鄔曉明

摘要：文章闡述了當(dāng)今高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀與管理的難點(diǎn)、痛點(diǎn)。分析對比了兩類虛擬云桌面技術(shù)VDI和VOI的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而得出符合實(shí)際需求的桌面虛擬化解決方案即利用基于VOI技術(shù)的搭建虛擬云桌面的應(yīng)用環(huán)境，介紹了該方案的架構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件分析規(guī)劃及實(shí)施部署的具體步驟。實(shí)踐證明該方案既滿足實(shí)驗(yàn)室對本地計(jì)算力充分利用的訴求，又有效提升運(yùn)維人員管理效率，取得良好的實(shí)際效果。

關(guān)鍵詞：云桌面;VOI;VDI;高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號：TP308 文獻(xiàn)識別碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0264-03

1概述

目前，高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室數(shù)目均不在少數(shù)，終端數(shù)量保有量達(dá)幾百甚至上千臺。同時(shí)，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著高校教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，同時(shí)需要兼顧上機(jī)考試及培訓(xùn)等多種業(yè)務(wù)，是高校信息化最重要的建設(shè)場所之一。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用水平和管理效率高低會直接影響教學(xué)等各項(xiàng)工作能否順利地開展。

2高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀

蘇州市職業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院擁有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室9間，終端數(shù)量近500臺。各個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室因建設(shè)年代不同，供貨的廠商各異，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的終端硬件異構(gòu)嚴(yán)重，性能差異大。同時(shí)，專業(yè)課程因教材內(nèi)容，技術(shù)進(jìn)步等各種原因，對教學(xué)軟件的應(yīng)用環(huán)境，終端硬件的配置要求越來越高，差異化嚴(yán)重，直接導(dǎo)致計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)維人員工作量逐年增加，工作效率和用戶體驗(yàn)下逐年降低，給管理帶來困難。

2.1高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理的難點(diǎn)、痛點(diǎn)

1）公共課、專業(yè)課、考試、技術(shù)培訓(xùn)等對實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用環(huán)境需求各異，導(dǎo)致每個(gè)終端上共存著多個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)行速度受到影響，用戶體驗(yàn)不佳。

2）不同的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，硬件異構(gòu)嚴(yán)重，性能差異大，可安裝需安裝的軟件不同，給排課和維護(hù)帶來困難。

3）當(dāng)需要使用克隆功能，來完成系統(tǒng)重裝、軟件升級、漏洞修復(fù)等工作時(shí)，易受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響，經(jīng)常會出現(xiàn)失敗終端點(diǎn)，耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

4）實(shí)驗(yàn)室運(yùn)維人員人手不足，受學(xué)歷、年齡結(jié)構(gòu)等因素影響，專業(yè)素養(yǎng)技術(shù)水平有限。

2.2高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際需求

學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室分布在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)樓的4、5、6層，迫切需要采用新的信息技術(shù)手段來改變或改善如今的管理現(xiàn)狀，滿足正常教學(xué)及工作的需求，為廣大師生提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1）可靠性有保障

各個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)期不同，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差異大，故對終端設(shè)備要求可離線運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)服務(wù)器宕機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障等情況，可保證業(yè)務(wù)正常穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是考試時(shí)。

2）異構(gòu)終端統(tǒng)一管控，維護(hù)便捷

各個(gè)實(shí)驗(yàn)室終端異構(gòu)嚴(yán)重，管理平臺支持集中統(tǒng)一管理，更新鏡像模板即可所有更新所有終端。

3）支持專業(yè)軟件，用戶體驗(yàn)媲美PC

由于實(shí)驗(yàn)室還承擔(dān)專業(yè)課教學(xué)任務(wù)，因此要求終端可正常流暢運(yùn)行3D設(shè)計(jì)、圖像處理類應(yīng)用軟件，無卡頓，用戶體驗(yàn)媲美Pc。

3虛擬云桌面技術(shù)

虛擬化是云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)之一，是一種計(jì)算機(jī)資源管理技術(shù)。通過把計(jì)算機(jī)的各種物理資源虛擬為可以管理的資源，為用戶提供一個(gè)或多個(gè)操作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的模擬、隔離和共享等。虛擬云桌面是指將計(jì)算機(jī)的終端系統(tǒng)（也稱為桌面）虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，只要有網(wǎng)絡(luò)，通過任何設(shè)備都可以訪問屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng)?，F(xiàn)如今云桌面虛擬技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用種發(fā)展出兩個(gè)方向：一類為虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)，英文為Virtual Desktop Infra-structure，簡稱VDI;另一類為虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，英文為Virtual Operating System Infrastructure，簡稱VOI。

