教育云桌面解决方案教学办公+机房解决方案文档格式.docx
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可以满足云终端上各个类型的外设的网络带宽需求。
1.2场景现状及需求分析
●维护人员跑现场，工作量大
公共机房和教师办公等分散在学校各处，工作稳定性差，维护人员往往需要大老远跑现场为用户解决硬件级别和操作系统级别的问题，对于大学级别的场景来说尤其如此，需要在几个校区之间来回奔波
●无法批量远程管理维护
由于缺乏必要的运维技术手段，用户的信息化素养不高，设备数量众多，运维人员无法批量对PC进行远程维护、操作系统升级、安全策略配置
●移动办公备课
随着新技术的发展和教学改革的需要，移动办公和备课的需求已经提上议事日程，教师不再拘泥于学校，希望借用信息技术，实现随时随地随需，甚至是在假期中，在家中，在旅途中展开办公和备课
●快速恢复
由于各科老师对于各自桌面使用的不同需求，往往需要安装大量不同的应用软件，而教师对于信息技术的匮乏，往往造成软件冲突、系统死机等情况，不仅影响办公，甚至影响教学，出现教学事故，迫切需要一种方式能够允许用户自助的快速的回复自己的PC桌面环境
●数据和桌面分离
随着信息技术的发展，越来越多的管理者认识到用户始终是围绕数据来展开各种作业，而桌面只是进行各种作业的一个载体，如果能够将用户数据和所用桌面解耦，不仅用户使用数据的方式和渠道得到了拓宽，同时数据不再依赖桌面，不会因为桌面的故障而影响数据的安全性可用性
●云存储
教师备课往往需要大量的素材，如视频、音频、动画等，数量多，体积大，同时要求能在多人间共享，存储在笔记本电脑中，往返学校和家中，不仅不方便，而且容易丢失损坏，如何保障这些数据的安全性、可用性，并能够方便的实现数据共享和流转是一个比较迫切的需求
2cDesk桌面云解决方案设计
cDesk教育桌面云是公司推出的桌面虚拟化基础架构整体解决方案。
教育桌面云针对国内教育桌面虚拟化市场需求采用以用户为中心的计算模式、按需向用户提供IT资源，保持用户的桌面使用习惯，保证用户获取足够的自由度和较高的用户体验，同时满足集中管理和数据安全的需求，解决桌面管理的各种难题。
cDesk桌面虚拟化基础架构平台是深度一体化虚拟桌面解决方案，主要包括虚拟化平台及桌面终端和远程协议等。
使用cDesk桌面云解决方案，用户能够简单、快速、一站式的构建校园桌面虚拟化平台，对内提供桌面云服务，大大简化桌面管理，提高数据的安全性，提高机器硬件利用率，降低IT拥有总成本（TCO）。
2.1系统架构
Ø
组件
●管理节点
全局管理整个数据中心中的多个集群，同时也可以作为计算节点，承载虚拟桌面运行
●计算节点
承载虚拟桌面运行，内置NFV（网络功能虚拟化）有效控制用户网络行为，基于分布式存储，在打开高可用功能的前提下，即使某几个节点出现故障而离线，仍然可以保证其上的桌面可用，保障业务连续性
●终端
用户通过网络将终端连接到管理平台，获取虚拟桌面的显示，并将用户的键盘鼠标操作回传到虚拟桌面，同时为多种外设提供接口，包括平板电脑、台式机、手机、云终端等
2.2关键组件具体介绍
2.2.1硬件平台
●云终端
用户通过网络将云终端连接到管理平台，获取虚拟桌面的显示，并将用户的键盘鼠标操作回传到虚拟桌面，同时为多种外设提供接口，包括平板电脑、台式机、手机、云终端等。
–X86架构：
硬件架构采用赛扬J1800芯片，优势在于可配置MicrosoftWindows7Embedded以及Linux双操作系统。
–一体化设计：
设备采用集成化设计模式，无多余零部件，并且运行过程中发热少，所以寿命更长，高达5~8年。
