H3C云学堂技术办法概述
精心整理方案概述
随着信息化技术的飞速发展，从国家的主管部门到站在教育第一线的教师们都意识到，必须对作为立国之本的教育事业进行信息化改造，才能满足不断变化的教学需求。而教育手段的信息化改造，是教育信息化改造最为基础，最先进行的一部分。
H3C
方便、系统高可用、成本适中、节能环保等多种特性，在各行业中应用越来越广泛。基于网络的日趋优化，云服务随时随地交付变为可能。但云计算在教育行业，却迟迟没能落地。其主要原因有四点：部署困难、管理技术门槛高、用户体验较差以及初次投资成本过高。
项目建设目标
H3C云学堂根据不断整合和优化校园机房设备的工作思路，结合普教/职教/高教等广大院校的实际情况，编写本设计方案。
本方案的总体目标是使用前沿的云计算技术打造学校的云教学机房，使用桌面虚拟化代替传统PC机，通过部署高性能的云学堂主机和零维护的云学堂终端，交付学生上课使用的教学桌面，并通过多媒体教学管理软件丰富的教学功能高效的完成教学，
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“全融合、高体验、简管理、促效率”是H3C云学堂解决方案的四大核心价值。云学堂可根据教学需要灵活提供多种教学课程模板并支持实时切换；可有效保障学生在上课期间专注听课，保证课堂纪律，提升教学质量；可极大的降低机房维护难度。云学堂将云计算和教学场景紧密融合，实现交付快捷化、管理集中化、教学智能化、校园信息化。
更多价值点
除四大核心价值外，H3C云学堂解决方案还可提供以下优势?：
易操作：管理系统操作简单，教师，学生，管理员三种角色拥有不同的操作界面。教师一键选择教学课程，并同步到学生的桌面；学生直接使用超越PC体验的云桌面。管理员可通过Web浏览器随时监控云学堂主机负载。所有操作参考多所院校实际案
PC，
简化的还原工作：任课教师主动控制或下课时，虚拟桌面会还原到初始状态，彻底简化了还原工作。IT管理员不再需要定期还原或刷新所有操作系统。
强化的高可用性：借助业界领先的CAS虚拟化平台提供的HA功能，可以保证云学堂主机高可用性，保证教学不中断。
简化的系统部署：引入了课程模板化功能，所有课程都作为虚拟机模板存在，不再需要反复重装系统、安装软件，因此部署的流程可得到明显的简化。以前管理员可能要在每台PC上花费几个小时部署新的应用，然后再花几十个小时将此修改同传给所有PC，而现在只需要花费15分钟更新教学镜像就可以了。
简化的?IT维护：与传统PC相比，云学堂主机的维护要容易得多。因为虚拟机的
统
机房进行，而教学机房也是每个学生在课余时间上网查找资料，完成作业的场所，所以机房的管理和响应速度，将直接决定各院校教学工作能否顺利开展。但计算机教学机房的管理难度又无疑是所有教室中最大的。教学机房的管理和维护复杂，软硬件更新频率高，系统稳定性差。
以某中学为例，该校在每间计算机教室中平均部署50台PC机供学生进行上机操作，为防止学生操作导致的数据丢失和系统损坏，学校不得不在每台PC中安装还原卡，确保每次重启PC时，数据还原到初始状态。还原卡本身设置繁琐、故障率高、质量参差不齐，并且要求所有PC的主板和硬盘型号都一致，常常会由于采购不到配件而导致陷入PC越用越少的困境。因此通常都会在部署初期采购大量备件，导致初始硬
U盘、
该校每当需要部署新应用进行教学授课时，必须要在新的财年提交申请并审批，经过政府采购流程后才可获得新的PC机，此采购周期往往为半年甚至一年。
?尽管该校针对教学机房做了节能方案，如按时断电、学生下课关机检查、教师巡检等。但机房电力消耗依旧是困扰学校的一大难题。经过勘测，发现空调和PC机是机房的用电大户。
机房类型分析
各院校的教学机房建设时间，维护质量和采购成本各不相同，机房的实际情况也有好有坏，需要根据现有环境，打造符合教学要求、既节省成本又可以解决问题的云机房。
云机房建设关键点
保证教学应用系统及外围设备的兼容性?：保证系统在3-5年时间内兼容现有教学应用系统，并能够随时支持新的教学场景切换。
要实现最高效的教学应用系统的集中管理、充分考虑合理的运维费用和较小的运维服务难度，最大限度地降低综合的维护成本。兼顾到不同时期的各项软件应用及硬件设备，利用较小的代价改造这些系统。?兼顾到与已有的各种教学管理系统和身份
认证系统的兼容性。?兼顾不同终端设备，包括个人电脑，云终端等。兼顾多种外接设备，如USB设备，并口设备，串口设备等。
总体设计要求
需求特点总结
随着信息化校园的建设和云计算的升温，基于云计算的应用交付逐步成为教育行业
安全性原则
根据桌面访问的不同安全等级要求，和网络访问的安全规范，制定系统的安全性规范，完善信息安全策略和信息安全标准，满足数据安全和访问安全的要求，提供可靠的系统安全管理模式。
可扩展性原则
系统的设计要考虑到学校未来发展的需要，架构应满足横向和纵向扩展的需求，在架构简明的基础上，降低各功能模块和组件的耦合度，并充分考虑到兼容性，实现快速高效的扩展方案。
适应性原则
系统需充分考虑到已有的IT资源投入，适配网络、系统和应用架构，避免在
类似的教学应用，可以考虑将应用合并在同一个课程模板中，对模板名称加以注释即可，这样可以减少存储空间占用，减少资源浪费。
应用的兼容性。为避免课程应用出现兼容性问题，在虚拟机中安装应用时要注意环境变量调优和参数配置，保证所有应用使用正常。
外设的兼容性。考虑到不同课程可能会对外设有详细要求，需要打开云主机中外设重定向功能，将外设连接至云终端，在虚拟机中验证设备可正常识别
并安装好设备驱动，测试基本功能没问题，再将虚拟机制作成课程模板。
因为安装不同应用的虚拟机对云主机系统资源占用量不同，所以在满足用户需求的前提下，建议按照最大资源占用量制作方案，并选择云学堂主机类型。下文中将分
?
