智能私有桌面云實訓平臺的實現(xiàn)方法與應用價值

馬慶祥

（重慶工商職業(yè)學院 重慶 401520）

一、桌面云技術(shù)的概述

云計算作為計算中一種新型且規(guī)模比較大的方式，其主要以數(shù)據(jù)為前提，進行多級數(shù)據(jù)計算。因此，云計算在不同的行業(yè)領(lǐng)域中都具有不同的優(yōu)勢，比如：數(shù)據(jù)存儲、管理、數(shù)據(jù)虛擬化等。從虛擬化技術(shù)角度而言，桌面云技術(shù)作為主要應用之一，促使傳統(tǒng)個人電腦被精簡客戶機代替，其利用服務器集群部署的強化性策略，將各個應用通過虛擬化技術(shù)作為集中服務，不僅有效地提高了桌面與后臺管理效率，而且還有效的創(chuàng)新應用部署方式。因此，桌面云技術(shù)簡單來講，就是通過虛擬化技術(shù)虛擬多個物理單元，并分配給其他應用程序的過程。

二、云計算體系結(jié)構(gòu)

作為傳統(tǒng)網(wǎng)絡分布式、并行等計算的計算機與網(wǎng)絡技術(shù)的融合，云計算在一定的程度上能夠更加便捷快速地提供共享資源的服務，同時因為云計算包括三部分內(nèi)容：基礎(chǔ)設(shè)施服務、平臺服務以及軟件服務。其中，基礎(chǔ)設(shè)施服務包含有相應的云計算硬件、虛擬資源組合而成，所以具有一定數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)存儲、通訊等功能；平臺服務則是云計算不同應用的軟件平臺；軟件服務則是以用戶為中心使用軟件。

三、智能私有桌面云實訓平臺的具體應用價值

桌面云技術(shù)的引入，有效地將實訓室管理人員工作效率提高，具體表現(xiàn)有以下幾個方面：

（一）統(tǒng)一的操作和維護

對大量計算機的維護和診斷的集中管理虛擬桌面系統(tǒng)，在應用桌面云技術(shù)后，通過遠程每臺計算機的檢查操作，管理人員就可以有效地解決一些簡單的故障或者操作失誤等問題，而高職院校的實訓室管理人員無論是在家還是其他地方，只要通過桌面云技術(shù)就可以進行大面積的安裝、升級或部署，而在軟件安裝或升級時，實施同步服務器，此后只需重啟客戶端，就可以實現(xiàn)逐一安裝軟件的目的，不僅有效地節(jié)省時間，還大大提高了工作效率。與此同時，云計算可以實現(xiàn)多桌面一個窗口，所以在使用的過程中，不僅滿足教師的教學內(nèi)容更換的條件，還在一定的程度上減少對系統(tǒng)占用空間，節(jié)省投資，進而為教師的遠程教學、系統(tǒng)靈活切換提供了保障。

（二）教師體驗個性化教學

因多個操作系統(tǒng)可以通過虛擬桌面系統(tǒng)支持進行，所以在一定的程度上，提供差異性的授課環(huán)境和操作系統(tǒng)給教師進行不同的體驗。因此，通過虛擬桌面系統(tǒng)，實訓管理人員就可以在統(tǒng)一鏡像或獨立操作系統(tǒng)的前提下，實施軟件安裝，縮短教師備課時間，提高備課效率，進而有效地避免了傳統(tǒng)教學設(shè)備復雜瑣碎的管理工作。部分基礎(chǔ)課程等對資源要求不高，可以實行靈活機動的調(diào)整，所以在實訓教學的過程中，教師通過云計算技術(shù)還可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)各個層次遠程連接，不僅為教師數(shù)據(jù)保存提供便利，還為學生提供備份教學資源，方便學生進行重復實訓練習或多次重復觀摩學習，有利于師生在實訓教學中的臨場感的建立。

（三）環(huán)境適應性比較強

不管計算機的品牌還是系統(tǒng)硬件功能，在應用桌面云技術(shù)之后，統(tǒng)一管理目標得以實現(xiàn)，并有效地解決了實訓機房教學結(jié)構(gòu)類型中存在的問題。管理人員不需要大量的時間進行整合管理，只需要通過云計算技術(shù)備份和驅(qū)動就可以完成相應的工作，有利于減少不同硬件和計算機的故障發(fā)生率。此外，因云計算對設(shè)備名沒有明確的要求，所以其能夠在不同網(wǎng)絡環(huán)境、橫截面、VLAN等復雜且無條件支持的環(huán)境下進行運轉(zhuǎn)。同時，優(yōu)秀的平臺功效可以幫助教學人員發(fā)布個性化定制的課程模板，發(fā)布響應時間可以實現(xiàn)秒級，教師可以通過自定義模板內(nèi)容，給學生進行個性化的授課，解決了教學軟件與系統(tǒng)、教學軟件之間相互排斥，相互影響的痛點。

