桌面虛擬化方案選型與實踐研究

霍旭輪 蔣志松 趙文

(三亞航空旅游職業(yè)學(xué)院，海南三亞572000)

桌面虛擬化方案選型與實踐研究

霍旭輪 蔣志松 趙文

(三亞航空旅游職業(yè)學(xué)院，海南三亞572000)

虛擬化技術(shù)是現(xiàn)代計算機應(yīng)用中的重要技術(shù)之一，其改變了傳統(tǒng)計算機應(yīng)用的方式，以互聯(lián)網(wǎng)作為中間媒介構(gòu)建服務(wù)器與客戶端交互的數(shù)據(jù)及軟件應(yīng)用模式。近些年，虛擬化技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，虛擬化產(chǎn)品類型不斷更新，桌面虛擬化方案也形成了以VMware和Citrix 兩大主體的云桌面解決方案。為此本文對兩種方案進行分析，比較二者之間的差別，從資源利用和架構(gòu)特點的角度探索桌面虛擬化方案選型計算方法，提出符合實際應(yīng)用需求的解決方案，并在具體實踐中探討方案的可行性。結(jié)果表明，本文提出的桌面虛擬化方案選型方案能夠很好地實現(xiàn)跨網(wǎng)辦公，提升系統(tǒng)的應(yīng)用效率，保證數(shù)據(jù)的安全性。

桌面虛擬化；VMware；Citrix；云計算；云桌面

1 前言

隨著云計算技術(shù)的興起和成熟，云桌面成為一種流行的遠程程序應(yīng)用方式，桌面虛擬化技術(shù)作為云桌面的主要組成部分，其在云服務(wù)的框架下為客戶端提供服務(wù)器端桌面訪問，具有較好的系統(tǒng)兼容性、資源共享性和數(shù)據(jù)安全性。桌面虛擬化的部署可分為云數(shù)據(jù)中心層、應(yīng)用交付控制層、網(wǎng)絡(luò)接入層和云計算終端，桌面云數(shù)據(jù)中心構(gòu)造虛擬桌面服務(wù)器，通過應(yīng)用交付控制層進行身份認(rèn)證和交互控制，云計算終端設(shè)備通過LAN和WAN接入網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)訪問虛擬桌面。桌面虛擬化不僅減少了客戶端資源的利用，而且由數(shù)據(jù)控制中心進行數(shù)據(jù)管理提高了數(shù)據(jù)的安全性，能夠方便用戶隨時隨地采用不同類型和系統(tǒng)設(shè)備訪問服務(wù)器資源。

2 桌面虛擬化方案介紹

2.1 VMware桌面虛擬化

VMware桌面虛擬化是以VMware Horizon Suite為方案的云桌面，其服務(wù)器采用VMware vSphere與IaaS云基礎(chǔ)架構(gòu)套件vCloud suie無縫銜接，構(gòu)成服務(wù)器虛擬化平臺。其突破了終端設(shè)備硬件環(huán)境和軟件環(huán)境的差異性，運用云計算為終端用戶提供虛擬化服務(wù)器資源，通過Horizon View提供可視化桌面應(yīng)用，Horizon Mirage云桌面集中管理，Horizon Workspace安全訪問數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。

2.2 Citrix桌面虛擬化

Citrix桌面虛擬化是提供端到端的云桌面使用方案。Citrix包括Citrix Receiver組件、Web Interface組件、Cloud-Gateway組件、StoreFront組件、AppController組件等，根據(jù)不同業(yè)務(wù)需要提供最佳性能的云桌面資源應(yīng)用。Citrix桌面虛擬化產(chǎn)品能夠為用戶提供按需應(yīng)用服務(wù)，用戶可以采用PC機、平板電腦、筆記本電腦、Mac、智能電話等進行Web和SaaS應(yīng)用、虛擬化桌面應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心對用戶資源進行集中安全管理，隨時隨地為用戶提供按需交付應(yīng)用。

2.3 VMware桌面虛擬化與Citrix桌面虛擬化比較

VMware桌面虛擬化與Citrix桌面虛擬化的優(yōu)勢差別較為明顯。VMware桌面虛擬化在數(shù)據(jù)中心虛擬化平臺管理方面具有較好的使用效果，Citrix桌面虛擬化在桌面交付使用方面較具優(yōu)勢。具體來講，在數(shù)據(jù)中心虛擬化平臺管理方面VMware桌面虛擬化具有完整的ESXi主機，能形成各種性能的報表，便于故障的診斷與維護，而Citrix桌面虛擬化性能監(jiān)控功能有限，較難突破性能瓶頸。在權(quán)限控制方面，VMware桌面虛擬化具有細(xì)顆粒度的用戶角色管理，而Citrix桌面虛擬化只具有初步的角色管理功能。相反，在共享桌面方面，Citrix桌面虛擬化支持交付共享完整桌面和交付應(yīng)用界面，寬帶占用低，而VMware桌面虛擬化僅支持RDP協(xié)議連接共享桌面，寬帶占用高。

