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        基于桌面虛擬化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

        2014-04-29 00:00:00黃永好
        基層建設(shè) 2014年21期

        摘要:虛擬化桌面是指將計(jì)算機(jī)的桌面進(jìn)行虛擬化,以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。隨著全球網(wǎng)絡(luò)化、信息化的飛速發(fā)展,虛擬化技術(shù)也得以廣泛應(yīng)用,桌面虛擬化技術(shù)因其具有諸多優(yōu)勢(shì)廣受關(guān)注:桌面虛擬化作為“云計(jì)算”的關(guān)鍵技術(shù)之一,以其低成本、低功耗、高安全、易管理等特性成為發(fā)展最快、最具應(yīng)用前景的新技術(shù)。用戶使用智能手機(jī)、筆記本等移動(dòng)終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)自己的桌面環(huán)境移動(dòng)辦公與生活,既安全又靈活。本文通過(guò)桌面虛擬化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,為廣大使用者提供一個(gè)可信度非常高的參考。

        關(guān)鍵詞:虛擬化;桌面虛擬化;結(jié)構(gòu);現(xiàn)狀及改善

        1"概述

        緊緊圍繞“實(shí)現(xiàn)一體化、現(xiàn)代化、智能化”的總體目標(biāo),以《中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司“十二五”信息化規(guī)劃》為依據(jù),根據(jù)廣東電網(wǎng)公司提出“優(yōu)化信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境,提高軟硬件資源的效能”的創(chuàng)先工作任務(wù),引入綠色I(xiàn)T理念,建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心,降低設(shè)備總體能耗的要求,東莞供電局于2010年開展服務(wù)器虛擬化項(xiàng)目建設(shè),對(duì)IDC服務(wù)器資源進(jìn)行了全面整合,并取得了良好的成效。通過(guò)將計(jì)算機(jī)桌面進(jìn)行虛擬化,用戶可以使用不同終端設(shè)備,如個(gè)人電腦、智能手機(jī)、上網(wǎng)本等,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)自己的桌面環(huán)境,既安全又靈活。桌面虛擬化技術(shù)已成為發(fā)展最快、最具應(yīng)用前景的新技術(shù)。

        2"桌面虛擬化定義

        2.1"虛擬化定義

        虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ),是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行,是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理,優(yōu)化資源的解決方案。如同空曠、通透的寫字樓,整個(gè)樓層沒(méi)有固定的墻壁,用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間,進(jìn)而節(jié)省成本,發(fā)揮空間最大利用率。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同需求進(jìn)行重新規(guī)劃以達(dá)到最大利用率的思路,在IT領(lǐng)域就叫做虛擬化技術(shù)。結(jié)合東莞供電局的實(shí)際需求,在試點(diǎn)部門,生產(chǎn)班組,營(yíng)業(yè)廳、呼叫中心、第三方外委等開展桌面虛擬化推廣應(yīng)用,提高桌面終端的使用控制,降低維護(hù)工作量,提高桌面終端的安全性、可用性,完善現(xiàn)有的安全保障體系,增強(qiáng)信息安全設(shè)備的性能和可靠性,提高運(yùn)維水平。整合現(xiàn)有IT資源,提高基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)施的綜合利用率。

        虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量,簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行,允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響,從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

        虛擬化技術(shù)有很多定義,下面就給出了一些這樣的定義。

        “虛擬化是以某種用戶和應(yīng)用程序都可以很容易從中獲益的方式來(lái)表示計(jì)算機(jī)資源的過(guò)程,而不是根據(jù)這些資源的實(shí)現(xiàn)、地理位置或物理包裝的專有方式來(lái)表示它們。換句話說(shuō),它為數(shù)據(jù)、計(jì)算能力、存儲(chǔ)資源以及其他資源提供了一個(gè)邏輯視圖,而不是物理視圖?!?——"Jonathan"Eunice,Illuminata"Inc。

        “虛擬化是表示計(jì)算機(jī)資源的邏輯組(或子集)的過(guò)程,這樣就可以用從原始配置中獲益的方式訪問(wèn)它們。這種資源的新虛擬視圖并不受實(shí)現(xiàn)、地理位置或底層資源的物理配置的限制?!?——"Wikipedia

        “虛擬化:對(duì)一組類似資源提供一個(gè)通用的抽象接口集,從而隱藏屬性和操作之間的差異,并允許通過(guò)一種通用的方式來(lái)查看并維護(hù)資源。”"——"Open"Grid"Services"Architecture"Glossary"of"Terms。在虛擬化技術(shù)進(jìn)一步完善后,桌面虛擬化應(yīng)運(yùn)而生。

