高校虛擬桌面云平臺建設初探

摘 要：利用虛擬資源管理技術搭建校園虛擬桌面云平臺，為用戶建立虛擬桌面，實現用戶桌面資源無縫遷移，降低管理成本，提高易用性和恢復性。

關鍵詞：桌面云平臺；系統框架；虛擬桌面

中圖分類號：TP368.5；TP302 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-01

當前教育信息化已成為促進教育現代化的重要戰略。加快教育信息化步伐，對推動高校教育教學改革、實施素質教育、培養創新人才有深遠的意義。云計算產業作為新一代IT的發展浪潮，它不僅促進信息化發展，同時促進教育等各行各業發展。校園“桌面云”平臺是發展云計算產業、發展教育系統信息化、提高教師的綜合水平、提升學生的綜合能力、提升教育管理能力的可靠方式。

高校桌面云設計旨在實現高校教育資源共享、教育模式均衡發展的軟硬件云計算平臺，借以提升高校教育系統的綜合競爭力、提高學生的綜合素質，從而為學生的學習和發展環境提供堅實的基礎與廣闊的空間。

一、校園桌面云平臺建設目標

（一）業務目標

1.利用現有環境，打造出初具規模的私有云平臺。高校通常具有若干服務器，包括多個應用系統。數據中心已不再是單一的提供服務，而是進入了全面整合，全面服務，輔助業務的階段，具有強大的科研、教學、宣傳服務及后臺支撐功能。

2.整合現有的應用系統。在高校私有云平臺建設起來的初期，應將涉及到的各類科研教學業務系統項目等應用系統平滑地遷移進云平臺，既體現了私有云平臺實用性原則，同時也可以驗證平臺的運營能力。

3.加強高校辦公桌面的標準化管理，降低問題概率。IT人員采取一切手段降低辦公桌面環境出現問題的次數，這樣既能夠降低維護成本，同時也能夠提高用戶的使用體驗，辦公桌面的標準化管理是最佳選擇。

4.隨時隨地安全訪問辦公環境，提高辦公效率。運用桌面云的技術手段，能夠讓員工隨時隨地的安全訪問到自己的辦公桌面環境，且熟悉的用戶界面、使用習慣、個人文檔資料都會原封不動的保持一致，用戶感覺不到使用體驗的任何差異。

5.確保不兼容程序的繼續服務。隨著IT技術不斷發展，高校新的應用系統的投入使用，舊應用系統技術過時、難以適應當前的IT技術水平。因此必須考慮舊應用系統與新技術的兼容性問題。實現桌面云能夠很好的解決兩者之間的矛盾，既能夠確保原有系統的持續正常運轉，又能夠不斷的提升高校整體的IT水平。

6.小步快跑，逐步豐富和完善教學應用體系。私有云平臺的建設實現了對云中所有物理和虛擬服務器、硬件、軟件資源的統一監控、管理，快速方便的部署及排錯，同時在數據及服務的安全性上也能實現統一便捷的管理。現有的應用系統也能夠毫無損耗、業務不間斷（秒級）地遷移進私有云平臺，未來的應用可以隨時的添加和整合。通過小步快跑的方式，先建立私有云平臺的框架，再者是逐步完善和發展教育信息化建設乃至其他教學領域的各項應用。

（二）服務目標

1.為教育管理人員和教職人員服務。為每位用戶提供專用的辦公桌面，在任何時間任何地點都具有熟悉的的辦公界面，充分利用網絡化辦公環境，使他們在更大范圍內能夠共享項目資源，快速便捷地處理大量的教育信息，提高工作效率，減輕工作強度。

2.為廣義范圍內學生學習提供服務。為學員提供共享的虛擬桌面學習環境，以全新的學習方式與學習手段來獲取需要的學習資源，方便的使用各類資源，從而全面提高他們的學習效率，提升自我素質。

3.為外校教職人員提供服務。通過私有云平臺，提供出了一套綠色簡介的自助式服務，能夠讓外校的人員通過網絡來體驗及訪問云中心的應用系統，從而免去了差旅的時間及費用。

4.為高校打造網絡學院服務。依托高校桌面云平臺，可設置相關領域培訓課程，使學生足不出戶即可享受優秀教育資源。

5.為科研創新服務。通過桌面云平臺，能夠讓學術研究者通過網絡在校區內任何時間、任何地點進行，而無須考慮硬件配置、運行環境等傳統問題，從而全面提升學術研究及科研創新服務效率。

6.為多樣化的教學模式服務。依托于桌面云平臺，實現IM、電子郵件、文件傳輸、音頻、視頻、電話等一體的多樣化統一溝通教學模式；所有溝通方式均集中在一個統一、單一的客戶端中使用，方便高效。

二、建設思路和方案設計

（一）桌面云平臺系統框架

私有云系統各層次自下往上分析如下：

1.基礎設施層：主要提供系統應用的基礎網絡和網絡管理服務，同時還包括支撐系統運行的所有硬件設備，涵蓋了網絡、硬件以及系統軟件。

2.基礎服務層：主要是關于數據中心基礎設施系統管理的統一性和便捷性，同時更好的兼顧了數據存儲、資源及負載管理、監控管理、運維管理、備份管理等。

3.平臺及服務支撐層：主要提供基礎的數據資源和信息資源，是支撐整個系統的基礎功能，為上層應用提供服務，以實現支撐層包含的功能與應用層各子系統的無縫集成。為系統提供整合管理支撐服務，包括統一身份認證管理、服務總線、工作流、訪問控制、報表及數據挖掘、等應用支撐。

