教育桌面虚拟化解决方案V2.docx
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教育桌面虚拟化解决方案V2.docx
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教育桌面虚拟化解决方案V2
云终端
教育桌面虚拟化解决方案
目录
1概述3
1.1方案背景3
2项目建设的必要性及可行性3
2.1教育行业现状3
2.2项目建设可行性4
3需求分析6
4瑞恩虚拟化平台桌面解决方案7
4.1概述7
4.2方案优势8
4.3系统组成9
4.4云桌面解决方案9
4.6超强功能支持12
4.7基于100用户的云桌面推荐配置13
5社会、经济效益分析14
5.1社会效益分析14
5.2经济效益分析14
6结论15
1概述
1.1方案背景
教育信息化要求为教师和学生提供开放、便捷的教学及学习环境,而教育终身化、个性化等新型学习模式也对信息化建设提出新的需求,从而导致教育信息化建设过程中普遍面临着如下挑战:
据统计教育行业每人平均电脑维护数量为562台,桌面管理工作量非常惊人。
而且公用机房损耗率也较高,一般每3年就需要更新一次,从而导致长期建设成本居高不下。
如果要提供不同专业、不同系统、不同课程的教学环境,还需要多套物理设备,资源利用率非常低。
随着信息化深入到教学的各个方面,教学模式也在发生转变,比如学生需要个性化电脑桌面环境以满足多元化的实验学习,教师在正常教学过程中需要在多种教学环境快速切换……。
而传统的分散式管理已无法满足逐步演进的高级IT教学需求,因此需要更有弹性、灵活度更高的桌面系统环境。
此时,信息技术的飞速发展为教育信息化提供了新机遇,通过在教育领域中运行新型桌面模式,实现优化基础设备、提升服务质量、整合硬件资源、推动教育应用,最终将带来真正的教育现代化。
2项目建设的必要性及可行性
2.1教育行业现状
目前学校使用最频繁的桌面管理技术有无盘站、网络克隆、还原卡等,其中无盘站对服务器和网络要求太高以至于有局限性,比如上机软件无法流畅运行、教学课件调用不稳定等;而网络克隆、还原卡等技术非常影响PC性能、没有多桌面环境切换、无法满足实验环境要求、限制了教学环境的复杂性和弹性同时依然会浪费老师大量的时间和精力。
因此,为了满足灵活的教学模式,需要一种新型的桌面交付模。
近两年发展起来的云计算技术,可以为上述问题提供解决之道。
针对传统的教育系统,在教学资源的分配上存在共享程度不高、使用效率低下、资源浪费严重、系统扩充性差等缺陷。
本方案将主要的着力点放在如何扩大云计算在教育领域的应用,可对促进教育公平、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巨大的影响。
随着云计算相关技术不断取得突破,云计算技术在资源的灵活性和有效性方面具有明显的优势,这些优势在未来教育公共服务平台的建设上更加明显:
1)弹性分配资源;
2)统一平台管理;
3)灵活性强;
4)TCO大大降低;
5)安全性高;
6)绿色、节能、环保。
研究表明,教育机构IT预算的70%花费在IT系统的维修和保养上,但却没有带来任何竞争优势。
而花费在服务上的只有30%,却帮助教育机构赢得了市场优势。
这就充分说明庞大的IT投入和微薄的产出是不一致的。
而基于云计算技术的新型网络计算操作系统“即用即付、按需付费”的原则可以使教育机构在IT领域的投入达到平衡。
2.2项目建设可行性
2.2.1技术可行性
教育云桌面建设主要通过以下技术:
●虚拟化管理平台采用B/S架构,通过网页浏览的方式就可以访问该管理平台。
在该平台上不仅提供云电脑统一管理功能,还集成BBS、资源库等寓教于乐的功能,使教育资源更好的整合;
●使用云桌面的用户可以在任何地方,只要有网络条件,便能方便的登入到自己的桌面,进行正常的教学办公活动;
●数据统一存放在存储设备上,并对存储设备采用安全策略,保证数据安全性;
●自主研发终端设备,低能耗,绿色环保,并且有较高的稳定性和较长的寿命;
●快速的系统修复、便捷的软件升级,较少的硬件维护工作量,增长的硬件更新周期,TCO大大降低。
●视频教学是现代远程教育的重要技术之一,流媒体技术是远程教育技术中特有的关键技术。
