深信服智慧校园桌面云解决方案普教04.docx
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深信服智慧校园桌面云解决方案普教04
普教行业
智慧校园桌面云解决方案
20XX年XX月XX日
第1章背景概述
为了实现智慧校园应用体系建设，中小学每年都会增配不少电脑装备，一方面可推进基础教育的均衡发展，另一方面可大幅提高中小学校生机比，从而使得信息技术更好服务于现代教育，培养学生信息化能力。
但是，传统计算机应用教育还是以PC为主，这类设备属于“胖终端“（独立运算和管理），在教育信息化对安全、高效、节能、环保等新要求下，胖PC显然不是最佳载体。
近几年，桌面云因具备资源按需分配、安全可控、数据可靠、节约成本、提高资源利用率、统一管理、系统冗余等多种特性，在智慧校园建设阶段得到广泛应用，通过基于云架构的校园桌面基础设施将信息技术与教育教学深度融合，实现无处不在的校园学习、高效经济的校园IT治理、教育资源的共享与应用、信息技术与教学模式的创新等，最终构建一个安全、高效、节能、环保的智慧校园，让学生享受更优质的教育服务。
为此，深信服结合国家教育信息化发展规划和智慧校园建设指导，推出智慧校园桌面云解决方案，为计算机教室、教师办公等多种业务场景提供全新的云IT建设方案，从而实现教学集中化、管理智能化、维护简单化、校园绿色化，将师生桌面计算机带入云时代，同时也进一步加速义务教育均衡发展和中小学生机比的建设进程。
第2章需求分析
2.1当前遇到的挑战
传统PC是中小学重要的教育技术装备，服务于学校的信息技术应用教育，但同时也面临着不少难题，主要如下：
v教学环境部署困难：
随着智慧校园建设的逐步深入，学校往往需要频繁进行教学应用软件升级或购置新的计算机装备，此时在桌面部署和系统更新方面会占用电脑老师大量的时间精力，甚至还会因为上机环境无法及时就绪而影响正常的授课进度。
v故障率高、维护麻烦：
电脑机房中的PC属于公用性设备，学生好奇心强，可能会不经意破坏系统文件或硬件设备，导致学生桌面软硬件故障非常多，即使采用远程克隆、硬盘还原卡等技术，维护工作量依然很大。
同时，学生PC运行时间久了会变慢、且恢复麻烦，影响上课效果和学生积极性。
v能耗高、噪音大：
校园教学用地十分有限，分配用于计算机教室的空间较小，而PC占用空间较大，影响教学环境的美观性。
另外，传统PC功耗200W，电费成本高，而且噪音干扰和机体辐射较为严重，不利于学生的健康学习、影响教学效果，也不符合国家对“节能环保“的战略发展要求。
v教育资源共享性差：
据统计，教学PC的平均性能利用率不到15%，资源严重浪费，不匹配教育部对“优质教育资源共享与应用“的指导原则，同时还导致长期运行成本居高不下。
另外，当设备老化，或者教学需求变更，就必须全部更换所有PC，造成教育资源浪费。
v学生桌面可控性差：
传统PC无任何管控措施，学生偷偷打游戏或看视频，导致课堂纪律不可控，影响教学效果。
同时，学生可能会在上课过程中随意上网或使用U盘、移动硬盘等设备，这样容易使得PC感染病毒，自动弹出一些“限制性“网站，影响学生身心健康，而老师还需要定时清除病毒、工作量大。
v教学应用灵活性低：
学校教职工在日常办公或教学过程中，需要在办公室、家里及出差等多个不同的计算机应用/办公环境中切换，这时会面临个人桌面不统一、应用环境不一致、浏览器兼容性差、个人数据易丢失等问题，而这些问题不仅会影响教职工办公效率，同时也增加了IT维护难度。
所以，为了降低综合维护成本，提升教育信息化管理水平，深信服推出智慧校园桌面云解决方案，提供了革新教育教学模式的全新IT建设思路。
2.2建设目标与思路
深信服智慧校园桌面云解决方案的总体目标是利用最先进的云计算技术解决传统模式存在的各类问题，为学校打造云计算机教室、移动教学与备课。
本方案通过在学校数据中心部署高性能桌面云服务器（预装VDI系统软件），集中托管学生桌面和教师桌面，然后在计算机教室和教师办公区放置零维护、精致小巧的桌面云终端，实现在校师生更优质的上机体验，并能够统一管理和控制，从而降低TCO，帮助学校建设“安全、高效、节能、环保“的智慧校园，引领学校走上”云教学“的步伐。
