何鑫 馬立榮

摘要：為了解決高職院校公共機房維護難、服務質量難以提高和重復建設等問題，根據云桌面技術不同模式的優(yōu)缺點和適用場景，根據該校的現實問題和實際需求，設計了一個基于IDV模式的云桌面系統(tǒng)，系統(tǒng)由云桌面管理系統(tǒng)平臺、網絡設備和云桌面客戶端組成，通過市場選型確定了具體的實施方案，并根據客觀要素對比和用戶主觀評價對建成的云桌面系統(tǒng)進行評價，評價表明該系統(tǒng)完全能滿足該校的公共機房需求。同時筆者對云桌面技術在未來的應用和探索進行了一定闡述。

關鍵詞：云桌面;高職院校

中圖分類號：TP391.1? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）23-0291-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 云桌面技術的應用場景分析

云桌面是相對于傳統(tǒng)PC桌面的一種基于“云計算”和“桌面虛擬化”的新型計算機網絡系統(tǒng)構建方式，它的目的主要是解決企業(yè)辦公系統(tǒng)的管理和維護成本，實際應用場景也不僅限于企業(yè)辦公。目前市場主流的云桌面技術分成兩大陣營，一個DVI，另一個則是IDV，相對于傳統(tǒng)PC桌面，這兩種云桌面的構建模式雖然資源部署方式不同，但都有“集中”的概念貫穿其中，基于此概念，幫助企業(yè)集中管理、統(tǒng)一維護整個計算機系統(tǒng)，提升信息安全、快速地從災難中恢復，通過資源的集中，減少能源消耗，達到節(jié)能環(huán)保。

1.1 DVI模式的應用場景分析

VDI（Virtual Desktop Infrastructure，即虛擬桌面基礎架構）是在服務器中統(tǒng)一運算、統(tǒng)一存儲，通過虛擬化技術為用戶在終端提供與傳統(tǒng)PC桌面相同的虛擬桌面服務。用戶使用的終端僅僅是I/O設備，我們稱之為“瘦客戶端”。而提供服務的服務器由于要承擔大量的運算工作，需要購買專業(yè)的虛擬化軟件和專業(yè)服務器配套使用。

VDI模式呈現出服務節(jié)點中心化，即服務器承擔大量運算和存儲任務，客戶端僅僅只作為輸入輸出使用，在VDI模式的實際應用下，適合完成目標用戶需求低，所有的目標用戶的操作基本相同;由于VDI模式要求服務器必須達到一定性能檔次，服務器的購置成本需要數量相當的終端進行平攤。例如大型圖書館、電子閱覽室、公共事務查詢與辦理都是適合VDI模式的應用場景，這些場景的用戶基本操作都是查找、顯示等低耗能事務（相對于大量數據運算和3D渲染等高耗能事務）。

1.2 IDV模式的應用場景分析

IDV（Intelligent Desktop Virtualization，智能桌面虛擬化），它由兩部分組成，一個是數據中心的服務器，該服務器存負責對客戶端進行管理，完成對桌面模板和快照鏡像的管理，并負責將這些桌面進行下發(fā);另一個則是用戶終端，用戶終端部分負責運行并管理虛擬機，從而實現分布運行、集中管理。

IDV模式呈現出管理節(jié)點中心化和運行節(jié)點分布化的多重樣態(tài)，服務端承擔管理任務，對客戶端節(jié)點運行的桌面進行管理，而終端用戶的任務則是通過用戶終端的本地資源進行運算和執(zhí)行。例如VDI用戶需要大量3D效果渲染時需要購買價格昂貴的GPU，由服務器對其資源虛擬化完成共享，而IDV的用戶終端因具有了一定的本地硬件資源，從而避開了目前硬件虛擬化技術的瓶頸，為用戶提供了高效可靠的圖形圖像運算服務。工程設計院、高職院校圖形圖像設計專業(yè)實訓室等應用場景適合使用IDV模式，需要云桌面提供高效、可靠和穩(wěn)定的服務支持。

2 某高職院校公共機房應用情況及問題

以陜西某高職院校為例，該校目前在引入云桌面技術前，共有1200個計算機工位，為全校所有專業(yè)的計算機公共基礎課程、機電、采礦、電子信息、裝飾設計等專業(yè)課程服務，涵蓋日常辦公教程學習、圖紙繪制、虛擬仿真、平面和三位設計等具體內容。該校的計算機機房在使用過程中管理員和用戶遇到以下三大問題：

