稀土院桌面云系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王利清

1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010 2.包頭稀土研究院信息中心，內(nèi)蒙古包頭 014010

稀土院桌面云系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王利清1，2

1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010 2.包頭稀土研究院信息中心，內(nèi)蒙古包頭 014010

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用、云計(jì)算[1-2]及虛擬化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，虛擬桌面云技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.虛擬桌面云系統(tǒng)具有可提供移動(dòng)辦公環(huán)境及高安全性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式等特點(diǎn)。稀土院也根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀和企業(yè)應(yīng)用需求，著手實(shí)施建設(shè)桌面云系統(tǒng)。本文從云計(jì)算和虛擬桌面云系統(tǒng)兩方面做了說(shuō)明，并詳細(xì)介紹了稀土院桌面云方案及實(shí)施過(guò)程。稀土院根據(jù)自身企業(yè)特點(diǎn)及需求，利用WMware公司vSphere構(gòu)建了基礎(chǔ)平臺(tái)，并選用了思杰公司的Citrix桌面虛擬化解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)桌面交付。

桌面云；虛擬化

如今的時(shí)代，是一個(gè)信息化高速發(fā)展的時(shí)代。云計(jì)算已經(jīng)成為當(dāng)前最流行的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，越來(lái)越多的企業(yè)院所及高校應(yīng)用云計(jì)算平臺(tái)來(lái)構(gòu)建信息化系統(tǒng)。

虛擬化技術(shù)是云計(jì)算產(chǎn)品的核心技術(shù)之一。基于虛擬化技術(shù)的企業(yè)桌面云系統(tǒng)平臺(tái)的搭建可以降低運(yùn)維成本、簡(jiǎn)化管理、提高系統(tǒng)高可用性、對(duì)物理資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、并達(dá)到系統(tǒng)間的負(fù)載均衡、綠色環(huán)保[1]。

在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用和管理過(guò)程中，計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)將不定期進(jìn)行更新?lián)Q代，投入的成本在日益增加。同時(shí)，IT部門的運(yùn)維人員日常維護(hù)和管理的工作量非常巨大，不僅對(duì)計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行硬件的維修和更換，還要對(duì)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件進(jìn)行升級(jí)維護(hù)等，隨著企業(yè)使用的應(yīng)用軟件品種及數(shù)量的增加，IT管理及運(yùn)維人員的工作量也呈現(xiàn)日漸增長(zhǎng)趨勢(shì)，這些都給企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理增加了一定的難度，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理人員提出了更高的技術(shù)和專業(yè)要求。

基于這些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，企業(yè)可以通過(guò)搭建應(yīng)用虛擬化技術(shù)的桌面云系統(tǒng)平臺(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)資源的共享，減少維護(hù)成本并提高資源利用率；企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在虛擬服務(wù)器上，將提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性；通過(guò)虛擬云桌面系統(tǒng)，運(yùn)維人員在服務(wù)器端進(jìn)行操作，能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶云桌面系統(tǒng)的發(fā)布和維護(hù)，可以極大的減少工作量并提高工作效率。

1 虛擬桌面云系統(tǒng)概述

1.1 虛擬桌面云

虛擬桌面云是用戶通過(guò)瘦客戶機(jī)或是任何與網(wǎng)絡(luò)相連的電子設(shè)備（如筆記本或是臺(tái)式機(jī)，甚至IPAD和手機(jī)等）來(lái)遠(yuǎn)程連接并訪問(wèn)用戶專屬的虛擬桌面(相當(dāng)于目前使用的操作系統(tǒng))。換句話說(shuō)，用戶只要有一個(gè)終端設(shè)備就可以，無(wú)論是瘦客戶機(jī)或是其他訪問(wèn)設(shè)備，都不需要很高的配置，只要可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)即可。通過(guò)專用的客戶端訪問(wèn)程序，便能登錄到服務(wù)器端的個(gè)人專屬虛擬桌面系統(tǒng)（即操作系統(tǒng)），訪問(wèn)各種應(yīng)用程序，沒(méi)有時(shí)間和地點(diǎn)的限制。