        2.2"桌面虛擬化定義

        桌面虛擬化將用戶的桌面環(huán)境和與其他的終端設(shè)備解耦合。服務(wù)器上面存放的是每個(gè)用戶的完整桌面,用戶可以使用不同的終端設(shè)備,如個(gè)人電腦、智能手機(jī)、PAD等,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)該桌面環(huán)境。桌面虛擬化具有以下優(yōu)勢(shì):

        首先,簡(jiǎn)化運(yùn)維工作、降低運(yùn)維成本。能夠使用軟件從集中位置來(lái)配置PC和其他客戶端設(shè)備,系統(tǒng)管理與維護(hù)集中在數(shù)據(jù)中心,而虛擬桌面使用者可分布到各地。

        其次,安全性更高。桌面虛擬化將終端的資源集中到后臺(tái)數(shù)據(jù)中心中,系統(tǒng)管理者可對(duì)終端進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證、管理和更為靈活的資源調(diào)度分配。終端用戶接收到的只是通過(guò)桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議傳輸?shù)膱D片,而虛擬機(jī)和企業(yè)數(shù)據(jù)始終存放在數(shù)據(jù)中心,大大提高安全性。

        再次,更易對(duì)桌面及數(shù)據(jù)進(jìn)行備份與容災(zāi)。由于桌面環(huán)境被保存為一個(gè)個(gè)虛擬機(jī),通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行快照、備份,就可以實(shí)現(xiàn)全備份,出現(xiàn)故障時(shí),也能夠快速恢復(fù)。

        3桌面虛擬化技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        在系統(tǒng)構(gòu)成方面,桌面虛擬化技術(shù)由服務(wù)器、虛擬化桌面主機(jī)、連接代理和瘦客戶機(jī)四部分構(gòu)成。其中,服務(wù)器主要用于對(duì)桌面操作環(huán)境進(jìn)行資源分配、應(yīng)用部署、數(shù)據(jù)備份等;虛擬化桌面主機(jī)則是由服務(wù)器創(chuàng)建的虛擬桌面環(huán)境,在該環(huán)境下用戶可以通過(guò)相關(guān)的遠(yuǎn)程連接協(xié)議實(shí)現(xiàn)與硬件設(shè)備的連接和操作;連接代理主要用戶控制用戶可控制或可訪問(wèn)的虛擬桌面;瘦客戶機(jī)則是提供人機(jī)交互的主要終端設(shè)備。

        4.虛擬化桌面的優(yōu)勢(shì)

        4.1更廣泛與簡(jiǎn)化的終端設(shè)備支持。作為云計(jì)算的一種方式,由于所有的計(jì)算都在服務(wù)器上進(jìn)行,不再要求高端的終端設(shè)備,通過(guò)桌面虛擬化,瘦客戶端又像無(wú)盤工作站那樣得到應(yīng)用,而且智能手機(jī)、上網(wǎng)本,甚至電視等都成為可用設(shè)備,這也恰恰是云計(jì)算的靈魂所在。由于計(jì)算全發(fā)生在計(jì)算中心,大大降低了客戶端的壓力,使得更簡(jiǎn)化的客戶端得以廣泛使用。因此,終端設(shè)備的可選擇性更加廣泛,滿足不同的應(yīng)用需求。

        4.2終端設(shè)備采購(gòu)、維護(hù)成本大大降低。虛擬化桌面IT架構(gòu)的簡(jiǎn)化,帶來(lái)的直接好處就是降低了終端設(shè)備的采購(gòu)和維護(hù)成本。更重要的是,瘦客戶端的報(bào)廢周期一般為6-8年,比PC長(zhǎng)一倍,則終端投資二期就直接減少。另外,現(xiàn)有的PC系統(tǒng)也可以大大延長(zhǎng)使用周期,只要外設(shè)可以使用,就可以轉(zhuǎn)化為普通終端,間接降低了電子垃圾的產(chǎn)生數(shù)量。

        4.3集中管理、統(tǒng)一配置,使用安全。管理員可以在數(shù)據(jù)中心對(duì)所有桌面和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一配置和管理。如系統(tǒng)升級(jí)、應(yīng)用安裝等,避免了由于終端分布造成的管理困難和成本高昂。可以有效的對(duì)操作系統(tǒng)打補(bǔ)丁和統(tǒng)一的防病毒防護(hù),由于傳遞的只是最終運(yùn)行圖像,所有的數(shù)據(jù)和計(jì)算都發(fā)生在數(shù)據(jù)計(jì)算中心,則機(jī)密數(shù)據(jù)和信息不需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞,安全性大大增強(qiáng)。另外這些數(shù)據(jù)也可以通過(guò)管理員設(shè)置權(quán)限不允許客戶端訪問(wèn)和下載。

