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        基于VDI的虛擬云桌面應(yīng)用技術(shù)研究

        2021-06-22 03:22:56許兆祥
        電腦與電信 2021年4期
        關(guān)鍵詞:桌面交換機(jī)機(jī)房

        許兆祥

        (河南技師學(xué)院,河南 鄭州 450044)

        1 引言

        伴隨著信息化建設(shè)水平的逐步提高,計算機(jī)成為人們?nèi)粘W(xué)習(xí)、工作和生活不可或缺的工具,作為信息技術(shù)發(fā)展重要標(biāo)志的計算機(jī)在帶給人們便利的同時,由于管理難度大、資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題,促使人們尋求多種解決方案以適應(yīng)人們的需求,VDI(Virtual Desktop Infrastructure,虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu))就是伴隨著這樣的背景應(yīng)運(yùn)而生。計算機(jī)機(jī)房作為學(xué)生實訓(xùn)的重要場所,由于建設(shè)時間不一致、計算機(jī)硬件設(shè)備更新?lián)Q代快等原因,導(dǎo)致機(jī)房維護(hù)困難、機(jī)房管理人員工作繁瑣等一系列問題。為了能夠簡化工作流程、提高工作效率,我們嘗試通過虛擬云桌面的方式改善計算機(jī)管理現(xiàn)狀,最大程度解放機(jī)房管理人員的雙手,并尋求將虛擬云桌面應(yīng)用于更多的工作場景。

        2 傳統(tǒng)計算機(jī)機(jī)房管理問題

        傳統(tǒng)機(jī)房是以個人PC 機(jī)作為學(xué)生用機(jī),通過組建局域網(wǎng)的方式開展教學(xué)工作,通過這種方式建設(shè)的機(jī)房存在以下問題:

        2.1日常管理繁雜

        由于每臺電腦都是獨立的主體,因此,在進(jìn)行軟件更新、故障檢修的過程中,需要逐臺進(jìn)行維護(hù),導(dǎo)致工作效率低下,設(shè)備維護(hù)繁瑣,往往需要耗費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行最基本的檢修工作。

        2.2 硬件維護(hù)困難

        由于各種應(yīng)用軟件幾乎每年都會有新版本出現(xiàn),導(dǎo)致軟件每升級一次,所占用的硬盤空間和內(nèi)存都會隨之增加,計算機(jī)運(yùn)行速度減慢,電腦卡頓問題嚴(yán)重。而計算機(jī)硬件設(shè)備更新又需要投入較多資金,致使教學(xué)效果不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

        2.3 空間占用大,能耗大

        傳統(tǒng)PC 機(jī)房的主機(jī)較大,在進(jìn)行機(jī)房環(huán)境配置時必須考慮好電腦桌的尺寸、主機(jī)放置的位置等,導(dǎo)致機(jī)房可利用空間變小,同時,由于PC 機(jī)各部件功率較大,使得機(jī)房功耗大、噪音大。

        2.4 容易造成數(shù)據(jù)丟失

        在個人PC電腦使用過程中,如果出現(xiàn)非法關(guān)機(jī)的情況,很容易造成數(shù)據(jù)丟失或硬件損壞,這不僅會造成重復(fù)勞動,嚴(yán)重的可能會影響到整個單位的數(shù)據(jù)安全。雖然人們也通過穩(wěn)壓電源等方式盡可能避免這種情況的發(fā)生,但由于機(jī)房機(jī)位較多、空間緊張,很少配備相關(guān)設(shè)備。

        3 虛擬云桌面的優(yōu)勢

        3.1 管理便捷,易于部署

        由于云桌面的管理主要是對服務(wù)器的管理,因此,只需要在辦公室通過遠(yuǎn)程連接對服務(wù)器進(jìn)行管理,即可完成系統(tǒng)部署和維護(hù)、軟件更新等操作,同時,可以通過其融合運(yùn)維功能,實現(xiàn)對程序、網(wǎng)站、流量等的限制。隨著智能手機(jī)的普及,云桌面提供商更是通過APP 開發(fā),實現(xiàn)了通過手機(jī)對服務(wù)器的遠(yuǎn)程操控,更加便利了用戶的管理。

