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职教渲染实训云解决方案

1 传统渲染实训平台面临的挑战

在职业教育行业中,多媒体渲染、三维CAD设计、CAE前后处理等课程对图形处理性能提出了很高的要求,一般都需要高端的图形工作站来满足。大量的图形工作站对资料文件的保密、工作站的管理带来很大的难度,硬件资源的利用率较低。

1)资源浪费。每个设计人员配置独立的工作站,给管理员带来巨大的挑战,如果配置太低,有可能对某些特殊的模型不能满足需求;如果配置太高,工作站在大部分时间都处于闲置状态,造成资源的浪费。此外,面对硬件的频繁升级,工作站的维护和升级成本都是巨大的。

2)管理混乱。由于数据和应用软件不集中,管理员需要对每个用户的终端进行管理,既要保证用户权限、应用软件版本,又要顾及用户数据安全。如果用户信息再发生频繁变动,管理员的工作量也会急剧上升。

3)数据安全性问题。人员的增多伴随而来的是数据安全性的问题,每个设计人员配备本地工作站,数据全部放在本地,导致数据安全的不确定性。设计人员有机会从本地将数据转移,本地的普通工作站硬盘也有可能因为人为因素,如断电、洒水等原因损坏。

2 职教渲染实训云解决方案

使用基于远程虚拟桌面技术的曙光职教渲染云解决方案可以有效的解决在职业教育行业中传统渲染实训平台遇到的问题。通过在高端图形工作站上建立虚拟机、为虚拟机分配图形显卡的方式,可以在一台工作站上建立多台具有高端图形显示功能的虚拟桌面;通过远程的方式连接虚拟桌面,可以有效的保证数据的安全性;所有的虚拟机都可以通过虚拟机管理控制台来统一集中管理,大大降低了管理难度。

3 职教渲染实训云核心技术解析

曙光职教渲染实训云采用国内首款专用图形云计算产品“云图”工作站构建,可以让GPU处理器工作在硬件虚拟化层上,灵活地调度图形计算资源。采用“云图”,设计人员只需要利用瘦终端就能展开图形设计,而无需传统的图形工作站。

云图工作站架构示意图

天阔W760-G10云图工作站是曙光基于Nvidia GRID技术开发的图形云工作站产品。云图工作站采用最新的虚拟化技术,可为用户提供专用/共享等不同模式。同时,基于虚拟化桌面的远程连接方式为用户提供高安全,高效率,高可维护的图形云计算解决方案。

曙光云图工作站的技术特性与优势如下:

1) 全新的虚拟化方案

基于GRID的虚拟化方案,可基于芯片提供直通式GPU虚拟化,也可直接分配CUDA核心,把每个GPU核心拆分为若干个虚拟核心。

2) 高安全

采用桌面虚拟化,可以使设计人员的操作和设计文件的存储限定在远程服务器端,传输到设计人员桌面上的仅仅是加密后的视频信号,极大增强了设计的安全性。

3) 高可维护性

管理员不再需要对员工的工作用机一一的配置和维护,所有的维护工作都集中在云图站上。

4) 集成远程KVM,轻松实现远程管理

为云图站系统的大规模部署和远程分布式应用提供便捷的管理能力;允许从任何地点通过网络访问、安装、配置和控制远端云图站;硬件级别的访问及控制,与操作系统无关;高安全性,所有传输的数据均经过数据加密。

5) 基于硬件的系统监控屏

前面板上提供报警监控屏,可以显示云图站信息,CPU温度、风扇转速、当前使用功率等状态,管理接口IP地址,监控云图站工作状态,显示硬件故障报警,便于管理员快速找到故障部件,迅速排查故障,降低宕机损失。

6) 成熟的硬件

底层2U服务器基于曙光主流标准产品制造,年用量达数万台,散热,稳定性均已久经考验。

4 方案优势介绍

(1)集中

1) 资源灵活配置

灵活性地为用户提供直通、虚拟、共享等多种云计算平台GPU使用模式,并可以对中央处理器、图形处理器“按需分配”,对内存和存储池资源进行切割。

2) 低维护成本

减少了需要维护的机器数量,由几十上百台的图形工作站精简到数台图形计算虚拟化节点。同时,所有后端图形计算虚拟化节点统一监控和管理,大大减少了运维人员的维护成本。

所有虚拟桌面可以由唯一一个标准操作系统镜像统一供给,带来的运维便利就是仅需对此唯一的标准操作系统镜像进行维护。比如,操作系统的补丁修补和防病毒软件的特征码更新,只需要执行一次操作,即可应用到所有的虚拟桌面,运维效率显著提升。

3) 数据安全

采用集中的计算和存储方式,设计文件不再提供给前端用户使用,而是以虚拟桌面的方式给学生提供图形设计的计算服务,能够集中管理设计文件,避免文件丢失泄露。同时,瘦客户端和服务端虚拟桌面之间传递的是鼠标和键盘的信号以及桌面的画面,而不是实际的文件数据,文件数据自始至终都在远程的服务端,本地不会保留任何数据,用户不能通过客户端带走任何数据,这样数据的传输安全也得到了保证。

(2)方便

1) 移动办公

降低了终端的需求,用户无需再采用工作站,通过瘦客户端、iPad甚至手机都能完成复杂的计算工作。

2) 节能,静音

美化办公环境,降低硬件成本。向用户提供虚拟化桌面,通过零客户端远程访问服务器,可以实现服务器的一对多的使用,不再需要配置笨重庞大的PC机。

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