↘具体建设思路如下：
1.在数据中心部署xx台桌面云一体机服务器（VDS），分别将电脑机房、教师办公的桌面和数据迁移上去，实现智慧校园一朵云。
2.学生机配套多媒体教学管理软件，实现流畅屏幕和视频广播，满足课堂教学所需，并为师生提供互动教学模式，提升教学效率。
3.教师可在课堂上、办公室、家里等不同地方通过云终端、笔记本、平板随时接入专属桌面，快捷获取教学资源，实现移动化教学与备课。
基于此，智慧校园桌面云解决方案符合“三通两平台“将优质教育资源带入课堂的建设要求，并且实现现代教学装备的资源整合与使用，有利于提升整体教学效率和质量。
当然，建设过程中，我们紧密结合了广大学校的实际情况、师生上机习惯和生机比达标部署建议，提出更为合适的方案，不仅满足师生高效上课需求，更为师生提供无处不在的上机体验、实现”移动课堂“战略愿景。
第3章智慧校园桌面云建设方案
3.1云计算机教室
3.1.1场景分析
目前中小学计算机教室面向的学生多、流动性大，且PC使用频繁，所以严重影响了教学系统稳定性，并且设备老化很快、淘汰率高，即便采取硬盘还原卡的方式进行管理与维护，但该方法设置复杂、易损坏，甚至还会被学生破解，所以系统问题依然很多，增加了管理难度，降低了教学效率，不利于学生日常学习。
另外，学校计算机教室一般都会要求同时满足普通教学、考试、课外培训及实验课程等不同场景的使用。
由于传统模式通常需要到现场对PC进行单独维护，环境部署工作量很大，尤其是每逢重要考试、教学场景切换等时期，往往需要提前一周停课，老师对所有PC设备逐个进行环境变更，然后在考试或教学任务结束后，又要逐个进行环境复原，因此造成了设备利用率低、维护成本高、容易出现差错。
↘经总结，计算机教室需求特点如下：
1.学生机数量虽然很多，但桌面环境都是高度标准化的，无个性化需求。
2.中小学生IT水平较弱、操作自由度大，易损坏教学系统，管理困难，所以需要通过技术手段执行必要的控制。
3.需要兼容教材中的各类教学软件（包括电子教室软件等），满足课外使用、考试、教学等不同业务需求。
↘智慧校园对云计算机教室的未来愿景：
1.打造高效管理、促进教学、节省成本、绿色节能的校园教室。
2.构建“一学生一桌面“的云平台，实现课堂随身走，学生可以使用平板电脑在内的各类设备接入桌面，在家依然可以完成作业。
3.不同年级、不同课程，定制专属化桌面教学环境，确保为学生提供相对独立和纯净的教学系统，让学生更加专心上课。
3.1.2推荐方案
（拓扑图）
基于计算机教室的需求特点和未来愿景，我们推荐云终端和桌面云“还原模式“作为解决方案。
↘云终端部署建议：
每个计算机教室都有1台教师机，这台设备建议采用物理PC或x86瘦终端（windows系统），其上安装多媒体电子教室软件，满足屏幕广播、分组教学、文件分发、远程控制等日常上课需求。
这样的设计方案，可将流量分散到计算机教室本地网络，一方面减少服务器网络压力，另一方面当机房网络中断或服务器宕机，教师PC依旧可以将教学屏幕和视频推送给学生机（瘦终端），实现离线式广播教学，不影响正常授课。
学生机建议采用ARM瘦终端（安卓系统），通过设备加电自启、定时开关机、单点登录等功能特性，实现上课时的全自动化开关机，无需学生人为介入，整体操作更为简便。
随着智慧校园深入发展，未来可以采用“桌面池模式”为每位学生分发一个通用桌面+云存储空间，学生可以随时随地接入桌面完成作业。
↘云服务器部署建议：
如果无需为学生桌面分配存储空间，推荐部署云课堂一体化服务器，采用全闪存磁盘设计方式，为上层桌面提供强大的IO支持，确保卓越的用户体验。
如果需要为学生桌面分配存储空间，推荐部署桌面云一体化服务器，采用SSD+HDD混合磁盘设计方式，其中SSD用于热点数据缓存加速，HDD用于存储个人数据，从而以较低成本的方式获得高IO支持，提升学生上机体验。
学生桌面采用1：
N还原模式部署，系统重启自动还原为初始状态，电脑老师只需维护一个模板镜像，即可一键发布教学软件、更新系统等，从而为提升教学效率保驾护航。
3.1.3价值收益
★高效管理：