对于该场景，由于所有终端使用校园网连接至数据中心，对核心交换机要求较高，带宽相对受限，可能会影响显示效果，因此建议为云桌面环境单独配置带宽较高的局域网环境，并配置专用交换机，连接数据中心的云主机和教学机房中的云终端。方案详述?
以新建一个60人的教学机房、云主机在数据中心部署为例，方案设计如下图：
教室拓扑设计?
根据前述的需求分析、设计原则，以及总体架构的要求，教室拓扑图如下所示：
教学机房分为三部分：云终端区、云主机区和云管理区。
使用方式如下：?
第一步，教师机发起请求，连接至云主机，选择课程镜像，点击“上课”，制作好
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云主机和云终端之间使用H3C自主开发的哈雷桌面传输协议，该协议仅传输桌面图形变化等少量信息，不传输业务数据，因此占用带宽很少。
传输协议设计
根据H3C在云学堂上的实施经验。下面是一些关键指标的参考值： 基础教学桌面50kbps
上机考试桌面100kbps
图形视频类教学桌面150~500kbps
H3C云学堂采用业界领先的哈雷桌面传输协议，提供更好的性能和更佳的用户体验，能以极低资源交付高性能的虚拟桌面。该协议除包含多条如图形显示、键盘输入、用户接口设备、鼠标移动等专用通道外，还专门针对视频解码和高质量音频还原作
按常用的教学课程需求资源计算，每台H3C云学堂主机最大可同时交付70个高性能虚拟桌面，建议每教室布置一台云主机。
虚拟桌面操作系统采用32位Windows7操作系统，每桌面配置3G内存，保证流畅体验。
虚拟机会自动挂载云主机的共享磁盘，共享磁盘又分2个，一个是教师空间，一个是学生空间。教师空间对教师和所有学生可见，学生空间仅对学生本人和教师可见。教师可以上传课件到教师空间供学生下载。学生可以将需要保存的作业或资料保存在自己的作业空间，供教师提取。
将上课所需应用安装在虚拟机内并生成课程模板。将课程模板存储在云主机
H3C
位置、终端环境、应用、云主机等属性决定用户是否能够获得访问。
安全方案设计
如果学校目前是通过代理的方式访问互联网的，就会面临一些安全隐患，比如数据丢失、病毒引入等。即使使用GHOST系统和还原卡，依旧会造成大量PC的系统损坏。我们可以通过云学堂方案来解决上述问题。
设计原则：
虚拟机链接克隆：每次上课均生成新的虚拟机，保证系统及数据的安全性和一致性，学生需要保存的个人资料和作业可上传至专属的作业空间保留。
虚拟机自动删除：每次下课时所有虚拟机均会自动删除，学生所做的任何修改都会被丢弃。在下次上课时，按照模板生成全新虚拟机供其他学生使用。
X86
验。
传统
部署
操
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样使用这些连接在云终端上的外设。设备支持类型包括USB设备、串并口设备、摄像头等。
USB存储
云学堂解决方案支持各种类型的USB存储，包括U盘、移动硬盘等，无需另装驱动，即插即用。很多学校学生习惯使用U盘将上课时未完成做业带回继
续完成，该功能可以让学生与传统方式无差异的使用任何USB存储设备。如果学校对存储功能有所顾虑，云主机还可控制关闭USB设备的重定向使用，实现完善的集中管理功能。
打印机
云学堂解决方案可以支持HP、Canon等各种主流打印机，既支持网络打印机，
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机实时在线情况、上课状态、镜像模板，直观的向管理人员展现了云主机的运行状态。
课程模板管理?
H3C云学堂可以实时制作和同步云主机上的课程模板。简而言之，在管理平台上做一次课程模板修改，可令所有学生直接体验最新的内容。通过此功能的灵活使用，区
域间传递优质的教学资源也不再是难题，极大的平衡了教学资源。此功能可有效提高区域整体教学水平，让师生享受到云计算的成果。
设备选型?
根据本项目的设计要求，推荐的设备选型如下：
产品型号R390G2云主机
根据该项目整体方案的设计，本项目中所涉及到的相关产品如下表：
序号设备类型产品型号数量说明
2 云终端K390 60
3 教师机标准PC 1
4 显示器标准60 与终端数相同
5 鼠标键盘标准60 与终端数相同
6 云学堂软件H3CloudClass 1 每教室一套
智能镜像加速技术：所有定制好的系统镜像会由云学堂主机自动优化，在该技术的支持下，70个虚拟机启动只需要2分钟。同时，教师在上课过程中可根据需要随时切换学生的操作系统，从而轻松改变教学环境，演绎云技术带给教学的优化和创新实践。
多级缓存加速技术：实现镜像启动加速、IO加速，使云桌面启动和应用程序运行速度大幅度提升，用户体验远高于同类产品。在该技术帮助下，教学课件、专用软件的启动和运行速度比同价位的PC提升200%。
教学管理软件防卸载技术：云学堂终端搭载教学管理软件学生端，学生不可见。教师在使用该软件教学时，不会再出现学生因卸载或关闭管理程序而脱离教师的管理
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境。