云桌面環(huán)境下高校計(jì)算機(jī)管理與應(yīng)用實(shí)踐

[摘 要] 隨著云桌面技術(shù)的迅猛發(fā)展，云桌面在高校計(jì)算機(jī)管理與應(yīng)用中發(fā)揮越來越重要的角色，文章在分析云桌面的定義與原理、系統(tǒng)構(gòu)成、管理配置、賬戶與角色等方面的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了云桌面在高校多種環(huán)境下應(yīng)用與管理的成功經(jīng)驗(yàn)，以期為其他高校相關(guān)建設(shè)提供借鑒意義。

[關(guān)鍵詞] 云計(jì)算；云桌面；瘦客戶機(jī)；計(jì)算機(jī)管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 09. 087

[中圖分類號] G649 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2019）09- 0192- 03

0 引 言

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高校公用計(jì)算機(jī)數(shù)量越來越龐大，雖然工作效率得到了極大提高，但同時為其管理和維護(hù)帶來了不小的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)升級補(bǔ)丁、軟件更新、安全策略、日常的硬件設(shè)備維護(hù)等，往往需要高校投入大量的人力與物力[1]。當(dāng)前傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)及其管理模式已不能完全適應(yīng)現(xiàn)代高校的辦公與教學(xué)需求，亟須一種更加高效的管理與應(yīng)用模式來解決當(dāng)前的困境。

伴隨著云計(jì)算技術(shù)的提出、發(fā)展和應(yīng)用，推動了桌面虛擬化的發(fā)展，它相比傳統(tǒng)PC的應(yīng)用方案，以其低成本，高可靠性，維護(hù)簡單，高安全性、部署靈活多變的特點(diǎn)，在教育行業(yè)越來越受青睞，目前國內(nèi)許多高校已經(jīng)應(yīng)用云桌面到計(jì)算機(jī)機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、多媒體教室等場所。

1 云桌面定義與原理

云桌面是基于分布式云計(jì)算存儲技術(shù)，集成互聯(lián)網(wǎng)精華應(yīng)用，為互聯(lián)網(wǎng)各個層次用戶提供簡便、豐富、安全的服務(wù)。云桌面的基本原理就是數(shù)據(jù)計(jì)算由傳統(tǒng)終端（如PC機(jī)主機(jī)）轉(zhuǎn)移到后端服務(wù)器，而終端則僅負(fù)責(zé)圖形顯示及鼠標(biāo)鍵盤操作的桌面虛擬化技術(shù)，數(shù)據(jù)運(yùn)算由服務(wù)器完成，傳輸主要由局域網(wǎng)絡(luò)乃至互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。云桌面技術(shù)以精簡的瘦客戶機(jī)（Thin Client）代替?zhèn)鹘y(tǒng)個人電腦，并利用強(qiáng)大的服務(wù)器集群部署策略，通過虛擬化技術(shù)，將各種應(yīng)用作為集中服務(wù)，按需交付，從而實(shí)現(xiàn)了桌面與后臺工作系統(tǒng)的連接訪問，以及應(yīng)用部署方式的革命性創(chuàng)新。

2 云桌面優(yōu)勢及應(yīng)用前景

基于云桌面技術(shù)的計(jì)算機(jī)，根據(jù)每個用戶不同的工作環(huán)境需求分配計(jì)算資源，以托管服務(wù)的形式向行政管理人員及教學(xué)人員交付桌面，將有效解決高校眾計(jì)算機(jī)操作靈活性與管理控制力的矛盾。同時還避免了傳統(tǒng)配置方式下經(jīng)常遇到的高性能設(shè)備計(jì)算資源被閑置情況的發(fā)生，能夠更加合理地利用每一分投入的成本。云桌面瘦客戶機(jī)與傳統(tǒng)PC機(jī)相比，具有精簡的體積、超低功耗、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，每年能在節(jié)能方面為高校節(jié)省不小的開支。云桌面系統(tǒng)的實(shí)施可顯著提高數(shù)據(jù)安全管理水平，降低軟硬件管理和維護(hù)成本，降低終端能源消耗，已成為教育信息化時代發(fā)展的趨勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 云桌面系統(tǒng)構(gòu)成及配置