通过瑞恩自主研发的云终端设备,在云电脑上的流媒体播放效果已能达到与在本地视频播放达到一致,具有较好的用户体验。
2.2.2经济可行性
1.能耗可行性分析
终端类型
终端能耗(W)
显示器能耗(W)
服务器能耗(W)
终端数量
电费(元)
上课时间(一年工作小时)
能耗费用总计
传统电脑
200
20
350
40
1
1161
¥10,623.15
瑞恩
云终端
5
20
700
40
1
1161
¥1973.7
能耗成本降低:
¥8,649.45
由以上分析可知,云电脑能耗只是传统电脑的1%,在大规模部署的环境下,能大大节省能源消耗,达到绿色环保的作用。
2.系统运维成本可行性分析
项目
台式电脑(40个)
瑞恩虚拟化平台电脑(40个终端)
差异
备注
系统实施时间
1-2天
3-4小时
缩短60%
台式电脑逐台安装,云终端系统自动快速集中部署
登陆桌面时间
1-2分钟
最快20-30秒
缩短60%
硬件维护
1天/月
30分钟/月
缩短80%
软件维护
4天/月
3-4小时/月
缩短80%
云终端系统只需在服务器上统一升级安装软件
数据安全
电脑损毁数据丢失
服务器统一存储
数据损失减少90%
服务器稳定性更高,存储采用RAID冗余技术
三年硬件升级
74000
减少54%
台式电脑需全部更新,云终端系统只需增加服务器和更换显示器
运营成本降低:
减少后续采购成本50%以上,每年减少维护时间4周左右
由以上分析可知,云电脑部署便捷,硬件和软件维护工作量小,数据存储安全性高,终端设备工作寿命长,TCO大大降低。
3需求分析
目前教育IT遇到的问题
1、目前国内许多学校,多数使用传统的PC方式,使得传统的PC方式暴露出来的问题越来越多,越来越棘手,维护量不断增加,工作效率不断的降低。
2、学生行为管理逐渐成为现代学校的热点,控制学生行为提高教学效率有很积极的作用。
而传统PC具有独立管理电脑的权力,行为管理是很难办到的事情。
3、治理PC向来棘手,病毒、木马入侵和没完没了的应用软件升级、操作系统补丁及反威胁更新更是让这项工作困难重重。
即便有基于网络的安装和补丁治理工具来减轻负担,学校还是把太多时间花到了桌面上,恶意软件感染、配置不当的硬件等引起的诸多问题。
4、传统PC教学往往有很高的初始软硬件采购成本,而且硬件设备周期短、换代快,这给学校带来了很大的压力和资源浪费;另外一方面,学生使用对于高配置的PC而言实际上使PC使用率不到15%,资源利用率如此之低,实在是对资源的莫大的浪费。
5、PC风扇噪音、高辐射,使办公环境变得拥挤和吵闹,低质量的教学环境容易影响学生的学习效率,更有损身体健康
瑞恩针对以上问题推出了瑞恩桌面虚拟化解决方案改变了传统的PC架构,将桌面操作系统由客户端迁移到数据中心进行统一管理,从而简化部署和配置工作,充分利用硬件资源、避免软件冲突。
为学校管理带来更大的灵活性和便捷性。
4瑞恩虚拟化平台桌面解决方案
4.1概述
通过对教育行业的工作环境和教学环境的调研,系统架构如下图所示:
教育云电脑平台架构图
部署瑞恩虚拟化管理平台后,学校能对学校教学资源进行统一管理,保障教学资源安全,提升教学工作连续性,简化桌面管理,每年可节省大量资金,这还不包括配套设施的购置和设备维护费用。
因为应用和数据全部都在后台服务器部署,而后台服务器与前端桌面之间通过多种加密技术的瑞恩专用协议进行传输,消除了信息被拦截或泄漏的可能,安全性大大提高。
同时教师上课时不再需要把课件拷贝到教室电脑,不管到哪个教室上课,只需登录个人桌面,所有个人资料都可直接操作,达到了数据跟人走的目标。
瑞恩虚拟化平台电脑平台还为学校带来了其他优势。
采用瑞恩虚拟化平台电脑,即使单个服务器宕机了,桌面会自动实时迁移,教师或学生根本不会觉察到自己的机器已经从该服务器迁移到其他机器,不会影响日常教学工作。
学校实验室原先存在多种实验环境搭建难、撤销难等问题,现在则可随时申请,随时撤销,大大提高了教学灵活性。
学校原来需要IT维护人员经常到各个教学楼、实验室、办公区去安装、更新软件,这些工作师生反映响应速度慢,IT维护人员反映维护工作量大、工作繁琐,现在维护人员只需坐在机房,轻松完成大量终端的软件更新、安装工作。
4.2方案优势
1)数据安全。
所有桌面、应用和数据统一管理,确保教学资料安全。
外部网络传输采用多种保密协议,保络数据传输的安全性。
采用USB、移动设备等外接设备的统一管理,保证外部接入设备的安全性。