3.1 VDI技術(shù)介紹

虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)VDI（Virtual Desktop Infrastructure）采用云端（服務(wù)器端）管理，云端（服務(wù)器端）運(yùn)算的系統(tǒng)架構(gòu)。在該這種架構(gòu)下，所有終端的數(shù)據(jù)存儲和運(yùn)算都在云端（服務(wù)器端）進(jìn)行，終端僅作為一個(gè)輸人輸出設(shè)備而存在。VDI技術(shù)在移動性，安全性，高可用性方面具有優(yōu)勢。其缺點(diǎn)在于首先極度依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)延遲會極大影響用戶體驗(yàn)感受，若網(wǎng)絡(luò)中斷會無法使用VDI桌面。VDI模式將存儲和運(yùn)算都集中在云端（服務(wù)器端），因此服務(wù)器需要高配置，同時(shí)云端軟件大多需授權(quán)等，會造成投資成本較高。其次管理者需要運(yùn)維人員具備云技術(shù)素養(yǎng)和服務(wù)器管理經(jīng)驗(yàn)，而使用者在使用習(xí)慣需要發(fā)生一定改變需要參加使用培訓(xùn)。另外，VDI模式在高清影音傳輸，3D設(shè)計(jì)、圖像處理類應(yīng)用體驗(yàn)較差，對各類外設(shè)支持不夠。

3.2 VOI技術(shù)介紹

虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)VOI（Virtual Operating System Infra-structure）提出“虛擬容器”的概念，該模式將終端虛擬化，形成一個(gè)“容器”池，然后將所需的系統(tǒng)部署在池中，其架構(gòu)如下圖所示。VOI模式不同于VDI模式，VOI模式將數(shù)據(jù)集中存儲在云端（服務(wù)器端），集中運(yùn)算改為分布運(yùn)算，利用終端本地計(jì)算力運(yùn)行桌面。采用VOI模式架構(gòu)支持多系統(tǒng)離線運(yùn)行、支持桌面集中管控、按需交付桌面、支持異構(gòu)簡化系統(tǒng)部署，網(wǎng)絡(luò)依賴度低，用戶體驗(yàn)媲美PC。

3.3 VDI與VOI特性對比

利用表格對比VDI模式和VOI模式的特性，從中可以看出VDI模式適合移動性強(qiáng)，性能要求不高，應(yīng)用需求單一的場景，而VOI模式對服務(wù)器端配置、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境依賴度較低，支持離線運(yùn)行，降低教學(xué)事故和考試事故出現(xiàn)的可能性，同時(shí)可以充分利用終端本地計(jì)算力，對高清多媒體、3D設(shè)計(jì)、圖像處理類應(yīng)用場景支持較好，不必改變用戶習(xí)慣，體驗(yàn)一流。選擇VOI模式建設(shè)學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是最符合需求、性價(jià)比最高，用戶體驗(yàn)最好的選擇。

4基于VOI的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室解決方案

根據(jù)蘇州市職業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和實(shí)際需求，需要計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室既能滿足日常教學(xué)需求，又能兼顧對外培訓(xùn)、考試等多種用途于一身的綜合性實(shí)驗(yàn)室。VOI模式下，服務(wù)器主要功能就是存儲數(shù)據(jù)，故只需部門級服務(wù)器即可勝任。在服務(wù)器端根據(jù)需求制作各種場景的鏡像文件，終端依據(jù)需求選擇場景鏡像文件下載，亦可服務(wù)器主動下發(fā)，以適應(yīng)不同的需求。

4.1方案架構(gòu)設(shè)計(jì)

本方案采用實(shí)驗(yàn)室集中部署的方式，中心點(diǎn)為1臺部門級的服務(wù)器，通過6類千兆網(wǎng)線連接到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對簡單為局域網(wǎng)環(huán)境，桌面可達(dá)百兆。主要架構(gòu)如下圖所示。

