鄒壯達(dá)，譚 朔，譚 建

（湖南財(cái)政經(jīng)濟(jì)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410006）

云桌面技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究

鄒壯達(dá)，譚 朔，譚 建

（湖南財(cái)政經(jīng)濟(jì)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410006）

由于云計(jì)算擁有部署方便快捷、可統(tǒng)一維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，近年來高校信息化建設(shè)以云計(jì)算為核心技術(shù)以成為一種趨勢(shì)。高?？梢允褂貌煌脑朴?jì)算技術(shù)來實(shí)現(xiàn)多媒體教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)環(huán)境搭建等不同類型的云計(jì)算應(yīng)用。本文首先闡述云桌面的基本概念及技術(shù)構(gòu)架，然后分析各種技術(shù)構(gòu)架的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用的教學(xué)環(huán)境，其中重點(diǎn)分析基于客戶端本地鏡像的云桌面。

云桌面；高校；信息化建設(shè)

云計(jì)算（Cloud Computing）是近幾年IT技術(shù)熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。維基百科對(duì)于云計(jì)算的定義是：一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。

云計(jì)算技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化技術(shù)，包括服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化、桌面虛擬化。其中桌面虛擬化技術(shù)是與用戶最有直接關(guān)聯(lián)的技術(shù)，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，云桌面的核心技術(shù)正是桌面虛擬化。

1　云桌面的基礎(chǔ)技術(shù)構(gòu)架及應(yīng)用環(huán)境

1.1 基于微軟MED-V技術(shù)的云桌面解決方案

MED-V（Microsoft Enterprise Desktop Virtualization）的實(shí) 現(xiàn)原理是管理員使用VPC創(chuàng)建一個(gè)操作系統(tǒng)的虛擬鏡像，這個(gè)虛擬鏡像包含操作系統(tǒng)和一系列應(yīng)用程序。管理員將這個(gè)鏡像放到MED-V服務(wù)器，其他成員可使用VPC客戶端登陸到服務(wù)器并使用該鏡像。

1.2 基于VMware View技術(shù)的云桌面解決方案

VMware View技術(shù)的虛擬桌面實(shí)現(xiàn)原理是將操作系統(tǒng)鏡像放置于服務(wù)器上，操作系統(tǒng)運(yùn)行于VMware虛擬機(jī)之上，用戶可通過VMware View Client軟件來登陸服務(wù)器對(duì)鏡像操作系統(tǒng)進(jìn)行使用。操作系統(tǒng)所使用的所有資源均位于服務(wù)器，用戶看到的僅僅是桌面圖像，客戶端和服務(wù)器端之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為輸出/輸入。

1.3 基于Citrix XenDesktop技術(shù)的云桌面解決方案

XenDesktop的實(shí)現(xiàn)原理和VMware View差不多，區(qū)別在于XenDesktop將為不同用戶生成子鏡像，以實(shí)現(xiàn)不同用戶在子鏡像中登陸，但相互之間無影響。

1.4 基于本地虛擬化鏡像的云桌面解決方案

以上解決方案雖然以不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但是其共同特點(diǎn)在于所有鏡像均運(yùn)行于服務(wù)器。所以帶來了一些應(yīng)用中的限制。①對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴程度高，不能斷線，如果網(wǎng)絡(luò)中斷客戶端無法使用服務(wù)器上的鏡像。②對(duì)服務(wù)器要求高，由于服務(wù)器I/O的限制服務(wù)器同時(shí)連接客戶機(jī)一般不能超過50個(gè)。這個(gè)數(shù)量隨著應(yīng)用軟件計(jì)算量的需求急劇降低。③用戶之間存在服務(wù)器資源爭(zhēng)奪，當(dāng)某個(gè)用戶運(yùn)行消耗大量資源的應(yīng)用時(shí)，會(huì)影響其他用戶的流程程度。