（四）安全可靠性

當病毒數(shù)據(jù)庫更新、補丁與電腦軟件發(fā)生沖突時，計算機比較容易發(fā)生系統(tǒng)和軟件故障。因此，桌面云及時通過虛擬桌面技術(shù)更新機制的方式，不僅有效的讓系統(tǒng)在返回狀態(tài)前，提高系統(tǒng)更新速度，降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，還有效地解決了管理人員管理困難的問題。同時當處于網(wǎng)絡故障環(huán)境下時，桌面云技術(shù)可以快速讓本地操作系統(tǒng)啟動，且對正常教學的影響非常小，所以其具有良好的安全可靠性。除此之外，因相應的桌面云技術(shù)的數(shù)據(jù)全部都處于云平臺上，在一定的程度上云計算還能夠做到根本上的電能節(jié)約。因此，桌面云技術(shù)不僅具有信息安全程度比較高的優(yōu)勢，還具有節(jié)能的優(yōu)勢，值得在教學中大力推廣。

（五）教學管理功能的系統(tǒng)完整化

在實際的教學過程中，桌面云實訓管理平臺不僅管理功能非常豐富，且其實用性能也非常顯著。比如：部署分布系統(tǒng)、實現(xiàn)快照、用戶漫游、軟件許可證管理，密碼登錄格式等功能，這些操作都可以通過桌面云的遠程控制頁面來進行統(tǒng)一化的集成式管理，促使管理效率大幅度提高。

四、現(xiàn)有研究的成果

（一）智能桌面云相關(guān)系統(tǒng)

當下，桌面云這個概念對大眾來說并不陌生，距離現(xiàn)實生活也并不遙遠。因為早在幾年之前，就有很多人暢想著能夠通過桌面云系統(tǒng)的方式將教育、娛樂、生活服務等應用交付給用戶，但是這種暢想只停留在概念中，并沒有進入到真實的世界。

直到近幾年在企業(yè)級市場，隨著企業(yè)“上”云越來越普遍。作為云計算領(lǐng)域最典型的應用，桌面云開始展現(xiàn)出蓬勃的生命力。提到桌面云，就不能不提到另外一個名詞：桌面虛擬化。大多桌面云解決方案都是由桌面虛擬化演進而來的，兩者在概念內(nèi)涵、技術(shù)模式、應用場景等方面都有很大的相似之處。在誕生之初，桌面虛擬化主要是為了解決終端桌面系統(tǒng)的集中管理問題，其依賴于服務器虛擬化，生成大量的獨立的桌面操作系統(tǒng)，同時根據(jù)專有的虛擬桌面協(xié)議發(fā)送給終端設(shè)備。而當時的桌面虛擬化解決方案以VMware Horizon、Citrix XenDesktop、微軟VDI為代表。

（二）虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（Virtual Desktop Infrastructure，VDI）

過去，桌面虛擬化主要基于虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)，VDI為智能分布式計算帶來出色的響應能力和定制化的用戶體驗，并通過基于服務器的模式提供管理和安全優(yōu)勢。但VDI需要流暢、穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接，尤其所有資源依賴服務器端，視頻、渲染、以及計算或圖形密集型應用不適用于該模式。

為解決VDI的種種煩惱，IBM、和信創(chuàng)天等廠商提出了虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案。VOI技術(shù)最顯著的特點是不全部依賴后端服務器資源，而是可以充分利舊客戶原有本地終端計算機的資源，以處理計算及圖形密集型應用，也可支持各種計算機外設(shè)以適應復雜的應用環(huán)境及未來的應用擴展。同時，對網(wǎng)絡和服務器的依賴性將大大降低，即使遇到網(wǎng)絡中斷或硬件故障時終端也可以繼續(xù)使用，唯一的不足是缺少對移動終端的支持。

（三）智能桌面虛擬化（Intelligent Desktop Virtualization，IDV）

IDV叫做智能桌面虛擬化，最早由英特爾提出。IDV架構(gòu)包含兩種模式：windows模式可實現(xiàn)一機兩用，如用戶在一臺電腦上同時訪問window 7和windows XP，現(xiàn)在新的電腦出廠預裝win 10，但在一些業(yè)務場景，如實踐教學的一些專業(yè)軟件，嚴格依賴于windows 7的操作系統(tǒng)，此時，就需要采用IDV的windows模式；Linux模式可以通過虛擬化層的穿透直接調(diào)用前端硬件資源，但性能仍然會有損耗，特別對設(shè)計類軟件很難做性能優(yōu)化，對外設(shè)的兼容性不佳，且不支持利舊和移動設(shè)備，無法滿足大規(guī)模應用的需求。

