云教室建設(shè)方案.doc

1、精選文檔云教室建設(shè)整體系統(tǒng)方案精選文檔目錄目錄第 1章概述 .31.1項目背景 .31.2技術(shù)問題分析 .4第 2章云桌面平臺 .42.1桌面云架構(gòu)解析 .42.2桌面云系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo) .5第 3章設(shè)計方案 .53.1桌面云設(shè)計 .53.2云教室設(shè)計 .73.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 .83.4本次設(shè)計的優(yōu)勢 .9精選文檔第1章概述1.1 項目背景在校園網(wǎng)絡(luò)教室中，多數(shù)仍使用傳統(tǒng) PC， PC 提供了價格、性能與功能的最佳組合。但同時，在實際應(yīng)用過程中，需要在每臺 PC 上安裝業(yè)務(wù)所需的軟件程序及客戶端；所有數(shù)據(jù)分散在各 PC 上，對 PC 無法方便地進(jìn)行統(tǒng)一集中維護(hù)與管理，對數(shù)據(jù)無法進(jìn)行集中存儲與備份。主要

2、體現(xiàn)在以下幾方面：難以保證非法接入： PC 本地有 USB 口、串口、并口都可以外接設(shè)備，沒有有效的管理手段，禁止非法設(shè)備的接入，存在數(shù)據(jù)泄密的風(fēng)險。難以保證數(shù)據(jù)的安全：PC 通常是應(yīng)用系統(tǒng)的客戶端，可接收、處理、存儲應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，若這些數(shù)據(jù)是學(xué)院的關(guān)鍵信息資產(chǎn)，容易使學(xué)院關(guān)鍵信息泄露。另一方面，PC 工作環(huán)境下， PC 上保存著員工的智力數(shù)據(jù)，也是學(xué)院資產(chǎn)的一部分。這些數(shù)據(jù)如何能在PC 出現(xiàn)故障或文件丟失時恢復(fù)，是一個當(dāng)前IT 系統(tǒng)的一個巨大的挑戰(zhàn)。難以管理： 面對廣泛分布的 PC 硬件，用戶日益要求能在任何地方訪問其桌面環(huán)境，因此集中式 PC 管理極難實現(xiàn)。 此外，眾所周知，由于 PC硬

3、件種類繁多，用戶修改桌面環(huán)境的需求各有不同，因此 PC 桌面標(biāo)準(zhǔn)化也是一個難題。高能耗、高排放： 一臺 PC 的能耗在 200 瓦左右，每臺 PC 個人電腦平均運(yùn)行 12 小時以上，一臺 PC 一年耗電 800-1000 度電左右，對于網(wǎng)絡(luò)教室大規(guī)模的 PC 工作環(huán)境，一年的耗電量是一個非常驚人的數(shù)字。這當(dāng)今提倡綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下，確實是一個巨大的挑戰(zhàn)。資源未能充分利用： PC 的分布式特性使人們難以通過集中資源的方式提高利用率和降低成本。結(jié)果， PC 的資源利用率通常低于 5%，遠(yuǎn)程辦公或教學(xué)需要重復(fù)的桌面基礎(chǔ)架構(gòu)，老師和同學(xué)可能需要使用復(fù)雜的遠(yuǎn)程桌面解決方案?？傮w擁有成本高： P

4、C 硬件相對較低的成本優(yōu)勢，通常無法抵消PC 管理精選文檔和支持工作的高昂成本。 目前， PC 管理工作包括部署軟件、更新和修補(bǔ)程序等，由于這些工作需要對多種PC 配置的部署進(jìn)行測試和驗證，因而會耗費(fèi)大量的人力。同時，由于標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，支持人員經(jīng)常需要親臨現(xiàn)場解決問題，這就進(jìn)一步增加了支持成本。為了解決上述問題，我們使用桌面云技術(shù)取代傳統(tǒng)PC。具體而言，采用在服務(wù)器系統(tǒng)上承載桌面映像的方法，以集中資源并提高其桌面計算基礎(chǔ)架構(gòu)的可管理性。1.2 技術(shù)問題分析目前大多數(shù)學(xué)校使用最頻繁的桌面管理技術(shù)有無盤站、 網(wǎng)絡(luò)克隆、還原卡等，其中無盤站對服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)要求太高以至于有局限性， 比如上機(jī)軟件無法流