2.1 運維難度的問題

全校除兩座共300個工位的公共機房設有專人維護外，其余計算機機房均為假期期間為下學期所需課程提前安裝操作軟件，使用過程中如需添加應用軟件或大面積故障則需要由人工操作，利用聯(lián)想同傳系統(tǒng)等硬盤拷貝軟件實現整個計算機機房的軟件更新和系統(tǒng)恢復，整個過程至少需要12小時，且中間出現網絡中斷或者停電問題，則整個過程全部重來。運維人員的工作強度很大，但是收效甚微。

2.2 服務質量的問題

由于上述提到的運維問題，機房無法實現對學生全天候開放機房使用，以免耽誤第二天的正常教學任務;且很多軟件安裝在同一個系統(tǒng)中無法兼容，多課程交叉使用同一個機房很難實現，即便是使用雙系統(tǒng)等解決辦法，依然會面臨運維難度的限制，一個機房的使用頻次過高就會造成后續(xù)課程會因系統(tǒng)故障而受到影響;每年學校需要承辦大型考試三到四場，教學和考試環(huán)境不對應，需要花大量時間去重做系統(tǒng)以實現考試過程的順利完成，但仍不能保證考試期間所有計算機的正常運行或快速恢復，無法實現教學系統(tǒng)和考試系統(tǒng)的無縫切換?？傮w來說，計算機機房的服務質量在現有的人員配備的基礎上很難有本質的提升。

2.3 重復建設的問題

仍然是基于運維難度的原因，專業(yè)計算機實訓實驗室不愿意與其他專業(yè)共享，擔心共享后系統(tǒng)容易被破壞但恢復難度大，為了保證自身專業(yè)教學計劃不受影響，每個專業(yè)都安裝自身要求新建計算機機房，造成計算機機房建設重復，總體利用率與預期相差甚遠。

3 選型分析與最終設計方案

3.1 滿足需求

從對該校的實際問題分析，統(tǒng)一化運維管理是需求的核心要素，根據對VDI和IDV的模式應用場景分析，兩者都滿足簡化運維難度提供使用效率這一改進目標。但是從滿足大型制圖3D建模軟件和在教學過程中不會因斷網而能中斷使用這兩個要求，在符合工程預算的前提下，選擇使用IDV模式構建一座190個工位的云桌面機房作為全校的試點建設機房。

預計建成后，能夠實現以下幾個功能和目標：

一是減少運維難度，提高運維效率，為所有專業(yè)建立公共桌面模板，根據不同需要建立不同的專業(yè)桌面模板，以實現同一學期、同一周內，不同專業(yè)在本機房內交替使用，遇到系統(tǒng)故障或者病毒侵害能夠1分鐘內完全恢復;

二是提高服務質量，由于運維難度的降低、系統(tǒng)健壯性和快速恢復能力的提升，機房基本可以保證24小時無故障運行，該機房也可以作為全校開放性機房供學生在課外時間使用，不必擔心會對第二天的課程造成影響;

三是避免重復建設問題，由于機房運維和服務質量的提升，除過特殊的專業(yè)要求外，新建計算機機房的建設前提就以上一個云桌面機房是否使用率飽滿為準，大大降低了計算機機房的浪費程度;

四是IDV模式下，運算在本地完成，再不提高服務器配置的前提下，增加一部分客戶端顯卡配置預算，就能夠流暢完成大型3D渲染運算過程，滿足部分專業(yè)對GPU的額外需求。

3.2 方案確定

該校云桌面機房最終選擇江波PNS云桌面系統(tǒng)，其中90個工位使用PNS多路云方案，部署30臺PNS云終端，每個終端提供三個虛擬用戶，配備i7CPU、24G內存和3個2G獨立顯卡，以滿足部分專業(yè)對3D渲染的需求。另外100臺計算機，采用通用計算機，i5CPU和4G內存，滿足日常教學需求。

