基于Citrix虛擬化的桌面云平臺(tái)構(gòu)建與應(yīng)用研究

劉宸+王強(qiáng)

摘要：隨著高校信息化的發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)用戶的逐年增多，使得聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)管理困難，維護(hù)工作量巨大，數(shù)據(jù)安全無法保障，資源利用率低下。通過部署基于Citrix虛擬化桌面云系統(tǒng)，以集中管理與控制，保障數(shù)據(jù)安全，提高了維護(hù)效率。文章結(jié)合本校實(shí)際情況，提出了本系統(tǒng)的重點(diǎn)與思路，以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞： 桌面云； 虛擬化； 高校

中圖分類號(hào)： TP393

[KG3]文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 2095-2163（2017）05-0098-03

Abstract： The information development brings about the fast expansion of the campus network and the growing number of network users， which leads to the increased amount of computer management and the difficulty of computer maintenance. Through the construction of cloud desktop based on Citrix， management and control could be centralized， data base be protected， and the efficiency of maintenance work be improved. Based on the actual situation of the researched school， this paper puts forward the key points and ideas of the development of the system， as well as the technical realization of the system.[JP]

Keywords： cloud desktop； virtualization； campus

0引言

近年來，隨著高校信息化的發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)樓宇和上網(wǎng)人數(shù)正在呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。隨之帶來的就是聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的一系列問題，比如采購成本過高，管理困難，數(shù)據(jù)安全無法保障，利用率低下，設(shè)備資源浪費(fèi)嚴(yán)重等。而最新興起的桌面云可以較好地解決這個(gè)難題。但在桌面云這一領(lǐng)域很少有高校涉足嘗試。作為走在中國高校信息化前沿的西安交通大學(xué)對(duì)此進(jìn)行了規(guī)模性部署和實(shí)踐性探索，并研發(fā)得到了實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。本文即針對(duì)這一課題給出如下探討論述。

1虛擬化與桌面云

目前，虛擬化技術(shù)在高校中的應(yīng)用不斷深入，給高校的信息化建設(shè)帶來深遠(yuǎn)的影響。虛擬化的概念是在上世紀(jì)，由計(jì)算機(jī)科學(xué)家Strachey在國際信息處理大會(huì)上發(fā)表的論文《大型高速計(jì)算機(jī)的時(shí)間共享》中首次提出的。虛擬化從本質(zhì)來說就是將計(jì)算機(jī)資源通過虛擬化的技術(shù)分割成若干個(gè)相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)資源，從而提高計(jì)算機(jī)的利用效率，使計(jì)算機(jī)的使用靈活性臻至最大化。

虛擬化技術(shù)包括服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化和應(yīng)用虛擬化等多個(gè)方面。作為虛擬化的核心技術(shù)之一，桌面虛擬化技術(shù)就是在服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)上，利用各種通訊的手段，將桌面推送到遠(yuǎn)端而獲得定制實(shí)現(xiàn)的。簡單地說，桌面虛擬化技術(shù)就是服務(wù)器虛擬化加上遠(yuǎn)程桌面。

2桌面虛擬化的優(yōu)勢(shì)

1）集中管理與控制。通過桌面虛擬化，桌面管理則置于后端的數(shù)據(jù)中心，管理員可隨時(shí)便捷對(duì)桌面鏡像和相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行管理和維護(hù)，而這種管理與維護(hù)對(duì)于前端用戶而言卻是透明的。桌面云中的虛擬機(jī)駐留在具有高可用性的 Citrix 服務(wù)器群集中。管理員可以通過遠(yuǎn)程接入的方式對(duì)虛擬機(jī)實(shí)行統(tǒng)一管理，便于升級(jí)和維護(hù)，在很短的時(shí)間內(nèi)就能排布設(shè)定用戶桌面的部署，提高了管理效率。

2）保障數(shù)據(jù)安全。所有遠(yuǎn)程傳輸都通過SSL/TLS加密以確保安全性。桌面和應(yīng)用完全在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上運(yùn)行，沒有應(yīng)用數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸做到了終端與信息分離，桌面和數(shù)據(jù)在后臺(tái)集中存儲(chǔ)和處理，訪問可控，傳輸?shù)浇K端的僅是屏幕的圖像。

3）移動(dòng)辦公與異地辦公。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的熱潮，手機(jī)和平板訪問的需求與日俱增。桌面云通過FusionAccess即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)辦公，任何終端（如iPAD、iPhone、Windows Mobile、Android等）均可隨時(shí)隨地、按需使用數(shù)據(jù)中心的虛擬桌面。[JP]

4）降低綜合成本與節(jié)能環(huán)保。桌面云設(shè)置了3種訪問虛擬桌面的方式。具體內(nèi)容如下：

① 瘦客戶端的方式，對(duì)應(yīng)新增加的用戶，直接采購瘦客戶機(jī)即可。瘦客戶端功能簡單、單價(jià)低廉、置換周期長。只需在數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量上加大投資，可以減少大量的重復(fù)性購買PC電腦的投資。而且瘦客戶機(jī)盡顯體積小巧，低端功耗的鮮明優(yōu)勢(shì)，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。

② 傳統(tǒng)PC電腦的瀏覽器訪問方式，對(duì)于已購置PC電腦的客戶，無需額外再采購瘦客戶機(jī)，只是使用瀏覽器+虛擬桌面的插件，就可以直接訪問虛擬桌面。使得老舊的PC也可以操控虛擬桌面的強(qiáng)勁新功能，傳統(tǒng)PC只是擔(dān)承顯示和輸出/輸入的功能。

