中科云云教室解决

中科云云教室解决方案云教室产品白皮书（专业版）V2.4目 录目 录1第一章 项目背景4第二章 用户需求分析52.1 教学体验亟待提升52.2运维管理急需简化52.3教学演进需要紧跟时代步伐52.4 总体拥有成本有待降低6第三章 建设思路73.1 云计算73.2 中科云理念8第四章 总体方案94.1方案概述94.2方案特点与价值104.2.1 高清视频体验104.2.2 高效传输协议104.2.3自动化桌面部署104.2.4自动开关机114.2.5终端重启修复114.2.6集群化管理114.2.7大课堂支持11第五章 云教室方案优势125.1 便捷的教学管理125.2 流畅的教学体验125.3 连续的教学保障135.4 精巧的云终端设计135.5 降低IT总体成本14第六章 云教室特性简介146.1 教学管理功能146.1.1教学演示146.1.2随堂小考156.1.3发送文件156.1.4收取作业156.1.5自动排课156.1.6学生演示156.1.7云重启156.1.8远程协助166.1.9课堂秩序控制166.1.10自由上机166.1.11签到考勤166.2 学生桌面166.2.1虚拟桌面166.2.2批量创建166.3 终端支持176.4图像和多媒体支持176.5数据安全176.6系统管理176.6.1全中文的Web管理界面176.6.2系统升级186.6.3日志管理186.7 作业空间186.8 考试模式186.9 PC利旧18第七章 建设清单19第一章 项目背景信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势。随着科学技术特别是信息技术和生命科学的不断突破，对世界政治、经济、文化生活将产生更加深刻的影响。加快学校信息技术教育的步伐已成为当务之急。然而传统的教学方式在提升学生学习积极性方面逐渐乏力，而采用PC机教学则对计算机管理人员有较高的技术要求并且维护工作量极大，管理员已经不堪重负。再聘用专职的计算机管理员则需要不小的额外开支，总拥有成本巨大。因此需要一种更加灵活、可靠并且更易维护的解决方案来满足学生各种学科计算机教学的需求。第二章 用户需求分析2.1 教学体验亟待提升采用传统的计算机教室模式，教师及学生经常需要等待漫长的系统启动时间，60%的计算机教室PC开机需要2分30秒以上，导致浪费了大量的教学时间在系统启动及重启的过程中。同时，针对于中小学及中职学校，学生的自控能力比较差，教师很难在教学过程中对学生行为进行有效管控，导致容易出现各类软硬件故障引起的教学事故，教学连续性保护也是学校十分关心的问题。为此，学校需要谋求一种行之有效的解决方案：即能实现终端桌面的集中管理又可以保障计算机教室易部署、易管理、易使用，为计算机教学保驾护航，达到管理员、教师和学生多赢的目的。2.2运维管理急需简化学校内的PC数量往往有几百台之多。如果针对几百台PC机进行维护和部署新教学应用，对于运维人员是非常复杂而繁重的。目前一直使用独立的PC机方式进行运行和管理，但这种传统运行方式，虽然对于学生来说比较灵活方便，自由度也较高，但是会给管理员带了大量的运维工作，每台PC的独立运行，不仅增加了授课教师及机房管理员的维护工作，同时也带了很多的不安全因素。同时，每台操作系统都需要逐台进行操作系统的升级、打补丁等操作，当需要更换课程，就必须由教师或机房管理员提前花费大量的时间重新配置操作系统及逐台安装应用程序，这种重复性的工作工作量巨大且效率低下，大大的增加了管理成本。因此，需要更加灵活、可靠、易管理的方案代替繁重的体力劳动。