周杭聲

摘要：經(jīng)過多年來的積累與發(fā)展、招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高校機(jī)房的數(shù)量不斷增多，配置低并且使用時(shí)間較長的計(jì)算機(jī)等設(shè)備的數(shù)量也不少。通過研究和對比現(xiàn)有的技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)結(jié)合現(xiàn)有條件利用目前比較流行并且發(fā)展速度迅猛的云桌面技術(shù)對舊機(jī)房進(jìn)行改造的前景非常之大。該文分析了目前大多數(shù)高校計(jì)算機(jī)機(jī)房面臨的問題；針對基于云桌面的舊機(jī)房改造的需求分析和云桌面技術(shù)的應(yīng)用方面探討。

關(guān)鍵詞：云桌面；機(jī)房改造；虛擬化

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0074-02

Abstract：After years of accumulation and development， the enrollment scale continues to expand， the room increasing number， low profile and use the number of longer time of computers and other equipment are also quite a few. Through the study and comparison of existing technology can be found according to the present conditions of the current popular and development speed rapid cloud desktop technology to the old room for transformation of the future of the very large. This paper analysis the problems currently facing the most college computer room； in the light of the discussion based on the application of desktop cloud old room renovation needs analysis and cloud desktop technology.

Key words： cloud desktop； computer room transformation； virtualization

多數(shù)高校原有的機(jī)房計(jì)算機(jī)正面臨著龐大的應(yīng)用軟件快速更新、機(jī)器頻繁使用、設(shè)備的故障率和病毒入侵頻率不斷提高等諸多問題的挑戰(zhàn)，已經(jīng)不能滿足要求越來越高的計(jì)算機(jī)教學(xué)。云桌面技術(shù)的橫空出世給信息化建設(shè)帶來了新一輪的技術(shù)革命。它以一種全新的技術(shù)模式向用戶提供服務(wù)，為廣大教師的日常教育教學(xué)和科研工作帶來更加強(qiáng)勁的推動(dòng)力。利用云桌面技術(shù)可以輕易解決以往日常機(jī)房管理過程中經(jīng)常遇到的軟件安裝、系統(tǒng)分發(fā)、重復(fù)投資、硬件維護(hù)困難、資源分配不合理等問題。

1云桌面簡述

云桌面是如今大數(shù)據(jù)與云計(jì)算時(shí)代蓬勃發(fā)展的典型應(yīng)用，通過虛擬化的方式，集成互聯(lián)網(wǎng)精華應(yīng)用，依托高度加密算法，為互聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層次用戶提供最簡便、最豐富、最安全、最貼心的服務(wù)。一個(gè)云桌面系統(tǒng)的典型架構(gòu)可分為終端接入，云桌面系統(tǒng)和訪問的業(yè)務(wù)系統(tǒng)三個(gè)層次，用戶通過各種終端通過桌面顯示協(xié)議訪問云桌面接入地址或門戶，該訪問地址或接入門戶一般前置負(fù)載均衡設(shè)備。由用戶管理服務(wù)器，通過用戶管理系統(tǒng)驗(yàn)證用戶身份，認(rèn)證通過后請求被定向到基于分布式云計(jì)算存儲(chǔ)技術(shù)的服務(wù)器中，最終給用戶分配一臺虛擬機(jī)讓用戶實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的PC體驗(yàn)。

2 改造需求分析

2.1 教學(xué)功能的需求

教學(xué)功能需求主要有兩大方面一個(gè)是如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、信息搜索、電子商務(wù)等對計(jì)算資源要求不高的課程。另一個(gè)方面是如多媒體制作、圖像制作和處理、數(shù)據(jù)庫管理等要求大量計(jì)算資源的課程。云桌面必須合理分配計(jì)算資源，同時(shí)每一個(gè)機(jī)房根據(jù)不同的課程要求靈活申請資源?？梢詫⒔處熑粘Ｊ褂玫淖烂姝h(huán)境完美的遷移到任何一處終端并且在一定的時(shí)間內(nèi)保留需要保留的操作。

2.2 虛擬化管理

虛擬化管理是指針對虛擬機(jī)的部署以及虛擬環(huán)境組建的管理過程，是目前在虛擬化應(yīng)用中不可或缺的重要組成部分，提高運(yùn)營效率。讓數(shù)據(jù)中心不會(huì)過時(shí)，確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。利用集成式備份和恢復(fù)來保護(hù)和訪問數(shù)據(jù)。讓數(shù)據(jù)有更強(qiáng)的可恢復(fù)性。

2.3 能耗優(yōu)化管理機(jī)制

針對云桌面數(shù)據(jù)中心能量正嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象，我們需要一個(gè)有效的能耗優(yōu)化管理機(jī)制，現(xiàn)有的云能耗優(yōu)化算法主要體現(xiàn)在對通信角度的優(yōu)化！對空閑網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化，對執(zhí)行能耗優(yōu)化以及對通過控制動(dòng)態(tài)電壓變化來控制能耗的優(yōu)化。

2.4 任務(wù)調(diào)度管理機(jī)制

云桌面環(huán)境下的資源具有動(dòng)態(tài)多變，按需提供，按量提取，任務(wù)差異大，任務(wù)偏好行強(qiáng)等特點(diǎn)，任務(wù)調(diào)度管理機(jī)制的目標(biāo)就是對用戶提交的所有任務(wù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化調(diào)度，并盡量提升云計(jì)算系統(tǒng)的總體吞吐率，其具體目標(biāo)包括：服務(wù)質(zhì)量（QoS）、負(fù)載均衡、經(jīng)濟(jì)適用原則和節(jié)能減排等。

