一、方案概述

隨著信息技術的飛速發(fā)展，教學的需求也越來越多元化，傳統(tǒng)的教學方式顯然已經(jīng)不能滿足當前教學發(fā)展的要求，同時，教學過程中的一系列問題也嚴重影響了教學質量和教學進度。從國家主管部門到深耕三尺講臺的老師都深刻的意識到，必須對教育進行信息化改造，才能持續(xù)滿足不斷變化的教學需求，其中，教育方式的信息化改造又是最基礎也最重要的一部分。而如何利用先進的信息技術為教育創(chuàng)新營造有利的環(huán)境，是擺在教育工作者面前的一個嶄新且富有挑戰(zhàn)的課題。

為此，我司結合H3C云計算技術和豐富的教育行業(yè)信息化建設經(jīng)驗，有針對性的為用戶提供新一代計算機教室建設方案——H3C云學堂。根據(jù)需要部署云主機資源池，啟動虛擬機并通過網(wǎng)絡交付給云終端，學生便可體驗生動的云學堂環(huán)境。云學堂將云計算技術和教育場景緊密結合，可以按照課程創(chuàng)建豐富多彩的教學模板，并提供功能全面的教學管理功能，體現(xiàn)“多、快、好、省”的核心價值，將教學帶入云時代。

方案優(yōu)勢：

業(yè)界領先的虛擬化平臺

云學堂使用了H3C自主研發(fā)、業(yè)界領先的企業(yè)級虛擬化平臺，它通過統(tǒng)一的管理平臺，完美實現(xiàn)了對云主機資源、虛擬機和教學模板的管理。由于虛擬化平臺的卓越性能，不僅可以在同等硬件資源下交付更多、更高性能虛擬桌面，還可以提供多種獨特的虛擬化特性。

靈活的架構

云學堂的架構十分靈活，借助云主機集群部署，可以實現(xiàn)動態(tài)擴展，提供最大限度的靈活性，真正做到按需交付。

簡便的操作體驗

云主機管理、課程模板制作、終端遠程喚醒、桌面批量發(fā)布等大部分功能均可通過極簡便的操作完成，沒有任何使用門檻。

豐富的教學功能

內(nèi)置針對虛擬化場景深度優(yōu)化的多媒體教學管理組件，提供豐富、全面的教學功能，例如：屏幕廣播、視頻廣播、屏幕轉播、遠程控制、電子白板、電子點名、電子搶答、在線考試等，滿足教師日常教學需要，提高教學質量。

應用極速秒開

云主機和云終端均配置高速固態(tài)硬盤，結合H3C的存儲分層技術和應用加速技術，極大的加快了系統(tǒng)啟動和應用打開的速度，提升體驗。

課程模板化管理

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

強化的系統(tǒng)穩(wěn)定性

計算和數(shù)據(jù)都在云端，網(wǎng)絡上只傳輸桌面圖像變化，即使出現(xiàn)網(wǎng)絡故障，虛擬機依舊正常運行，不會受到任何影響，待故障恢復后即連即用。同時，云學堂具備系統(tǒng)逃生功能，可由老師控制切換到備用系統(tǒng)，且多媒體教學管理組件的主要功能還能正常使用，上課不會中斷。另外，課程模板會在所有云主機上實時同步備份，極大降低數(shù)據(jù)丟失的風險。

分布計算技術

針對傳統(tǒng)云桌面在重載應用支持上不太理想的表現(xiàn)，H3C革命性的開發(fā)出分布計算技術。利用計算負載均衡算法，在運行重載應用時，動態(tài)的利用云終端空閑的計算能力，分擔云主機的計算壓力。

硬件零維護

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

低TCO

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

二、功能介紹

管理端介紹

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

教師端介紹

如圖所示的是云學堂教師端。任課教師可以使用教師賬號登錄教師端。H3C對實際教學場景和操作習慣進行了細致的分析，有針對性的設計了簡潔、易操作的界面和功能。上課時，教師先通過遠程開機開啟所有學生終端，在課程列表選擇需要的課程，點擊“上課”按鈕，虛擬機就會在2分鐘內(nèi)啟動完畢，并交付給學生。上課過程中，教師可以點擊“啟動教學軟件”按鈕打開多媒體教學管理組件，使用豐富的教學功能。下課時，教師點擊“下課”按鈕，所有資源會被云主機回收，然后通過遠程關機關閉所有學生終端。同時，教師還能通過“更多”菜單喚出更豐富細致的管理功能。