2)高可用性。
服务器集群中单个服务器宕机时,该服务器上的桌面会实时迁移到其他服务器,确保教学与办公连续性;
3)部署简单。
瑞恩虚拟化平台电脑软件采用一体化部署方式,2分钟即可创建出新的标准化桌面;
4)维护方便。
系统漏洞修复、应用程序升级、桌面的管理、终端设备管理都在数据中心统一集中管理,由面及点;
5)提高资源利用率,改善资源分配。
利用瑞恩虚拟化管理平台的资源动态调度功能,可以按照不同院系/部门所需资源的不同,动态地对物理服务器进行分区,提供最合适的资源,极大地提高了IT基础架构的利用率,也使得资源分配更加合理;
6)大大降低TCO。
瑞恩虚拟化平台电脑采用软硬件统一管理模式,在部署、运维和能耗上成本降低约55%~60%。
7)资源弹性扩展。
服务器或存储连上网络即可加入资源池,为新增业务需求提供服务;
8)绿色环保:
云终端设备能耗仅为5W,同时云电脑设备生命周期较长,延长设备更换周期,减少电子垃圾的产生量。
4.3系统组成
组件名称
简介
备注
瑞恩桌面虚拟化平台
瑞恩服务器虚拟化底层,可以通过物理服务器同时运行多个操作系统(用户桌面),用户桌面从物理上隔离互补影响
软件
瑞恩虚拟化管理平台
瑞恩虚拟化平台桌面管理平台,实现桌面的统一部署,统一管理和统一存储,根据用户需求分配桌面和管控云终端
软件
瑞恩虚拟化平台终端
瑞恩云终端本地不含有系统存储,功耗仅为5W
硬件
服务器
为桌面提供计算,存储等资源,高性能,高可靠性,高安全性,高稳定性,易于管理等特点
硬件
4.4云桌面解决方案
服务器结构如图:
通过虚拟化平台将服务器资源共享化
瑞恩虚拟化管理平台可提供一种端到端的云桌面交付解决方案。
可动态按需产生云桌面,用户每次登录时都能获得一个干净的、个性化的全新桌面——从而确保性能不会下降。
对于IT机构而言,瑞恩虚拟化管理平台可通过分别交付桌面操作系统、应用和用户设置,大大简化桌面生命周期管理并显著降低拥有成本。
瑞恩瑞恩虚拟化管理平台可为任意地点的用户按需交付桌面,同时显著简化生命周期管理。
它可提供一种端到端的云桌面交付解决方案,为最终用户加速交付桌面,提供更强大的数据保护和监控,并降低高达40%的拥有成本。
采用瑞恩虚拟化平台技术可以在数据中心集中化管理桌面,还可轻松实现安全防护及备份。
然而,经常出现的同一生命周期管理问题依然存在——IT部门仍需对每个云桌面镜像及其所安装的应用程序和用户设置进行管理、维护和更新。
瑞恩设备管理平台,包括服务器基础架构管理、设备管理、虚拟机管理、应用管理和用户管理等模块,可直接采用web方式访问,部署非常简单,管理方便。
4.4.1瑞恩技术实现
4.4.1.1水平扩展
瑞恩虚拟化平台内置实现了群集功能,在瑞恩服务器配置中集群称之为一个池,当用办公系统规模扩大时,可以方便地通过在池中添加服务器来进行水平扩展。
瑞恩虚拟化管理平台同时支持终端的设备水平扩展,通过增加云终端来满足用户的使用。
新接入的云终端都需要由管理员在瑞恩虚拟化平台处给予许可,管理员便可以通过管理平台实现对云终端设备的管理。
4.4.1.2负载均衡
在瑞恩虚拟化平台的池中,负载均衡调度服务器负责收集每一台服务器里面的一些动态信息,如CPU,内存等使用情况,并与之进行交流;当有应用请求时,自动将请求转到负载最轻的服务器上运行。
池同时提供了高可用性功能,当单点服务器出现故障时不影响用户使用,用户会重新连接到另外一台负载较轻的服务器上。
从而避免了单点故障。
4.5.1应用广泛性
瑞恩客户端几乎适合于各行各业:
制造业、零售业、医疗卫生、酒店/服务业、金融行业、政府机关、教育行业等;另外此终端不仅能应用于企业,亦能应用于个人用户。
4.5.2节能环保
瑞恩虚拟化平台终端是市场上最环保的客户端之一,可大大减少投入成本,相关优势有下:
1、5瓦的超低能耗,仅为PC的0.5%左右,减少使用成本;
2、终端盒子小巧玲珑,非常轻便,可减少运输成本;
3、低热量散发,不需风扇,明显减少噪音,可保持良好的工作环境;
4、使用寿命长,且升级方便,相对PC而言,可明显减少后期维护成本,且减少电子垃圾的产生,保护环境。
4.5.3安全可靠易管理
4.5.3.1安全
1、云终端无CPU无硬盘无内存,没有本地存储设备,不会存储涉及应用系统相关的数据、文件等,避免了病毒、恶意代码等入侵,消除了与盗窃相关的安全风险,因而在发生丢失或损坏时,只需换上新的瑞恩虚拟化平台终端,即插即用,无需其他繁琐操作;