5、暢運(yùn)行、教學(xué)課件調(diào)用不穩(wěn)定等；而網(wǎng)絡(luò)克隆、還原卡等技術(shù)非常影響 PC 性能、沒有多桌面環(huán)境切換、 無法滿足實驗環(huán)境要求、 限制了教學(xué)環(huán)境的復(fù)雜性和彈性同時依然會浪費(fèi)老師大量的時間和精力。 因此，為了滿足靈活的教學(xué)模式， 需要一種新型的桌面交付模式：桌面虛擬化。第2章云桌面平臺2.1 桌面云架構(gòu)解析桌面云是一種新型的桌面交付模式， 通過集中化的桌面管理， 提升資源利用率，降低總體擁有成本。 將個人桌面環(huán)境集中存放于數(shù)據(jù)中心， 取代客戶端的本地計算，實現(xiàn)個人桌面環(huán)境的按需分配、隨時隨地交付。桌面云的主要構(gòu)成如下：終端接入層： 教師及學(xué)生可通過普通PC、筆記本、瘦客戶機(jī)aDesk、手機(jī)及平板電腦等不

6、同類型的終端接入設(shè)備將個人或共享桌面環(huán)境輸出到顯示器， 并回傳指令及操作信息到虛擬桌面。 如果結(jié)合會話保持的功能特性還可以實現(xiàn)不同終端切換桌面 /應(yīng)用不中斷的效果，實現(xiàn)教學(xué)業(yè)務(wù)無處不在的價值。虛擬桌面接入平臺： 通過虛擬桌面控制器為用戶提供認(rèn)證、 訪問權(quán)限的細(xì)致分配、傳輸協(xié)議優(yōu)化及加密等，最終提供高性能及可靠的桌面環(huán)境傳送。精選文檔虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)：采用先進(jìn)的虛擬機(jī)管理軟件將物理服務(wù)器劃分為可動態(tài)管理的資源池，保證資源的充分利用，并通過合理創(chuàng)建虛擬機(jī)為用戶提供靈活、高效的個人桌面環(huán)境。最終，、通過瘦客戶機(jī)，虛擬桌面控制器、虛擬機(jī)管理軟件三大組件為教育行業(yè)用戶提供一站式桌面云建設(shè)方案，可用于多媒

7、體教學(xué)、 學(xué)生實驗機(jī)房、 電子閱覽室等各種應(yīng)用場景，打造全新的教學(xué)模式，促進(jìn)教育現(xiàn)代化。2.2 桌面云系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)虛擬桌面站點(diǎn)需接入互聯(lián)網(wǎng)，允許進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽、文件上下載等常見操作。系統(tǒng)支持集中管理能力，如：對操作系統(tǒng)鏡像統(tǒng)一管理、軟件補(bǔ)丁統(tǒng)一分發(fā)、 TC 終端統(tǒng)一管理。系統(tǒng)支持互聯(lián)網(wǎng)終端接入桌面云需求。系統(tǒng)支持安全架構(gòu)設(shè)計，具有完善的安全防護(hù)能力。系統(tǒng)支持高可用性、動態(tài)遷移等可靠性設(shè)計。系統(tǒng)支持通過擴(kuò)容存儲與計算資源實現(xiàn)用戶平滑擴(kuò)容。第3章設(shè)計方案3.1 桌面云設(shè)計本項目為了實現(xiàn)高安全、高可靠、高性能、易遠(yuǎn)程集中運(yùn)維、平滑擴(kuò)容的目標(biāo)，采用業(yè)界主流成熟的虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)虛擬桌面、 服務(wù)器虛擬

