TC-Cloud 3D桌面云解决方案

1、NVIDIA GRID vGPU 概述

1.1  NVIDIA GRID vGPU 简介

桌面虚拟化技术已经应用多年 ，其凸出优势表现为降低了企业采购和维护成本 ，让管理效率更高 ，从而也 提升了系统的安全性和稳定性 ， IT 管理人员的工作量也大大降低。

但“差强人意”的用户体验一直被 IT 界所吐槽 ，可否实现虚拟化桌面服务堪比本地 PC ，让越来越多的 IT 用户获得动态丰富的多媒体体验。

自 2013 年 NVIDIA 发布第一个 vGPU 解决方案以来，通过将数据中心 GPU 进行虚拟化，用户便可在多个 虚拟机中共享该 GPU ，大大提升了应用程序和桌面的性能 ，并支持组织构建虚拟桌面基础架构（VDI） ，继而 在整个企业范围内经济高效地扩展此性能。如今 ，IT 部门可充分利用 GPU 技术，体验媲美本地 PC 的虚拟化桌 面服务。

NVIDIA 的虚拟 GPU 产品包括三款旨在应对数字化工作环境挑战的产品 ：面向知识工作者的  NVIDIA

GRID 虚拟  PC (GRID vPC) 和  NVIDIA GRID  虚拟应用程序  (GRID vApp) ，以及面向设计师、工程师和建筑 师的 NVIDIA Quad ro  虚拟数据中心工作站  (Quad ro vDWS)。

图1.  NVIDIA GRID vGPU方案

在由  NVIDIA 虚拟 GPU 助力的 VDI 环境中 ， NVIDIA 虚拟 GPU 软件与管理程序一同安装在虚拟层。 NVIDIA 虚拟 GPU 软件创建虚拟 GPU ，使每台虚拟机  (VM) 能够共享安装在服务器上的物理  GPU。

NVIDIA 虚拟化软件包含每台虚拟机的图形驱动程序。 Quad ro vDWS 包含强大的 Quad ro 驱动程序。 由于  通常由 CPU 完成的工作转移到了 GPU，因此用户获得更好的体验，并且现在可以在虚拟化和云环境中支持严 苛的工程和创意应用程序。

TC-Cloud 桌面云方案，支持 NVIDIA GRID PC 和  NVIDIA Quad ro vDWS 技术，方案广泛应用在教育、 培训、制造等领域。

1.2  NVIDA GRID®虚拟 PC（GRID vPC）

. 适用于当今工作空间的虚拟化

知识工作者改变了他们的工作方式 ，并要求使用现代化图形密集型应用程序和操作系统来提高工作效率。  Microsoft Windows 10  可提供丰富的沉浸式体验，是迄今为止图形更密集的操作系统。借助虚拟 GPU，Skype 和 YouTube 以至  PowerPoint 等当今流行的生产力和协作应用程序的表现更为出色。

. NVIDIA GRID  的最佳用户体验

NVIDIA GRID™ 虚拟  PC (GRID vPC)虚拟化解决方案提供的用户体验与本地  PC  几乎别无二致。借助服 务器端图形以及全面管理和监控功能，GRID 为您的 VDI 环境提供长效的解决方案。为组织中的每台 VM（虚 拟机）提供  GPU 加速能力 ，打造无与伦比的用户体验 ，让您的  IT  团队拥有足够的时间用来制定业务目标和  策略。

. 每个应用程序均是图形应用程序

NVIDIA GRID 虚拟  PC  是唯一一套能为各种现代企业应用程序提供卓越用户体验的解决方案 ，这些程序 包括  Microsoft Outlook、Office 2016、 网络浏览器、Adobe Photoshop  以及  Windows 10  操作系统。  成本有效地扩展至整个企业 ，并将 VDI  的覆盖范围扩展到每个成员。