③ 外網(wǎng)遠(yuǎn)程接入方式，在配置必要的防火墻等安全措施下，采用VPN等接入虛擬桌面云平臺(tái)的方式，就可以高效開展遠(yuǎn)程科研教學(xué)等。

3虛擬桌面云系統(tǒng)實(shí)施

3.1整體架構(gòu)

根據(jù)本校實(shí)際需求和全校計(jì)算機(jī)分布情況，對(duì)比三大廠商的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇了基于Citrix XenDesktop 虛擬化技術(shù)的桌面云。與第一代虛擬桌面（VDI）解決方案不同，Xen Desktop采用了全新的F1ex Cast交付技術(shù)和ICA協(xié)議，適用于任何網(wǎng)絡(luò)，而且經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，桌面效果更好，同時(shí)還是業(yè)內(nèi)首款通過單一集成解決方案支持所有桌面虛擬化模式的產(chǎn)品。研究可得，Citrix虛擬化技術(shù)的桌面云架構(gòu)如圖1所示。endprint

3.2Citrix桌面云數(shù)據(jù)中心的主要組件

1）Citrix Xen Server。這是企業(yè)級(jí)虛擬服務(wù)器端，也是創(chuàng)建交付虛擬桌面的基礎(chǔ)，并能提供高級(jí)管理功能。在Xen Server上可以運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，例如Windows 2003、Windows 2008、Windows 7及裝于此上的各種教學(xué)應(yīng)用軟件等。

2）Citrix Desktop Delivery Controller。DDC的簡稱，此控制組件可以提供用戶和虛擬桌面之間的聯(lián)機(jī)， 客戶能在數(shù)據(jù)中心集中化管理應(yīng)用和桌面，并且控制通過網(wǎng)絡(luò)向終端用戶的交付。

3）Citrix Provisioning Server。PVS的簡稱，這是Citrix虛擬化方案的核心組件，Provisioning Server可以說是整套系統(tǒng)的調(diào)度中心，可以通過網(wǎng)絡(luò)按需交付組成完整服務(wù)器的各個(gè)部分，包括OS、應(yīng)用和配置。Provisioning Server將服務(wù)器各個(gè)單元部件拆分成為一個(gè)獨(dú)立虛擬鏡像-VDisk，并將其以文檔形式存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，不再通過本地磁盤啟動(dòng)，而是從網(wǎng)絡(luò)上的VDisk引導(dǎo)啟動(dòng)，Provisioning Server采用流技術(shù)將指定的應(yīng)用組成部分交付到服務(wù)器。

4）Desktop Receiver。軟件運(yùn)行在啟用了ICA網(wǎng)絡(luò)協(xié)議直接連接虛擬桌面的終端設(shè)備上（如瘦客戶機(jī)、運(yùn)行Windows 操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)等）。一般是在通過Web訪問DDC時(shí)就需要下載安裝的，就像客戶端一樣設(shè)置了一些操作桌面的工具選項(xiàng)。在同一終端設(shè)備上可以運(yùn)行多個(gè)Desktop Receiver來連接超過一個(gè)的桌面。此角色只是在連接桌面時(shí)用到。

3.3實(shí)施方案

目前，本校桌面云系統(tǒng)使用華為Trcal E6000刀片式服務(wù)器為虛擬服務(wù)器集群，華為Ocean storage S2600T為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，華為CE12808 交換機(jī)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直連校園網(wǎng)。桌面云系統(tǒng)資源總計(jì)可以容納1 000個(gè)虛擬機(jī)。目前，本校按照學(xué)校職能部處劃分桌面云，每個(gè)部門劃分64個(gè)，不同的部門使用不同的VLAN，設(shè)置不同的使用策略，真正做到了按需下發(fā)。桌面云連接架構(gòu)則如圖2所示。

3.4實(shí)施過程中的技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）由于整個(gè)桌面云平臺(tái)系統(tǒng)相對(duì)于一般的機(jī)房而言，初期投入較大，管理技術(shù)要求高，因此在統(tǒng)籌部署時(shí)，應(yīng)綜合考慮學(xué)校的機(jī)房總體規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)和維護(hù)能力等諸多因素。

2）由于在桌面云環(huán)境下，虛擬桌面使用廋客戶機(jī)，并未具備本地運(yùn)算和存儲(chǔ)的能力，僅通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和顯示，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和帶寬均將形成較高的依賴性。

3）因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都存儲(chǔ)在云系統(tǒng)里面，數(shù)據(jù)即已成為一個(gè)嚴(yán)峻問題。虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)備的安全主要通過服務(wù)器端增配的系統(tǒng)加固、防病毒和安全補(bǔ)丁這3方面措施來進(jìn)行防護(hù)。

4結(jié)束語

虛擬化桌面項(xiàng)目在西安交通大學(xué)的順利實(shí)施，是學(xué)校虛擬化的一個(gè)里程碑式事件，不但對(duì)學(xué)?，F(xiàn)有業(yè)務(wù)端的虛擬化開展了有益嘗試，也成功探索了虛擬化桌面在學(xué)校教學(xué)科研環(huán)境下的簡化運(yùn)維管理、增進(jìn)了終端設(shè)備的安全與靈活性，而且設(shè)計(jì)了豐富的用戶體驗(yàn)，同時(shí)又進(jìn)一步為學(xué)校教學(xué)科研提供了更加強(qiáng)大的企業(yè)級(jí)的功能與穩(wěn)定性。

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