浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院　陳　鳳

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高校機房桌面云的建設(shè)研究

浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳鳳

【摘要】本文針對高校公共機房的需求特點，研究構(gòu)建新一代云計算數(shù)據(jù)中心,高校機房的建設(shè)將改變傳統(tǒng)的建設(shè)模式，采用云計算技術(shù)對高校機房硬件資源和基礎(chǔ)軟件的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，打破現(xiàn)有機房普遍存在“封閉運行，相對獨立”的模式。本項目采用虛擬化桌面云的方式來解決計算機教學(xué)維護與提高計算機教學(xué)效率的矛盾,是一種新興的有效解決方案。

【關(guān)鍵詞】桌面云；虛擬化；高校機房

此文為2014年浙江省教育廳科研項目——“高校機房桌面云的建設(shè)研究”（項目編號：Y201432382）研究成果。

1　引言

目前高校機房業(yè)務(wù)終端一直使用功能全面的傳統(tǒng)PC，在大多數(shù)情況下，PC提供了價格、性能與功能的最佳組合。但同時，在實際應(yīng)用過程中，PC也存在各種弊端和諸多不便，主要體現(xiàn)在以下幾方面：1)難以管理；2)高能耗、高排放；3)資源未能充分利用；4)總體擁有成本高；5)難以保證非法接入；6)難以保證數(shù)據(jù)的安全。

針對上述問題，建議高校機房使用桌面云技術(shù)取代傳統(tǒng)PC；具體而言，采用在服務(wù)器系統(tǒng)上承載桌面映像的方法，以集中資源并提高其桌面計算基礎(chǔ)架構(gòu)的可管理性。

2　研究的目標

高校機房桌面云系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)以下功能目標：

1)虛擬桌面需要高可靠及易管理的虛擬化環(huán)境。

2)系統(tǒng)要支持集中管理能力，如：對操作系統(tǒng)鏡像統(tǒng)一管理、軟件補丁統(tǒng)一分發(fā)、TC終端統(tǒng)一管理。

3)系統(tǒng)要支持互聯(lián)網(wǎng)終端接入桌面云需求。

4)系統(tǒng)要支持安全架構(gòu)設(shè)計，具有完善的安全防護能力。

5)系統(tǒng)支持高可用性、動態(tài)遷移等可靠性設(shè)計。

6)系統(tǒng)支持通過擴容存儲與計算資源實現(xiàn)用戶平滑擴容。

3　研究的主要內(nèi)容

高校機房云桌面項目為了實現(xiàn)高安全、高可靠、高性能、平滑擴容的設(shè)計理念，為了便于安裝實施，運維管理，該項目的主要研究內(nèi)容分以下幾個方面來進行介紹：

3.1總體技術(shù)設(shè)計方案

(1)虛擬化資源池設(shè)計

根據(jù)本項目的需求，為了便于硬件設(shè)備(服務(wù)器、存儲、交換機)、虛擬資源的集中管理，安裝虛擬化軟件FusionSphere，將服務(wù)器池化。池化后服務(wù)器分別組成集群，運行虛擬機便于管理、監(jiān)控，也提高了系統(tǒng)的可靠性，平滑擴容性。

(2)虛擬桌面設(shè)計

為了達到高安全、高可靠的設(shè)計理念，項目采用虛擬桌面軟件FusionAccess，提供高性能且可靠的桌面投送。

(3)桌面云一體化設(shè)計

FusionCube桌面云一體機采用全新分布式計算存儲融合架構(gòu)，采用服務(wù)器的本地磁盤，每資源池虛擬化成一個存儲資源池，每臺服務(wù)器都可充當存儲的寫入控制機頭，使存儲性能翻倍的提升，特別適用于存儲IOPS要求比較高的場景。

圖1　桌面云一體化設(shè)計圖

(4)桌面云架構(gòu)與組件介紹

FusionAccess桌面虛擬化以服務(wù)器虛擬化為基礎(chǔ)，允許多個用戶桌面以虛擬機的形式獨立運行，同時共享CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)連接和存儲器等底層物理硬件資源。

用戶能夠通過FusionAccess安全而方便地訪問虛擬桌面，升級和修補工作都從單個控制臺集中進行，因此可以有效地管理數(shù)百甚至數(shù)千個桌面，從而節(jié)約時間和資源。數(shù)據(jù)、信息和知識財產(chǎn)將保留在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，而且永遠不外流。