. 提高 VDI 的密度 ，改善体验

现在的虚拟桌面程序需要图形加速 ，提供原生的电脑体验。通过 NVIDA GRID ，为每一个虚拟化使用者提 供 GPU 加速 ，并以一张 GPU 卡同时支持多达 32 个使用者。 由于以前由 CPU 完成的工作已卸载至 GPU ， 因  此使用者能够获得更好的体验 ，并且可以支援更多的使用者。根据相关测试 ，采用 GPU 的 VDI 环境能够将使  用者时延改善 3 倍，并将远端帧率提升 50%，提供更佳的用户体验。与使用 CPU 的 VDI 相比，还可以提高 33% 的用户密度。此外 ，使用 NVIDIA GRID 技术 ，还能扩大 VDI 的适用范围。使 VDI 能够为企业的每一个用户提 供服务。

1.3  NVIDIA Quadro  虚拟数据中心工作站 (Quadro vDWS)

从惊艳的工业设计到高级特效 ，再到复杂的科学可视化 ，Quad ro 是性能超强的视觉计算平台。借助

NVIDIA Quad ro 虚拟数据中心工作站  (Quad ro vDWS) 软件，您现在可以随时随地将数据中心或云端虚拟工 作站的强大性能带给普通设备。  潜力巨大。 数百万创意和技术专业人员可以随时随地使用普通设备访问高要 求的应用程序 ，处理更大的数据集 ， 同时满足更高的安全性需求。

在普通设备上执行安全的图形加速工作流程

Quad ro vDWS 摆脱了序列化工作流程对于灵活性的限制 ，并能实现实时协作。  所有文件和设计都保留  在数据中心，大大改善了组织的整体安全性。 IT 部门可以虚拟化数据中心的各种应用程序（包括  ESRI ArcGIS

Pro、 Siemens NX、 Dassault Systè mes SOLIDWORKS、Autodesk 等）并实现卓越的用户体验 ，让您能够 在普通设备上提供工作站级别的性能。

虚拟化工作站级别性能

借助由  NVIDIA Quad ro vDWS  助力的虚拟桌面环境 ，您可以在组织中的普通设备上获得业内领先的 GPU 加速性能。

. 随时随地在任何设备上运行在  RTX 平台（性能超强劲的渲染平台）上构建的应用程序。

. 通过数据中心或云端提供全方位的 Quad ro 体验。

. 不再担心认证应用程序的兼容性。

. 安全实现异地办公的工作方式。

. 大幅降低  IT 部门的  OPEX ，将管理重心从  PC  和工作站转移到用户。

. 实现业务灵活性 ，并在短短  10 分钟内建立新的虚拟工作站 Quad ro vDWS 生态系统

NVIDIA 借助 Quad ro 驱动程序端到端地扩展虚拟平台生态系统 ，支持所有主要的管理程序 ，以及  100 多个  ISV 应用程序；与您当前使用的管理和监控工具集成； 30 多家系统供应商 ，以及  120 多台服务器经过 认证 ，有效消除风险。

1.4  NVIDIA GRID  硬件和配置

1.4.1  NVIDIA GRID 的硬件

本文描述的 NVIDIA GRID 支持的硬件包括四代架构： Maxwell 架构的 M10 ， M60 ， M6； Pascal 架构的 P4 ， P6 ， P40 ， P100；Turing 架构的 T4 ， RTX6000 ， RTX8000 ，V100；Ampere 架构的 A2、A10、A16、  A40 ，以及工作站上的 A5000、A6000。

老的 GRID K1、 K2 属于 GRID2.0 之前的版本 ，不在本文的讨论范围中。

图2.  Maxwell架构GPU

图3.  Pascal架构GPU

图4. Turing架构GPU

1.4.2  TESLA T4

Tesla T4 ，针对 AI 加速平台打造 ，基于最新 “ 图灵”架构核心 ，能耗表现惊人仅 75W TDP ，然而性能却  提升巨大 ，官方表示 Tesla T4 相上一代“帕斯卡”加速卡性能提升约 50% ，内存压缩处理速度同样可达 50%， 硬件解码性能足足提升两倍之多，可将其部署在 AI 深度学习、人工智能数据中心、AI 视频/语音等应用平台中。