1.2 虛擬桌面云系統(tǒng)

費(fèi)里斯州立大學(xué)西密歇根英語(yǔ)語(yǔ)言學(xué)院具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)開(kāi)展了語(yǔ)言交流小組項(xiàng)目，規(guī)定國(guó)際生必須參加美國(guó)學(xué)生組織的討論，幫助其更快地應(yīng)用課堂上所學(xué)到的語(yǔ)言技巧。一般情況下，采取兩個(gè)美國(guó)學(xué)生與四個(gè)國(guó)際生的組合方式，六人就設(shè)定話題展開(kāi)討論；以此提高美國(guó)學(xué)生與國(guó)際生的跨文化交際能力。河南省的高校可以借助外教或者留學(xué)生與學(xué)生組合的方式來(lái)進(jìn)行課堂或者課下討論。

虛擬桌面云系統(tǒng)是在虛擬服務(wù)器中虛擬出用戶的桌面環(huán)境，用戶使用客戶端設(shè)備（瘦客戶機(jī)或計(jì)算機(jī)）從網(wǎng)絡(luò)中的任意位置隨時(shí)訪問(wèn)虛擬服務(wù)器的桌面系統(tǒng)以及相關(guān)應(yīng)用以及存儲(chǔ)空間。

2 虛擬桌面云系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 傳統(tǒng)桌面系統(tǒng)

目前我們廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便是傳統(tǒng)桌面系統(tǒng)。它的軟硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序都是使用本地的計(jì)算機(jī)資源（CPU，ROM，RAM）來(lái)完成，數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)于個(gè)人計(jì)算機(jī)磁盤中。離開(kāi)此計(jì)算機(jī)將無(wú)法訪問(wèn)任何資料，也無(wú)法繼續(xù)未完成的工作。

2.2 虛擬桌面云系統(tǒng)

虛擬桌面云用戶通過(guò)一個(gè)瘦客戶機(jī)，或是其他簡(jiǎn)單設(shè)備通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)虛擬服務(wù)器，登錄后即可使用個(gè)人專屬的虛擬桌面系統(tǒng)。所有的桌面操作系統(tǒng)及需要的軟硬件設(shè)備和應(yīng)用程序都是使用虛擬服務(wù)器的資源。全部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于服務(wù)器的虛擬存儲(chǔ)器中。

2.3 虛擬桌面云系統(tǒng)的特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)桌面系統(tǒng)及虛擬桌面云系統(tǒng)的對(duì)比，可以看到虛擬桌面云系統(tǒng)能提供更高的性價(jià)比和服務(wù)，能滿足用戶的個(gè)性化需求，具有如下特點(diǎn)。1）虛擬桌面云系統(tǒng)數(shù)據(jù)是集中存儲(chǔ)和管理的，在客戶端本地?zé)o數(shù)據(jù)，可以確保數(shù)據(jù)完全。2）用戶使用虛擬桌面云系統(tǒng)，不受時(shí)間，地點(diǎn)和設(shè)備的影響，隨時(shí)可以訪問(wèn)同一個(gè)桌面環(huán)境和存儲(chǔ)，方便快捷。3）虛擬桌面云系統(tǒng)全部運(yùn)行在服務(wù)器端，可以集中部署，管理簡(jiǎn)單，故障處理快速，提高了運(yùn)維人員的工作效率。4）虛擬桌面云系統(tǒng)對(duì)整個(gè)軟硬資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、以達(dá)到各個(gè)物理服務(wù)器系統(tǒng)間的負(fù)載均衡、綠色環(huán)保。

3 稀土院虛擬桌面云系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 現(xiàn)狀分析

稀土院是一所主要從事科研為主的企業(yè)院所。目前擁有規(guī)模巨大的計(jì)算機(jī)終端用戶。由于計(jì)算機(jī)終端數(shù)量多，更新?lián)Q代又相當(dāng)迅速，這導(dǎo)致該院在計(jì)算機(jī)軟硬件方面的投入在不斷增加，而在后期運(yùn)維過(guò)程中，維護(hù)成本也在不斷增加。

