、存储空间、存储性能线性扩容。

在保障稳定可靠的基础下，满足丰富的实验场景接入与扩容。

2.3.3  降本增效，管理维护效率提升

伴随着桌面云在高校实验教学中的深度应用，通过云桌面管理平台，接入学校数几十个机房，上几千台终端，通过一个管理平台对分散在不同楼栋、不同楼层的终端远程唤醒、部署操作系统、批量应用更新、制定策略，提供精准的日志分析，同时基于不同的管理人员匹配精细化的管理权限，大幅度提升管理效率。

2.4    云桌面场景化解决方案

2.4.1  桌面环境快速交付

2.4.1.1  实验室教学环境快速部署

云桌面解决方案可以做到真正的统一管理和维护，简化学生端终端，主要管理维护工作通过云主机后台完成，从而大幅简化管理维护工作量，主要体现在：

简化镜像部署的操作流程，云桌面解决方案通过软件实现了系统重新启动即可还原，无需额外操作，所以在镜像环境配置过程中省去和很多不必要的步骤，仅需要上传ISO文件到云主机、安装系统、安装软件，一个教学镜像制作耗时约为30分钟，大幅降低了环境配置过程。

远程即可完成整个机房管理，无需到教室现场，也无需等到教室设备空闲，仅需要通过Web连接到云主机便可以完成教学环境准备，运行情况查看。

2.4.1.2  考试环境个性化交付

针对考试环境的快速部署（例如计算机等级考试、司法考试等），在创建环境时，可以做到30分钟筹备完成，且直接在线制作考试镜像即可。同时，支持镜像隐藏，可以提前部署考试环境。待考试结束后，可以快速收回资源，隐藏或删除考试场景，快速恢复到回到机房原来的教学环境，无需重新同传和拷贝系统过程，提高考试场景的部署和恢复效率。

2.4.2  在线运维、避免软件重复注册

云桌面解决方案教学镜像可以增量更新，在镜像中安装系统补丁、软件更新或者部署应用，可以在线直接完成与该镜像匹配的所有桌面的更新维护，无需到现场，通过管理平台即可实现对终端进行操作。

2.4.3  精细化远程运维

2.4.3.1  跨网络远程唤醒-远程一键开机

提出纯软唤醒方案，无需增加“唤醒控制设备”，即可实现跨vlan的网络唤醒，该方案无额外成本及单点故障风险，并且可以秒级唤醒，速度快。

2.4.3.2  分级分权-更精细化权限管控

为了便于管理，需要根据每个老师的管理范围设定管理权限，避免冲突，做到了以“按钮”“教室”“镜像”为最小颗粒度，能够做到指定老师管理哪些教室、教室内的哪些镜像，以及在管理页面下，细致到按钮的权限划分。

2.4.4  桌面高可用

2.4.4.1  分层超融合，任意服务器宕机集群可用

桌面云在课堂场景下，终端主要采用还原模式，用户数据可以分两类：主镜像和学生作业等安全性要求比较高的数据，还原虚拟机等安全性要求比较低的数据。如果采用传统部署模式：所有的数据全部采用一个存储池，通过多副本形式存储，会消耗很多的硬件资源。

云桌面通过分层超融合技术，将多台服务器上的硬盘组合成虚拟存储池，存放主镜像、学生作业等重要数据，可采用副本或纠删码的方式，提高数据安全性。同时，单服务器上单存储池，存放还原的虚拟机数据，整体得盘率更高。且无论任意节点服务器故障，仍可保障集群高可用，同时无需万兆存储网络。

2.4.4.2    融合计算2.0，VDI桌面断网可用

当采用VDI桌面交付时，当遇到极端情况下，例如教室网络中断， 集群完全瘫痪的情况下，采用融合计算终端与融合计算2.0技术，学生除了选择vdi桌面，也可选择本地的TCI桌面，保障教学业务不中断。

2.4.5  专业机房场景化特性

2.4.5.1  支持英伟达&AMD显卡虚拟化技术

云桌面解决方案采用显卡虚拟化vGPU技术，将服务器端显卡资源共享给所有虚拟机使用，每个虚拟机都可以获得独立的GPU资源，实现对物理GPU的资源切割，可支持OpenGL和DirectX标准及主流的3D设计类软件，满足用户对GPU在图形设计方面的需求，提供良好的3D使用体验。

2.4.5.2  经管账套文件快速创建及导出

在财务类场景中，常用教学软件有用友U8、金蝶K3、用友ERP、SQL等，如：用友U8教学时，每堂课开始都会创建账套，这个过程会在每个桌面内创建大约5G的一个数据库文件，课程结束后学生会导出相关数据库。

传统PC是单机运行，创建速度依赖于硬盘IO，机械硬盘较慢SSD较快，或者采用VDI方案，但由于账套文件同时创建，导致创建时间太长。

而提供超融合架构方案，完美解决财经类软件建账过程的高IO吞吐需求，通过IO提速，建账时间从8分钟提效到4分钟，导出2分钟，达到及超越普通PC和传统桌面云。

2.4.5.3  师生实验互动教学

云桌面解决方案提供专注高教的教学管理软件，软件中包括了屏幕广播、文件收发、作业收发、文件共享、禁用网络、禁用U盘、学生终端锁屏等高校常用的功能。并且通过扁平化的设计为用户提供了简洁明了的操作界面，让师生一看就会，“0” 学习成本。

2.4.6 建设与应用数据可视化解决方案

2.4.6.1  智慧桌面云建设全景图呈现

通过CMC桌面云服务中心，可实时全方位了解桌面云的运行情况。机房数据可视化多维度呈现，数据可“量化”，通过大屏展示页面，能够清晰直观的了解学校云桌面的整体建设情况，实时了解掌握不同教室的投入使用情况，同时可以为决策者提供建议依据和数据支撑。

3.  方案价值

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3.4.1  全景适配

应用云桌面技术平台，把高校全业务场景可以整合到⼀个平台中，包括实验、实训、办公、教学、科研场景的管理，采用VDI/IDV/TCI桌面技术按需交付，真正实现一朵云，全场景适配接入。

3.4.2  集约高效

云桌面融入了多种技术特点，例如分层超融合、个性化软件统一注册、OCS老电脑拯救者、个性化配置保留、分级分权等。通过云桌面可以做到资源的有效整合、配置更优，最大化的提高资源的利用率，包括cpu、内存、硬盘的灵活分配，为后面业务扩容提供数据支持，让资源投入更具性价比全力打造集约化管理、高效运维的一朵云解决方案。

3.4.3  主动服务

云桌面为用户提供主动服务的一朵云，为学生提供在线实训服务、为教学科研提供资源空间服务、为移动办公提供桌面随身服务、为校园管理者提供数据支撑服务，提高整体高校桌面资源的师生满意度。