孔冬冬　李杰

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)利用桌面云管理架構(gòu)可以完善并加強(qiáng)管理的安全可靠性。而恒云HAS云管理平臺(tái)憑借著自身獨(dú)特的架構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在高校實(shí)驗(yàn)室中廣泛使用，為基于桌面虛擬化技術(shù)的高校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：桌面虛擬化技術(shù);高校實(shí)驗(yàn)室;管理結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）20-0132-02

隨著大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室的普遍應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)室需要引進(jìn)并掌握一套高效、簡(jiǎn)單的管理平臺(tái)，由此桌面云管理平臺(tái)應(yīng)用而生。桌面云管理平臺(tái)不但提高了實(shí)驗(yàn)室資源管理的科學(xué)化水平，還可創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，提升教學(xué)水平。目前該平臺(tái)可通過集中管理、集中存儲(chǔ)，分布式計(jì)算建立安全、可管性的管理環(huán)境，滿足教學(xué)、科研和辦公的需求。

1分散式管理架構(gòu)存在的問題

1.1實(shí)驗(yàn)室工作效率低

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的桌面沒備經(jīng)常發(fā)生故障，致使管理人員整天奔走于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，但故障恢復(fù)周期長(zhǎng)、效率低，維護(hù)耗費(fèi)的工作量大。而且操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件更新漏洞補(bǔ)丁時(shí)，需在桌面設(shè)備停機(jī)的情況下，對(duì)所屬每臺(tái)桌面沒備逐一維護(hù)，更新補(bǔ)丁、升級(jí)系統(tǒng)、升級(jí)軟件、沒置參數(shù)等，嚴(yán)重影響了正常的教學(xué)和科研秩序。

1.2實(shí)驗(yàn)室桌面應(yīng)用管控難

高校實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)自由開放的教學(xué)科研場(chǎng)所，師生可自主安裝各種應(yīng)用軟件，但目前大部分應(yīng)用軟件都是捆綁式的，有些附帶的小程序很有可能造成實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)部分功能喪失，更嚴(yán)重甚至造成核心數(shù)據(jù)的外泄和丟失。無形中增加了工作人員對(duì)實(shí)驗(yàn)室桌面應(yīng)用的管控難度。

1.3實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)安全隱患大 分散式桌面管理是一個(gè)極為松散的管理模式，存在著應(yīng)用層面防護(hù)（依賴windows操作系統(tǒng)）的安全漏洞。如果惡意用戶使用第三方介質(zhì)啟動(dòng)電腦，繞開本地操作系統(tǒng)上的所有安全策略控制，直接讀取硬盤將涉密數(shù)據(jù)拷出或?qū)⒛抉R惡意程序直接拷入硬盤，就可進(jìn)行各種破譯或獲取各種用戶權(quán)限。

2集中化管理架構(gòu)產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)

隨著新技術(shù)的廣泛使用，在不改變現(xiàn)有桌面使用習(xí)慣、現(xiàn)有整體架構(gòu)、現(xiàn)有管理模式，不影響使用感受、桌面性能、外沒兼容的實(shí)驗(yàn)室集中化管理架構(gòu)已經(jīng)成為眾多高校實(shí)驗(yàn)室摸索并使用的架構(gòu)之一。集中化主要體現(xiàn)在“控”字上。

2.1工作效率的可控性

集中化管理架構(gòu)可以有效地克服傳統(tǒng)架構(gòu)的桌面數(shù)量龐大、位置分散、管理難度高、配置不同PC桌面等問題，大大降低了實(shí)驗(yàn)室管理、運(yùn)行、維護(hù)周期，提高了工作效率。另外還能夠在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障癱瘓時(shí)正常進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行和業(yè)務(wù)辦理，節(jié)省了大量的精力和時(shí)間。

2.2應(yīng)用軟件的可控性

集中化管理架構(gòu)可以有效地控制應(yīng)用軟件的安裝和使用，還可以簡(jiǎn)化和穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用環(huán)境，具有靈活性和可控性。

2.3操作系統(tǒng)的可控性

集中化管理架構(gòu)可以統(tǒng)一安裝、管理操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序，有效地預(yù)防了啟動(dòng)非本機(jī)操作系統(tǒng)，繞過安全策略限制直接修改硬盤數(shù)據(jù)，導(dǎo)致PC桌面混亂不堪，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)損壞。

3恒云HAS云管理平臺(tái)整體架構(gòu)

如圖1所示，HAS云平臺(tái)是將應(yīng)用服務(wù)器聯(lián)合起來形成服務(wù)器群集，通過虛擬化服務(wù)器連接到核心交換機(jī)上，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可直接連接校園內(nèi)網(wǎng)形成內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)區(qū);外部網(wǎng)絡(luò)可通過防火墻及路由器連接電腦、手機(jī)等外部電子設(shè)備，也可通過VPN連接外部電子設(shè)備。該平臺(tái)將桌面環(huán)境和PC端分離，集中到恒云服務(wù)器中，把PC端變?yōu)橐粋€(gè)桌面隨需改變、可控管的緩存載體。所有的教學(xué)環(huán)境虛擬化后實(shí)現(xiàn)桌面環(huán)境的按需交付、隨需選擇，大大縮短了系統(tǒng)安裝的時(shí)間和程序上的煩瑣，有效地防止系統(tǒng)癱瘓及由于學(xué)生的誤操作導(dǎo)致的系統(tǒng)損壞。

