VOI云教室解决方案建议书.docx

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VOI云教室解决方案建议书

VOI云教室解决方案建议书

一.概述

一.1.背景

我国教育信息化历经十余年发展，投资规模逐年加大。

经过“211工程”“985工程”以及“面向21世纪的教育振兴行动计划”“农村中小学远程教育工程”“西部大学校园网”和“校校通”等一系列的重大工程建设，有力的推动了我国教育信息化的进程。

现阶段，我国教育信息化建设正经历“云”的变革。

云计算作为IT行业的第四次革命，在教育行业也逐步落地，应用也日渐深入。

各高校也相继开展了云计算在教育系统的应用平台。

一.2.现状分析与挑战

新型的数字化校园的教学方式已经离不开计算机的辅助，无论是高校、普教还是职教都在不断的增加计算机和计算机教室的数量。

现在大部分的教学工作都在机房进行，同时机房也是大多数学生查找资料，完成作业以及考试的场所。

然而，学生机房的管理、维护复杂；更新频率高，系统稳定性差等问题严重影响了教学业务。

主要面临的挑战如下：

✧计算机教室设备数量多，型号复杂，无法有效统一管理；

✧传统PC折损率高

✧PC设备利用低

✧易感染病毒，网络安全造成压力

✧软、硬件升级压力大

如何提高机房计算机的管理水平、响应速度和安全稳定性，已经成为现代教学工作管理者所必须考虑的问题。

二.需求分析

二.1.业务需求

A.实训类应用复杂，体验有要求

随着信息化发展，各高职院校专业课程信息化程度越来越高，多媒体视频教学已司空见惯，一些专业教学中还会使用3DMAX、AutoCAD等图像密集型运算应用，计算资源消耗高。

同时设计人员或学生对于体验有一定的要求，集中式计算模式无法满足用户的高体验需求。

B.课程智能安排，多镜像切换

高校职校的电子教室通常需要承担多个课程的教学任务，针对不同的课程需要安排使用不同的操作系统或应用软件，以避免不同应用件存在的兼容性风险；同时不同的课程需要电子教室提供快速的镜像切换技术以及基于课表的自动镜像安排策略。

传统的网络同传或无盘模式镜像更新耗时长，大规模更新管理的成功率不高，IT运维人员需要花费大量的时间进行重复的排查纠错；运维劳动强度大，工作容重复枯燥，影响工作积极性。

急需自动、高效的统一管理方案降低劳动强度。

C.考试类应用的高可靠性要求

职教高教通常会有一部分电子教室席位对外承接无纸化考试任务。

此类电子教室对方案的可靠性要求高，不允许出现考试事故。

同时，部分考试对于客户端考试数据还有6个月或更长时间的本地保存需求；部分教室考试时要求对外断网，通过派发的考试服务器向客户终端提供考试服务。

此类场景要求电子教室除了平时的教学镜像外同时能提供考试专用镜像；对业务连续性有很高要求，不允许因为硬盘、网络等异常导致考试事故。

二.2.技术需求

1）要求计算平台集中统一管理机制；

2）解决方案具备良好的稳定性和可扩展性；

3）良好的交互界面以及软件兼容性；

4）支持异构系统平台，WinXP和Win7；

5）安装部署快捷，易维护。

二.3.建设目标

1）通用性强：

既满足传统教学应用要求，又满足通过影音视频、课程实践操作等丰富教学手段应用需求；

2）可靠性高：

充分利用现有设计计算平台资源，承担各类，各级考试任务要求，并保证教学与考试业务的连续性；

3）统一的管理：

集中管理，快捷部署，具备良好的可扩展性。

4）高安全性，低成本：

解决方案嵌安全防护机制，方案体现绿色环保概念，有效降低运运营和维护成本。

三.云教室解决方案设计

针对传统PC计算机机房存在的众多弊端，VOI云教室解决方案以教学智能化、运维简捷化、校园绿色化为最终目标，提出了一个以云计算为框架的云教室解决方案，它以云教室主机和云教室终端为主体，采用先进的VOI（VirtualOSInfrastructure）桌面虚拟化技术，集中管理，分布式运算，构建新型的云教室教学模式，将计算机教室带入云时代。