8、化等要求。本項目方案主要以下方面考慮：資源池設(shè)計： 根據(jù)本項目的需求，服務(wù)器上安裝的虛擬化軟件，將服務(wù)器池化。池化后VDI 桌面、應(yīng)用虛擬化、服務(wù)器虛擬化的服務(wù)器分別組成集群。池化后服務(wù)器上運(yùn)行虛擬機(jī)便于管理、監(jiān)控。虛擬機(jī)在集群里可以實現(xiàn)定精選文檔制策略遷移、手動熱遷移、 故障熱遷移。 資源池的設(shè)計具有高可靠、 平滑擴(kuò)容特性。桌面虛擬化： 虛擬桌面管理軟件提供高性能且可靠的桌面投送。桌面虛擬化以服務(wù)器虛擬化為基礎(chǔ)， 允許多個用戶桌面以虛擬機(jī)的形式獨(dú)立運(yùn)行， 同時共享 CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)連接和存儲器等底層物理硬件資源。這種架構(gòu)將虛機(jī)彼此隔離開來， 同時可以實現(xiàn)精確的資源分配， 并能保護(hù)用戶免受由

9、其他用戶活動所造成的應(yīng)用程序崩潰和操作系統(tǒng)故障的影響。配備桌面虛擬化方案具備下列優(yōu)勢：集控制能力和可管理性于一身：由于桌面在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行，因此管理員可以更輕松地對其進(jìn)行部署、管理和維護(hù)。桌面云把數(shù)據(jù)、信息和知識財產(chǎn)將保留在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，而且永遠(yuǎn)不外流。與 PC 一致的體驗：用戶可以靈活訪問與普通PC桌面功能相同的個性化虛擬桌面。降低總體擁有成本 (TCO) ：桌面虛擬化可以減低其管理和資源成本。統(tǒng)一軟硬件管理 ：為了便于硬件設(shè)備（服務(wù)器、存儲、交換機(jī)） 、虛擬資源的集中管理，虛擬化管理軟件采用 B/S 架構(gòu)，可以遠(yuǎn)程統(tǒng)一管理本項目中 VDI 桌面、服務(wù)器虛擬化三個資源池?？晒芾?、監(jiān)控硬件資源、虛

10、擬資源；支持虛擬機(jī)的快速部署、定制化策略調(diào)度。計算資源池計算資源池為用戶提供 CPU、內(nèi)存計算資源。在服務(wù)器上安裝華為的虛擬化軟件，可以在一臺服務(wù)器上虛擬出多個臺虛擬機(jī)， 提供彈性規(guī)格的虛擬桌面。這幾個資源池歸屬同一朵桌面云管理系統(tǒng)。存儲資源存儲資源主要為虛擬桌面提供系統(tǒng)空間和數(shù)據(jù)空間、還有桌面云管理系統(tǒng)所需要的空間。 這些存儲都在主用存儲上。 主存儲根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同， 劃分不同的數(shù)據(jù) LUN 。這里的數(shù)據(jù)類型主要包括 管理數(shù)據(jù)、Windows 系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)。精選文檔3.2 云教室設(shè)計“60+1 云教室 ”布局圖“30+1 云教室 ”布局圖精選文檔設(shè)計說明： 教師在學(xué)校實驗室 /機(jī)房中

11、使用既可以鎖定學(xué)生桌面，日常維護(hù)時也可以快速更新桌面環(huán)境， 整個實驗室環(huán)境易于管理。 通過為每個學(xué)生分配屬于自己的專屬桌面還可以滿足多元化教學(xué)的需求；在多媒體教室中使用可以為每個教師分配一個永久的教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)教師在不同多媒體教室中漫游，并且重要課件和資料可以集中存儲，教師在任何位置都可以通過任意設(shè)備接入教學(xué)桌面，打造更為靈活的教學(xué)環(huán)境。3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計每個學(xué)生可以在教室使用PC 接入到桌面云中心。瘦終端放在每個教室座位，每個位子提供百兆或千兆GE 網(wǎng)口。桌面云部署在客戶的數(shù)據(jù)中心機(jī)房中；需要與客戶的核心交換機(jī)對接。桌面云網(wǎng)絡(luò)通信平面劃分為業(yè)務(wù)網(wǎng)、存儲網(wǎng)和管理網(wǎng)。存儲網(wǎng)絡(luò)：存儲網(wǎng)絡(luò)通過多路徑確

