孟慶偉 張玉

(鄭州師范學(xué)院,河南鄭州 450044)

基于云桌面技術(shù)對舊機(jī)房的改造方案設(shè)計

孟慶偉 張玉

(鄭州師范學(xué)院,河南鄭州 450044)

隨著信息技術(shù)及云計算的發(fā)展,機(jī)房設(shè)備顯得落伍與陳舊,如何使這些舊設(shè)施發(fā)揮更大的作用,結(jié)合OE-VServer虛擬化技術(shù),對服務(wù)器群進(jìn)行虛擬化及集中管理,實(shí)現(xiàn)集中終端、分散終端及異構(gòu)終端的統(tǒng)一管理與使用,滿足日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)及辦公應(yīng)用,同時實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一軟硬件環(huán)境快速部署,做到高速、安全、節(jié)省人才和運(yùn)維成本,最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備與應(yīng)用從分散管理到云桌面的升級改造。

云桌面 OE-VServer 虛擬化 改造

進(jìn)入21世紀(jì),計算機(jī)、通訊和控制技術(shù)的大力發(fā)展帶動了科技發(fā)生翻天覆地的變化,操作系統(tǒng)平臺和應(yīng)用軟件的加速更新,更是給設(shè)備產(chǎn)品的升級換代縮短了使用周期。政策層面,教育部[1997]155號文件的頒布,各高校的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)更是進(jìn)入一個持續(xù)發(fā)展階段,非計算機(jī)專業(yè)開始開設(shè)計算機(jī)相關(guān)課程,各學(xué)校大力建設(shè)計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。象手機(jī)一樣,計算機(jī)硬件為了適應(yīng)操作系統(tǒng)的更新也是不斷增加配置。由于更新速度太快,導(dǎo)致前期的計算機(jī)產(chǎn)品顯得落后,報廢可惜,使用的話運(yùn)行現(xiàn)有軟件較慢,更不適合現(xiàn)在主流操作系統(tǒng)的最低配置,為此提出采用一種虛擬云桌面技術(shù)對舊機(jī)房進(jìn)行設(shè)備的改造,以適應(yīng)目前主流軟件的硬件需求。

1 高校機(jī)房的現(xiàn)狀

多種操作系統(tǒng)并存。目前,各高校都承擔(dān)大量的計算機(jī)課程,有計算機(jī)專業(yè)課程和非專業(yè)課程,有普通的基礎(chǔ)類課程,也有消耗大量硬件資源的多媒體類課程,同樣一個機(jī)房在這樣差距較大的要求下如何能夠完全滿足這些應(yīng)用,是我們面臨的主要難題。另一方面市場上的操作系統(tǒng)目前主要是WIN7和WIN8,但WIN8下的應(yīng)用軟件并非太過成熟及數(shù)量繁多,微軟雖然已經(jīng)宣布停止對WINXP的后期開發(fā)支持,但截止到2014年還是有大量的使用都不愿意放棄早已習(xí)慣的界面和操作風(fēng)格。

圖1 云桌面建設(shè)示意圖

圖2 傳統(tǒng)機(jī)房和OE-VServer虛擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對比

實(shí)驗(yàn)室單一配置,利用率較低。傳統(tǒng)PC機(jī)房由于購置后硬件配置一般極少進(jìn)行升級改造,并且對專業(yè)實(shí)驗(yàn)室來說專供某一門或者某幾門課程實(shí)驗(yàn)使用,如C語言、OFFICE、Photoshop對硬件環(huán)境要求較為一致,但如果換成3DMAX、AE、MAYA等大型應(yīng)用軟件的話必須重新購置新的實(shí)驗(yàn)室,這樣就造成設(shè)備利用率低下,若本期不開設(shè)相關(guān)課程,可能這些專業(yè)實(shí)驗(yàn)室一個學(xué)期就無人問津。

人數(shù)及計算機(jī)數(shù)量相對固定。一個實(shí)驗(yàn)室建成之前,是根據(jù)學(xué)生班級當(dāng)量確定的位置,其數(shù)量等于或者略大于學(xué)生數(shù),但對于學(xué)校來說,部分專業(yè)不排除招生規(guī)模較好,分成兩個班人數(shù)較少,分成一個班人數(shù)顯得較多、實(shí)驗(yàn)坐位數(shù)不夠的情況。

機(jī)器數(shù)量較多,達(dá)不到報廢年限。根據(jù)國家教育部相關(guān)規(guī)定,行政事業(yè)單位的電子設(shè)備使用年限中,計算機(jī)為六年,實(shí)際情況是可能不到六年,這些產(chǎn)品就顯得“落后”,軟件運(yùn)行較慢甚至廢棄不用。