三.1.方案总结架构

VOI云教室总体框架采用层次化设计，由云教室终端层、云教室主机层和云教室管理层三个层面组成，总体架构如下图所示：

1）终端层

VOI云教室采用集中管理，分布式运算构建新型的云教室教学模式。

云教室终端统一加载由云教室主机采用VOI技术虚拟化的系统镜像，为学生提供操作桌面。

同时也充分利用了云教室终端本地运算能力，带来更强的性能、兼容性和稳定性。

云教室终端作为学生使用云教室的主体，学生操作云教室终端与PC操作方式完全一致，不给学生带来任何使用上的差异，让从PC到云教室终端的过渡无缝平滑。

一个云教室可支持60台云教室终端，为60个学生提供操作桌面。

2）主机层

云教室主机层采用先进的VOI虚拟终端操作系统技术，将操作系统、应用、存储虚拟化，统一管理云教室终端系统镜像，并按需分发给各个云教室终端。

云教室主机可以分别对各种课程、考试定制专用镜像，一门课程一个镜像，满足不同的课程的不同教学应用需求，避免系统太过臃肿带来的稳定性、使用效率问题。

云教室主机支持强大的镜像分发功能，可以同时给云教室终端推送多个镜像，在上课时可以按照课程安排选择相应镜像，让教学设计更灵活。

一个云教室提供1台云教室主机，服务于60台云教室终端。

3）管理层

云教室管理层提供云教室主机和云教室终端的统一管理平台，可以实现对教室的云教室主机、云教室终端进行集中的统一管理。

云教室管理层还提供强大的桌面管理、虚拟安全防护、行为控制等功能，让教学更有序，系统更安全。

一个云教室提供1套云教室管理系统，统一管理云教室主机和云教室终端，云教室管理系统采用B/S架构，可以通过WEB界面方便的进行管理。

三.2.方案部署模式

VOI云教室支持单教室独立部署、机房集中部署两种模式，针对目前普教计算机机房普遍状况，主推单教室独立部署模式。

1）单教室独立部署模式

单教室独立部署模式以一个计算机教室为单位，每个计算机教室独立部署一套VOI云教室解决方案，部署模式如下图所示：

单教室独立部署模式具有以下特点：

✓管理按物理教室划分，一教室一云主机，问题不出教室；

✓单教室布设教学专用千兆网络，不需要改造校园网络；

✓可以不和校园网络互连，不受校园网络安全问题影响

2）机房集中部署模式

机房集中部署模式以一个电子教室为单位，将云主机集中部署在数据中心机房，可以实现多台威讯云主机统一管理，管理效率比单电子教室独立部署模式更先进。

当前针对云教室用户默认推荐采用单教室部署模式。

三.3.解决方案产品组件

1）威讯云虚拟终端管理系统

威讯虚拟终端管理系统是基于VirtualOSInfrastructure架构应用模式的桌面虚拟化产品。

该系统既具备传统VDI应用模式将分散的终端软资源含操作系统、客户应用策略、应用软件、客户数据集中管理特性，又充分利用终端本地资源实现了传统PC所具备的高性能、高兼容性和高可用性。

主要功能模块：

2）升腾F系统服务器

主要参数配置

处理器

E3-1220v53.0GHz四核

存

8GBDDR4

存储

●Intel企业级SSD120G*1

●SATA1T*1

其他

千兆*2

尺寸

14.17英寸高*6.89英寸宽*17.12英寸长

服务

3年24*7服务

注：

可选标准1U机架式服务器R230

3）升腾云终端

升腾C33M代C51

参数类别

C33M

C33

C51

用户

标配学生机

可选学生机，支持双网口

教师机

体型

分体机

分体机

分体机

操作系统

WindowsXP、Windows7&Linux，默认Linux系统

Windows7&&Linux，默认Linux系统

Windows7&&Linux，默认Linux系统

CPU

AMD2.0GHz四核

IntelJ19002.0GHz四核

Inteli3-41703.7GHz双核

存

4GBDDR3

4GBDDR3

4GBDDR3

存储器

500GSATA硬盘（可选128GSSD）

500GSATA硬盘（可选128GSSD）

500GSATA硬盘（可选128GSSD）

网络接口

1个千兆（RJ45）

1个千兆（RJ45）

1个千兆（RJ45）

尺寸

206×48×215mm（不含底座）

206×48×215mm（不含底座）

206×48×215mm（不含底座）

三.4.方案管理特性

针对教育行业对新一代计算机教室提出的功能和性能要求，VOI云教室解决方案从系统、网络及管理三个方面为学校提供完善的管理特性。

1）桌面管理

Ø资产管理

自动收集云教室终端的硬件资产信息，包括：

网卡、存、硬件、主板等；可以自动发现以上各类硬件资产的变化情况，生成告警信息，及时掌握每个终端硬件资产最新状态，避免资产流失，实现资产的统一管理。

Ø补丁管理

无需和微软WSUS类的补丁管理系统联动，只需要在任何一台云教室终端上完成操作系统补丁的更新，就能够完成网络中所有终端的安全补丁升级，保证机器及时打上最新的安全补丁，防止安全漏洞被利用。