12、保鏈路冗余，服務(wù)器與存儲設(shè)備通過存儲網(wǎng)絡(luò)二層直接互通。存儲設(shè)備為虛擬機(jī)提供存儲資源，但不直接與虛擬機(jī)通信，而通過虛擬化平臺轉(zhuǎn)化。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)：為用戶提供業(yè)務(wù)通道， 為虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡的通信平面，對外提供精選文檔業(yè)務(wù)應(yīng)用。 HDP 協(xié)議與虛擬機(jī)訪問外部應(yīng)用系統(tǒng)都是經(jīng)過這個網(wǎng)絡(luò)。各業(yè)務(wù)部門可以細(xì)分 VLAN 進(jìn)行訪問隔離。管理網(wǎng)絡(luò)：負(fù)責(zé)整個云計算系統(tǒng)的管理、 業(yè)務(wù)部署、系統(tǒng)加載等流量的通信。 BMC 平面主要負(fù)責(zé)服務(wù)器的管理， BMC 平面可以和管理平面隔離， 也可以不進(jìn)行隔離。整體網(wǎng)絡(luò)劃分為兩層，分別為接入層、核心層。接入層：為了收斂服務(wù)器、 存儲設(shè)備的網(wǎng)口， 一般在機(jī)柜里放置接入交換機(jī)，在接入交換機(jī)

13、劃分 VLAN ，將管理、業(yè)務(wù)、存儲三個平面邏輯隔離。接入交換機(jī)再上行匯聚到核心交換機(jī)。核心層：云桌面通過內(nèi)部的接入交換機(jī)匯聚后，接到客戶核心交換機(jī)。 核心交換機(jī)配置 VRRP 協(xié)議，為管理網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供冗余網(wǎng)關(guān)。3.4 本次設(shè)計的優(yōu)勢本項目采用桌面云建設(shè)云教室，具有以下優(yōu)勢：總體擁有成本低桌面云大量使用瘦客戶機(jī)、 低功耗計算、 存儲資源， 該建設(shè)模式改變了現(xiàn)有的建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營模式，使得配套的電源、制冷系統(tǒng)建設(shè)成本降低，并大量節(jié)省運(yùn)營和維護(hù)成本，使得桌面系統(tǒng)的總體擁有成本大大降低。數(shù)據(jù)安全所有數(shù)據(jù)和計算都發(fā)生在中心機(jī)房，用戶通過網(wǎng)絡(luò)獲取的只是圖像信息，機(jī)密數(shù)據(jù)和信息不能通過網(wǎng)絡(luò)下載、存儲

14、，大大提高了安全性。 數(shù)據(jù)的集中存儲為數(shù)據(jù)的備份、恢復(fù)帶來了便利，使得保護(hù)智力資產(chǎn)成為可能。低能耗、低排放傳統(tǒng) PC 功率一般為 150-200W，而瘦終端功率 10w，耗電量 5%左右。雖然計算中心相關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)會占用一定的耗電量，但總耗電量仍低于 PC 的五分之一，因此，每年的耗電量會大幅下降。易于管理，資源按需分配精選文檔所有桌面的管理和配置都集中在中心機(jī)房進(jìn)行， 管理員可對所有桌面和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一配置和管理，如：系統(tǒng)升級、應(yīng)用安裝、快速業(yè)務(wù)發(fā)放等，避免了由于傳統(tǒng)桌面分布所造成的管理運(yùn)維復(fù)雜困難和成本高昂。所有桌面環(huán)境對資源的要求不同， 桌面云系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求對資源進(jìn)行合理分配，達(dá)到資源的彈性管理，提高資源利用率。可靈活配置調(diào)度策略，實現(xiàn)負(fù)載均衡，重載分離、輕載合并，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)性能和節(jié)能的目標(biāo)。靈活接入和使用用戶可以從任何網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的地方訪問其應(yīng)用和桌面， 具有很強(qiáng)的移動性。 作為云計算的一種服務(wù)方式， 由于所有的計算都放在服務(wù)器上， 終端設(shè)備的要求將大大降