目前有一些公司提出了一種新的解決方案，我們將這種方案稱為“云桌面本地鏡像”。這種解決方案的原理是先制作一個(gè)PC的操作系統(tǒng)鏡像并上傳到服務(wù)器，所有客戶將這個(gè)鏡像下載到本地后，在本地運(yùn)行，如果鏡像有所修改，那么客戶機(jī)將下載修改鏡像。這樣的解決方案可以克服以上限制，但是同樣帶來新的問題。①首次下載鏡像對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高，時(shí)間長(zhǎng)。但是下載完成以后可以斷網(wǎng)運(yùn)行。②硬件不同的客戶端必須分開做鏡像，否則驅(qū)動(dòng)程序不同無法在本地運(yùn)行。③必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，以適應(yīng)跨網(wǎng)段時(shí)客戶機(jī)可以訪問到服務(wù)器。

1.4.1 虛擬鏡像在本地運(yùn)行的原理

操作系統(tǒng)鏡像下載到本地，通過一個(gè)OS Delivery層來調(diào)用本地硬件。這個(gè)OS Delivery層有統(tǒng)一的調(diào)用API，不同的操作系統(tǒng)或應(yīng)用將調(diào)用相同的接口。這個(gè)OS Delivery的存在，使得操作系統(tǒng)鏡像實(shí)現(xiàn)了“按需下載”，也就是說在操作系統(tǒng)鏡像全部下載完畢之前，只要不斷線，就可以開機(jī)使用，使用到某個(gè)程序的時(shí)候，就優(yōu)先下載相關(guān)文件，如圖1所示。

圖1 虛擬鏡像在本地運(yùn)行的原理

1.4.2 鏡像分發(fā)原理

在服務(wù)器進(jìn)行鏡像分發(fā)的時(shí)候，如果是第一次分發(fā)，會(huì)將客戶硬盤進(jìn)行格式化處理，分出用于存儲(chǔ)鏡像的空間。如果非第一次分發(fā)，則會(huì)根據(jù)設(shè)置來讀取存儲(chǔ)在客戶硬盤上的緩存數(shù)據(jù)，避免重新下載所帶來的網(wǎng)絡(luò)流量，如圖2所示。

圖2 虛擬鏡像分發(fā)原理

1.4.3 虛擬桌面鏡像管理

在軟件變更時(shí)，可以根據(jù)基礎(chǔ)鏡像生成新的鏡像快照，基礎(chǔ)鏡像也可以和鏡像快照合并生成新的基礎(chǔ)鏡像。這樣做的好處是變更軟件后，不必像每個(gè)客戶端發(fā)送新鏡像的全部數(shù)據(jù)，僅發(fā)送增量數(shù)據(jù)即可，如圖3所示。

2　高校不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于不同技術(shù)原理的虛擬化桌面的應(yīng)用

2.1 多媒體教室

多媒體教室的主要用途是播放幻燈片、播放多媒體，其運(yùn)行的軟件對(duì)資源占用不高，且軟件變更較少。多媒體教室設(shè)備比較分散，一般每個(gè)教室分布一臺(tái)客戶機(jī)，這類應(yīng)用環(huán)境適合使用鏡像運(yùn)行于服務(wù)器的云桌面。硬件方面部署瘦客戶機(jī)，軟件方面將所有應(yīng)用都部署于服務(wù)器端，硬件和軟件都管理方便、便于維護(hù)。

圖3 桌面鏡像概念

2.2 機(jī)房實(shí)驗(yàn)室

機(jī)房實(shí)驗(yàn)室設(shè)備密集度高，較大的實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到一百多個(gè)機(jī)位。應(yīng)用軟件復(fù)雜且變更程度高。這類應(yīng)用環(huán)境適合使用本地運(yùn)行的云桌面鏡像，如果軟件變更可提前傳輸鏡像。

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.10.097

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1673-0194（2016）10-0139-02

2016-04-20

湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目課題2014年第四批（2014GK3 017）。