目前世界上云桌面技術(shù)主要有三種核心協(xié)議及相關(guān)技術(shù)，國內(nèi)數(shù)家公司在此基礎(chǔ)上研究開發(fā)出適合國情的云桌面系統(tǒng)及其瘦客戶機(jī)。市場應(yīng)用比較廣的主要有深信服、銳捷、聯(lián)想、華為、噢易等公司，其基本系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

3.1 服務(wù)器端硬件配置

建議采用刀片式服務(wù)器CPU 8核16線程 X2，處理器類型Intel（R） Xeon（R） CPU E5-2650 v2 @ 2.60GHz，單臺服務(wù)器總CPU資源可達(dá)83.2GHz，內(nèi)存達(dá)192GB。存儲方面：大品牌SSD120G用于操作系統(tǒng)，SSD 480GB以上用于桌面應(yīng)用緩存，企業(yè)級SATA硬盤4TB用于用戶數(shù)據(jù)，以陣列方式存儲。兩臺以上服務(wù)器就可以建立集群，其數(shù)量視高校公用計(jì)算機(jī)的規(guī)模而定，以一臺服務(wù)器大致可為60個客戶端提供服務(wù)來計(jì)算，1千臺終端只需要16臺服務(wù)器就能保障安全高效的運(yùn)行。當(dāng)然也可以利用閑置的服務(wù)器加入集群中提供運(yùn)力，最大化利用高校當(dāng)前部分閑置的服務(wù)器資源。

3.2 瘦客戶機(jī)硬件

一般采用ARM型A9以上處理器，主頻≥1.6GHz，內(nèi)存≥1GB ，存儲≥8GB Flash，網(wǎng)卡為RJ45 自適應(yīng)網(wǎng)卡，I/O 接口大致為1*HDMI，1*VGA，4*USB接口，能滿足一般辦公教學(xué)應(yīng)用需要。

3.3 虛擬機(jī)系統(tǒng)配置

一般安裝WIN7 32位系統(tǒng)，CPU速度不低于2.6GHz，內(nèi)存不超過3.7G，系統(tǒng)盤不少于30G，用戶數(shù)據(jù)盤容視服務(wù)器用戶數(shù)據(jù)存儲硬盤大小而定。經(jīng)檢測在校園網(wǎng)有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下比配置為機(jī)械硬盤的PC機(jī)運(yùn)行要流暢許多；在校園網(wǎng)WiFi環(huán)境下其開機(jī)速度稍慢，但進(jìn)入到桌面后運(yùn)行與有線網(wǎng)絡(luò)無差別。

3.4 云桌面瘦客戶機(jī)及客戶端

瘦客戶機(jī)一般基于Android系統(tǒng)，只需在第一次啟動時需設(shè)置好登錄服務(wù)器的相關(guān)地址即可；安裝了云桌面客戶端軟件的PC機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等，在設(shè)備開機(jī)后進(jìn)入系統(tǒng)后，能自動或手動啟動云桌面客戶端，然后進(jìn)入到云桌面系統(tǒng)中。

4 賬戶管理與角色配置

當(dāng)前各公司開發(fā)的云桌面系統(tǒng)大都采用基于B/S架構(gòu)的虛擬化管理軟件，實(shí)行集中式管理模式。某高校購置了一套深信服云桌面系統(tǒng)，除支付硬件設(shè)備費(fèi)用外，還需付費(fèi)購買授權(quán)點(diǎn)數(shù)，該授權(quán)限制了同時允許各瘦客戶機(jī)和客戶端使用該系統(tǒng)的數(shù)量。虛擬化云桌面平臺中包含系統(tǒng)管理員和普通用戶，其管理采用以下設(shè)置。