隨著PC計(jì)算機(jī)數(shù)量的進(jìn)一步不斷增加，需要投入大量的人力物力來(lái)維護(hù)管理這些計(jì)算機(jī)終端。另外IT部門的運(yùn)維人員不僅要對(duì)PC計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行硬件故障的處理，還要對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行必要的管理和維護(hù)。如操作系統(tǒng)的安裝，病毒庫(kù)的升級(jí)以及應(yīng)用程序的配置和更新等等。隨著企業(yè)應(yīng)用軟件的品種和數(shù)量的增多，導(dǎo)致運(yùn)維人員的工作也日益繁重且效率有所降低。另外由于運(yùn)維人員對(duì)終端故障不能及時(shí)處理，還會(huì)造成使用人員因等待處理所造成工作的間斷和延誤。

稀土院作為一個(gè)以稀土科研為主的科研院所，對(duì)于數(shù)據(jù)的安全性有著非常高的要求。目前全部數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在不同的客戶終端上，如何確保數(shù)據(jù)的安全、可靠，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。

3.2 稀土院桌面云系統(tǒng)方案

根據(jù)對(duì)該院總體計(jì)算機(jī)使用情況和應(yīng)用需求的調(diào)研和分析，決定前期在全部行政管理部門推行虛擬桌面云系統(tǒng)，設(shè)計(jì)容量為60個(gè)虛擬用戶。

虛擬桌面方案：前期對(duì)稀土院的用戶及需求進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研，經(jīng)過(guò)對(duì)比VMware、Microsoft、Red Hat、Citrix等公司的桌面虛擬化產(chǎn)品，最終我們選擇整個(gè)虛擬桌面的基礎(chǔ)平臺(tái)使用VMware公司的vSphere來(lái)實(shí)現(xiàn)，桌面交付方式選擇使用思杰公司的Citrix XenDesktop桌面虛擬化解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

下面介紹一下桌面云系統(tǒng)的工作原理（如圖）：用戶通過(guò)瘦客戶機(jī)上的客戶端程序進(jìn)行登錄，通過(guò)虛擬服務(wù)器的身份驗(yàn)證后，服務(wù)器將分配虛擬桌面給該用戶或是提取已經(jīng)分配給用戶的專有桌面，通過(guò)ICA高速傳輸協(xié)議將虛擬桌面系統(tǒng)及應(yīng)用傳輸?shù)接脩舻氖菘蛻魴C(jī)上顯示。

圖1 虛擬桌面云系統(tǒng)的工作原理

3.3 稀土院桌面云系統(tǒng)實(shí)施

3.3.1 硬件設(shè)備的選擇和連接

服務(wù)器：選擇8核128GB內(nèi)存的物理服務(wù)器，作為虛擬物理服務(wù)器。每臺(tái)物理服務(wù)器可支撐50-60個(gè)左右虛擬共享桌面，考慮到兩臺(tái)互為熱備，使用兩臺(tái)服務(wù)器和共享存儲(chǔ)建立集群，平臺(tái)每臺(tái)服務(wù)器支撐30個(gè)虛擬桌面，當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，另外一條可支撐全部外網(wǎng)60個(gè)虛擬桌面。

存儲(chǔ)：為確保存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性，便于以后系統(tǒng)的擴(kuò)容，另考慮到防止“啟動(dòng)風(fēng)暴”選用目前高可用性及高性能的X-IO高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)。

