集智桌面云管理系統(tǒng)的原理與應用

◆賈文 高悅 周文宏 郭馥英 宋力

（西安電子科技大學計算機網(wǎng)絡與信息安全國家級實驗教學示范中心 陜西 710068）

隨著計算機與信息技術的快速發(fā)展，現(xiàn)代大學教育對 PC與網(wǎng)絡的需求與日俱增，特別是大學的計算機類教學實驗及各種無紙化、網(wǎng)絡化、智能化的新型考試方式對大規(guī)模的PC機群、系統(tǒng)及應用的安全性、便利性、穩(wěn)定性提出了更高的要求。老的硬盤保護卡模式已無法實時、便利地滿足現(xiàn)實需求，新的云桌面虛擬系統(tǒng)的應用應運而生，并將蓬勃發(fā)展。

1 集智桌面云管理系統(tǒng)簡介

集智桌面云管理系統(tǒng)是基于云的計算機管理軟件，是原硬盤保護卡的升級換代產(chǎn)品，是機房由原有的集中管理向云終端方式管理的重要軟件工具。其將集中管理與遠程接入完美地結合起來，系統(tǒng)可以方便、安全及時地接入到學校內(nèi)部應用信息系統(tǒng)。應用程序能集中發(fā)布，避免在每臺電腦重復安裝、調試、更新應用軟件，從而降低大量時間成本，提升工作效率，大大簡化部署與管理復雜的計算機應用環(huán)境。

2 集智桌面云管理系統(tǒng)技術原理

2.1 技術架構

圖1 技術原理

2.2 關鍵技術

（1）磁盤管理：磁盤管理是集智系統(tǒng)的核心。磁盤管理主要功能包含磁盤主引導區(qū)管理、格式識別、目錄區(qū)管理、磁盤數(shù)據(jù)鏈表識別與管理、磁盤數(shù)據(jù)讀寫管理等。集智系統(tǒng)采用虛擬技術，在服務器上創(chuàng)建虛擬磁盤，我們可以簡單地把這些磁盤理解為是一塊塊的傳統(tǒng)硬盤，這些虛擬磁盤本質是物理盤的分區(qū)映射。集智通過對這些虛擬磁盤的管理實現(xiàn)對所有客戶端硬盤的集中統(tǒng)一管理。核心技術是生成磁盤鏡像數(shù)據(jù)或把鏡像數(shù)據(jù)寫向磁盤，這里主要運用了程序駐留與中斷技術，駐留程序是整個系統(tǒng)核心，該程序在主引導后以驅動和中斷形式駐留內(nèi)存，調用或協(xié)助底層BIOS（例如13H中斷等）對磁盤數(shù)據(jù)進行讀寫。

（2）鏡像管理層：該層是集智系統(tǒng)的底層指揮中心，以自動加載或駐留方式位于操作系統(tǒng)端，包含驅動管理、數(shù)據(jù)接口及異常管理、磁盤邏輯區(qū)域管理、分區(qū)鏡像數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)傳輸管理等。該層的核心技術是操作系統(tǒng)端的駐留程序對磁盤層（下層）的調度。對下層數(shù)據(jù)的增量識別也是在該層完成的，有力地提高了數(shù)據(jù)分發(fā)效率；數(shù)據(jù)安全性校驗與異常處理也是該層的一個亮點，有效保障了數(shù)據(jù)的安全性、穩(wěn)定性。

（3）云數(shù)據(jù)管理層：該層是集智系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心（數(shù)據(jù)倉庫），位于服務器端，包含用戶數(shù)據(jù)、虛擬硬盤數(shù)據(jù)（以快照映射的數(shù)據(jù)形式存儲）、分組邏輯映射數(shù)據(jù)（主要指用戶分組和數(shù)據(jù)分組之間的關系數(shù)據(jù)），其他數(shù)據(jù)不再贅述。

（4）應用邏輯層：該層是集智系統(tǒng)的樞紐，上接云數(shù)據(jù)庫，下聯(lián)鏡像管理及磁盤管理層，以接口的形式進行數(shù)據(jù)調度和用戶分組管理，該層的核心是數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)庫訪問、用戶分組管理、終端分組管理、數(shù)據(jù)字典管理等。該層亮點技術是數(shù)據(jù)分發(fā)中的調度，利用了分組及終端地址池數(shù)據(jù)，該調度對數(shù)據(jù)傳輸效率及網(wǎng)絡負載平衡意義重大。

3 集智桌面云管理系統(tǒng)特點

集智桌面云管理系統(tǒng)有以下特點：

（1）統(tǒng)一發(fā)布，集中管理；

（2）易使用，快速部署；

（3）安全接入、分權限管理；

（4）減少帶寬利用，提升訪問速度；

（5）性能穩(wěn)定，實現(xiàn)自動連接。

4 集智桌面云管理系統(tǒng)的應用

根據(jù)208機房應用環(huán)境的要求，結合機房實際設備配置情況，在208機房的局域網(wǎng)計算機群中應用《集智桌面云管理系統(tǒng)》具體實現(xiàn)如下：