        4.4降低耗電、節(jié)能減排。傳統(tǒng)PC的能耗一般在200W以上,而瘦客戶端的能耗卻僅僅是25W左右。所以,由于使用了瘦客戶端,耗電量會(huì)大大降低,實(shí)現(xiàn)了桌面虛擬化,具有規(guī)模效應(yīng),瘦客戶端數(shù)量越多,收益和效率越突出。

        4.5提高商業(yè)合作效率與生產(chǎn)力。通過(guò)桌面虛擬化,數(shù)據(jù)可以透明的向后臺(tái)數(shù)據(jù)中心集中。等協(xié)作結(jié)束后,只需收回虛擬機(jī)資源即可,無(wú)需為其再單獨(dú)購(gòu)買終端,同時(shí)也提高了生產(chǎn)力。另一個(gè)可以提高效率的要素是桌面虛擬化的平臺(tái)無(wú)關(guān)性。只需上網(wǎng)登錄你的賬號(hào)就可以訪問(wèn)自己的桌面和應(yīng)用,即使不用PC,只要有一部智能手機(jī),無(wú)論何操作系統(tǒng),甚至是iPad等平板電腦,都可以通過(guò)終端軟件接受虛擬桌面和虛擬應(yīng)用。

        5.虛擬化桌面的不足之處

        5.1初始成本較高。桌面虛擬化并不是免費(fèi)的服務(wù),初始成本相對(duì)較高。進(jìn)行基礎(chǔ)架構(gòu)的改造,要購(gòu)買虛擬化軟件的許可,也需要操作系統(tǒng)的授權(quán)。部門越多,桌面數(shù)量越多的單位越適用于桌面虛擬化,而小規(guī)模的單位使用桌面虛擬化反而會(huì)增加成本。因此桌面虛擬化使用于規(guī)模較大的單位或部門。

        5.2目前的虛擬桌面性能還比不上單臺(tái)PC機(jī)桌面。由于虛擬桌面是通過(guò)后臺(tái)虛擬機(jī)來(lái)提供計(jì)算能力,再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)到桌面展現(xiàn),所以與傳統(tǒng)的PC機(jī)在性能上相比還是有一定差距。但是利用虛擬桌面應(yīng)付一般的辦公應(yīng)用,如Office、Web應(yīng)用、郵件、視頻播放、Flash播放、數(shù)據(jù)庫(kù)/ERP的管理等還可以。若要進(jìn)行高速運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理,如3D動(dòng)畫、高清視頻等,虛擬桌面還有待網(wǎng)絡(luò)帶寬等硬件設(shè)施的進(jìn)一步的展。所以有特殊需求的用戶,應(yīng)謹(jǐn)慎選擇本方案。

        5.3虛擬桌面的高度可管理性增加用戶的信任危機(jī)。管理員從單位資源合理分布出發(fā),希望更好更集中地管理虛擬化資源,所以與辦公無(wú)關(guān)的應(yīng)用通常不會(huì)提供,但用戶可能希望有一個(gè)更為自由的辦公環(huán)境,所以虛擬桌面有可能會(huì)引起用戶的排斥,當(dāng)然正常的辦公與設(shè)備安全運(yùn)行更為重要,因此很難兩全齊美。

        6、桌面虛擬化應(yīng)用分析及改善

        由于各系統(tǒng)服務(wù)器和用戶終端的日常維護(hù)占用了很大一部分工作量,同時(shí),用戶使用的復(fù)雜性,也給管理者帶來(lái)了不小的困難。雖然通過(guò)限制用戶權(quán)限,控制訪問(wèn)加設(shè)防病毒、防火墻等方法手段可以解決部分問(wèn)題,但一旦出現(xiàn)故障(如病毒爆發(fā)等),管理員可能需要從管理端或各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排查,工作量大且成本高昂。用戶只需與傳統(tǒng)電腦操作一樣通過(guò)瘦客戶端登錄在數(shù)據(jù)中心的桌面系統(tǒng),為管理員免去了大量工作,同時(shí)用戶的所有操作都源于數(shù)據(jù)中心,便大大減輕了管理員的工作負(fù)擔(dān)。

        6.1桌面虛擬化平臺(tái)架構(gòu)調(diào)優(yōu)

        東莞供電局桌面虛擬化平臺(tái)擴(kuò)容改造,實(shí)現(xiàn)了對(duì)桌面虛擬化平臺(tái)進(jìn)行性能優(yōu)化、故障預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)隔離功能,構(gòu)建了從主機(jī)層、網(wǎng)絡(luò)層到存儲(chǔ)層均無(wú)單點(diǎn)故障的高可用虛擬化平臺(tái)架構(gòu),滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)虛擬機(jī)的的運(yùn)行需求,為東莞供電局信息化的高速發(fā)展提供可靠、高效、安全的支撐能力。