2、数据和应用程序保存于数据中心的服务器上,严格遵循相关法律,保证用户资料的严密性。
4.5.3.2可靠性
1、数据和应用程序都处于服务器上,不会因为用户端出现故障而导致信息的丢失;
2、产品故障率很低,使用寿命长,能长时间的可靠工作。
4.5.3.3易于管理
瑞恩虚拟化平台电脑解决方案将组织中所有桌面的管控集中在服务器或数据中心中,不需要一个专门的IT部门去管理众多桌面,通过瑞恩提供的管理工具即可以轻松的实现日常管理维护以及升级等工作。
4.5.4强大兼容性
1、接口兼容性:
USB接口,支持USB2.0协议,并向下兼容USB1.1、USB1.0协议;USB接口可支持U盘、移动硬盘、鼠标键盘、USBkey、相机、手机等多种USB设备;
2、云桌面支持多种系统:
Windows2008R2、WindowsXP、Windows7、Linux;
4.6超强功能支持
●视频播放:
支持在线视频流畅播放,最高可达每秒30帧。
●音频播放:
支持QQ音乐、千千静听、酷狗等主流音乐播放软件,无杂音断续,词曲同步无异常。
●2D/3D制图:
支持AutoCAD2007、Proe5.0、Photoshop等2D/3D制图软件。
●游戏:
支持《植物大战僵尸》等风靡时下的单机游戏以及各种网页益智场景游戏。
●多媒体教学:
支持NetsupportSchool、红蜘蛛等多媒体教学软件。
●金融软件:
支持大智慧、同花顺等金融股票软件。
●网络在线流媒体:
支持优酷、土豆等主流在线视频播放,且实现视频流畅播放,最高可达每秒30帧。
●办公软件:
支持MicrosoftOffice2007、AdobeReader、Daemontools等办公软件,以及包括各种即时通讯软件。
●编程软件:
支持VisualStudio、delphi、Eclipse、JDK等编程软件。
●即时通讯软件:
支持QQ、MSN、UC等即时通讯软件。
4.7基于100用户的云桌面推荐配置
设备名称
配置
数量
瑞恩虚拟化平台终端电脑
X86终端OR、
ARM终端
100
瑞恩虚拟化管理平台
100
DELLR720
CPU:
2*至强®E5-2640(2.50GHz,15M缓存,7.2GT/sQPI,Turbo,6C,95W),
内存:
64GB(8x8GB)RDIMM,1333MHz
硬盘:
8*300GB15KRPM6GbpsSAS3.5英寸热插拔硬盘,H710p
网卡:
Broadcom千兆网卡
2
千兆交换机
24口以上为服务器提供网络连接
1
显示器
100
USB鼠标、键盘
100
5社会、经济效益分析
5.1社会效益分析
现在整个社会都在倡导低碳、节能,虚拟化能够很好的解决剩余资源利用问题,同时还方便用户管理大量服务器:
云电脑功耗:
5瓦
普通计算机功耗:
200瓦左右
年工作时间:
每天8小时*每年工作250天
每台云电脑每年节约用电:
390度
100台云电脑每年节约用电3.9万度,相当于节约生产电力所需标准电煤15.6吨,减少电煤燃烧所排放二氧化碳2.488吨,减少10.6吨粉尘的排放,减少1.170吨二氧化硫的排放。
每使用100台云电脑每年减少二氧化碳排放量为:
24880千克。
(据统计,一亩成年阔叶林每年吸引的二氧化碳总量约为:
24455千克)
使用100台云电脑,就相当于为社会种植了一亩成年阔叶森林!
5.2经济效益分析
通过虚拟化的应用,能够降低服务器利用率低下所带来的成本。
现在很多企业在采购服务器时都遵循着为未来考虑的原则,即服务器性能要能够满足未来几年后应用的需求,这样才保证短时间内不会被淘汰。
但所带来的弊病就是目前的应用程序仅仅使用了10%甚至更少的资源,其他过剩的计算、存储资源处于闲置状态。
实施了虚拟化方案,相应的服务器数量就会减少,而这就意味着减少机架空间、能源和散热,还能减少相应的管理费用。
6结论
教育桌面虚拟化的出现不仅解决了教育资源分配不均以及硬件维护更新费用高的问题,而且为信息化教育教学的发展注入了新的活力,它带来的不仅仅是教育装备的更新,重要的是带来了观念的更新,并且孕育着信息化教育的跨越式发展。
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