4.1 網(wǎng)絡硬件環(huán)境應用架構

圖2 網(wǎng)絡環(huán)境應用架構

4.2 集智桌面云功能的應用

4.2.1 集智桌面云管理系統(tǒng)服務器端的安裝

（1）打開集智（ADS）系統(tǒng)安裝盤，運行“SetupMain.exe”或直接運行安裝盤中bssvr文件夾下的”SetupADSSvr.exe”，按提示，一步一步安裝即可；

（2）集智（ADS）服務器端安裝完成后，需要配置集智（ADS）服務器參數(shù)。從服務器啟動菜單中運行“配置服務器參數(shù)”，會彈出配置窗口，進行配置填寫；

（3）設置數(shù)據(jù)庫路徑：選擇存放ADS數(shù)據(jù)的路徑，放在非系統(tǒng)分區(qū)；

（4）服務器的 IP 地址：168.168.215.208。

4.2.2 集智（ADS）桌面云管理系統(tǒng)終端的安裝

（1）重新啟動計算機后，集智（ADS）服務端會自動啟動。相關項為BSSvr、BSSvrHelp和BSWait，BSWait服務是服務器日志顯示程序；

（2）可以通過Windows的服務管理器，查看服務集智（ADS）的服務運行情況。

4.2.3 服務器管理控制臺界面

（1）通過服務器控制臺可以進行上傳鏡像、新建操作系統(tǒng)快照、新建磁盤、創(chuàng)建系統(tǒng)、新建分組等操作和其他管理工作。服務器控制臺是集智（ADS）的操作中心；

（2）集智（ADS）服務器端安裝完成后，我們可以從服務器的開始菜單中，運行集智（ADS）服務器控制臺。

（3）其中按照208機房現(xiàn)有計算機設備配備情況，創(chuàng)建了實際的鏡像管理、磁盤管理和分組管理的對象，完成了實際管理功能。

4.2.4 鏡像管理功能

（1）鏡像是集智（ADS）系統(tǒng)的基礎，鏡像管理功能就是在集智（ADS）管理系統(tǒng)中，把最基礎的操作系統(tǒng)（分區(qū)數(shù)據(jù)），鏡像到服務器上，是根快照的引用對象。在本應用中，如圖3所示。

圖3 鏡像數(shù)據(jù)管理

（2）在208機房中，按照 Windows 系統(tǒng)的傳統(tǒng)安裝方式在一臺終端機上安裝操作系統(tǒng)及應用軟件，安裝完成后，給系統(tǒng)打上微軟官方發(fā)布的最新操作系統(tǒng)補丁包。208機房目前服務器上共生成兩個基本操作系統(tǒng)快照：Win7 32純凈（Windows7操作系統(tǒng)（32位））和Win7 64純凈（Windows7操作系統(tǒng)（64位））。

4.2.5 磁盤管理功能

（1）磁盤管理是集智（ADS）系統(tǒng)的核心。磁盤管理模塊包含了兩大功能：快照管理功能和磁盤管理功能。由于操作系統(tǒng)需要引用快照，所以，鏡像上傳之后，一般情況下，我們首先要新建操作系統(tǒng)快照，我們把這個引用鏡像的快照叫做根快照或基本快照。

（2）集智（ADS）管理系統(tǒng)208機房中通過根快照引用，生成了208純凈、Win7和考試服務器三個磁盤系統(tǒng)。通過添加補充專業(yè)應用軟件及各類網(wǎng)上考試系統(tǒng)的產(chǎn)生了Win7教學、Win7等級考試、Win7考試、Win7能力考試和Win7考試服務器1、2等系列快照，通過引用已基本滿足現(xiàn)在教學上機實習之用和各類無紙化計算機考試環(huán)境應用。

圖4 操作系統(tǒng)分區(qū)快照

5 總結

集智桌面云管理系統(tǒng)在208機房中經(jīng)過近10個月的運行，其對終端與系統(tǒng)管理的便利性、穩(wěn)定性值得肯定，管理效率顯著提高，大大降低了人力成本，達到了該系統(tǒng)的技術指標和要求，較好地滿足我單位較大規(guī)模計算機管理的需求。在應用中，也出現(xiàn)了偶爾藍屏、傳輸速度不穩(wěn)定、對網(wǎng)絡環(huán)境要求較高、差異數(shù)據(jù)分發(fā)不穩(wěn)定等問題，但瑕不掩瑜，系統(tǒng)的完善與更新還有待繼續(xù)加強。

圖5 終端機群管理