校园云教室项目建设方案.docx

校园云教室项目建设方案校园云教室是智慧校园建设的重要部分，有利于提升教学效率,降低运维成本，环保节能。本文从建设背景、总体设计、方案功能、方案价值等方面全面介绍r校园云教室的建设。一、1.1 项目背景随着云计算、大数据、物联网等新技术新应用的发展，教育行业信息化也将呈现出与之相匹配的新业态，随着网络普及与带宽提速成为建设的一个重点，为云计第在各领域的应用创造了发展条件。目前已逐渐与教育信息化接轨，云教室、云实训室、智慧校园等项H的重要性将会在未来的建设过程中进一步凸显。背景一云计算的优势云计算是指基于网络，通过虚拟化方式共享IT资源的新型计算模式。其核心思想是通过网络统一管理和调度计算、存储、网络、软件等资源，具有实现资源整合与配置优化，以服务方式满足不同用户随时获取并扩展、按需使用并付费，最大限度地降低成本等各类需求的优势。背景二国家加强信息化建设，注重云计算应用充分整合现有资源，采用云计算技术，形成资源配置与服务的集约化发展途径，构建稳定可匏、低成本的国家教育云服务模式。面向全国各级各类学校和教育机构，提供公共存储、计算、共享带宽、安全认证及各种支撑工具等通用基础服务，支撑优质资源全国共享和教育管理信息化。背景三教育信息化的发展现状教育信息化的目的是为了推动教育现代化，全面革新传统教育方式，以提高教学的交互性和授课效率，培养学生独立思考和实践创新能力。目前我国的教育信息化还处于起步阶段，正在面临挑战为三个方面：第一，信息技术与教育教学融合不足：第二，教育教学资源建设有待加强；第三，教育均衡问题没有根本解决。在教育信息化发展的浪潮中，最不可缺少的就是相关企业的高度参与，解决方案也有赖行业巨头的鼎力创新。背景四云计算的发展对教育的影响云计算的发展，实现了教育信息的有效共享，有助于缩小地区间的教育差距。通过“云”能够实现教育资源的数据整合和优化配置，让优质教育资源形成一种流动的良性循环。也将带来教学模式和学习模式带来巨变，“变被动为主动，变传授为引导”。云计算在教育领域的应用对促进教育公平、降低教育成本、变革教学活动方式，提高管理效率、教育服务能力，创新教育方式等方面产生了巨大的影响。目前，云计算以其特有的优势正在被越来越多地应用和部署于教育信息化建设中，如建设大规模共享教育资源库、构建新型图书馆、打造高校教学科研“云”环境和创设网络学习平台等。1.2 需求分析计算机辅助教学的重要方面就是多媒体技术以及网络教学系统,它能使以往嵬多种设备、技术才能实现的课堂多媒体教学集计算机于一身，并能与现代通讯设备形成网络，构成全方位、多渠道、交互式的教学系统。而现在传统计算机辅助教学和教学设备面临着诸多难题需要去解决，以下主要从教学和管理两个方面列举传统计算机教育面临的难题：1.3 .1体验难题信息资源配备更新慢信息资源匮乏，网络与信息建设等硬件设施没有跟上，致使软件资源无法更新，造成应用环境与日常使用或时代发展不对称。桌面系统故障突发率高PC硬件组件多且夏杂、软件环境熨杂等诸多因素导致桌面突发故障率高，恢复困难，进而影响正在进行中的业务。桌面系统运行慢传统计算机教室承担多种的课程任务，本着普适的原则准备桌面环境，计弊机往往安装多个软件，导致桌面环境熨杂，运行慢。使用灵活性差针对不同的用户场景，IT资源无法按需动态分配，灵活应对，比如不同桌面环境、用户极速模式等。