2 舊機(jī)房改造方案

根據(jù)機(jī)房現(xiàn)狀,我們利用武漢噢易科技公司開發(fā)的一款純國產(chǎn)化的軟件實(shí)現(xiàn)基于云計算的虛擬桌面方案。

2.1 云桌面概述

噢易云桌面是一套基于應(yīng)用虛擬化技術(shù)的云時代軟件環(huán)境管理解決方案。機(jī)房管理員根據(jù)終端用戶具體的應(yīng)用需要,定制不同的云桌面,向客戶端提供針對性的軟件環(huán)境,一個云桌面可以同時應(yīng)用在硬件配置完全不同的一批電腦上。管理員按需向客戶端交付或收回某個云桌面,還可靈活增加、減少云桌面里的軟件,并且不中斷客戶端運(yùn)行。

這種虛擬技術(shù)提供了簡潔、高效、靈活的軟件批量部署方式,大幅提高了工作效率,降低了管理維護(hù)成本,在不改變終端用戶使用習(xí)慣同時,同時也能帶來云時代的高效體驗(yàn)。

2.2 云桌面組成

一套完整的云桌面系統(tǒng),包含以下四個方面的內(nèi)容：云服務(wù)器、中心服務(wù)器、管理端和客戶端。

云服務(wù)器：負(fù)責(zé)為所有客戶端用戶提供應(yīng)用服務(wù),存儲共享的軟件應(yīng)用資源。

中心服務(wù)器：管理端和客戶端之間的通訊樞紐,負(fù)責(zé)發(fā)送管理端的執(zhí)行命令和轉(zhuǎn)接客戶端的數(shù)據(jù)請求。

管理端：提供給管理員統(tǒng)一的圖形化操作平臺,方便管理員虛擬化安裝軟件、發(fā)布軟件資源、定制桌面環(huán)境,交付和更新管理等。

客戶端：安裝了云終端程序的所有廠商的PC、筆記本。

2.3 云桌面系統(tǒng)的拓樸結(jié)構(gòu)

根據(jù)虛擬云桌面系統(tǒng)對硬件的要求,我們采用如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)行設(shè)備連接,相應(yīng)拓樸結(jié)構(gòu)如圖1所示。在虛擬桌面領(lǐng)域,我們對原舊機(jī)房(集中終端)采用集中存放,分散放置(分散終端)的辦公電腦及不同配置的(異構(gòu)終端)普通電腦進(jìn)行統(tǒng)一改造。教學(xué)及辦公所需要的軟件分別安裝到不同的虛擬機(jī)(VM)中,以供不同終端的不同需求。

2.4 云桌面系統(tǒng)的建設(shè)

虛擬桌面：使用瘦終端(或舊PC),多個客戶端通過網(wǎng)絡(luò)連接同時登陸訪問服務(wù)器上的VM,各終端之間互相隔離,每個人都是獨(dú)立的桌面體驗(yàn),都可以訪問、使用VM里的所有軟件和數(shù)據(jù)資源。

服務(wù)器虛擬化：在原來舊機(jī)房服務(wù)器的基礎(chǔ)上,服務(wù)器集中放置,每個物理服務(wù)器上安裝OE-VServer虛擬化軟件,讓一臺服務(wù)器上承載運(yùn)行多個虛擬機(jī),每個虛擬機(jī)可搭建相同或者不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用。多個虛擬化的服務(wù)器組成集群,結(jié)合桌面虛擬化技術(shù),供批量瘦終端訪問。

存儲系統(tǒng)建設(shè)：所有桌面應(yīng)用系統(tǒng)及用戶數(shù)據(jù),集中存儲在后端高性能的共享存儲上,當(dāng)物理服務(wù)器出現(xiàn)故障時,可以很方便的將虛擬機(jī)動態(tài)遷移至其他服務(wù)器上運(yùn)行,保持終端訪問使用的連續(xù)性;還可以通過傳統(tǒng)備份方案,定期將備份桌面應(yīng)用安全存放于異地進(jìn)行災(zāi)備,實(shí)現(xiàn)桌面應(yīng)用數(shù)據(jù)安全性和可靠性。

2.5 云桌面系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

虛擬化安裝軟件：管理員使用虛擬化制作工具,將軟件安裝過程監(jiān)控,并形成虛擬化軟件包,并將軟件包發(fā)布云服務(wù)器。

定制桌面環(huán)境：針對不同終端用戶應(yīng)用特點(diǎn),創(chuàng)建不同桌面環(huán)境,每個桌面可定制所需的各類軟件,以滿足用戶不同的需求。

