云桌面技術在高校信息化建設中的應用研究

鄒壯達，譚 朔，譚 建

（湖南財政經濟學院，長沙 410006）

云桌面技術在高校信息化建設中的應用研究

鄒壯達，譚 朔，譚 建

（湖南財政經濟學院，長沙 410006）

由于云計算擁有部署方便快捷、可統(tǒng)一維護等優(yōu)點，近年來高校信息化建設以云計算為核心技術以成為一種趨勢。高?？梢允褂貌煌脑朴嬎慵夹g來實現(xiàn)多媒體教學、實驗室實訓環(huán)境搭建等不同類型的云計算應用。本文首先闡述云桌面的基本概念及技術構架，然后分析各種技術構架的優(yōu)缺點及其適用的教學環(huán)境，其中重點分析基于客戶端本地鏡像的云桌面。

云桌面；高校；信息化建設

云計算（Cloud Computing）是近幾年IT技術熱點和發(fā)展趨勢。維基百科對于云計算的定義是：一種基于互聯(lián)網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。

云計算技術的關鍵技術是虛擬化技術，包括服務器虛擬化、存儲虛擬化、應用程序虛擬化、桌面虛擬化。其中桌面虛擬化技術是與用戶最有直接關聯(lián)的技術，是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性，云桌面的核心技術正是桌面虛擬化。

1　云桌面的基礎技術構架及應用環(huán)境

1.1 基于微軟MED-V技術的云桌面解決方案

MED-V（Microsoft Enterprise Desktop Virtualization）的實 現(xiàn)原理是管理員使用VPC創(chuàng)建一個操作系統(tǒng)的虛擬鏡像，這個虛擬鏡像包含操作系統(tǒng)和一系列應用程序。管理員將這個鏡像放到MED-V服務器，其他成員可使用VPC客戶端登陸到服務器并使用該鏡像。

1.2 基于VMware View技術的云桌面解決方案

VMware View技術的虛擬桌面實現(xiàn)原理是將操作系統(tǒng)鏡像放置于服務器上，操作系統(tǒng)運行于VMware虛擬機之上，用戶可通過VMware View Client軟件來登陸服務器對鏡像操作系統(tǒng)進行使用。操作系統(tǒng)所使用的所有資源均位于服務器，用戶看到的僅僅是桌面圖像，客戶端和服務器端之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為輸出/輸入。

1.3 基于Citrix XenDesktop技術的云桌面解決方案

XenDesktop的實現(xiàn)原理和VMware View差不多，區(qū)別在于XenDesktop將為不同用戶生成子鏡像，以實現(xiàn)不同用戶在子鏡像中登陸，但相互之間無影響。

1.4 基于本地虛擬化鏡像的云桌面解決方案

以上解決方案雖然以不同技術實現(xiàn)，但是其共同特點在于所有鏡像均運行于服務器。所以帶來了一些應用中的限制。①對網絡依賴程度高，不能斷線，如果網絡中斷客戶端無法使用服務器上的鏡像。②對服務器要求高，由于服務器I/O的限制服務器同時連接客戶機一般不能超過50個。這個數(shù)量隨著應用軟件計算量的需求急劇降低。③用戶之間存在服務器資源爭奪，當某個用戶運行消耗大量資源的應用時，會影響其他用戶的流程程度。

目前有一些公司提出了一種新的解決方案，我們將這種方案稱為“云桌面本地鏡像”。這種解決方案的原理是先制作一個PC的操作系統(tǒng)鏡像并上傳到服務器，所有客戶將這個鏡像下載到本地后，在本地運行，如果鏡像有所修改，那么客戶機將下載修改鏡像。這樣的解決方案可以克服以上限制，但是同樣帶來新的問題。①首次下載鏡像對網絡帶寬要求高，時間長。但是下載完成以后可以斷網運行。②硬件不同的客戶端必須分開做鏡像，否則驅動程序不同無法在本地運行。③必須對網絡進行配置，以適應跨網段時客戶機可以訪問到服務器。

1.4.1 虛擬鏡像在本地運行的原理

操作系統(tǒng)鏡像下載到本地，通過一個OS Delivery層來調用本地硬件。這個OS Delivery層有統(tǒng)一的調用API，不同的操作系統(tǒng)或應用將調用相同的接口。這個OS Delivery的存在，使得操作系統(tǒng)鏡像實現(xiàn)了“按需下載”，也就是說在操作系統(tǒng)鏡像全部下載完畢之前，只要不斷線，就可以開機使用，使用到某個程序的時候，就優(yōu)先下載相關文件，如圖1所示。

圖1 虛擬鏡像在本地運行的原理

1.4.2 鏡像分發(fā)原理

在服務器進行鏡像分發(fā)的時候，如果是第一次分發(fā)，會將客戶硬盤進行格式化處理，分出用于存儲鏡像的空間。如果非第一次分發(fā)，則會根據(jù)設置來讀取存儲在客戶硬盤上的緩存數(shù)據(jù)，避免重新下載所帶來的網絡流量，如圖2所示。

圖2 虛擬鏡像分發(fā)原理

1.4.3 虛擬桌面鏡像管理

在軟件變更時，可以根據(jù)基礎鏡像生成新的鏡像快照，基礎鏡像也可以和鏡像快照合并生成新的基礎鏡像。這樣做的好處是變更軟件后，不必像每個客戶端發(fā)送新鏡像的全部數(shù)據(jù)，僅發(fā)送增量數(shù)據(jù)即可，如圖3所示。

2　高校不同應用場景對于不同技術原理的虛擬化桌面的應用

2.1 多媒體教室

多媒體教室的主要用途是播放幻燈片、播放多媒體，其運行的軟件對資源占用不高，且軟件變更較少。多媒體教室設備比較分散，一般每個教室分布一臺客戶機，這類應用環(huán)境適合使用鏡像運行于服務器的云桌面。硬件方面部署瘦客戶機，軟件方面將所有應用都部署于服務器端，硬件和軟件都管理方便、便于維護。

圖3 桌面鏡像概念

2.2 機房實驗室

機房實驗室設備密集度高，較大的實驗室可以達到一百多個機位。應用軟件復雜且變更程度高。這類應用環(huán)境適合使用本地運行的云桌面鏡像，如果軟件變更可提前傳輸鏡像。

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.10.097

G647

A

1673-0194（2016）10-0139-02

2016-04-20

湖南省科技計劃項目課題2014年第四批（2014GK3 017）。