NVIDIA Tesla T4 采用封闭式被动散热模组 ，只有 75W TDP ， 因此无需外接辅助供电 ，可用于 1U、4U   机架平台中，不过散热性能表现未透露。值得注意的是 ，Tesla T4 的 PCB 尺寸非常小巧 ，比此前电路集成度更 高 ，只有双核 Tesla V100 的一半大小 ，所以才能做到更节能高效。

                                                         图5. TESLA T4

规格方面 ，Tesla T4 基于 Turing“图灵”TU104 构架核心 ，采用 12nm FinFET 工艺打造 ， 内包括 2560  个 CUDA 核心流处理器和 320 个 Tensor 内核 ，核心默频 1582MHz ，板载 16GB 256bit GDRR6 显存 ，等效 频率 10 GHz ，总带宽为 320 GB/s+。

性能方面，可提供 8.1 TFLOP 单精度浮点性能，65 TFLOP 半精度以及 130 DLTOPs（INT8）和 260 DLTOPs （INT4）性能 ，相比基于“帕斯卡”的 Tesla P4 性能提升巨大 ，尤其半精度和 INT8 更是提升高达 6 倍之多。

1.4.3  NVIDIA A10

2021 年 ， NVIDIA 发布基于 NVIDIA Ampere 架构 GPU 的 NVIDIA A10。

NVIDIA A10 将执行计算机辅助设计  (CAD) 和设计应用程序 ，且绘图丰富的虚拟化工作站所需的效能与 功能 ，与加速 VDI 和运算所需的弹性结合在一起。

Nvidia A10 Tensor Core GPU 采用单槽全长尺寸 ，被动式散热设计 ，核心基于 GA102-890 SKU ，拥有  72 组 SM 单元，9216 个 CUDA 核心，其基础频率为 855MHz，可加速至 1695MHz，384-bit 位宽，24GB GDDR6 显存、带宽 600GB/s ，兼容 PCIe 4.0。显卡的 TDP 为 150W ，单 8-pin 供电接口。

1.4.4  NVIDIA A16

2021 年 ， NVIDIA 发布基于 NVIDIA Ampere 架构 GPU 的 NVIDIA A16

A16 可提供强大的功率、显存和用户密度，大幅增强从图形、AI 到 VDI 等任何工作流程。当与 NVIDIA vGPU 软件组合时 ，这两款新的  GPU 将大幅提升用户体验、性能和灵活性。与上一代 M10 相比 ，其用户密度更高， 每块板可容纳高达 64 个并发用户数 ，总拥有成本降低了 20%。配备 A16 和 NVIDIA vPC 的 GPU 加速 VDI 还 提供更高的帧率和更低的终端用户延迟 ，使得生产力应用和工具的响应速度变得更快。 NVIDIA A16 结合了

NVIDIA 虚拟  PC 软件，是经  NVIDIA  认证、专业可视化适用的  NVIDIA EGX™  平台的一部分，能提供具有 多媒体的虚拟桌面 ，无论在何处都能进行远程工作。

1.5  NVIDIA vGPU 的 vGPU 配置（Profiles）

NVIDIA GRID 从 3.0 版本开始引入 License 控制。部署vPC 和vDWS 除了需要购买 NVIDA 的硬件外 ，   还需要购买相应的软件授权许可。只有购买了相关许可，才能启用相关的vGPU 配置文件，实现vGPU 的功能。

NVIDIA vGPU 的许可费用可以按年订阅 ，也可以永久购买。 NVIDIA 规定 ，购买永久许可时 ，需要购买 3 年的技术支持服务费用。比如 GRID vPC 每并发用户的授权费用为  $100 + $25 x 3 = $175。GRID vDWS  授 权费用为  $450 + $100 x 3 = $750 美金。