2.5 網(wǎng)絡(luò)帶寬需求

云桌面使用的桌面顯示協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)帶寬有比較大的要求，在規(guī)劃建設(shè)方案時(shí)，要求各終端網(wǎng)點(diǎn)的接入網(wǎng)絡(luò)帶寬和質(zhì)量能夠滿足云桌面用戶需要，接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)帶寬=終端數(shù)量X單個(gè)云桌面需要的帶寬，接入網(wǎng)出口帶寬應(yīng)能滿足帶寬需求。

2.6 負(fù)載均衡需求

負(fù)載均衡的目的就是將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行負(fù)載進(jìn)行均衡分?jǐn)?，由多個(gè)同類型設(shè)備交互操作來完成不同單元上的任務(wù)，例如Web和FTP服務(wù)器、關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器等，從而共同完成工作任務(wù)。

3云桌面平臺設(shè)計(jì)

3.1云桌面管理平臺功能設(shè)計(jì)

用戶管理模塊，主要提供用戶登錄管理平臺的用戶驗(yàn)證和登錄客戶端的用戶驗(yàn)證。

系統(tǒng)模板管理模塊，主要負(fù)責(zé)鏡像和快照的創(chuàng)建、修改、備份等管理功能。

云桌面管理模塊，主要提供了對于模板與終端用戶的對應(yīng)關(guān)系的管理，云桌面分發(fā)以及系統(tǒng)信息的查詢。

客戶端控制模塊，接收并返回客戶端的桌面信息請求。

3.2云桌面架構(gòu)平臺設(shè)計(jì)

我校云桌面平臺采用高可用方式部署，如圖4-2，需要以下服務(wù)器作為核心組件，其中；設(shè)計(jì)平臺網(wǎng)關(guān)服務(wù)器部署安裝Red Hat Linux操作系統(tǒng)系統(tǒng)，安裝平臺網(wǎng)關(guān)模塊應(yīng)用，后臺數(shù)據(jù)庫。負(fù)載均衡的設(shè)計(jì)采用雙機(jī)主備方式部署，負(fù)責(zé)處理核心服務(wù)器的負(fù)載均衡，會(huì)話連接的指派分發(fā)。

虛擬化平臺核心服務(wù)器，通過部署安裝Red Hat 系統(tǒng)，將平臺管理模塊，虛擬化邏輯安裝在核心服務(wù)器上。采用集群方式部署，負(fù)責(zé)用戶管理、連接管理， 將應(yīng)用服務(wù)器處理后的結(jié)果以圖形增量的方式傳遞給用戶終端。同時(shí)對各種虛擬桌面、云應(yīng)用、資源等，提供了一體化的管理平臺。

虛擬化平臺代理服務(wù)器，通過部署windows server 2008/2012系統(tǒng)，安裝云桌面代理控制中心模塊。采用集群方式部署，負(fù)責(zé)承載各種內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及應(yīng)用客戶端，與核心服務(wù)器進(jìn)行通信對用戶指令的執(zhí)行等。

桌面應(yīng)用虛擬化管理平臺，集控云桌面管理平臺負(fù)責(zé)管理本項(xiàng)目范圍內(nèi)的各類IT資源系統(tǒng)或設(shè)備，接收并執(zhí)行來自虛擬桌面、應(yīng)用業(yè)務(wù)的指令，根據(jù)指令完成資源部署、資源操作、資源巡查等任務(wù)，收集整理資源計(jì)量信息，為本項(xiàng)目的管理人員提供系統(tǒng)配置、管理門戶等必要的管理功能。

3.3云桌面硬件平臺規(guī)劃設(shè)計(jì)

在硬件平臺規(guī)劃中，具體的硬件設(shè)備涉及服務(wù)器、磁盤存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由器，交換機(jī)等）、安全產(chǎn)品（硬件防火墻、監(jiān)控設(shè)備）等。經(jīng)過分析實(shí)際情況以及未來擴(kuò)充的需求等因素，我校云桌面硬件平臺使用x86架構(gòu)服務(wù)器，使用性價(jià)比較高的iSCSI結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器。

3.4網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)

本次改造云桌面網(wǎng)絡(luò)主體主要包括舊臺式機(jī)、承載云桌面虛擬機(jī)的X86服務(wù)器、云桌面平臺管理服務(wù)器以及中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。本次改造要求實(shí)現(xiàn)全光纖到機(jī)房，合理劃分Vlan，云桌面具備完全代替PC的網(wǎng)絡(luò)能力，要求可以訪問各種應(yīng)用服務(wù)器，合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，能訪問互聯(lián)網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)，還必須支持本地操作系統(tǒng)中各種應(yīng)用軟件的網(wǎng)絡(luò)互連的能力。

4結(jié)束語

云桌面的現(xiàn)代IT應(yīng)用模式以其在云計(jì)算、云存儲(chǔ)、云安全等領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢，將給現(xiàn)有的舊機(jī)房帶來更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)體驗(yàn)與服務(wù)，對教育信息化來說這是一場信息大變革，云桌面技術(shù)明顯地改善了傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境，在擴(kuò)大高校計(jì)算機(jī)教學(xué)、管理的技術(shù)研究領(lǐng)域跨了重要一步，通過桌面虛擬化技術(shù)將為高校教學(xué)科研帶來更多更美好的發(fā)展前景。同時(shí)云桌面技術(shù)作為云計(jì)算應(yīng)用的一種具體體現(xiàn)，可以有效降低機(jī)房建設(shè)的成本，它安全、便于管理、可擴(kuò)展性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保，就目前的發(fā)展趨勢而言，云桌面取代 PC 是一種技術(shù)潮流。因此，我們可以預(yù)見，隨著硬件成本的不斷降低以及人們對虛擬化技術(shù)的需求的不斷提升，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)將會(huì)被云桌面終端所取代。

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