3.1滿足實(shí)驗(yàn)室所有不同應(yīng)用的需求。

可將不同型號(hào)、品牌的PC端統(tǒng)一納入一個(gè)平臺(tái)管理。根據(jù)不同的專業(yè)需求制定相應(yīng)桌面環(huán)境，不但有效提高計(jì)算機(jī)使用效率，同時(shí)解決了跨系統(tǒng)平臺(tái)、軟件沖突、系統(tǒng)沖突等問題。

3.2滿足實(shí)驗(yàn)室操作系統(tǒng)應(yīng)急快速響應(yīng)

采用異架構(gòu)文件系統(tǒng)，一次重啟的時(shí)間即可更新并解決架構(gòu)下所有PC端的病毒問題。可解決架構(gòu)下所有操作系統(tǒng)層面問題，靈活的多員管理架構(gòu)可適應(yīng)多種管理需求。大幅降低批量計(jì)算終端的維修、維護(hù)成本，有效提高計(jì)算機(jī)利用率。

3.3滿足實(shí)驗(yàn)室不同考試的需求

可根據(jù)院校不同的考試需求，制定相應(yīng)的考試環(huán)境，客戶端可在脫離服務(wù)器情況下繼續(xù)工作。

4恒云HAS云管理平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)

4.1中央管理和本地運(yùn)算能力強(qiáng)

該平臺(tái)中央管理和本地運(yùn)算能力強(qiáng)，沒有任何額外硬件需求，完全保持用戶使用習(xí)慣，符合本地PC端計(jì)算性能，基于服務(wù)器端進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端管控所有系統(tǒng)和應(yīng)用;工作站桌面環(huán)境按需提供，多種工作環(huán)境即時(shí)獲得，幫助用戶提高整體架構(gòu)靈活性。

4.2采用先進(jìn)的多層次多節(jié)點(diǎn)群集系統(tǒng)技術(shù)

該平臺(tái)采用先進(jìn)的多層次多節(jié)點(diǎn)群集系統(tǒng)技術(shù)。根據(jù)需求安裝Redhad、suse、Ubuntu、Fedora、Centos等系統(tǒng)和軟件，可以向客戶端提供多系統(tǒng)多應(yīng)用環(huán)境，安裝簡(jiǎn)易、維護(hù)方便、應(yīng)用靈活。

4.3采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和端口控管技術(shù)

該平臺(tái)實(shí)行內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)聯(lián)合控制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制為同一客戶端設(shè)置不同IP分組，同時(shí)可以為每個(gè)客戶端提供QoS控制功能和客戶端狀態(tài)設(shè)置管理和控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，無須額外物理網(wǎng)卡即可輕松阻斷客戶端的任意I/O或控制I/O輸入、輸出設(shè)備，達(dá)到數(shù)據(jù)只能留存在本地的效果，有效防止關(guān)鍵信息泄漏;也可根據(jù)客戶需要限制每個(gè)PC端的網(wǎng)絡(luò)流量，為每個(gè)客戶端設(shè)定必要的控制參數(shù)。

4.4采用先進(jìn)的雙主控技術(shù)和底層剝離技術(shù)

HAS云平臺(tái)將所有服務(wù)器匯集成資源池，產(chǎn)生冗余解決客戶端宕機(jī)的現(xiàn)象。還采取進(jìn)程自動(dòng)守護(hù)機(jī)制，客戶端部分進(jìn)程出現(xiàn)問題時(shí)可以在較短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)修復(fù)并重啟問題服務(wù)，在系統(tǒng)文件被破壞或丟失時(shí)，可以自動(dòng)修復(fù)缺失文件，保障所需系統(tǒng)文件與組件的穩(wěn)定運(yùn)行。另外采用底層剝離技術(shù)使得應(yīng)用環(huán)境和硬件剝離，管理方式更靈活，可以有效防止數(shù)據(jù)丟失。

4.5采用先進(jìn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流管理和多途徑還原技術(shù)

HAS云平臺(tái)在保持本地計(jì)算性能的基礎(chǔ)上最大限度利用PC本地資源。當(dāng)啟用本地緩存功能后可以在一臺(tái)PC級(jí)的服務(wù)器上管理上百臺(tái)客戶機(jī)且性能與單機(jī)運(yùn)行無異（包括計(jì)算性能與啟動(dòng)時(shí)間），有效減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，適應(yīng)任何網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而多途徑還原技術(shù)能夠確保操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件得到完整保護(hù)，客戶端無須安裝還原卡、網(wǎng)絡(luò)還原系統(tǒng)和反病毒軟件即可輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)還原保護(hù)，無須擔(dān)心使用PC端病毒感染或者系統(tǒng)故障。