此外也有国内经销商的参考报价。针对教育行业 ，vDWS 有一个优惠折扣价格。

不同vGPU 授权的功能特性区别如下表：

图6. vPC、vDWS特性表

不同的vGPU 授权可以选择的配置文件的文件如下表：

图7. vPC、vDWS的配置文件规格

根据上述配置表格 ，如果是部署虚拟 PC（vPC） ，可以选择显存  512MB ， 1GB ，2GB 三种规格（对应    Profile 编号 0B、 1B、2B）。如果是部署 vDWS ，显存规格可以从 512MB 一直到 48GB（对应 Profile 编号为 0Q, 1Q, 2Q, 3Q, 4Q, 6Q, 8Q, 12Q, 16Q, 24Q, 32Q , 48Q）。

以 TESLA T4 卡为例子 ，如果部署 vPC ，选择 1G 显存的配置 1B ，可以支持 16 个桌面。如果是专业的工 作站应用 ，选择vDWS 配置 ，使用 2G 显存 ，一个 TESLA T4 卡可以支持 8 个用户。

2、云教室产品简介

2.1  云教室概述

云教室是一套利用云计算技术 ，为学校教学、备课、办公提供所需 IT 环境的整体解决方案。

云教室方案将若干高性能的云主机作为云端计算中心， 终端则采用绿色节能的云终端。教师和学生通过云 终端即可使用集中部署于云主机的应用环境， 体验与高性能 PC 完全一致。通过这种方式， 学校的电脑教室、

多媒体教室、备课室、办公电脑都可以在云端统一进行部署和管理， 实现教学资源处处通。

云教室提供了可随时随地访问的个性化教学环境； 提升了运维管理效率； 降低了总体拥有成本； 是业内代 表发展方向和潮流的领先方案； 保障了教育信息化的可持续发展。

2.2  架构及组件

一个典型的 30 用户的云教室的组网如下图，

云教室包括：

1、 30 台学生机（云终端 ，显示器 ，键鼠）

2、 1 台教室 PC 机

3、一台服务器

4、一台交换机

5、一台路由器 ，可选配置。如果校园网可以提供子网和路由 ，可以不需要配置路由器。

2.3  主要功能

 3  TC-Cloud 桌面云方案

3.1  TC-Cloud 简介

TC-Cloud 桌面虚拟化方案主要为中小规模的桌面云系统而优化设计，充分考虑了中小企业的现状，以及 实施桌面虚拟化中遇到的困难。 TC-Cloud 桌面云解决方案以 TC-Cloud 桌面虚拟化管理系统为核心 ，基于 开放架构 ，具有多平台、一体化、分布式、多协议的特点 ，适用于教育培训、政企办公、3D 设计、信息安全等 多种应用场景。整体方案由 TC-Cloud 桌面虚拟化系统、多种虚拟化平台、多种云终端构成。方案的总体结构 如下图：

3.2  TC-Cloud 特点

TC-Cloud 桌面云方案在充分了解中小企业桌面云应用的需求基础上，吸取传统桌面云方案的在中小企业  应用中的经验和教训，采用了创新的设计理念。构建了 TC-CloudTC-Cloud 桌面云方案的独特亮点和优势。

3.2.1  多平台（Multiple Hypervisor）

服务器虚拟化（Hypervisor）是桌面虚拟化系统（VDI） 的关键组件之一。服务器虚拟化的稳定性、兼容   性，直接影响到了桌面云虚拟化业务的稳定性、兼容性。TC-Cloud 桌面虚拟化系统支持业界主流的虚拟化系  统，包括 Hyper-V、VMware、XenServer、Proxmox（KVM）。这些虚拟化系统具有良好的稳定性和兼容性， 易于部署和维护 ，在企业内有广泛的用户群体。