–绿色环保：
平均功耗仅10W，相对PC可节省10倍电力成本，并且无风扇运行，全程无噪音。
●云桌面服务器
承载虚拟桌面运行，内置NFV（网络功能虚拟化）有效控制用户网络行为，基于分布式存储，在打开高可用功能的前提下，即使某几个节点出现故障而离线，仍然可以保证其上的桌面可用，保障业务连续性。
–高性价比：
cDesk桌面云方案无需购置独立存储，通过虚拟存储技术提供高性能、低成本的存储方案，效果与独立存储一样，但可以节省存储成本。
–极致体验：
传统方案采用纯机械硬盘设计，多桌面并发使用时容易卡顿。
利用高效缓存技术可以提升多倍IO性能，保障云桌面流畅体验。
–良好扩展：
普通服务器方案，扩容时需要停机做复杂配置。
云桌面服务器在扩容时无需停机，只需在线加入集群，即可自动实现资源平衡，扩容非常轻松方便。
–高稳定性：
云桌面服务器采用全集群架构设计，主机和磁盘硬盘均有冗余设计机制，能够实现故障自动迁移，确保桌面业务稳定运行。
2.2.2软件平台
●管理节点：
全局管理整个数据中心中的多个集群，同时也可以作为计算节点，承载虚拟桌面运行。
●服务器虚拟化：
祼金属架构，可为云桌面提供高性能负载平台和先进管理功能，包括虚拟机快速部署、资源管理及监控、集群高可用、动态迁移、数据备份及恢复等功能。
●存储虚拟化：
将服务器直连硬盘形成分布式共享数据存储，通过内置冗余机制可透明存储多个数据副本，以确保磁盘和服务器故障时，数据不会丢失，并且依然可用。
2.3先进技术及优势
●链接克隆
多个桌面共享同一个模板镜像，派生的相关桌面只是该镜像的一个链接与配置文件，从而实现批量快速创建桌面，各个桌面的差异写入各自独立的磁盘镜像中，不仅大大提高了桌面部署速度，同时也极大的节约了磁盘空间
●GPU解码
使用云终端本地的GPU，对服务器重新压缩编码的视频流进行本地解码，可以支持多种视频格式，在降低网络带宽的同时保证音画同步，流畅播放720P和1080P视频。
●USB重定向
基于USB重定向技术，可以完美兼容U盘、打印机、读卡器、扫描仪、摄像头、高拍仪、U-key等上千种主流外设。
●传输加密
提供面向桌面云的安全保障体系，包括客户端准入、传输加密、安全存储等端到端技术，提升安全性。
●分布式存储
●无需外部存储，不依赖于存储网络
●无中心节点的全对称架构，无单点故障
●存储容量和性能可线性扩展
●可以使用廉价SATA硬盘和民用级SSD
●数据多副本保存，保障安全性和可用性
●新增节点通过简单配置可自动加入，数据自动实现负载均衡
●节点故障时，数据可自动恢复
●容忍多硬盘多节点硬件故障，并支持热插拔替换
●云存储
屏蔽各种存储软硬件之间的差异，为用户提供一个统一的网络存储入口，同时实现数据的统一容灾和备份。
这些对用户来说都是透明的，用户只需关心如何使用，而不必关心后端数据如何存储、检索、加密、归档等作业，甚至可以和公有云存储对接，实现异地的备份和容灾。
●网络应用虚拟化
NFV（NetworkFunctionVirtualization，网络功能虚拟化）的目标是通过基于行业标准的服务器、存储和网络设备，来取代私有专用的网元设备。
由此带来的好处是主要有两个，其一是标准设备成本低廉，能够节省巨大的投资成本；
其二是开放API接口，能够获得更灵活的网络能力。
NFV是下述三大技术的集合：
其一是服务器虚拟化托管网络服务虚拟设备，尽可能高效地实现网络服务的高性能；
其二是SDN对网络流量转发进行编程控制，以所需的可用性和可扩展性等属性无缝交付网络服务；
其三是云管理技术可配置网络服务虚拟设备，并通过操控SDN来编排与这些设备的连接，从而通过操控服务本身实现网络服务的功能。