Ø软件更新

由于教学方式的更新，教学软件经常需要安装或者更新，VOI云教室能够实现真正意义上的快速软件更新，管理员只需要对终端镜像进行一次更新操作，所有云教室终端重启后就自动完成了软件更新，无需每台终端单独安装，不会出现软件冲突、无法安装的情况。

Ø远程支持

管理员可以通过远程桌面连接到云教室终端进行管理和维护操作，支持远程访问强加密，确保系统安全性；支持信息服务功能，管理员可以及时快捷向云教室终端发送各种通知信息。

2）安全防护

Ø远程虚拟化管理

云教室终端对系统的所有操作都处于虚拟环境下，任何的误操作或者病毒感染、驱动冲突、软件不兼容等问题在重启后即可快速全部恢复到正常状态。

Ø网关控制

网关控制可以实现对终端访问外网的强制管理，可以限制终端用户访问外网时候的网关和DNS指向，可以限制终端用户访问外网的线路类型。

Ø病毒库同步

支持包括赛门铁克、趋势、瑞星、江民、金山、卡巴斯基、McAfee、NOD32等所有防病毒软件厂商的网络版及个人版防毒产品。

Ø防ARP欺骗

VOI云教室可以对云教室终端可以实现驱动级保护，当发生ARP病毒的攻击时，不会被虚假ARP攻击包欺骗，系统在底层直接限制了网卡发出的数据包类型，可以完全杜绝本机中毒后发出虚拟ARP包。

同时，驱动限制还能够实现对云教室终端数据包流量的控制，即使云教室终端中了类似冲击波等网络病毒，也无法对整个网络造成危害。

全面抑制了网络病毒的爆发。

Ø恶意防御

当前，恶意攻击已经成为终端管理中最为常见的威胁，传统的检测防护技术很难实现全面保护。

VOI云教室基于云计算的恶意智能防护技术超越了传统防护模式，客户端无须频繁的更新升级特征库，而是通过云端服务器集群24小时的在线检测，并将最新的检测数据和系统实时联动，有效阻挡恶意对客户端机器的威胁。