TC-Cloud 支持多种虚拟化平台，有助于集成商和用户选择自己熟悉虚拟化和硬件基础设施，有助于实现  与现有企业 IT 基础设施的集成。降低部署的难度和维护的成本。这些主流的虚拟化系统本身有自己的生态系统， 提供了良好的配套方案 ，比如存储连接方案 ，容灾和备份方案 ，运维和网管方案。

3.2.2  一体化（All-in-One）

TC-Cloud 虚拟桌面管理方案采用一体化（All-in-One）设计 ，管理系统运行在一个 Linux 系统中 ，并以 虚拟机镜像的形式发布。TC-Cloud 管理系统集成了桌面云系统所需的多种功能模块，包括会话管理、负载均

衡、数据库、镜像管理等。系统部署时 ，只需要部署单一的 TC-Cloud 功能组件即可。不需要像传统的 VDI 那样部署多个功能组件。

图8. TC-Cloud的功能和特性

TC-Cloud 还支持与服务器硬件打包成一体机交付给客户。TC-Cloud 的一体机的特点在于集成商可以 自主选择服务器硬件和虚拟化系统 ，实现客户现场的开箱即用。集成商可以根据自己的项目经验 ，构建适合自 身解决方案特点的桌面云一体机。

TC-Cloud 的一体化设计，简化了系统的部署，节省了商业的操作系统和数据库的授权费用，让维护更简 单。允许集成商自主定制符合自身方案特色的桌面一体机 ，实现快速的交付。

3.2.3  分布式（Distributed）

TC-Cloud 集群采用对称集群（Symmetric Clustering）架构，所有的节点都是活动的，所有节点都参与 桌面会话请求的处理过程。节点故障时 ，集群中的其他节点接管工作负载 ，并继续处理桌面会话。集群的节点  之间处于负载均衡的状态。集群中的节点可以共享工作负荷 ，提升整个集群的性能和伸缩性。

TC-Cloud 的对称集群架构为系统的部署、运行、维护带来了一系列的优势。

部署简单 ：第一个节点安装时 ，创建集群 ，后续节点加入集群即可。每个节点部署的软件一样。

负载均衡 ：集群的节点之间共同分担桌面会话的负荷。

故障备份 ：一个节点故障 ，集群其他节点会接管工作负荷。灵活的实现 N+1、 N+M 的冗余备份。

线性伸缩 ：增加集群的节点 ，即可扩容系统的整体容量。

统一管理：连接集群的任何一个节点 ，即可对整个集群进行统一管理。

3.2.4  多协议（Multiple Protocol）

TC-Cloud 管理系统支持多种桌面协议 ：RDP、SPICE、PCoIP。具体能支持哪种协议与虚拟化平台相关。 使用 Proxmox虚拟化时 ，可以支持 SPICE、 RDP。使用 VMware虚拟化时 ，可以支持 PCoIP、 RDP。使用     Hyper-V、XenServer 平台时 ，支持 RDP 协议。

3.2.5  丰富的云终端

TC-Cloud 桌面云提供了丰富的配套云终端。包括 ARM 云终端 JC10、x86 云终端 JC30、云终端一体机 JC30AIO。另外，通过 TC-Cloud 瘦客户机软件系统 ThinOS，可以把现有的旧 PC 改造成瘦客户机。TC-Cloud 虚拟桌面管理系统内置了对于云终端的自动发现和配置 ，可以实现即插即用。凭借配套的终端管理系统 ，可以  实现都云终端的集中管理。实现远程开关机、配置、升级、监控等功能。提高终端的维护和管理效率。

3.3  TC-Cloud 典型部署

TC-Cloud 支持不同的组网场景 ，包括单机部署、高可用集群部署、超融合部署、多节点集群部署。灵活 的部署方式能够适应不同应用场景的组网需求。

3.3.1  单机部署方案

图9. 单机部署方案

该方案适合于小规模单服务器的部署。该方案的特点是 ，部署快捷 ，维护简单。适用于小微企业办公、学 校的云教室、 呼叫中心等场合。一般建议单服务器用户不超过 60。