4.軟件及服務應用層：以支撐層提供服務為基礎，為用戶提供多種業務服務，滿足教育私有云服務作業要求，具體服務目標包括管理人員、教職人員、廣義范圍內學生、外校人員等。

5.客戶端層：展現了外部用戶通過互聯網訪問數據中心私有云服務的多種靈活和多變的方式。已有的門戶網站以應用層提供的功能為基礎，為不同類型的用戶提供專業門戶，可擴展多重門戶；基于現有的門戶網站及服務，用戶可以通過PC、系統中斷設備如移動手機或平板電腦，甚至可以通過TV的方式來對數據中心私有云中的服務進行瀏覽和交互。

（二）桌面云平臺部署架構

從技術層面上，總體上包括個人獨享桌面和共享桌面兩大部分：

1.個人獨享虛擬桌面

用戶將會獨享一個系統中的客戶端虛擬機，虛擬機中的客戶端桌面環境基本OS由虛機模板創建。應用軟件為虛機手工/自動本地安裝，用戶的個人信息保存在虛擬機內部，用戶擁有自己的客戶端虛擬機名稱。當承載虛機的宿主服務器宕機，其上的客戶端虛機可以快速在其他宿主服務器上進行恢復，虛擬機出現嚴重問題使用對應的備份數據進行恢復。

2.共享桌面虛擬桌面

用戶共享系統虛擬機池中的虛擬機實例，虛擬機實例會根據用戶賬號自動構建出用戶熟悉的使用環境。虛擬機中的客戶端桌面環境基本OS由虛機模板創建，應用軟件通過應用虛擬化根據賬號不同智能、動態部署。用戶的個人信息保存在共享文件存儲中，用戶訪問統一的連接入口，由連接代理智能分配虛擬機實例。當承載虛機的宿主服務器宕機，其上的客戶端虛機可以快速在其他宿主服務器上進行恢復，虛擬機出現嚴重問題使用對應的備份數據進行恢復。

（三）桌面云平臺技術實施架構

技術架構描述：

1.硬件架構：包含多臺高配置PC服務器（組成云平臺計算資源池，以提供業務應用服務器使用），一臺專用備份服務器，兩臺存儲設備（其中1臺雙控制器配置的存儲用來作為云平臺數據存放，另一臺專用來做備份存儲），兩臺光纖交換機（作為數據存儲鏈路冗余考慮）；以及其他的網絡交換和安全防護設備。

2.軟件架構：可用多重軟件搭建服務器虛擬化平臺；使用資源管理系統加強該平臺的運維管理，實現自動化調配資源池的計算資源，并提供日常的服務器運維監控等功能；集中的數據中心、統一的門戶配置，讓客戶端使用者通過統一的入口實現服務的使用。

三、虛擬桌面云平臺優勢

（一）業務優勢

1.全面降低運維管理成本。在私有云中，使用虛擬化的硬件和整合服務器的方式降低總體擁有成本。而通過實施全面的管理策略，可以極大地降低物理和虛擬資產的管理成本，實現節能減排效果。基于統一且優化的IT基礎設施，可以提高能源效率，以降低成本，消除空間、電能和冷卻資源的限制，實現綠色IDC的戰略目標。

2.安全快速的故障轉移，提高可靠性。私有云平臺可以讓所有資產的維持可持續性和維持災難恢復戰略的過程變得簡單。通過劃分負載，可以防止應用程序相互影響性能，或導致系統崩潰。不穩定的遺留應用程序也可以運行在安全、被隔離的環境中。全面的虛擬化策略還可以維護隨時可用的容錯規劃，通過將操作系統和應用程序實例轉換為數據文件，能夠幫助實現自動化和流線化的備份、復制及供應更穩健的業務連續性，并加快故障或自然災難后的恢復速度。

（二）技術優勢

1.系統和用戶的易操作性。平臺與客戶端的系統和應用程序進行無縫地集成，并能夠支持相同風格界面的移動設備遠程訪問方式。最大限度維持了用戶原有的使用習慣，大大提高系統的易用性。

2.桌面標準化管理與權限把控。云桌面非常適合于向工作地點分散的固定職能員工提供經濟高效的桌面服務。由于所有的虛擬桌面都位于一個中央位置，因此更容易控制對機密數據的訪問，并嚴格控制辦公環境的穩定性、標準化，輕松實現辦公桌面環境和個人桌面環境的徹底分離。

3.桌面備份和災難恢復。用戶能夠享受到只有服務器應用程序才有的可靠性、數據保護能力和災難恢復功能。用戶可以利用共享存儲器來備份桌面數據。自動故障切換功能可以確保虛擬桌面的高可用性，而整個站點范圍的恢復機制可確保在發生計劃外停機后能夠快速恢復服務。

4.減少辦公環境的宕機時間。通過云桌面可以很輕松的將用戶的辦公桌面環境中的個性化信息。當用戶的物理辦公桌面環境出現問題時，可以使用虛擬技術，用戶狀態虛擬化和應用程序虛擬化，為用戶構建與物理辦公桌面一樣的桌面虛擬機，用戶可以繼續在虛擬機上用最熟悉的操作方式辦公。

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[作者簡介]汪刃（1982.12.3-），男，重慶市墊江縣人，重慶城市職業學院，教輔中心電教科長，助教，主要從事計算機網絡和信息技術研究。