4.1 系統(tǒng)管理員配置

在系統(tǒng)管理方面，建議管理人員數(shù)量為1+N（N為分校區(qū)數(shù)量），即1名管理員在網(wǎng)絡(luò)管理平臺統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)對VDI桌面、應(yīng)用虛擬化、服務(wù)器虛擬化等資源池的管理，對虛擬機(jī)的快速部署、定制化策略調(diào)度，實(shí)現(xiàn)硬件資源、虛擬資源的統(tǒng)一監(jiān)控；另外有N個校區(qū)各1名流動管理員，隨時待命，響應(yīng)故障險情去解決終端設(shè)備的問題。

4.2 一般用戶管理

根據(jù)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，高校行政及教學(xué)活動中，一般情況下只有一部分賬號在登錄使用云桌面系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的資源使用率并不高，所以我們可以設(shè)置虛擬機(jī)數(shù)量及普通賬戶數(shù)量大于授權(quán)點(diǎn)數(shù)量，供更多的教職工使用。因此，除了使用瘦客戶機(jī)的教職工有專用賬號外，還需給專職教師每人一個專用賬號，并視磁盤資源情況，也可以給兼職上課教師賬號，充分利用云桌面系統(tǒng)的資源。

4.3 角色授權(quán)設(shè)置

每個賬號必須有一個以上的角色，與實(shí)際工作相符即可，不同的角色對應(yīng)不同的虛擬機(jī)，也就是對應(yīng)安裝了不同軟硬件配置云桌面。例如，一名做行政管理的教職工，同時兼職上一些課程，那么給這個用戶賬號授權(quán)兩個虛擬機(jī)，一個是行政管理類型的云桌面，一個是教學(xué)類型的云桌面，該教職工在登錄云桌面時，在界面上可選擇登錄某個云桌面。

5 云桌面在高校不同環(huán)境中的應(yīng)用實(shí)踐

因云桌面使用環(huán)境不同，那么云桌面就需要配置不同的虛擬機(jī)模板，以適應(yīng)多樣化的業(yè)務(wù)需要，一般高校根據(jù)應(yīng)用場所的不同，大致分類如圖2所示。

5.1 集中式功能統(tǒng)一型場所

包括計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、電子圖書閱覽室、培訓(xùn)中心、自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教室、大學(xué)生服務(wù)中心等，其特點(diǎn)是幾臺到上百臺計(jì)算機(jī)集中在一個小空間內(nèi)，其應(yīng)用程序基本一致，使用WIN7 32位系統(tǒng)、設(shè)置賬戶自動登錄、系統(tǒng)自動還原等。另外，高校機(jī)房承擔(dān)著大量的教學(xué)任務(wù)，從對計(jì)算資源使用的方面來分類主要有兩大方面：一個方面是如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、辦公自動化、網(wǎng)頁制作等，對計(jì)算資源要求不高，可按照標(biāo)準(zhǔn)模板即可；另一個方面是如影視制作、圖形圖像設(shè)計(jì)（CAD、動漫設(shè)計(jì)等）課程教學(xué)，則要求消耗大量計(jì)算資源，其在云端運(yùn)行還有困難，還需要進(jìn)一步的研究探索和實(shí)際測試，建議仍使用傳統(tǒng)PC機(jī)或?qū)I(yè)工作站來進(jìn)行教學(xué)。像某些場還有必要提供API接口，支持與加密狗，刷卡機(jī)、機(jī)房管理系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)的對接。

5.2 分散式功能統(tǒng)一型場所

以多媒體教室為例，其系統(tǒng)配置與集中式場所云桌面一樣，還要求多媒體教室云桌面能與其他多媒體設(shè)備在中控設(shè)備的協(xié)調(diào)下，能通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)按課表自動啟動教學(xué)環(huán)境。而且多媒體教室是教學(xué)的重要場，為保障教學(xué)秩序的正常運(yùn)行，配備雙系統(tǒng)的瘦客戶機(jī)是一種趨勢。這要求購置的瘦客戶機(jī)須自帶一個基本W(wǎng)indows操作系統(tǒng)，支持基本教學(xué)應(yīng)用。在某高校的100多臺多媒體教室瘦客戶機(jī)具有脫機(jī)運(yùn)行模式，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障造成瘦客戶機(jī)與服務(wù)器連接中斷時，能切換到本地系統(tǒng)，如：使用Office、網(wǎng)頁瀏覽、音視頻播放等，滿足了教學(xué)基本需求。