单机方案适用于以下虚拟化平台：

. Hyper-V Server 2012R2、 Hyper-V Server 2016

. Windows Server 2012R2、Windows Server 2016、Windows Server 2019

. VMware vSphere 6.0、 6.5、 6.7

. Proxmox 5.3  以上

. XenServer 6.2

3.3.2  高可用集群部署方案

图10.        高可用集群部署方案

该方案需要配置共享存储。在虚拟化系统中配置高可用群集 ，形成虚拟化资源池。资源池内的虚拟机可以  在不同的服务器上热迁移。当一台服务器故障时，集群的 HA 机制可以将虚拟机在其他节点上启动。TC-Cloud 和桌面虚拟机都依赖于虚拟化的 HA 机制来保证可靠性。

该方案适合于企业办公，以及其他对于数据可靠性要求较高的场合。服务器按照 N+1 配置，预留一台服务 器作为冗余。

该方案适用于以下虚拟化平台：

. Hyper-V Server 2012R2、 Hyper-V Server 2016

. Windows Server 2012R2、Windows Server 2016、Windows Server 2019

. VMware vSphere 6.0、 6.5、 6.7

. Proxmox 5.3  以上

3.3.3  超融合部署方案

                                    图11.        超融合部署方案

超融合方案采用分布式存储系统 ，通过运行在服务器上的分布式存储软件把服务器内的 SSD、 HDD 资源  聚合成一个逻辑上统一的存储池 ，然后提供给虚拟化系统。超融合方案可以节省昂贵的共享存储的费用 ，具有 更好的可靠性、可扩展性。

TC-Cloud 的超融合部署方案支持以下几种配置：

1、VMware vSphere ，启用 VSAN 实现分布式存储。

2、Windows Server 2016 数据中心版本 ，启用  Storage Space Direct（ S2D）实现分布式存储。

3、采用 Proxmox虚拟化 ，启用 Ceph 构建分布式存储。

采用超融合部署时 ，建议服务器通过 10GE 的以太网连接。

采用超融合方案部署时，虚拟化系统也支持高可用集群。能够实现虚拟桌面和 TC-Cloud 管理节点的高可 用。

3.3.4  管理节点集群部署方案

图12.        管理节点集群方案

管理节点的集群方案可以将套单机部署的桌面云系统聚合成一个逻辑上统一的桌面云系统 ，实现资源的跨 节点分配和调用。采用该部署方案时 ，TC-Cloud 管理系统实现了跨节点的高可用性。管理员登录任何一个管 理节点 ，都可以对整体系统进行操作和管理。桌面用户从任何一个管理节点都可以连接到自己的虚拟桌面。 当 一台服务器故障时 ，其他的服务器上运行的桌面云服务不受影响。

管理节点集群方案适合于公有桌面池的方案。在服务器故障后 ，用户可从其他的服务器获得新的桌面 ，从 而保障桌面业务的连续性。专用桌面需要在服务器本地保存用户的个人数据。在服务器故障后 ，专用桌面池的 桌面将无法为用户提供服务 ，直到服务器恢复。

3.4  TC-Cloud 桌面云方案优势

成熟&稳定

基于开放架构 ，支持主流商业虚拟化平台、多种协议（RDP、PCoIP、SPICE）。兼容多种虚拟化平台、服 务器硬件 ，避免被厂家锁定。

灵活&通用

能够面向不同的场景，选择最合适的虚拟化平台和桌面协议。充分利用 IT 维护人员在服务器虚拟化上的经 验；兼容企业已有的 IT 基础设施。

简单&高效

采用向导方式的系统配置和模板编辑功能。如果您熟悉虚拟化技术，即可着手基于 TC-Cloud 系统搭建桌 面云系统 ， 自主完成项目的实施。

4、云桌面平台特性

TC-Cloud 云教室内置 TC-Cloud®桌面虚拟化管理系统 ，它兼容多种虚拟化平台 ，实现了基于资源池  的桌面虚拟机管理策略，管理员和用户都可以通过浏览器接入到 TC-Cloud 系统。瘦客户机内置了 TC-Cloud 客户端 ，用户只需要设置 TC-Cloud 系统入口地址即可通过终端接入。