2.3教学演进需要紧跟时代步伐根据教材不同，学生上课所需要的操作系统以及配套使用的信息化类教学软件，比社会、市场的主流软件至少落后1-2年以上，当学校需要上新教学软件或新技术时，在老旧的PC硬件上，有些根本无法使用。造成这种情况主要由于学校采购周期较长，基本在一年以上，有些软件的部署复杂程度较高，不能标准的快速部署，而且对于硬件和网络环境也是有要求的，所以如何加快新技术、主流软件的上线应用和快速部署也是校方关注的问题。2.4 总体拥有成本有待降低多媒体教室的硬件性能一般，尤其是PC机中，有很多性能落后需要淘汰的机器。而这种反复采购、淘汰、再采购、再淘汰的方式实际上是一种严重的资源浪费。如何在保障教学环境的前提下，降低校园计算机的资金投入也是校方一直在探讨的问题。第三章 建设思路3.1 云计算目前，新兴的IT技术正在渗透传统领域，就像云计算正在潜移默化地影响着各个领域。据研究机构人士认为，现在采用的分散式系统建设模式即独立建设系统通常都存在着投资分散而导致的系统质量差、多点维护成本高、建设周期长以及信息准确性、可靠性低等一系列问题，若采用自主的集中式系统建设，又面临着IT预算少、一次性投资能力差、缺乏专业的技术支持人员、决策时间长等问题的困扰。云教室解决技术正在成为被广泛使用的技术，帮助学校以更低成本，实现更灵活、稳定和高效的IT系统。当前云教室解决方案，从根本上解决了传统电子教室大量PC机所造成的不良现象。桌面云教室解决技术帮助学校以更低成本、更好地实现桌面管理。云教室解决方案，在标准桌面的基础上，将所有教学环境都部署在服务器并固化，支持教学所需虚拟PC桌面的并行顺畅运行，提供统一的管理平台，管理所有的教学场景，终端仅做前端展示与交互，没有本地数据，简化对客户端设备的管理维护，针对电子教室的情况，进一步融合教学管理相关功能，更易于教师使用，方便教师更快速的接受，提高教学效率，提升教学效果。引入云教室解决带来很多好处，包括：终端设备支持更广泛，可以通过PC，瘦客户端来访问传统PC上才能使用到的各种windows 应用；在数据中心对所有的桌面进行统一的高效维护，无需特定的补丁与应用的分发软件，统一进行安装和升级，维护桌面的费用大大降低。应用管理更简单，管理员在服务器进行统一管理，就可以将最新更新交付给所有终端用户；学生桌面的性能能够得到提升，因为它和应用后端的服务器都运行在数据中心；学生桌面可以分享最新最强大的服务器硬件，配置资源可以按照用户需求动态调整。云教室的解决方案是基于标准桌面解决方案的基础上建立的，能够实现标准桌面云教室解决解决方案的所有功能，同时，在标准桌面云教室解决解决方案的基础上进行了进一步的修改，对适宜教育行业的功能上，又做出的相关的突出，更适宜当前的教育环境。3.2 中科云理念值得注意的是，对于目前比较流行的桌面云教室解决方案，大部分产品或者解决方案没有考虑到教学培训场景的实际需求和学校任课教师或管理员的实际困难。例如，电子课堂管理软件、网络同传软件与虚拟桌面的兼容性问题、实际使用这些必备功能时频繁切换等操作上的不方便性问题，更重要的是，桌面云教室解决解决方案是一个庞大的系统平台，涉及的设备和技术杂而多，对于院校计算机教室管理者或使用者来讲，掌握并熟练使用这套系统是需要投入很大的精力和时间，这无形中增加学校教师的工作，提高了对学校管理人员的额外要求。中科云软件立足于云教室解决技术积累的基础之上，面对教育培训行业客户的实际需求及困难，制定了极具针对性的解决方案云教室解决方案。云教室解决方案采用软硬件结合的方式，更加方便了管理员的部署，以及对后期电子教室的维护。云教室解决方案，帮助学校采用更加实用化、便捷化的手段实现云教室解决新技术在学校计算机教室建设中快速应用并得到理想的效果。第四章 总体方案4.1方案概述中科云·云教室解决方案结合集群和大教室能力，来满足不同规模的客户需求，通过网络把虚拟桌面传送到云终端。