        3.2 滿足不同教學(xué)需求

        虛擬云桌面是基于云服務(wù)器工作的,通過在云服務(wù)器部署多個不同的操作系統(tǒng),機(jī)房管理人員就可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求,方便地在不同操作系統(tǒng)之間進(jìn)行切換,從而滿足不同專業(yè)、不同場景的需要。

        3.3 節(jié)約資源,降低費(fèi)用

        不同于傳統(tǒng)的PC 機(jī),云桌面運(yùn)行所需資源主要來自于云服務(wù)器的虛擬化分配,因此,在機(jī)房使用過程中,涉及硬件設(shè)備升級擴(kuò)容的情況,只需要對服務(wù)器進(jìn)行硬件升級即可,無須對終端配置進(jìn)行更新,極大地降低了機(jī)房后期的維護(hù)成本。

        3.4 有較高的安全性和穩(wěn)定性

        云服務(wù)器和云終端的虛實雙系統(tǒng),可以保障服務(wù)器出現(xiàn)故障或斷網(wǎng)的情況下,自動切換到本地終端繼續(xù)開展教學(xué),有利于維護(hù)教學(xué)實踐活動的持續(xù)性;針對傳統(tǒng)PC 機(jī)非法斷電造成的數(shù)據(jù)丟失,也因為云服務(wù)器往往部署在專門的機(jī)房并提供有大功率的UPS而避免了這種情況的發(fā)生。

        4 虛擬云桌面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

        目前,虛擬云桌面建設(shè)已趨于成熟,主要采用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)云桌面的統(tǒng)一管理,有VDI、IDV、VOI 等多種實現(xiàn)方式,其中,VDI方式是當(dāng)前主流的云桌面架構(gòu),通過云服務(wù)器-終端的分層部署,實現(xiàn)了虛擬云桌面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 虛擬云桌面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

        從圖1可以看出,云機(jī)房建設(shè)總體包含云服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心交換機(jī)、交換機(jī)和終端4部分,并包含有用于桌面虛擬化的軟件及機(jī)房管理軟件:

        4.1 云服務(wù)器

        為了避免多臺云服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳輸造成的響應(yīng)時間過長、資源分配不均勻等情況,在進(jìn)行服務(wù)器配置時,將多臺服務(wù)器組建為1 個服務(wù)器資源池,并設(shè)置其中1 臺服務(wù)器作為主控服務(wù)器,用戶可以通過安裝在主控服務(wù)器上的統(tǒng)一用戶管理界面對多臺服務(wù)器資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配、優(yōu)化資源配置,有效提高了資源利用率,同時,為了達(dá)到較高的傳輸速率,為每臺服務(wù)器配置萬兆光模塊,通過光纖與數(shù)據(jù)中心交換機(jī)交換相連,從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)那闆r下的虛擬桌面統(tǒng)一管理。

        4.2 數(shù)據(jù)中心交換機(jī)

        虛擬云桌面的運(yùn)行速度一方面取決于服務(wù)器和瘦客戶端的硬件配置,另一方面取決于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率,為了能夠?qū)崿F(xiàn)高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸,在交換機(jī)和云服務(wù)器之間增加了數(shù)據(jù)中心交換機(jī),通過光模塊將多臺云服務(wù)器和交換機(jī)連接起來,實現(xiàn)了服務(wù)器到交換機(jī)的萬兆傳輸。

        4.3 交換機(jī)

        根據(jù)端口和機(jī)房瘦客戶端數(shù)量配置相應(yīng)個數(shù)的交換機(jī),該設(shè)備上同樣安裝有萬兆光模塊,以實現(xiàn)與云服務(wù)器數(shù)據(jù)的快速交換,同時,將數(shù)據(jù)通過交換機(jī)端口傳輸給各個終端設(shè)備,實現(xiàn)了萬兆骨干,千兆到桌面的網(wǎng)絡(luò)主流架構(gòu)。