4.2高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)施部署

學(xué)院既要滿足在校學(xué)生的公共課及專業(yè)課外，同時(shí)承接非學(xué)歷教育教學(xué)、社區(qū)教育培訓(xùn)及國家級計(jì)算機(jī)考試等各類社會考試，這就需要多樣化，針對性強(qiáng)的各種桌面環(huán)境，以滿足需求。

學(xué)院總計(jì)有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室9間，近500終端點(diǎn)且存在異構(gòu)情況，本方案采用VOI模式，1臺部門級服務(wù)器，主要是作為鏡像存儲用，故為保證良好的體驗(yàn)，數(shù)據(jù)存儲采用固態(tài)硬盤，具體的硬件規(guī)劃配置如下：

基于VOI模式的桌面實(shí)施步驟如下：

1）制作初始鏡像

首先在服務(wù)器端安裝Linux系統(tǒng)及VOI云桌面服務(wù)器端管理系統(tǒng)并完成相應(yīng)參數(shù)配置;接著確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境通信正常;最后，在網(wǎng)絡(luò)中任意設(shè)備上使用B/S登陸VOI云桌面管理平臺，在平臺上利用萬能驅(qū)動完成初始鏡像的制作。

2）網(wǎng)絡(luò)部署終端底層

首先登陸VOI云桌面管理平臺，進(jìn)入部署模式，接著將終端的網(wǎng)絡(luò)PEX功能設(shè)為優(yōu)先啟動，重啟后終端自動連接到平臺完成部署底層終端部署工作。

3）下發(fā)桌面，完善驅(qū)動

首先終端啟動后，自動連接到平臺，接著在平臺中選擇鏡像進(jìn)行下發(fā)，把鏡像為你文件緩存到終端。下發(fā)完成后，終端重啟進(jìn)入桌面，查看驅(qū)動是否均匹配，若出現(xiàn)某些硬件出現(xiàn)驅(qū)動錯(cuò)誤或無法驅(qū)動的情況，在終端重新驅(qū)動完善，反向上傳給平臺，純凈的系統(tǒng)鏡像即可完成制作。

4）制作針對性桌面，按需交付

首先登陸VOI云桌面管理平臺，將驅(qū)動完善的純凈鏡像復(fù)制出來然后安裝應(yīng)用軟件生成針對性桌面環(huán)境，選擇對應(yīng)教室下發(fā)桌面按需交付。

5基于VOI的云桌面系統(tǒng)部署后的優(yōu)點(diǎn)

1）處于網(wǎng)絡(luò)云端的云桌面系統(tǒng)管理平臺，可實(shí)現(xiàn)any-where、anytime、anydevice訪問管理平臺，實(shí)現(xiàn)對桌面系統(tǒng)和軟件的安裝部署，按需快速切換不同類型操作系統(tǒng)，交付桌面，滿足多樣化的教學(xué)需求。

2）利用PNP智能驅(qū)動技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)不同品牌不同配置的異構(gòu)終端的兼容，更新單鏡像即可更新全部終端，極大降低運(yùn)維人員的工作量，提升管理效率。

3）系統(tǒng)鏡像下發(fā)后，緩存在終端，支持遠(yuǎn)程和本地雙啟動，當(dāng)服務(wù)器宕機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障等事故，終端可保障業(yè)務(wù)正常運(yùn)行，避免事故發(fā)生，可靠性得到極大的提高。

4）提供給終端純凈安全的桌面系統(tǒng)，每次啟動即可還原，數(shù)據(jù)不保存，避免系統(tǒng)崩潰、病毒感染、軟件故障等問題的產(chǎn)生。

5）系統(tǒng)緩存在終端本地，可充分利用本地計(jì)算力，對高清影音、3D設(shè)計(jì)、圖像處理類應(yīng)用場景提供強(qiáng)有力的支持，保證教學(xué)的順利進(jìn)行。

6）用戶不需培訓(xùn)改變習(xí)慣，體驗(yàn)效果好，對運(yùn)維人員技術(shù)水平要求不高，管理便捷。

6結(jié)束語

學(xué)院通過部署VOI虛擬云桌面系統(tǒng)，是的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理效率和水平得到有效提高，取得了廣大師生的一致好評，從而為智慧校園建設(shè)添磚加瓦。我相信伴隨虛擬化技術(shù)不斷發(fā)展更新，相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的日趨成熟，傳統(tǒng)PC和管理模式終會被新模式新技術(shù)所取代。