Ø驱动防火墙

支持对客户端的驱动加载进行控制，只允许加载经过审核的驱动程序，有效的防御rootkit等核级木马的侵入，避免隐蔽性极强的核木马绕过杀毒软件的防护。

Ø个性化安全磁盘

VOI云教室支持个性化安全磁盘，能够提供多种安全磁盘存储方式，用户可以自由的将个人资料存放在云存储服务器上。

3）行为管控

Ø外设访问控制

VOI云教室可以针对常见的外设端口类型（USB、串口、并口、软驱、光驱）进行独立控制，按照学校统一要求对外设使用进行控制。

Ø应用软件控制

VOI云教室可以全面控制云教室终端上安装的应用软件类型，普通用户未经过许可而自行安装的软件在操作系统重启后将自动还原。

Ø上网监控

支持记录学生的上网历史，包括上网URL连接信息以及IM聊天时间情况等。

Ø行为监控

支持启动后台截屏监控，能够定时截取客户端屏幕容，并上传到云主机。

Ø网络配置强制

可以防止任意修改机器的IP、机器名、MAC等信息，根据系统策略设置自动恢复默认的配置信息。

三.5.方案价值与优势

1）集中式分级管理，安全高效

支持中心管理员对策略的集中管理与下发，学校信息中心管理员仅管理学校所属终端，最终可实现统一管理策略、各部门管理教学数据。

2）保障业务连续性，断网可用

VOI云教室解决方案基于独创的DCSS技术为用户提供两种工作模式，本地应用模式（断网情况下可用）和云端访问应用模式。

无论是网络中断或者硬盘损坏，终端机器都可以继续运行，全面保障了电子教学的可靠性，业务的连续性；两种工作模式可自由切换，仅需一次安装部署。

3）支持多操作系统平台运行，可自由切换XP/Win7/Linux

4）视频流畅播放，支持3D教学应用，提供最佳用户体验

5）绿色节能环保，简单易用，更低的运维成本

Ø解决方案采用超低功耗的云教室终端，小巧轻便，性能卓越，而耗电低至30W，比传统PC节约70%的电力资源。

Ø用户交互界面简单易用，客户端近乎“零维护”，有效降低运维成本。

6）安装快捷部署

Ø现有网络和教学应用无需改变，可以快速切换更新；

Ø客户端软环境安装部署，每次仅需安装更新一台设备，其它客户端设备均可实现平滑升级，大大降低软件维护工作量。

四.VOI云教室解决方案与PC对比分析

四.1.核心优势

Ø性价比更高

VOI云教室成本、性能和PC相当，但架构更先进，功能更全面，性价比更高；

Ø教学体验更好

VOI云教室教学设计更灵活，可以为不同课程定制系统；支持“盘网双待”、“一键恢复”等特色功能，保障教学“零”事故；

Ø运维管理更简单

VOI云教室部署、更新、维护、管理更简单高效，运维管理工作量大幅降低，有利于管理价值最大化；

Ø更节能、更环保

VOI云教室终端功耗超低，零噪音、更长的设备更新周期，减少用户投资，打造绿色校园；

四.2.详细对比

对比项

PC

VOI云教室

架构

操作系统与硬件结合，独立运算模式

VOI架构，采用操作系统、应用虚拟化技术,对桌面镜像进行统一管理、分发

采用虚拟化技术，架构更先进

性能

满足教学要求，支持1080P高清视频

满足教学要求，支持1080P高清视频

与PC性能相当

兼容性

兼容性强，支持所有教学应用软件，包括3DMAX、AUTOCAD、PHOTOSHOP、CORELDRAW、PREMIERE等

支持所有教学应用软件，包括3DMAX、AUTOCAD、PHOTOSHOP、CORELDRAW、PREMIERE等

与PC兼容性一样

教学灵活性

多操作系统切换复杂，工作量大，一般只使用单系统

个性化操作系统交付，可以为不同课程定制专用系统，并支持多系统随时切换

可以更灵活进行教学设计

教学连续性

出现故障上课老师无法当场解决，需要管理员介入，容易导致教学中断，产生教学事故

上课时出现任何问题，无需管理员介入，一键轻松解决

教学“零”事故

文件交互

通过U盘交互文件，容易感染病毒

通过个人虚拟存储盘交互文件，安全无风险

资料传递更方便、更安全

系统部署

每台PC单独部署，耗时耗力

云主机集中管理，镜像统一下发

安装部署时间节省50%以上

系统更新

需要更新母机，设置还原卡，再逐个做系统同传，效率极低

只需一次更新镜像，全部生效

更新效率比PC高10倍

管理效率

每台PC机单独管理，效率低

集中管理，只需维护云教室主机，维护量小

管理效率提升40倍

运维工作量

PC部件多，易损件多，硬件故障率高；软件经常由于误操作、病毒等原因无法使用，故障率高，运维工作量非常大

终端高度集成化设计，软件统一部署管理，故障率极低，管理员可以投入更多精力到系统优化上

管理价值最大化

功耗

PC平均功耗250W

云教室终端功耗最高20W

节能超90%，打造绿色校园

噪音

PC散热风扇噪音大，且使用时间越长噪音越大

云教室终端无风扇

“零”噪音，打造安静课堂

设备更新周期

PC更新周期5~6年

终端更新周期8~10年

减少用户投资，减少电子垃圾

五.成功案例

财经学校

项目一期2015年4月上线两间教室，每间80个学生座席，共160个学生座席，实施一天完成。

该方案采用VOI多系统切换、网盘双待和实时更新功能实现教学与考试任务分离，保障教学和考试稳定运行，并快速部署。

流畅运行教学软件：

用友T3、U8；MicrosoftOffice2003、2010、2013；极域V4_2010。

稳定支持考试系统：

计算机一级考试；预科生考试；会计从业资格证考试；助理会计师考试。

项目二期2015年9月扩展两间教室，每间60个点，共120个点。

目前项目一、二期运行情况良好。

老师评语：

采用VOI整体解决方案以后比原来的还原卡及网络同传方案部署更加快捷，运行更加稳定，极大的减轻了软件维护工作量，很好的承担了日常教学和考试任务。