●无需硬件设备
●自行定义网络架构和拓扑
●降低总体拥有成本
●融合计算
●将CPU、内存、存储和网络都集成到一台设备中
●无需配置后端存储系统即可迅速、简便地部署新的虚拟机
●提供大规模横向扩展的能力，线性扩容
●支持各种流行的技术，包括实时VM迁移、高可用性（HA）、分布式资源调度
●远程唤醒
在同一子网或跨vlan（需要交换机支持跨vlan的定向广播）的情况下，服务端可以将联网的云终端（限x86架构）唤醒启动，方便管理员进行维护。
2.4投资回报分析
分析项目
500台云终端
500台传统PC
投资成本
500套（云终端+用户授权）
10台服务器
500台PC
管理成本（年薪4万/人）
需要1人
工资支出：
4万
需要2人
8万
运维成本
运维成本节省75%
硬件更换费用降低50%
云终端寿命5~8年
维护难度大、效率低
硬件更替成本高
PC寿命3~5年
能源成本
总功率：
10W*500+10*1200W=17000W
电费（按0.7元/度）：
2.5万/年
200w*500=100000W
15万/年
费用节省
1年总支出：
6.5万
5年总支出：
32.5万
23万
115万
每年节省16.5万，5年节省82.5万
总体来说，部署云桌面需要购买云终端、服务器、存储及桌面云软件授权等软硬件设备，所以前期投资并不会低于传统PC，但长期下来所带来的就是运维工作量及成本的降低（每年可以节省不少的硬件成本、维护成本和电力成本）。
所以，随着年份增长，部署云桌面的收益将越来越大。
3cDesk桌面云方案设计
3.1网络拓扑
3.2服务器设计
cDesk教育桌面云方案采用“云端集中化”作为部署的核心思路，将计算和存储资源集中承载于虚拟化服务器，不需要额外的存储设备。
用户端只需部署客户端和输入输出设备。
所以桌面云解决方案的重点在于服务器选型和虚拟机资源分配。
服务器硬件资源中，虚拟机对磁盘空间的占用是固定存在的，不管虚拟机是否运行，称为“冷资源”。
而CPU和内存等资源，只有该虚拟机在运行时才会分配占用的，称为“热资源”。
而虚拟机运行时，对CPU和内存的分配方式也是不同的。
CPU资源足够的场景，虚拟机会分别绑定在不同的CPU核心上运行，不会互相影响。
而CPU资源不足的场景，会出现多个虚拟机绑定在同一个CPU核心上运行，CPU以队列的方式处理各个虚拟机的指令请求，虽然每个虚拟机的指令最终都能得到执行，但会导致虚拟机运行缓慢。
虚拟机对内存的需求，通常是长期分配占用的，不能实时回收内存。
如果采用动态分配内存，当服务器内存跑满时，虚拟机继续申请分配内存失败，会导致程序运行报错。
所以cDesk对虚拟机内存的分配是预先保留的方式，即虚拟机配置多少内存，服务器就为其保留多少内存，确保其运行过程中有足够内存可以分配。
虚拟机占用磁盘的大小与其分配方式有关。
机房和多媒体教室场景通常使用还原模式，不保留个人数据，重启还原。
磁盘消耗很少，基本无须考虑磁盘空间问题。
3.3存储设计
超融合基础架构是一种将计算、网络和存储等资源作为基础设施进行整合，可以根据具体业务系统需求进行选择组合和自定义，方便快捷地进行数据中心搭建和业务系统部署的一种技术架构。
具体实现方式上一般是在x86物理服务器中融入软件虚拟化技术（包括计算、网络、存储、安全等虚拟化），而每一个单元节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），构
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