學生端介紹

如圖所示的是云學堂學生端。教師端開始上課前，學生可以自由選擇課程列表里的課程進行學習。當教師開始上課后，學生端會自動切換到教師選擇的課程。當學生端系統(tǒng)發(fā)生故障時，學生可以發(fā)起請求，由任課教師控制學生端系統(tǒng)還原成初始狀態(tài)，只需十幾秒，發(fā)起請求的學生就可以獲得全新的教學桌面，繼續(xù)上課，并且不會影響其他學生。學生端網(wǎng)絡斷開重連或系統(tǒng)重啟后，都會自動連入教學桌面，無法逃脫，保證同步教學。學生端可以使用虛擬應用的功能，借助CAS虛擬化平臺的分布式計算功能，將計算壓力從云主機分擔到負載相對較輕的學生終端，從而實現(xiàn)對CPU消耗較大的重載應用的支持。

多媒體教學管理組件介紹

如圖所示的是多媒體教學管理組件，提供了豐富的教學功能，涵蓋功能包括：屏幕廣播、屏幕錄播、屏幕轉播、屏幕監(jiān)看、網(wǎng)際影院、網(wǎng)絡過濾、分組教學、網(wǎng)絡畫板、電子舉手、電子點名、遠程控制、學生演示、聯(lián)機討論、試卷導入、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、語音廣播、語音對講。功能上基本可以覆蓋95%以上的教學場景，且針對虛擬化環(huán)境做了大量細致的優(yōu)化，性能相比同類軟件大幅領先。

三、總體架構

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

網(wǎng)絡拓撲設計 

根據(jù)前述的需求分析、設計原則，以及總體架構的要求，網(wǎng)絡拓撲圖如下所示：

云主機和學生機之間采用H3C自主研發(fā)的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議，每個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上分配1個GE口作為教室網(wǎng)絡出口即可滿足網(wǎng)絡需求。

桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議設計

H3C云學堂采用自主研發(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。該協(xié)議除包含多條虛擬控制通道，可以單獨控制，提供了最大的控制自由度。

主要優(yōu)勢功能包括：

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)絡帶寬自動調(diào)節(jié)畫質

視頻重定向，允許播放高清視頻

外設重定向，允許使用更多的外接設備

計算重定向，允許使用終端的計算能力運行重載應用，分擔云主機的計算壓力

Internet控制，允許控制學生能否連接Internet

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

安全設計

H3C云學堂解決方案隔離了學生對本地系統(tǒng)的直接訪問，通過虛擬化技術，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。

賬號分級管理，按角色分權。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進行虛擬機級的操作，這樣可以避免教師誤操作對系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。教師通過賬號+MAC地址綁定的認證方式登錄教師端。

用戶訪問虛擬桌面時，采用業(yè)界領先的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議交互。該協(xié)議僅傳輸桌面圖像變化和鼠標移動、鍵盤輸入等少量信息，并且會自動對傳輸內(nèi)容加密。業(yè)務數(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、精細化的策略控制用戶的授權訪問，針對用戶、網(wǎng)絡位置、終端環(huán)境、應用、云主機等屬性決定是否允許用戶訪問。

云終端設計

推薦使用瘦客戶機代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC。瘦客戶機外觀精致，體型小巧、連線簡潔，可保證機房環(huán)境干凈整潔；接口豐富，可滿足教學過程中一切外設需求；配置高性能X86處理器、高速內(nèi)存和高速固態(tài)硬盤，提升操作體驗；能耗極低，綠色環(huán)保；具有硬件成本低、能耗低、用途廣、生命周期長等特點。

安裝云學堂學生端軟件之后，終端啟動后會自動連接到虛擬桌面，除非教師控制，否則本地系統(tǒng)對學生不可見。

方案也允許用戶將外設連接到云終端上，無需另裝驅動，即可像在傳統(tǒng)PC上一樣使用這些外接設備，例如標準USB設備、串并口設備等。該功能可以讓學生與傳統(tǒng)方式無差異的使用任何USB存儲設備。如果學校對該功能有顧慮，也可以關閉外設重定向。

模板管理設計

方案提供了標準化的課程模板，管理員可以根據(jù)在此標準模板上安裝教學需要的軟件，制作個性化的課程模板。任何修改只需要在模板上進行，學生就可以獲得最新的教學桌面。通過此功能的靈活使用，區(qū)域間傳遞優(yōu)質的教學資源成為可能，極大的平衡了地區(qū)間的資源差異，提升區(qū)域整體教學水平。

四、方案優(yōu)勢和案例

如圖所示，“多、快、好、省”是H3C云學堂的四大核心價值。

成功案例如下：

臨沂磨山中心小學云學堂

臨沂二廟中學云學堂

臨沂蘆柞中學云學堂

臨沂蘭陵七小云學堂

臨沂蘭陵縣中學云學堂

臨沂蘭陵九小云學堂

臨沂蘭陵八中云學堂

臨沂蘭陵興明中學云學堂

臨沂蘭陵流井中學云學堂

臨沂蘭陵向城中學云學堂

臨沂蘭陵思源中學云學堂

濰坊興國小學云學堂

濰坊理想小學云學堂

濰坊河灘小學云學堂

濰坊東坡學校云學堂