4.1  基于模板的桌面克隆和自动化桌面发放

TC-Cloud 系统基于标准桌面镜像创建桌面模板，再基于模板克隆创建桌面虚拟机。根据桌面池策略自动 化发放和回收桌面虚拟机。从制作桌面模板 ，创建桌面池 ， 自动创建桌面虚拟机 ，到用户登陆时系统完成桌面  的创建和指派 ，全部实现自动化。

图 4-  1    自动化的桌面发放

4.2  提供基于浏览器的图形化管理界面

同时为系统初始化提供了全程的向导，管理系统自动引导用户完成初始配置和用户桌面的创建。TC-Cloud 不需要管理员有额外专业背景知识 ，绝大多数情况下 ，管理员可以自助完成。

图 4-  2   简单明了的主控界面

4.3  提供公用桌面和专用桌面

公用桌面：在用户使用完桌面后 ，桌面虚拟机可以根据策略回收 ，适合学生上课桌面。公用桌面的创建由 TC-Cloud 依据桌面池配置自动化完成； 同时公用桌面的回收（销毁）也是依据桌面池的配置策略执行。

专用桌面：指用户拥有的个人虚拟桌面 ，不会被系统自动回收 ，用户的个人数据被持久化保存 ，比较适合 教师办公桌面。

图 4-  3   专用桌面和公用桌面

4.4  支持与 Active Directory 域用户管理的无缝集成

企桌面办公环境 ，通常会使用域管理服务 ，TC-Cloud 可以无缝的集成 AD 域管理服务 ，用户登录 TC-Cloud 虚拟桌面系统和虚拟桌面 ，只需一次 AD 域用户认证。

4.5  支持多存储资源池，内存去重和 IO 加速

多存储资源池 ，方便用户对现有的存储资源进行扩容 ，也不必改变原有的存储资源 ，实现不断业务的存储 扩容。多级存储资源 ，可以为不同的桌面池配置不同的存储资源 ，提供差异化的存储性能。也可以为母盘镜像 指定单独的高速存储介质 ，提供极好的母盘镜像访问性能。

图 4-  3   多存储池和分级存储

基于虚拟化层的内存去重技术，可以为非持久化桌面提供高 IO 性能保证和高压缩比的存储空间利用。通常 情况下 ，虚拟机密度越高的部署场景 ， 内存去重的收益越明显。 同时由于去重后的大量主镜像数据可以缓存在  内存中，虚拟机开机、用户体验原来受硬盘 IO 限制的情况大为改善，不仅可以提供极速的开关机体验，还大大 降低由于磁盘操作带来的桌面操作延时。

图 4-  4   基于内存的数据去重和 IO 加速

4.6  支持用户数据盘

用户数据盘（D 盘） ，可以用于永久保留用户数据 ，即使虚拟机被回收或删除 ，适合保存学生上课需要持 久话保存的文件。

图 4-  5    自动化的桌面发放

4.7  支持多网络资源池、支持共享 GPU 虚拟化

TC-Cloud 可以为不同桌面池指定不同的网络资源，实现桌面虚拟机的逻辑隔离。提供更好的网络安全性。 另外基于虚拟化平台的 GPU 资源 ，可以为桌面分发vGPU 资源 ，支持类似 Google Earth、AutoCAD 的 3D    应用程序（高端、渲染级的三维设计软件 ，需要具体验证性能 ，通常使用 GPU 直通虚拟化更合适）。

                            图 4-  6   支持 Direct3D 软件

4.8  支持线性扩容

用户采用桌面虚拟化基础设置的过程 ，也是一个不断尝试和扩容的过程。云教室的线性扩容能力 ，可以有  效优化用户的投资 ，降低初始投资规模 ，按需部署。TC-Cloud 集群 ，支持负载均衡调度和桌面备份策略：在 采用采用集群部署时 ，TC-Cloud 可以实现集群内部的负载均衡调度 ，确保系统资源的充分利用。另外