（四）三V一體的誕生

2018年后，市場上已出現(xiàn)在VDI+VOI的基礎(chǔ)上，增加了IDV智能桌面虛擬化模塊，真正將桌面云三種主流技術(shù)架構(gòu)融為一體，即三V一體。以“前后端混合計算”為核心，獨有的盤網(wǎng)雙待與智能驅(qū)動分離技術(shù)可全面保障業(yè)務連續(xù)性并兼容各類復雜外設(shè)。同時支持普通PC機、云終端機、一體機、觸摸屏、平板電腦、手機等終端設(shè)備的混合接入，適用于各類應用場景下的多種終端設(shè)備。通過3V一體，桌面云可輕松實現(xiàn)1000點以上終端的集中化管理。進入云計算時代之后，各類型組織內(nèi)部的IT類資源實現(xiàn)了從虛擬化資源池向云端的遷移，對于高職類院校而言，可以通過虛擬化云計算技術(shù)的靈活性與敏捷性，向不同類型、不同終端的用戶交付桌面與應用。無論是普通PC機、云終端機、一體機、觸摸屏、平板電腦、手機等均可支持。

五、桌面云系統(tǒng)應用的發(fā)展趨勢

如果說前幾年桌面云還是處于一種不溫不火的狀態(tài)，那么在數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速的今天，桌面云已經(jīng)全面爆發(fā)。據(jù)統(tǒng)計，2017年我國云計算整體市場規(guī)模達691.6億元，增速達34.32%，國內(nèi)超過半數(shù)業(yè)務放在云端的企業(yè)已經(jīng)達到了70%，其中43%全部放在云端。從市場表現(xiàn)來看，越來越多的教育組織，包括高校用戶開啟了業(yè)務向云端遷移，在信息化轉(zhuǎn)型進程中開始廣泛部署桌面云解決方案。業(yè)界不少專家認為，桌面云可能產(chǎn)生的市場規(guī)模將達到千億級別。

近年來，有越來越多的行業(yè)、企業(yè)，甚至高校等機構(gòu)不斷大范圍引進智能桌面云系統(tǒng)，我們可以從深層次看待這個現(xiàn)象背后的真實原因。桌面云系統(tǒng)的全面爆發(fā)，是桌面云技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新以及各機構(gòu)IT環(huán)境的全面進化。過去，虛擬機和桌面云存在著啟動風暴、性能不足、網(wǎng)絡環(huán)境差等難題困擾著桌面和應用交付的全面推廣，桌面虛擬化市場 “舉步不前”，甚至被很多企業(yè)視為“雞肋”。但現(xiàn)在，情況發(fā)生了顯著的改變。從外部環(huán)境來看，數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的創(chuàng)新使得各機構(gòu)的IT能力發(fā)生了翻天覆地的改變，服務器性能的指數(shù)級增長，特別是IT的云化使得桌面云對性能的要求得到了充分的滿足。從市場需求來看，統(tǒng)一運維管理、網(wǎng)絡信息安全等信息化過程中的問題越來越迫切，傳統(tǒng)IT運維模式已經(jīng)不能適應網(wǎng)絡和業(yè)務的急速發(fā)展，桌面云系統(tǒng)可以輕松應對大量終端系統(tǒng)同時進行病毒掃描、更新軟件所帶來的技術(shù)瓶頸。未來，網(wǎng)絡的演進以及5G網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施的完善，讓桌面云得到強健而高速的網(wǎng)絡支撐，甚至可以延伸到廣域網(wǎng)。從桌面云發(fā)展的內(nèi)在動力來看，桌面云技術(shù)在經(jīng)過多年的演進之后已經(jīng)趨于成熟，實現(xiàn)了完全以用戶為中心的桌面管理流程。尤其是在資源調(diào)度、訪問管理、統(tǒng)一端點管理、應用交付、安全保障等方面都有突破性的進展。在保證了桌面云的既有優(yōu)勢的同時，實現(xiàn)了與傳統(tǒng)終端無差異甚至高出一籌的應用體驗。

傳統(tǒng)的VDI架構(gòu)完全依賴于服務器后端，VOI/IDV架構(gòu)可以充分利用前端資源，這三種架構(gòu)沒有優(yōu)劣之分，都有著各自所適用的應用場景。其中，VOI可以實現(xiàn)高效管理原有PC終端及外部設(shè)備，VDI可以滿足移動辦公、現(xiàn)場教學等場景的需求，IDV可以實現(xiàn)原有信息系統(tǒng)向新平臺平滑遷移，從而覆蓋用戶業(yè)務的全場景。