云桌面的系統(tǒng)主要由三部分組成：云桌面管理平臺系統(tǒng)、系統(tǒng)連接網絡、云桌面用戶終端。云桌面管理平臺系統(tǒng)配備有管理服務器兩臺，一主一備，作為云桌面機房后端資源集中管理和計算調度中心，備份機日常作為主機分流設備，主機宕機時接替主機管理系統(tǒng)。為保障網絡暢通，系統(tǒng)采用千兆交換機，主機與總控千兆交換機采用光纖直連的方式進行連接。多路云終端既能夠通過云桌面管理平臺統(tǒng)一管理桌面資源，同時也被平臺對終端內的各項硬件資源進行虛擬化并分配到各個實際用戶，每個用戶配有獨立的控制臺，提供虛擬主機的開啟關閉功能、輸入輸出的接口等，實現與正常主機無差異化操作;通用主機主要通過管理平臺對操作系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，實現了普通主機的統(tǒng)一運維。

4 方案應用效果及分析

機房應用一個學期后，筆者通過利用率、耗電量、實驗室運維工作量等指標進行客觀數據與學校內另一個200個工位的公共機房進行對比，并設計了調查問卷對管理員和用戶進行了滿意度調查。同時針對學校2000人規(guī)模的單招考試和400人全國煤炭職業(yè)院校技能大賽機試兩項短時間內高要求的應用進行了全程跟蹤調查。

4.1 客觀使用數據分析

4.2 用戶使用主觀反饋

5 應用場景前景探索

盡管這次系統(tǒng)選擇了IDV模式，只是基于現有技術和自身需求作為考量，但并不意味著VDI模式在該校乃至高職院校沒有應用場景，隨著其他技術的成熟，筆者有理由相信會有以下應用，并依據自身技術成熟度和外部技術融合度兩個角度進行了一定的思考和探索：

5.1 基于自身技術成熟度的前景探索

VDI目前主要瓶頸在于滿足大量的運算和圖形圖像需求時工程無法控制在一個合理的價格區(qū)間內，導致用戶的正當需求無法通過合理的價格來滿足，隨著GPU軟硬件技術的不斷進步，在用戶需求和硬件價格抑或者是技術革新之間達到一個新的平衡時，普通用戶是完全可以采用VDI模式，并且造價遠低于當下，用戶就完全可以擺脫現有終端設備的限制使用不同的操作系統(tǒng)和環(huán)境來完成各種任務，避免自身信息安全素養(yǎng)的原因遭受黑客攻擊。同時，安全與價格永遠互為駁斥，基于冗余備份理論，VDI模式不得不面對在信息大量集中的情況下，系統(tǒng)管理平臺的信息安全和數據安全的巨大花費問題，這本身也是所有集中化系統(tǒng)構建模式的發(fā)展瓶頸。

5.2 基于外部技術融合度的前景探索

企業(yè)和高校作為信息化程度最高的區(qū)域，大量的終端被接入在私有局域網，如何統(tǒng)一的管理這些設備，就是擺在企業(yè)管理層面前的問題。根據BYOD（Bring Your Own Device）理論，今后大量員工會基于自身使用習慣，攜帶自有設備進行辦公，基于成熟的無線5G技術，企業(yè)園區(qū)和校園內的無線局域網完全可以提供近乎千兆的無線網絡速率，員工攜帶自身設備辦公既能減少企業(yè)的信息化開支，同時也能夠通過云桌面平臺的統(tǒng)一管理下，合理控制企業(yè)信息安全，使用戶在工作和生活之間自由切換。

基于移動5G技術的發(fā)布，國家啟動相應的第五代通信戰(zhàn)略計劃，在未來，移動5G技術將達到最高每8秒1GB的下載速度，結合云桌面技術，使得公司員工在出差的時候，通過高速移動流量也能夠獲取相同桌面工作環(huán)境，不必勞于環(huán)境配置或其他煩瑣的設置，可以在家在外地完成正常的工作。

6 結語

筆者認為在未來很長的時間，VDI和IDV模式依然會在不同廠家陣營中進行比拼，不同用戶的選擇也會因為不同應用場景而發(fā)生變化，甚至可以將IDV看作是VDI在當下情景的最優(yōu)替代品，但隨著技術的發(fā)展，我們只有一個共同的目標，就是讓用戶更加高效、便捷和安全的訪問和操作信息化資源，筆者也有理由相信，這一天會很快到來。

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【通聯(lián)編輯：梁書】