圖2　桌面云架構(gòu)圖

(5)桌面云基礎(chǔ)平臺架構(gòu)與組件介紹

云平臺FusionSphere主要有虛擬化基礎(chǔ)引擎FusionCompute、云管理FusionManager兩個節(jié)點組成。一套云平臺部署一對FusionManager主備節(jié)點，F(xiàn)usionManager通過自動發(fā)現(xiàn)功能發(fā)現(xiàn)其管轄下的物理設(shè)備資源(包括機框、服務(wù)器、刀片、存儲設(shè)備、交換機)以及他們的組網(wǎng)關(guān)系；提供虛擬資源與物理資源管理功能(統(tǒng)一拓撲、統(tǒng)一告警、統(tǒng)一監(jiān)控、容量管理、用量計費、性能報表、關(guān)聯(lián)分析，生命周期)，并且對外提供統(tǒng)一的管理Portal。

FusionManager還包括統(tǒng)一硬件管理UHM(Unified Hardware Management)功能，UHM提供對硬件自動發(fā)現(xiàn)，硬件自動配置、統(tǒng)一監(jiān)控(帶內(nèi)和帶外)、硬件統(tǒng)一告警、硬件拓撲、異構(gòu)硬件支持。

(6)完整復(fù)制桌面云

完整復(fù)制桌面云桌面利用虛擬化技術(shù)與遠程桌面投送技術(shù)。在桌面云中心，利用虛擬化技術(shù)把服務(wù)器與存儲虛擬成一臺臺彈性的虛擬主機。完整復(fù)制虛擬桌面在創(chuàng)建時，系統(tǒng)會給這個虛擬桌面分配一份獨立系統(tǒng)盤空間，并將虛擬機模板完整復(fù)制到系統(tǒng)盤上。這樣每個完整復(fù)制虛擬桌面都有單獨的系統(tǒng)盤與用戶數(shù)據(jù)盤。

圖4　完整復(fù)制桌面云方案說明圖

3.2桌面云安全接入方案

高校機房的數(shù)據(jù)還沒有特別保密的要求，為了減少成本和使用方便，機房桌面云的接入可采用AD域帳號+域密碼方式進行身份認證。用戶輸入AD域帳號與密碼，登錄時到AD服務(wù)器進行認證。認證成功即可以進入用戶虛擬桌面。在虛擬機里Ctrl+Alt+Del就可以鎖屏，輸入域密碼解鎖。

圖5　桌面云安全接入方案圖

3.3數(shù)據(jù)遷移設(shè)計方案

機房桌面云數(shù)據(jù)備份一個最簡單的方法，就是給需要進行數(shù)據(jù)備份的用戶虛擬機掛載一個NAS網(wǎng)盤。每個用戶通過Windows操作系統(tǒng)自帶備份軟件進行定時備份，用戶可以有針對性地選擇需要備份的目錄。使用NAS網(wǎng)盤進行數(shù)據(jù)備份部署簡單快速、操作也簡便。這種備份方案不用管理員參與，完全由用戶自行操作與恢復(fù)。

備份過程：如對于Windows系統(tǒng)，可以在“控制面板”/“備份或還原文件”，選擇“設(shè)置備份”，并選擇“保存在網(wǎng)絡(luò)上(V)…”并在對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)位置中輸入NAS共享目錄，以及用戶名、密碼，點擊“下一步”選中“讓我選擇”，點擊“下一步”選擇需要備份的目錄(可選多個)，可以根據(jù)需要取消系統(tǒng)推薦的目錄，點擊“下一步”選擇“更改計劃”，可以設(shè)置備份計劃，確定后“保存設(shè)置并退出”，完成后可以選擇“立即備份”，也可按計劃進行備份。

數(shù)據(jù)恢復(fù)過程：當用戶數(shù)據(jù)丟失(如文件或目錄誤刪、異常修改或IPSAN故障導(dǎo)致整個虛擬機故障后重新創(chuàng)建新虛擬機等)后，用戶可以訪問共享NAS目錄，并手工將數(shù)據(jù)恢復(fù)到虛擬機內(nèi)。當需要恢復(fù)到歷史點數(shù)據(jù)時，需要管理員通過NAS恢復(fù)到某個快照點，并由終端用戶訪問共享NAS目錄進行恢復(fù)。

4　結(jié)束語

將高校機房建立在云計算和服務(wù)的基礎(chǔ)之上，現(xiàn)有分散的、自成一體、本地化的網(wǎng)絡(luò)信息平臺將轉(zhuǎn)變成為一個與具體網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)無關(guān)的強大的統(tǒng)一的通用信息平臺，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在的軟、硬件資源重復(fù)投入等問題將迎刃而解。

參考文獻

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陳鳳（1979—），女，碩士，浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：職業(yè)教育學(xué)、Web應(yīng)用等。

作者簡介：