4.6采用先進(jìn)的負(fù)載均衡與備援技術(shù)

為了避免硬盤損壞或服務(wù)器崩潰導(dǎo)致客戶端宕機(jī)，HAS云平臺(tái)提供有冗余的解決方案。在同一時(shí)間使用多臺(tái)入門級(jí)配置的服務(wù)器組成備援服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器白動(dòng)均衡共享為客戶端提供服務(wù)。一旦某臺(tái)服務(wù)器崩潰或不能正常工作，客戶端只需要重新啟動(dòng)即可轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)服務(wù)器繼續(xù)工作而不影響工作進(jìn)度;即使服務(wù)器崩潰也能確保用戶24小時(shí)正常工作。

4.7采用先進(jìn)的跨VLAN與Windows域管理技術(shù)

大多數(shù)局域網(wǎng)環(huán)境應(yīng)用Ethernet協(xié)議。但在一些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可能需要VLAN和域來進(jìn)行必要的保護(hù)和控管。HAS云平臺(tái)可以完美結(jié)合當(dāng)前Winclows域環(huán)境，實(shí)現(xiàn)各種基于策略的管理;也可以工作在跨VLAN環(huán)境并實(shí)現(xiàn)所有功能。它的兼容性好，無須額外增加設(shè)備，應(yīng)用方便，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單容易。

4.8采用專有HALSC傳輸協(xié)議和文件隨需分發(fā)技術(shù)

HAS云平臺(tái)直接工作于數(shù)據(jù)鏈路層，具有更高的數(shù)據(jù)包傳輸效率，無須IP支持，在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用透明，確保免受通過TCP/lP傳播的病毒感染與破壞，對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用完美無縫支持，不存在沖突與兼容性問題。另外資料和系統(tǒng)緩存文件采用隨需分發(fā)技術(shù)，創(chuàng)建私人的網(wǎng)絡(luò)磁盤如同在本地硬盤一樣，創(chuàng)建公共的網(wǎng)絡(luò)磁盤給多個(gè)客戶端使用，為某個(gè)或所有客戶端分發(fā)和檢索某些信息或者數(shù)據(jù)，根據(jù)客戶端應(yīng)用需求分發(fā)需要的系統(tǒng)環(huán)境（OS+AP）。

5恒云HAS云管理平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用

5.1滿足實(shí)驗(yàn)室所有不同應(yīng)用的需求

HAS云平臺(tái)可將不同型號(hào)、品牌的PC端統(tǒng)一納入一個(gè)平臺(tái)管理。并且根據(jù)不同的專業(yè)需求制定相應(yīng)桌面環(huán)境，不但有效提高計(jì)算機(jī)使用效率，同時(shí)解決了跨系統(tǒng)平臺(tái)、軟件沖突、系統(tǒng)沖突等問題。

5.2滿足實(shí)驗(yàn)室終端操作系統(tǒng)應(yīng)急快速響應(yīng)

HAS云平臺(tái)采用異架構(gòu)文件系統(tǒng)，一次重啟的時(shí)間即可更新架構(gòu)下所有PC端并解決PC端所有病毒問題。

5.3滿足實(shí)驗(yàn)室PC端管理維護(hù)的需求

HAS云平臺(tái)一次重啟的時(shí)間即可解決架構(gòu)下所有操作系統(tǒng)層面問題，靈活的多員管理架構(gòu)可適應(yīng)多種管理需求。大幅降低批量計(jì)算終端的維修、維護(hù)成本，有效提高計(jì)算機(jī)利用率。

5.4滿足實(shí)驗(yàn)室不同考試的需求

可根據(jù)院校不同的考試需求，制定相應(yīng)的考試環(huán)境，客戶端可在脫離服務(wù)器情況下繼續(xù)工作。

6結(jié)束語

恒云HAS云平臺(tái)在完全發(fā)揮PC端本地運(yùn)算性能、完美支持外設(shè)擴(kuò)展兼容、對(duì)帶寬和服務(wù)器壓力較小的前提下實(shí)現(xiàn)集中化管理。同時(shí)充分利用現(xiàn)有技術(shù)投資，集中、隨需交付軟件應(yīng)用，提高實(shí)驗(yàn)室硬件資產(chǎn)利用率;提供主備服務(wù)器運(yùn)行模式，即使服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)發(fā)生災(zāi)難性事故，PC端桌面在策略控制周期內(nèi)還能夠正常運(yùn)行使用。支持不同VLAN或廣域網(wǎng)環(huán)境下的使用，滿足各個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用環(huán)境的需求。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】

收稿日期：2020-02-25

基金項(xiàng)目：2019年內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)科學(xué)研究項(xiàng)目基金“交通大數(shù)據(jù)隱私保護(hù)算法研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ZY201908）資助

作者簡(jiǎn)介：孔冬冬（1984-），男（蒙古族），內(nèi)蒙古呼和浩特人，助理實(shí)驗(yàn)師，學(xué)士，主要研究方向?yàn)樘摂M基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及人工智能方向。