實(shí)時更新云桌面：管理員可實(shí)時增加、較少終端桌面使用的軟件,終端刷新桌面即可生效。

按需交付和收回：定制好的桌面環(huán)境,可交付給需要該軟件環(huán)境的多個終端使用,幾需幾秒;收回一個桌面環(huán)境,管理員也只需簡單勾選設(shè)置即可。

在線/離線使用云桌面：當(dāng)終端網(wǎng)絡(luò)不通,可離線啟動云桌面,之前使用過的軟件都能正常運(yùn)行,即使網(wǎng)絡(luò)異常中斷,也不會影響終端正在運(yùn)行的軟件,保持業(yè)務(wù)持續(xù)性。

遠(yuǎn)程控制：提供了一系列常用的遠(yuǎn)程控制功能,網(wǎng)絡(luò)喚醒、遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程重啟、遠(yuǎn)程注銷、遠(yuǎn)程命令、時間同步、修改終端IP地址等,輔助管理員遠(yuǎn)程維護(hù)管理,同時還提供了消息廣播功能,方便發(fā)布及時消息通知。

多角色管理：支持多管理員同時管理,按角色劃分權(quán)限,各自管理負(fù)責(zé)區(qū)域范圍內(nèi)的終端機(jī)器,超級管理員可查看全局管理操作記錄。

3 改造后運(yùn)行測試

機(jī)房改造完成后,實(shí)驗(yàn)中心所有PC設(shè)備連接在一起成為一個小型的數(shù)據(jù)中心,并且學(xué)生的應(yīng)用和教師的辦公成為一個基于云計算技術(shù)的云計算教學(xué)服務(wù)中心。不僅滿足了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的需要,而且把舊的PC設(shè)施高度智能化連接充分利用,得到了學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定。

實(shí)驗(yàn)中心日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)的滿足。不同學(xué)期學(xué)生要使用不同的軟件(操作和應(yīng)用)系統(tǒng),云桌面系統(tǒng)的建成只需要在VM端安裝一次即可。克服了傳統(tǒng)的大量PC的克隆,節(jié)省了系統(tǒng)安裝時間。軟件使用完成后還能夠?qū)υ撎摂M機(jī)進(jìn)行壓縮備份存儲方便下次再用。

異構(gòu)電腦的統(tǒng)一部署。無論何時期的電腦,若能夠安裝視窗操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通,均能夠通過網(wǎng)絡(luò)讀取VM上的虛擬環(huán)境,降低軟件環(huán)境部署的復(fù)雜性。

節(jié)省了人力和維護(hù)成本。由于軟件的快速部署,軟件的更新及維護(hù)變得特別簡單,后臺實(shí)時某一軟件的部署,不中斷辦公業(yè)務(wù)及學(xué)生實(shí)驗(yàn)的正常開展。并且能夠?qū)崟r對不同的VM進(jìn)行動態(tài)資源的分配及回收,充分做到按需使用。

高適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。該云桌面建成后,對于不同校區(qū)的不同環(huán)境同時支持跨網(wǎng)段、VLAN、互聯(lián)網(wǎng)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。真正實(shí)現(xiàn)低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,高性能桌面運(yùn)行。

4 結(jié)語

云桌面的建成,使我校實(shí)驗(yàn)中心簡單的分散管理整合到集中統(tǒng)一管理,不僅使舊設(shè)備實(shí)現(xiàn)了有效的升級,達(dá)到廢物利用,更能把實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理提升到一個“云水平”的層次。下一步我們要充分發(fā)揮此平臺的功能,在高性能計算、學(xué)?？蒲泄芾淼确矫姘l(fā)揮更大的作用,為推進(jìn)我國的教育現(xiàn)代化做出更大的貢獻(xiàn)。

[1]李伶.基于VMware的高校數(shù)據(jù)中心虛擬化技術(shù)分析[J].電腦知識與技術(shù),2012,(8):20.

[2]孟慶偉,劉婷.基于云計算的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模型研究[J].智能計算機(jī)與應(yīng)用,2011(4):32-34.

[3]李枚毅等.舊計算機(jī)機(jī)房改造的幾點(diǎn)體會[J].計算機(jī)教育,2011,(6):99.

[4]產(chǎn)品中心.[EB/OL] http://www.os-easy.com.

鄭州師范學(xué)院項目(2012072):基于云計算的數(shù)字化校園數(shù)據(jù)存儲安全研究。

孟慶偉(1975--),男,河南駐馬店人,副教授,碩士,主要研究方向:計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。