多媒體教室云桌面還必須支持教學(xué)桌面和個人桌面兩種模板：在教學(xué)桌面下，系統(tǒng)自動登錄，桌面可自定義某種還原方式（每次、每周、每月還原），保持系統(tǒng)簡潔；個人桌面下需要輸入賬號和密碼，或使用UKEY登錄，保留個性化數(shù)據(jù)，這樣我們可以將教師日常使用的桌面完整地遷移到多媒體教室，避免由于軟件環(huán)境的區(qū)別而造成課件無法展示等問題[2]。

5.3 分散式個性化場所

主要以行政辦公室、教研室為例，目前高校在行政辦公領(lǐng)域使用云桌面比例非常少，其主要原因是多數(shù)職工已經(jīng)習(xí)慣使用PC機(jī)，對新設(shè)備持懷疑態(tài)度，還擔(dān)心個人數(shù)據(jù)泄密等問題。其實(shí)，云桌面已經(jīng)無限接近傳統(tǒng)PC機(jī)功能，而且其操作更流暢，也更安全，并且支持故障自動回滾模式，所以教職工無須擔(dān)心。當(dāng)然，云桌面的普及是一個逐步推進(jìn)的過程，除了給報廢計(jì)算機(jī)更換為云桌面瘦客戶機(jī)外，可以給每年新入職做管理工作的職工，每人領(lǐng)取一臺瘦客戶機(jī)代替PC機(jī)用于日常管理工作，待多數(shù)職工接受這個新設(shè)備后再進(jìn)一步普及。

辦公用云桌面系統(tǒng)，因業(yè)務(wù)區(qū)別大，需要定制一些專用的模板，安裝專用軟件，增加用戶磁盤空間，提供用戶個人數(shù)據(jù)盤加密技術(shù)，保障教職工數(shù)據(jù)安全。在各類辦公室里瘦客戶機(jī)也可以安裝打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)共享打?。辉诮萄惺夷軐?shí)現(xiàn)教師在備課，課件及資料無須使用U盤拷貝，直接到上課教室用同一賬號登錄，其桌面系統(tǒng)及個人資料直接遷移到該瘦客戶機(jī)上。

5.4 多網(wǎng)絡(luò)、多任務(wù)型場所

以財(cái)務(wù)室、對外營業(yè)性科室像門診、校內(nèi)賓館等例。需安裝API接口，支持多種外部設(shè)置的連接，如一卡通、卡片識別設(shè)備、打印機(jī)及掃描槍等多種外設(shè)，保證有良好的兼容。在網(wǎng)絡(luò)方面實(shí)行雙網(wǎng)卡設(shè)計(jì)，內(nèi)網(wǎng)外網(wǎng)兼顧，瘦客戶機(jī)本身只有一個RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口，可加裝一個USB接口網(wǎng)卡，滿足多網(wǎng)絡(luò)需要。

5.5 移動端設(shè)備及非校園網(wǎng)場所

有些高校校園網(wǎng)WIFI覆蓋整個校園主要公共場所，只要移動設(shè)備安裝了客戶端就能直接連接到云桌面。如果校園網(wǎng)沒有WIFI信號，也可通過互聯(lián)網(wǎng)DMZ區(qū)部署桌面云的接入網(wǎng)關(guān)，用戶可以通過筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等設(shè)備在連入互聯(lián)網(wǎng)后登錄到自己的桌面。

6 總 結(jié)

云桌面是符合先進(jìn)的IT發(fā)展趨勢的產(chǎn)物，它無限接近傳統(tǒng)PC機(jī)功能[3]，并在運(yùn)行與管理上將更加集中化，可顯著提高數(shù)據(jù)安全管理水平，降低軟硬件管理和維護(hù)成本，降低終端能源消耗。某高校經(jīng)過一年多的運(yùn)行，云桌面逐步覆蓋整個高校公用計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境，達(dá)到建設(shè)預(yù)期目標(biāo)，收到良好的效果，并能為其他高校的云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用及云桌面建設(shè)提供一些借鑒意義。

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