TC-Cloud 集群支持虚拟桌面在各服务器节点间的定时备份 ，提高系统可靠性。

图 4-  7   线性扩容

5、面向教学场景的重点特性

5.1  丰富的模板仓库

TC-Cloud 提供模板仓库功能 ，可以在线下载常见的桌面操作系统（Windows、 Linux、国产系统）。避 免了制作模板的繁琐过程。这些模板 ，与桌面云系统都做了重复的适配和优化。管理员可以完成云教室环境的 部署。

图 5-  1a   快速制作模板

云教室管理员 ，选择合适的桌面镜像 ，下载到云桌面系统 ，然后编辑模板 ，增加应用软件。TC-Cloud 系 统可以在 5-10 分钟创建出一个教室的所有桌面。

图 5-  1b   快速制作模板

5.2  Zero Touch（零接触）的终端配置

TC-Cloud 集成了对云终端的自动配置 ，可以实现终端的即插即用。实现零接触（Zero Touch） 的云终 端配置管理。极大提高了终端管理和配置的效率。

图 5-  2   云终端的自动配置

使用自动配置功能 ，避免了逐一配置云终端的繁琐过程。提高了云教室管理的效率。

5.3  快速的桌面获取和一键还原

业界超快的桌面获取速度 ，云主机服务器开机 3 分钟内即可获得可用的桌面。如果开启桌面还原功能 ，每 次下课后系统在 3 分钟内还原全部桌面 ，所有桌席又是全新的干净的桌面。

图 5-  3   快速桌面发放与还原

5.4  基于课程表的自动化桌面调度

图 5-  4   桌面池的课程表调度

5.5  教师控制台直接到终端的屏幕广播

在虚拟化的电子教学环境中 ，最大的区别在于使用虚拟化主机代替了原来的物理 PC 主机 ，学生使用的 Windows 桌面被虚拟化到了数据中心的服务器上。原来 PC 教学环境中 ，教师台和学生 PC 的互动 ，演化成教 师控制台和学生虚拟桌面的互动。虚拟化 PC 相比传统的物理 PC 而言带来了许多便利，例如集中管控，快速桌 面发放 ，快速应用发放 ，桌面快速回收 ，快速还原等等 ，包括低功耗、绿色环保等优势。但是由于虚拟化桌面 需要通过远程桌面协议和云终端在学生台面呈现 Windows 桌面 ，教师控制台和虚拟化桌面大画面互动 ，会带

来延时体验 ， 同时增加服务器的处理压力。其中最重要的就是教师控制台的屏幕广播功能。

通过优化系统架构 ，将教师控制台的屏幕广播数据直接广播到云终端 ，不仅可以降低服务器的压力 ，还可

以获得高清和低延时的学生端体验。该特性作为 TC-Cloud 云教室平台的重要组成部分，可以为虚拟化电子教

学系统提供 1080p 级别的极速广播体验。

图 5-  5   广播到云终端

6、项目的组网和配置（普教）

6.1  项目需求

项目为某中学的云教室 ， 除了日常的文字处理、编程、浏览器外 ，还需要使用 3Done、SolidWorks 等软 件。教室包括 60 学生 ，一台教师机。

按照人均 8G 内存 ， 1GB  显存设计。支持运行需要 OpenGL 和 DirectX 能力的三维应用软件。

6.2  目组网

本项目包括 60 个桌面 ，应用于中学的教学。教学

本项目包括 1 个 45 用户的云教室。每个云教室的组网如下：

每个云教室的硬件包括：

1、 60 台云终端

2、 1 台教师 PC 机

3、一台服务器

4、 3 台 24 口交换机

5、一台路由器 ，路由器接互联网或者校园网。

6.3  项目配置清单

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