学生通过云终端，能够体验完整的桌面环境；老师通过云主机，能够灵活的发布多种教学桌面。云教室把师生之间的教学活动，变得更加高效、简便、可控；云教室把优质的桌面资源、教学资源 ，通过网络传递到每一所学校、每一间教室、每一位师生。优质资源班班通，从云教室解决方案开始。1、中科云·云教室基础架构：由云教室主机、云终端、云教室管理软件构成，并支持集群、大教室和PC利旧场景需求，多台云教室主机可以放在各个教室，也可集中放在数据中心，并进行统一的调度和管理。2、云教室主机：基于硬件的完全虚拟化，实现资源池化，将教学场景模板固化在服务器中，统一编辑、升级、发布，并提供教学所需学生桌面的生成、分发。3、云终端：云终端功耗低，学生通过云终端设备接入教学桌面，通过优化的显示驱动层技术，支持动态本地绘图指令，仅绘制画面更新区域，提高整体渲染性能，操作体验与物理机一致，同时协议支持U盘等USB外设。4、云教室管理软件：云教室管理软件包括云教室系统日常管理功能和教学管理功能。系统日常管理功能集成了集群管理、服务器管理、模板管理、桌面管理、终端管理、课程管理等模块，简化了IT管理的复杂性，通过对服务器的监控让管理员老师对云教室系统的运行状态了然于心；教学管理功能，极大地方便了教师讲课，调动了学生积极性，提升了教学质量。本次规划两个大教室，每个教室承载192个学生机同时上课。每个教室规划部署3台云教室服务器，由一台教师机进行管理控制，学生机网络接入采用全千兆以太网接入。4.2方案特点与价值4.2.1 高清视频体验云教室方案的云终端支持1920*1080分辨率和32位彩色桌面显示。另外，传统桌面虚拟化方案在播放高清视频时主要采用服务器解码和播放，然后将变化中的图像按帧传输给前端显示设备，但这种方式对服务器性能要求高，且非常占用带宽资源，往往效果不好。而云教室方案中将1080P高清视频流在服务器上进行编码和压缩，然后直接传输到前端设备，利用基于高清视频处理器和本地解码技术流畅地播放高清视频，给课堂带来极佳的视频观看体验。4.2.2 高效传输协议虚拟桌面是通过网络从云主机获得从而显示在云终端的，其中最重要的组成部分就是桌面传输协议。云教室方案中的桌面传输协议通过高效流式压缩算法、智能压缩、图像缓存匹配等优化技术提升多倍以上的传输效率，能够满足低带宽的传输需求，带来绝佳的桌面体验和外设兼容性。4.2.3自动化桌面部署学生可在无人指导的情况下，通过云终端快速接入教学桌面，实现即插即用的终端操作体验。另外，相对传统PC上线前需要经过硬件采购、系统安装、桌面运维等一系列的繁琐、复杂的过程，在部署好云教室产品之后，教师可以通过教学模板来快速、自动地为学生创建教学桌面。管理员不仅可在控制台查看用户虚拟机的CPU、内存、磁盘的详细情况，还可以对用户虚拟机进行开机、关机、挂起、重启等电源级别操作。当教学桌面出现故障后，只要重新启动就可以。4.2.4自动开关机基于中科云·云教室管理软件，智能开关机能够真正实现对云终端和教学桌面关机进行自动控制，能够实现上电自启动。如果云终端已经关机，而用户忘记关闭位于服务器上的虚拟桌面，此时虚拟桌面会自动关闭，从而可以节省服务器的硬件资源。4.2.5终端重启修复当单个或多个学生机出现系统故障或意外断电时不必人工修复，只需重启云终端即可。4.2.6集群化管理本方案支持多个云教室集中统一管理，使管理员在任意一个能够接入局域网的位置即可实现对所有学生终端的运维和管理。4.2.7大课堂支持中科云云教室系统支持大课堂，单一教师机可支持数百台学生机同时上课，统一管理教学过程。部署3套云教室，并且通过集群一站式管理，通过教师机整体管理上课秩序，单个教师机可管理300个以上学生机。第五章 云教室方案优