老师可在全web化界面轻松制定不同课程模板，方便不同年级、不同场景自由选择，打造更弹性、更灵活的上课模式。
当学校办学规模扩大（新增PC）和教学课程变更时，桌面云可实现一键式桌面部署和系统快速更新，不仅节省老师时间，更加速了均衡教育、生机比达标等国家政策建设进程。
★促进教学：
全闪存设计和SSD缓存加速技术可大幅提升上机体验，确保学生的上课积极性。
配套专业的多媒体教学软件，老师可轻松控制学生上课行为，比如同步课件、分发文件、限制上网和游戏、收发作业、分组教学、随堂小考等，这样有利于严肃课堂纪律，让学生专心上课，提升教学质量。
★节省成本：
桌面云可以降低学校的长期运行成本，包括技术支持成本、运行维护成本、硬件升级成本、电力成本等，一方面云终端和服务器总体故障率较低，节省硬件维保和支持成本，另一方面，当桌面性能不足时，无需淘汰原有硬件资源，只需添置部分服务器来实现性能提升，保护已有教育资源。
★绿色节能：
桌面云终端功耗小、无噪音，可为学校建设整洁美观的教学环境，不仅响应了国家“绿色节能”的倡导要求，而且有利于提升学校的整体办学形象，还可以为学生创造安静舒适的上课环境，保障教学效果。
3.2教师云办公与教学
3.2.1场景分析
学校会为每位老师配备一台办公PC，所有的教学资料都存放在本地电脑硬盘（信息孤点），不利于随时备课、教案交流、素材管理、经验分享等。
同时，PC使用过程中也逐渐暴露出不少问题，比如管理难、运营成本高等。
同时，为了方便教学，学校还会在教学楼中每一间教室（包括多媒体教室、计算机教室）均部署了教学PC，教师可以通过U盘、移动硬盘方式拷贝课件进行教学。
可一旦U盘、移动硬盘感染病毒，会迅速感染到每间教室的桌面机，又或者由于老师的使用习惯不同，往往会导致教室PC的桌面环境混乱，这些都会严重影响正常教学。
而且，如果U盘出现损坏、文档版本不兼容等问题，教师也只能通过黑板等传统方式进行教学，影响教学效果。
↘经总结，教师办公和教学环境需求特点如下：
1.老师业务场景比较复杂，除了教学，还要备课、制作课件、浏览网站、素材下载等，所以对桌面环境的个性化要求很高。
2.老师需要经常使用U盘、打印机、摄像头等外设，以及存储各种教学课件和资料，并且这些课件要方便在教室、办公区、家里调用。
↘智慧校园对教师云办公与教学的未来愿景：
每位老师都有专属于自己的桌面和云中存储空间，他们只需要记住一套账号密码，在教室、家里等不同地方可以接入桌面、随需调用课件，上课再也不需要携带U盘和资料，打造移动化教学模式、也方便在家备课。
同时，桌面可以实现充分个性化，老师能够自主安装软件和连接外设。
3.2.2推荐方案
（拓扑图）
基于教师云办公/教学的需求特点和未来愿景，我们推荐采用云终端+桌面云“专有模式”作为解决方案。
↘云终端部署建议：
每个多媒体教室建议部署1台ARM瘦终端（安卓系统），而教师办公区，既可以部署ARM瘦终端，也可以使用老师自己的笔记本。
然后，每个老师分配一个云账号密码，后端绑定一个独立的桌面虚拟机和教学存储空间，老师可以在虚拟机上自主安装软件、连接外设、存储各类教学资料，并且在策略许可情况下，可不受网络限制，随时接入桌面云进行教学、办公、备课等。
↘云服务器部署建议：
本方案推荐采用桌面云一体化服务器，出厂时预装全套系统软件，降低调试难度和时间，建议每台服务器配备1块SSD硬盘，xx块HDD硬盘，其中SDD用于缓存加速，保障教师办公体验，HDD存储每位教师的虚拟机和存储空间，并采用双副本技术来保障数据的安全性。
3.2.3价值收益
★提升效率：
无论模板制作、更新、还原等日常管理操作，都只需点击几个按钮，老师足不出户即可实现对全校PC的运维管理，效率相对PC模式提升10倍以上，从而提升课堂教学效率，并以云化管理促进教育信息化的优质发展。
★移动课堂：
桌面云为每位老师量身定制专属的虚拟课堂，不仅轻松实现桌面在不同教室、不同办公区漫游，而且在其他场合，老师使用PC、笔记本、云终端、Pad等设备也可以打开自己的“工作桌面”办公。
由于桌面和资料访问的统一化，老师不再需要担忧课件获取/拷贝麻烦、文档不兼容等问题。
★安全教学：
老师办公和教学相关操作都在受控、统一安全规范的云桌面下进行，更有利于保障教学业务和课件及其他资料的安全性与可靠性。