        6.2實(shí)現(xiàn)資源的有效整合及充分利用

        整合現(xiàn)有IT資源,構(gòu)建統(tǒng)一的桌面虛擬化信息系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)終端計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、應(yīng)用資源的有效共享、充分利用和統(tǒng)一管理,更加快速、高效、動(dòng)態(tài)地支持終端云平臺(tái)的高速發(fā)展。

        6.3簡(jiǎn)化PC維護(hù),改進(jìn)數(shù)據(jù)安全性

        與傳統(tǒng)的"PC"相比,虛擬桌面的維護(hù)要容易得多。因?yàn)樘摂M機(jī)的獨(dú)特特性,各項(xiàng)維護(hù)任務(wù)變得十分簡(jiǎn)單,包括修補(bǔ)應(yīng)用程序、對(duì)用戶進(jìn)行供給/解除供給、遷移到新的操作系統(tǒng)以及執(zhí)行審核職責(zé)。由于能夠?qū)?shù)據(jù)從IT"環(huán)境的邊緣移到數(shù)據(jù)中心內(nèi),從本質(zhì)上降低了"IT"部門、設(shè)計(jì)部門所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)訪問(wèn)集中化能夠緩解數(shù)據(jù)泄漏和失竊的風(fēng)險(xiǎn)并簡(jiǎn)化合規(guī)性工作程序。

        6.4降低總體投資成本,達(dá)到綠色節(jié)能的總體要求

        項(xiàng)目建設(shè)引入綠色I(xiàn)T理念,降低總體投資成本,達(dá)到數(shù)據(jù)中心高效節(jié)能的效果,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境利用效率的最大化,全面構(gòu)建綠色的虛擬化數(shù)據(jù)中心,實(shí)現(xiàn)桌面虛擬化的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

        7.整體架構(gòu)

        7.1虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)。虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)可以在整個(gè)虛擬化架構(gòu)范圍內(nèi)共享多臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理資源,允許單個(gè)物理服務(wù)器分成多個(gè)虛擬服務(wù)器,從而達(dá)到共享資源的目的。

        7.2虛擬桌面交付控制器。虛擬桌面交付控制器負(fù)責(zé)新虛擬桌面的注冊(cè),并同時(shí)將虛擬桌面的請(qǐng)求指向可用的系統(tǒng)。用戶通過(guò)整合的Web"Interface組件間接與控制器進(jìn)行交互。通過(guò)本地接收器或Web網(wǎng)站,將虛擬桌面交付給用戶。

        7.3虛擬桌面置備。本解決方案的置備服務(wù)器在虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)上,為虛擬桌面實(shí)例提供了操作系統(tǒng)鏡像。當(dāng)虛擬桌面啟動(dòng)時(shí),操作系統(tǒng)會(huì)經(jīng)通網(wǎng)絡(luò)交付給虛擬桌面。由于只要求升級(jí)基本鏡像,因此,所有的虛擬桌面將會(huì)在下一次重啟動(dòng)時(shí),使用最新鏡像。

        7.4應(yīng)用交付控制器。應(yīng)用交付控制器負(fù)責(zé)識(shí)別分配給用戶的應(yīng)用,并將其交付給虛擬桌面。應(yīng)用交付是基于用戶需求實(shí)現(xiàn)用戶桌面?zhèn)€性化的第一部分。通過(guò)分離應(yīng)用與基本桌面鏡像,便可以實(shí)現(xiàn)減少所需桌面鏡像的數(shù)量,從而將維護(hù)過(guò)程大大簡(jiǎn)化。

        7.5個(gè)性化。虛擬桌面的個(gè)性化也是當(dāng)下虛擬桌面發(fā)展的一個(gè)方向,它允許用戶按照他們的需求自定義屬于自己的工作環(huán)境。當(dāng)前,大多的產(chǎn)品采用了Microsoft的AD域控機(jī)制進(jìn)行用戶的管理和認(rèn)證。當(dāng)用戶訪問(wèn)虛擬桌面時(shí),在對(duì)其身份進(jìn)行認(rèn)證后,即可為其交付具有不同安全級(jí)別、不同應(yīng)用權(quán)限的個(gè)性化虛擬桌面。進(jìn)一步優(yōu)化個(gè)性化設(shè)置的交付,也可以使用戶無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間等待虛擬桌面的裝載。

        8"小結(jié)

        桌面虛擬化以其低成本、低功耗、高安全、易管理,已在金融、電信、電力等行業(yè)的呼叫中心、營(yíng)業(yè)廳、OA辦公等領(lǐng)域得到部署應(yīng)用。中國(guó)電信、移動(dòng)、聯(lián)通等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已在多省份分公司部署進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。桌面虛擬化正以嶄新的姿態(tài)蓬勃發(fā)展中,不久將來(lái)必將為我們所生活的世界帶來(lái)新一輪視覺(jué)沖擊、創(chuàng)新和動(dòng)力。

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