        4.4 瘦客戶端

        瘦客戶端是為人們提供計算機(jī)基本功能的設(shè)備,代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC機(jī)并部署虛擬云桌面為用戶提供軟件操作環(huán)境。通常情況下,瘦客戶端通過與云服務(wù)器交換數(shù)據(jù)來滿足人們的計算機(jī)操作需求,由于數(shù)據(jù)的運(yùn)算主要通過服務(wù)器來進(jìn)行,而該設(shè)備自身不需要參與過多的運(yùn)算,這也是“瘦客戶端”這一名稱的由來,但是,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,該設(shè)備又可以作為獨立的終端運(yùn)行本地系統(tǒng)。為了能夠滿足基本使用需求,瘦客戶端要具備基本的功能模塊,并提供必要的接口進(jìn)行設(shè)備連接,如圖2所示。

        圖2 瘦客戶端功能模塊構(gòu)成

        4.5 軟件系統(tǒng)

        云服務(wù)器與云終端的數(shù)據(jù)傳輸離不開應(yīng)用軟件的支撐,為了能夠使瘦客戶端共享服務(wù)器資源,需要在云服務(wù)器安裝虛擬化云桌面軟件,以虛擬出CPU、內(nèi)存、硬盤等資源供瘦客戶端使用;而為了實現(xiàn)終端電腦操作系統(tǒng)的還原、數(shù)據(jù)同傳并便于教師開展教學(xué)等功能,還需要再安裝配套的管理系統(tǒng)和多媒體教學(xué)軟件。

        5 實施與測試

        基于VDI 的虛擬云桌面能夠?qū)崿F(xiàn)基于瀏覽器對服務(wù)器及終端的訪問和管理,是對傳統(tǒng)PC應(yīng)用的革新性成果,目前已在校園機(jī)房、電子閱覽室、窗口行業(yè)和辦公場景等多種場合使用,為管理人員提供了極大的便利。在虛擬云桌面的部署過程中,通過與傳統(tǒng)PC 機(jī)房進(jìn)行對比,可以發(fā)現(xiàn)在功耗、人力投入、時間投入上都具有明顯的優(yōu)勢。表1為某校60臺傳統(tǒng)PC 機(jī)房和3 臺服務(wù)器+60 個瘦客戶端的云桌面機(jī)房對比,其中數(shù)據(jù)顯示了在軟件安裝需求一致的情況下的各項數(shù)據(jù),可以為今后計算機(jī)調(diào)配起到一定的指導(dǎo)作用。

        從表1 可以看出,服務(wù)器+瘦客戶端的部署模式功耗較低、人力投入較少并且節(jié)約維護(hù)用時,但是對3D等大型軟件的支持不夠,說明就目前而言,虛擬云終端的應(yīng)用場景還有一定的局限性,在運(yùn)行3D、游戲、高清視頻等對顯卡要求比較高、資源消耗比較大的應(yīng)用時,表現(xiàn)不如傳統(tǒng)PC 機(jī),要想更廣泛普及,還需要進(jìn)一步深入研究。

        表1 傳統(tǒng)PC機(jī)房與云桌面對比

        6 結(jié)語

        通過對虛擬云桌面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析,可以詳細(xì)了解服務(wù)器+瘦客戶端的計算機(jī)管理模式及其優(yōu)勢,為今后使用、部署計算機(jī)提供了新的思路,同時經(jīng)過實際裝機(jī)測試發(fā)現(xiàn),虛擬云桌面在面向高清顯示、高資源消耗的場景時具有一定局限性,因此,我們需要通過合理規(guī)劃,以虛擬云桌面技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的集群化管理為主、以傳統(tǒng)PC機(jī)為輔,在滿足日常需求的前提下,進(jìn)一步簡化管理人員的工作,提供更加穩(wěn)定、快速的軟件運(yùn)行環(huán)境。

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