同时，桌面云化之后，可根据办公人员的岗位和课件资料的重要程度，设计数据的备份计划与备份频率，确保学校重要教学资源的安全性。
★资源共享：
学校优质文档、图片、音频、视频、课件等教学资源共享非常便捷，所以能够为班班通、校校通的信息化战略落地提供基础支撑，同时也为名师课堂、名校课堂、专递课堂的开展提供信息化平台。
第4章项目总体架构与选型方案
4.1方案整体架构
（本节需根据实际的部署环境输出详细架构拓扑图）
4.2选型说明及方案
（以下所涉及的性能参数仅供参考，不作为最终选型标准）
4.2.1虚拟机配置参数
业务场景
场景说明
虚拟机配置
计算机教室
电子教室软件、Office、金山打字、360浏览器等
2vCPU/2G内存/系统盘20G+数据盘10G/20个IOPS
……
……
……
（添加必要的描述）
4.2.2云终端选型方案
适用场景
终端型号
详细配置参数
规模（人）
计算机教室
EDU-50
ARM双核/1G内存/4G存储/4*USB/1VGA或1HDMI
……
……
……
（添加必要的描述）
4.2.3云服务器选型方案
云服务器型号
主要配置
数量
VDS-5050
E5-2630v3*2/128G内存/存储：
1块64G-SSD、1块240G-SSD、6块1T-SATA/6千兆网口
……
……
……
（添加必要的描述）
4.2.4其他配套组件说明
此处增加交换机和极域电子教室的相关介绍。
4.3项目配置清单
设备名称及型号
详细描述
数量
价格预估
硬件部分
STD-100
桌面云终端，ARM双核平台
VDS-5050
桌面云服务器（一体机）
VDC-xxxx
虚拟桌面控制器
交换机xxxx
三层以太网交换机
交换机xxxx
二层以太网交换机
显示器
键鼠套装
软件部分
桌面云用户授权
按并发用户数计算
虚拟存储模块VS-5050
适用于VDS-5050，每服务器配备1个
（添加必要的描述）
4.4产品组件介绍
4.4.1硬件平台
1.云终端（ARM）
–ARM架构：
硬件架构采用ARMA9芯片，其优势在于系统运行效率更高，而且长期使用更为稳定。
–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。
2.桌面云一体机（VDS）
桌面云一体机是一款专为“云桌面”量身定制的软硬件一体化服务器（包括虚拟桌面控制器、服务器虚拟化、存储虚拟化等软件平台），通过提供简单、一站式交付方案，极大降低部署难度，从而帮助用户加快桌面云项目进度。
–高性价比：
深信服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。
深信服采用SSD+HDD混合设计方式，同时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。
桌面云一体机在扩容时无需停机，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：
深信服桌面云一体机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。
4.4.2软件平台
1.虚拟桌面控制器：
提供用户认证管理、细粒度策略控制、桌面/云终端统一监控及管理等功能，实现更安全、更可靠地交付云桌面。
2.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。
3.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。
第5章深信服桌面云方案特点与优势
5.1优质上机体验
上课过程中，学生的桌面操作往往相同，所以我们采用重复IO缓存加速技术，可将学生桌面时常访问的热点数据在SSD中缓存，为用户提供了更快的开机/上网速度、更高的桌面性能。
5.2流畅视频播放
采用视频重定向技术，流畅播放1080P视频，无需占用虚拟机资源。
传统方案采用虚拟机软解码，播放时会消耗很多虚拟机资源，导致并发播放时服务器压力大。
5.3外设完美兼容