終端：選擇瘦客戶機(jī)作為登錄設(shè)備（也可選擇配置相對(duì)低一些的舊PC計(jì)算機(jī)）。

物理設(shè)備的連接：通過(guò)HBA卡分別將兩臺(tái)服務(wù)器和XIO存儲(chǔ)器連接。每臺(tái)服務(wù)器有四塊網(wǎng)卡，兩臺(tái)服務(wù)器分別通過(guò)一個(gè)網(wǎng)口相互使用心跳線連接起來(lái)，達(dá)到服務(wù)器的連通。另外三個(gè)網(wǎng)口和交換機(jī)連接，每臺(tái)服務(wù)器的三個(gè)網(wǎng)口設(shè)置綁定成一個(gè)虛擬的網(wǎng)卡，可以增加帶寬速度。

3.3.2 系統(tǒng)環(huán)境的構(gòu)建

第一步，在2臺(tái)物理服務(wù)器上安裝了VMware Esxi 5.5操作系統(tǒng)，搭建出物理服務(wù)器的基礎(chǔ)平臺(tái)。

第二步，構(gòu)建基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)器。在任意一臺(tái)物理服務(wù)器上安裝了管理軟件WMware vSphere Client。在任何一臺(tái)物理服務(wù)器上安裝WMware vCenter Server后，通過(guò)VMware vSphere Client 登錄vCenter Server的ip地址，或用瀏覽器訪問(wèn)vCenter Server的9443端口，可以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行管理，維護(hù)。

登錄后首先創(chuàng)建一個(gè)名為xty的數(shù)據(jù)中心，然后在此數(shù)據(jù)中心下新建一個(gè)群集，并選中“打開(kāi)vSphere HA更新”。群集建立之后，將之前安裝的2臺(tái)ESXi服務(wù)器加入群集。

第三步，然后構(gòu)建虛擬服務(wù)器模板，根據(jù)模板搭建AD域控服務(wù)器、WINDOW CA服務(wù)器和SQL數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

第四步，基礎(chǔ)平臺(tái)安裝配置完成后，開(kāi)始安裝XenDesktop。XenDesktop包括DDC，License Server，Studio，Storefront等組件。

第五步，虛擬桌面交付。

最后，配置瘦客戶機(jī)，進(jìn)行客戶端軟件(Citrix Recervier)的安裝和配置。

4 稀土院虛擬桌面云運(yùn)行狀況

目前，稀土院虛擬桌面云系統(tǒng)運(yùn)行半年，基本穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，也能滿足用戶的使用要求。

桌面訪問(wèn)流暢，用戶體驗(yàn)與傳統(tǒng)桌面一致。更適合需要移動(dòng)辦公的用戶。能防止因PC故障或是意外斷電所引起的數(shù)據(jù)的丟失，保證數(shù)據(jù)的安全性。

IT部門可以實(shí)現(xiàn)虛擬桌面的集中部署和管理，對(duì)于桌面的故障和問(wèn)題，也可以遠(yuǎn)程在服務(wù)器端進(jìn)行處理，從而提高了運(yùn)維的響應(yīng)時(shí)間和效率，也減少了運(yùn)維人員的工作量。

后期系統(tǒng)如需要擴(kuò)容，無(wú)需進(jìn)行基礎(chǔ)架構(gòu)的更改，可以輕松實(shí)現(xiàn)。

[1]楊榮霞.基于虛擬化技術(shù)的私有云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)[D].河北工業(yè)大學(xué)，2013．

[2]思杰系統(tǒng)信息技術(shù)（北京）有限公司.Citrix虛擬桌面快速部署手冊(cè)[M].北京：北京出版社，2013．

[3]任爽.桌面云系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（16）：28-29．

[4]彭琦偉，楊楚華.桌面虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)研究[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2015（3）：35-37．

[5]韓曉山.運(yùn)用Citrix實(shí)現(xiàn)桌面虛擬化管理[J].中國(guó)科技信息，2012（22）：72，75．

TP3

A

1674-6708（2015）148-0146-02

王利清，2000年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)（本科），在包頭稀土研究院信息中心工作，長(zhǎng)期從事有關(guān)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息等方面的工作，目前在內(nèi)蒙科技大學(xué)讀工程碩士