旧的学生机房,升级改造成云教室

2024-01-13 13:57:10 admin 22

学校的学生机房的PC已经使用超过6年了,硬件和性能已经不能满足日常教学需求。如果全部淘汰进行新建,项目需要进行招标,周期长,投资自高。需要经历项目预算申报、招投标、项目建设和验收。一个流程下来,估计要半年以上。但是学校的一些教学课程不能等。因此考虑使用云桌面技术对学生机房进行改造。

VDI技术经过多年的发展,在云教室领域的应用已经非常成熟。现有的旧PC可以改造成云终端,显示器可以利旧。另一方面,服务器的性能也按照摩尔定律日益提升,一台服务器可以支撑更多的云桌面。以前部署VDI云桌面成本大大高于PC成本。现在实施云桌面,可以取得比PC更优的性价比。加上云终端采用旧PC改造,节省了云终端硬件的费用。 使得方案在成本上极具竞争力。

云桌面应用在学生机房的一个普遍问题是对于3D应用支持的问题。 普通的云桌面没有显卡,无法提供OpenGL和DirectX的支持。一些设计类应用无法运行,比如教学中需要使用的3Done,在一般的云桌面上就无法运行。 但是近年GPU的虚拟化技术得到了提升,NVIDIA、AMD、Intel 都提供了vGPU的技术。因此在云教室中支持vGPU,也不需要投入过高的成本。

在云桌面的方案上,有可选几种方案:

方案1、共享桌面方案

该方案采用Windows终端服务器,在服务器的Windows 上开启终端服务器,并创建多个用户账号。每个用户通过远程桌面协议连接服务器。

方案投入:

1)旧PC改造成云终端。

2)新建服务器,运行Windows Server。

方案的优缺点:

优点

1)部署比较简单。 Windows Server启用终端服务(Terminal Service),增加多账号即可。

2)软件更新比较便捷。只需在Windows Server上安装软件。

3)硬件需求较低。终端服务带来的性能损耗比较校,不需要过高的服务器硬件,可以提供不错的性能。

缺点

1)兼容性差。 终端服务是将一个windows 共享给多个用户使用。数十个用户共享一个windows的软件资源。对于常见的办公软件可以基本正常运行。但是很多应用程序不兼容终端服务。包括常见的多媒体教学软件就与多用户服务不兼容。

2)缺少管理手段。学生直接使用物理服务器的资源,缺少用户之间的隔离。学生如果安装软件,或者对系统做了一些不良的更改,会影响到整个服务器的正常运行。缺少系统还原的机制。

总体来说,共享桌面适合于单一应用的场景,比如只需要打开浏览器,只需要运行某一个客户端程序。比如一个只需要 使用浏览器的阅览室,或者只需要运行财务客户端的一个培训室。

这种情况下,使用共享桌面比较合适。 对于需要运行多种程序的教学场景,共享桌面不太适合。  并且目前学校的机房需要承担 教学、考试、阅卷、语音室等多种场景的任务,共享桌面无法应对这些场景的需求。

方案2、RDP直连方案

远程桌面和RDP协议是我们经常使用的一种技术。通过在服务器上创建虚拟机,在客户端通过RDP协议连接到虚拟机使用Windows,也是一种常用的云桌面的方式。

采用该方案,需要如下工作:

1)旧PC改造成云终端。  可以做到开机自动连接。  不能让学生自己启动RDP,输入IP,账号来连接桌面。

2)服务器运行虚拟化软件。

3)服务器上批量创建虚拟机。

4)云终端上配置与虚拟机的RDP连接。 

RDP直接连接虚拟机,是一种最原始的云桌面的方案。 

采用该方案的成本低,维护起来简单直接。旧PC改造成云终端,可以使用DoraOS的。DoraOS提供免费版本,支持RDP和VNC。 另外主流虚拟化都提供免费的版本,用于单服务器的虚拟化。比如微软的Hyper-V Server,VMware 的vsphere。也可以使用开源的Proxmox VE虚拟化系统。 

如果是10用户左右的VDI,RDP直连方案是一种不错的解决方案。 作为一种手工桌面云方案,应用在云教室中,有如下问题:

1)缺少电源管理。 虚拟机在关机、蓝屏时,终端无法连接虚拟机。  需要管理员干预,在虚拟化平台上开机或者重启。 

2)缺少还原选项。 网卡被禁用、网络错误配置、RDP服务被关闭或者拦截时,终端无法连接桌面。需要管理员在虚拟化平台重新创建虚拟机,或者还原虚拟机的快照点。 

3)桌面创建过程复杂。50个桌面虚拟机,需要批量创建桌面,修改IP地址。如果管理手工操作,估计2个小时起步。 

4)更新桌面软件复杂,无法切换教学场景。 如果更新桌面软件,相当于重复桌面的创建过程。  所以切换到使用其他操作系统和应用程序的教学场景,也相当于重新创建所有桌面。

综合下来,RDP直连模式的手工云桌面,适合数量不多,用户比较守规矩,桌面环境一年或者一学期更新一次的云桌面。 

当然,如果您是一个会魔法(Shell、Perl、PowerShell、TCP/IP、Linux、KVM)机房管理员,可以忽略这个建议。

否则每次下课后,数十个桌面无法连接,需要手工开机,后者还原进行恢复,会让机房管理员崩溃。

方案3、VDI 方案

VDI方案基于服务器虚拟化技术,在虚拟机中运行桌面操作系统,控制云终端连接到虚拟机使用桌面。 一个桌面虚拟化操作系统包括了 模板管理、桌面池管理、桌面会话管理、终端管理、外设管理。将VDI应用于计算机教室,可以实现桌面的按需分配和调度。满足多种场景的教学需求。

采用VDI方案需要如下工作:

1)旧PC改造成服务器。

2)新购服务器,安装云桌面系统。

3)通过云桌面系统,创建教学所需的桌面环境。

4)通过终端管理工具,或者云桌面内置的终端管理功能,对桌面进行配置。

该方案的投入为:

1)服务器硬件。50用户的云桌面服务器,预算3-5万。如果利旧成本更低。

2)云桌面软件,2-3万。

3)云终端的改造,约0.5万。

整体投入在5-8万,即可完成一间旧机房的改造。投入小,见效快,管理便捷,满足多种场景教学需求。

50用户的云教室的推荐服务器配置为:

CPU:金牌6148 2.4G 20C/40T*2

内存:512GB(64GB DDR4 * 8)

SSD:1.92TB * 1 企业级SSD

网卡:GE*4

电源:双电源

云桌面软件,推荐 DoraCloud,该软件的文档比较齐全,可以自己下载安装和试用。对应的官网为  docs.doracloud.cn 。该软件提供一键安装,向导化配置,在线模板仓库,终端的集中管理和自动配置。

基本上可以在1个小时内完成云桌面环境的搭建。如果可以联系厂家售前支持,在服务器配置、组网上得到一些建议,测试会少走一些弯路。快速验证方案的可行性和效果。

云终端软件,可以使用DoraOS,可以支持U盘克隆安装,或者PXE网络批量部署。

此外,云终端还有配套的免费VDClass多媒体教学软件,可以对云终端进行教学广播,以及日常的批量开关机操作。



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