除了全面兼容各种教学软件之外，深信服桌面云对外设的兼容性更好，包括电子白板、扫描枪、扫描仪、摄像头、密码小键盘、二代身份证读卡器、手写板、打印机、USB-key等常见外设。
5.4离线屏幕广播
配套定制化的多媒体电子教室软件，教师机（物理PC）可以直接将屏幕和视频统一推送给学生机（瘦终端），所以在服务器或后端网络异常情况下，学生无法接入桌面，但老师依然可以使用屏幕广播给学生上课，保障教学进度。
5.5移动课堂与办公
除了瘦终端，我们还支持通过笔记本、IPAD等不同设备随时随地接入桌面和校园网络，不仅满足学生个性化学习需求，而且方便老师进行移动教学、移动备课。
传统方案对跨网段、跨平台访问桌面的兼容性差，或者不支持。
5.6稳定可靠云架构
采用虚拟存储技术，直接把所有服务器本地硬盘组成存储资源池，如果磁盘故障，秒级恢复业务，用户无感知；如果主机故障，3分钟恢复业务。
传统方案采用独立存储技术，成本高、扩容麻烦；或者采用镜像同步技术，不好用、数据实时性差。
第6章成功案例
6.1河北省沧州市第一中学
（上图为现场部署照片）
♦项目简介：
在计算机教室、教师办公、电子阅览室等多个场景部署总共1000多台终端，后端配备20多台服务器。
♦客户需求：
1）PC维护工作量大、效率低，不满足高效教学需求；
2）老师多地点办公和教学，教育资源共享不便。
♦方案价值：
1）项目实施后，一位老师管理上千台桌面终端，实现高效运维。
2）老师多地点登录桌面云，实现移动办公、教学。
♦项目评价：
桌面云系统投入使用后，效果良好、运行稳定，为教学信息化提供较大助力，在市教育局推动下，当地多家中小学开始部署桌面云。
6.2贵阳市南明区教育局
（上图为现场部署照片）
♦项目简介：
桌面云系统为南明区50多所中小学搭建云计算机教室和云办公平台，总共部署4000多台终端，提升教学效率及质量。
♦客户需求：
义务教育均衡发展建设时间紧、任务较重，传统PC在部署实施方面难以满足教育装备快速就绪需求。
♦方案价值：
实现计算机教室及办公平台快速上线，推进50多所学校的信息化标准建设。
同时，简化了桌面管理工作，提升教学效率。
♦项目评价：
桌面云系统不仅快速推进了当地义务教育均衡发展的建设进度，也为学校搭建一套稳定、高效、绿色的云架构，获得大家一致认可。
6.3唐山市滦南县教育局
（上图为现场部署照片）
♦项目简介：
一期部署2000多台终端，覆盖总共8所初中和4所高中，后期将实现全县桌面云系统部署。
♦客户需求：
在均衡教育、生机比等政策指导下，县教育局需要快速提升当地教育信息化水平，但在推进过程中PC遇到故障率高、维护工作量大、使用周期短等难题。
♦方案价值：
1）提升教育信息化水平，助力在15年实现全省教育信息化测评排名第一。
2）多所学校终端统一管理，优质教学资源共享便捷。
♦项目评价：
桌面云系统对教育信息化水平有明显提升，获得市领导、老师的一致认可，市教育局组织各区县学习滦南的桌面云建设经验，并且唐山电视台报道了滦南教育局在桌面云建设方面的显著成绩。
6.4普教典型案例列表
客户名称
应用场景
部署规模
简要说明
山西省清徐县教育局
学生机房
1400+
利用桌面云灵活切换学生机房桌面系统，大幅减少教学桌面故障，保障教学质量。
贵州省瓮安县教育局
学生机房
1400+
实现教学终端的统一管理，简化运维，节能降噪。
海南省万宁市教育局
学生机房
680+
解决传统PC运维工作量大的问题，避免因PC故障影响正常教学，提升教学效率。
山西省榆次教育局
学生机房
640+
用于下辖的各小学，通过云桌面的统一管控，解决下属小学学生机房运维的问题。
河北省丰宁一中
教师办公/学生机房
520+
采用一体化架构，云终端零维护，提升桌面运维效率。
河南省濮阳一中
教师办公/学生机房
350+
采用桌面云新技术解决传统PC故障率高，老师手动拷贝课件麻烦等问题，简化运维工作，提升运维效率。
河北省沧州二中
学生机房/教师办公
350+
用于教师办公、学生机房等场景，打造新型教学、办公平台。
广西兴宁区教育局
学生机房
300+
实现终端统一管理，方便运维，节能减排。
……
……
……
……
升级会员 