1.4 .2管理难题管理与运维复杂传统PC安装和更换困难且周期长PC数量多，相应各种硬件和系统故障频繁发生系统维护性差，经常系统更换、升级、更新耗费大量人力教学应用和软件的安装与维护工作量巨大数据安全性不高用户随意访问和拷贝数据，容易造成数据丢失或系统被感染的病毒破坏所有使用的用户共用一套系统，会造成数据误删除PC本身系统和硬件安全性不高，突发性故障造成数据擦除教学环境复杂教学连续性差，硬件时常故障，更换和维护周期长，直接影响到平时正常的课堂教学课程、应用种类多，PC机数量多，每次更换需要很长时间准备建设成本高传统PC一次采购成本偏高，另外更新换代周期快，资源利用率不高1年后，将进入维修和更换频发期，间接增加成本投入电力能耗成为长期的的消费主体环境恶劣，不环保节能PC主机占用空间较大，整个教室和桌而拥挤，可以活动的空间较小PC主机发热量大、唤声大，灰尘乱飞，产生静电情况多机器辐射大，环境恶劣，直接影响人的身心健康1.5 建设目标云教室是为现代教育信息化建设变革而生的新生代云教育产品，采用最新的云计算虚拟化技术，使用教育桌面公代替传统PC机，打造新型云电脑教室，以改变当今的教学方式、提升教学质量和简化机房管理为己任。主要目标如下：以市级为单位建设各中小学的云计算教室和云办公桌面；建设绿色云电脑教室，还教学一个纯净的云桌面系统具备电子点名、屏幕广播、视频广播、屏幕监控等传统多媒体教学功能，实现教与学完美结合的为教育量身定制的公桌面IT资源灵活犷展与供给，满足日益多样化的教学场景优化教学互动流程和教学课件，提升教学效率应用“互联网+”概念将教室教学引入到互联网中，共享互联网资源口常的计算机操作可以F1.动进行维护，减少管理员计算机维护的工作量支持基于9EB的集中管理平台，实现软硬件集中管理，如远程开关机、系统补丁更新等功能数据安全存储不丢失，长久使用更加环保和节能1.6 建设原则可扩展性在满足当前使用的条件下，充分考虑未来的发展，从系统和结构发展的变化，采用集成技术和设计架构保证其扩充性，保证其扩展性和投资价值。实用性云平台建设充分考虑实用性。在平台设计和系统架构时，采用切实可行的信息技术设备，使整个云教室平台安全可靠、管理有效，使用方便。先进性设计立足先进技术，采用最新架构，以适用客户的使用场贪，整套系统可以保持国内三到五年的领先水平，而且支持不断的技术更新,适应未来科技的发展。可靠性整套云计算平台设计当初就考虑到平台软件的可靠性，同时可根据客户的需求设计其使用的硬件设备可嵬性，保证软硬件平台的双重可靠性。成熟性从前端的硬件到后端的软件设计全部考虑了其成熟性，服务器和网络设备采用国际品牌和成熟设计架构；软件平台和硬件平台都经过严格的性能测试和兼容性测试3个月以上，而且在运用到不同的使用场景，得到各界厂商和用户的一致认可。安全性通过安全技术实施安全隔离，保证不同系统之间系统访问控制与安全监测，通过安全管理、安全风险分析、安全加固措施保证整体的系统安全。易管理性木套系统主要目的就是易于管理，减轻学校在教学方面的管理，采用最简单的网络架构和最易管理的设计架构，降低运行维护的费用。二、项目方案总体设计2.1 方案主要部件云电脑是一套以云计算技术为基础，为电子教学而量身定制的一款轻松教学、快乐学习、多场景切换、超轻运维的解决方案。其采用混合云架构设计，以太易云为业务支撑，云助教TAE平台（内置于云教室服务主机）为载体，采取线上和线下无缝衔接，开拓教育新模式。云教室产品主要包括：云教室服务主机（内置云助教TAE平台软件）、云终端、网络设备（路由器/交换机）、云服务中心平台。云服务主机:支持服务器集群方式部署，服务主机安装云教室系统软件云助教TAE,主要提供计算资源、存储资源、网络资源、教学流程控制管理以及云端管理服务平台等。服务主机通过虚拟化技术生成大量教学公电脑，利用远程桌面显示协议，通过网络将桌面发送给云教室终端设备访问，教学流程管控，同时管理员可通过浏览器访问服务器管理平台，对所有服务器，虚拟桌面，用户，终端等进行集中管理维护。云终端：云终端主要由分体式和一体机两种组成，主要应用于用户的云桌面前端操作，运用定制的VDP技术，远程访问后端云服务主机的VM（虚拟机即虚拟桌面）。云终端设计小巧精致，无需升级，安装简便，易于操作，无须主机，一按即用。两者区别在于一体机集成化程度和工艺更加精密，同时集成显示功能，无需加显示器。路由器/交换机:用于构建云教室网络环境，实现云教室内部环境互通，系统桌面和校园网的互通。云Terac1.oud:云平台为部署的云教室提供业务支撑，如在线升级、远程运维、基于互联网的教学功能支持等。2.2 产品架构图采用“5+2”架构模式构建基于云计算的云电脑平台。“5”代表纵向的5层，即“基础设施层、信息资源层、服务支撑层、系统应用层以及用户访问层”，“2”代表横向的2个中心，即“服务管理中心和远程云运维中心”，利用纵向和横向的全面漫幕，保证云平台的健壮性、稳定性以及全面性。眼务管班中心2.3 3网络架构设计以云计算和大数据为核心技术，互联网为纽带，云服务为支撑的一套为教学而量身定制的互联网云教育一体化解决方案。智慧校园拓扑架构图总体设计说明2市级教育局市教育局是整个地区的云服务中心，管理整个区域内（含各县局）的所有云计算服务项目，包括云教室、云电子阅览室以及云办公等,主要项目由资源的监控，各校云服务使用情况、在线情况、授课情况等。对于离市局数据中心近，而到各校的网络带宽足婚的情况下，可以考虑将各校的云桌面或应用服务放到市局数据中心，便于管理和运维。数据备份中心根据需求对卜面的学校的云桌面进行备份。县级教育局主要是作为县级地区的云服务中心，管理区域内的云教室服务项目。对县以下的云教室、云电子阅览室、云办公等进行管理和提供资源。学校1学校是云电脑的主要使用者，主要部署到学校的教室、电子阅览室、教师办公等，全部采用云电脑，建议将所有的云计和服务器全部放到学校的内部，由学校统一管理，市级远程监控即可，这样管理起来更加便捷，而且无需部署到通道带宽到市局。学校2学校2与学校1部署不同，学校2的云计第服务器全部部署到市局云计算数据中心，而且要部署大通道的网络有学校到市局，只有就近才能实现，距离远不建议采用这种方式。学校N其他学校可以采用学校1和学校2两种方式进行建设2.4云桌面原理通过云计算技术和虚拟化技术将服务器集群组成一个大的资源池，通过对操作系统OS、应用软件APP、用户数据等按需组合，为用户提供完成的云桌面环境。用户的虚拟桌面运行在集群服务器上，共享硬件资源，但各虚拟桌面完全隔离。用户通过定制的桌面传输协议，通过用户安全认证机制，将用户接入云平台，将云桌面传输到终端用户的云终端行，传输中需要双方的密码验证机制，保证云桌面的数据安全。叁Mf1.f1.离三三*o这种桌面及数据与终端分离模式，从根本上解决桌面困境，打造更精简、更安全、低维护成本、高服务效率的桌面系统环境。2.5云安全设计2.5.1数据安全备份与恢复管理员可以根据管理的需要对所有用户桌而按时间点备份和恢熨，不受任何的限制，同时满足用户的个性化需求，用户可以对自己的公桌面数据进行实时备份和恢复。还原与迁移系统无法进入或蓝屏无法恢复时，可通过还原功能将云桌面恢复到最初状态，而用户的数据盘数据不丢失。在公平台中，用户的云桌面可以根据资源的需求选择最优的服务器进行分配，如果出现服务器资源吃紧情况下，可以将上面的云桌面动态的迁移到其他的服务器上，业务应用不受影响。系统与数据分离在云平台中，我们可以做到系统盘（如：C盘）和数据盘（如：D盘、E盘等）是相当独立的，相互之间不受任何影响，即使其中一个受到攻击和破坏，另外一个盘的数据也会存在。桌面安全隔离各公桌面之间在KVM虚拟技术下相互隔离独立，互补影响，同时无权限用户无法对其进行访问。物理安全考虑到硬件服务器的有磁盘故障的因素，所以要对其进行加固，采用磁盘阵列方式，基本采用raid1