3 桌面虛擬化方案選型計算

3.1 存儲節(jié)點

存儲節(jié)點是桌面虛擬化的重要資源，其布置的合理性對于桌面虛擬化云平臺的性能、存儲空間和成本具有非常重要的作用。在性能方面要根據(jù)用戶數(shù)量，不同RAID下硬盤上產(chǎn)生的IOPS進行需求計算，在用戶總需求方面，每個用戶需要5個IOPS進行讀和5個IOPS進行寫，數(shù)據(jù)需求方面每個用戶需要3個IOPS讀，2個IOPS寫。空間需求方面每個用戶內(nèi)存需求不低于1.5G，存儲需求系統(tǒng)不低于30G，數(shù)據(jù)不低于40G。

3.2 計算節(jié)點

計算節(jié)點要根據(jù)內(nèi)存資源的需求、CPU資源的需求進行計算。內(nèi)存資源的需求是每個用戶的虛擬機內(nèi)存需求與VM內(nèi)存開銷和Hypervisor內(nèi)存開銷的總和；CPU資源需求根據(jù)CPU核心數(shù)量需求計算得出物理服務(wù)器數(shù)量。在云計算中，通過節(jié)點為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，動態(tài)擴展虛擬化資源，以底層虛擬化和上層管理平臺相融合的方式構(gòu)建云平臺，集成鏡像管理、虛擬機管理、數(shù)據(jù)遷移等管理組件，讓整個平臺的虛擬機能夠相互協(xié)作，通過平臺管理實現(xiàn)服務(wù)器節(jié)點的負(fù)載均衡、集群運算和動態(tài)管理。

3.3 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

在云計算應(yīng)用中，每一個服務(wù)器、終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等都擁有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，資料的傳輸通過對資料進行封包，在節(jié)點之間進行傳遞，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通信線路連接形成了一定的集合關(guān)系，構(gòu)建基于計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)用戶業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量及虛擬桌面和客戶端設(shè)備之間的寬帶資源需求計算，計算參數(shù)包括網(wǎng)卡的發(fā)送吞吐量、網(wǎng)卡的接收吞吐量、網(wǎng)卡總吞吐量、網(wǎng)卡發(fā)送數(shù)據(jù)包速率、網(wǎng)卡接收數(shù)據(jù)包速率和網(wǎng)卡數(shù)據(jù)包速率。為避免不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的影響，桌面云平臺網(wǎng)絡(luò)根據(jù)應(yīng)用需求進行組網(wǎng)設(shè)計，劃分為基礎(chǔ)平臺服務(wù)器通訊網(wǎng)絡(luò)、存儲網(wǎng)絡(luò)和虛擬化平臺與客戶端通信網(wǎng)絡(luò)三部分。

3.4 桌面終端選擇

在桌面虛擬化方案選擇方面，以具體的使用場景進行桌面終端的選擇，在辦公室場景選擇通過VMware和Citrix認(rèn)證產(chǎn)品的小型云計算終端。在服務(wù)窗口場景選擇帶有多功能接口的云計算終端。在移動應(yīng)用環(huán)境選擇筆記本電腦、智能手機等。桌面終端的選擇以用戶應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用需求為原則進行選擇，靈活實施硬件布置方案，合理化應(yīng)用虛擬化服務(wù)器資源。

3.5 效益分析

采用桌面虛擬化方案優(yōu)化了系統(tǒng)運行架構(gòu)，打破軟硬件之間的耦合關(guān)系，資源分配根據(jù)應(yīng)用資源的需求和使用情況進行靈活、有效的分配，保證計算資源的合理性，在運維方面，降低了設(shè)備的配置數(shù)量，緩解了機房的壓力，節(jié)省了服務(wù)器維護的費用，提高了服務(wù)器使用效率。針對桌面虛擬化需求進行方案的選型，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用VMware進行管理，Citrix進行交付應(yīng)用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢特點，使二者能有機的融合在一起。二者結(jié)合中，Citrix桌面虛擬化作為一個重要的功能就是其能夠發(fā)布基于服務(wù)器虛擬化的windows虛擬機，此時我們可以將windows虛擬機建立在VMware的服務(wù)器虛擬化平臺之上，從而實現(xiàn)vmware和Citrix的結(jié)合應(yīng)用，為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的桌面虛擬化服務(wù)解決方案，滿足不同的虛擬化服務(wù)器應(yīng)用需求。

4 實踐應(yīng)用

4.1 項目分析

以某單位桌面虛擬化為設(shè)計對象，劃分其日常辦公網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)解決復(fù)雜維護環(huán)境和安全隱患問題。該單位桌面虛擬化平臺方案以100人用戶量進行需求計算，系統(tǒng)內(nèi)存總需求3150G，數(shù)據(jù)內(nèi)存總需求4000G，系統(tǒng)性能需求讀寫各500IOPS，數(shù)據(jù)讀取需求300IOPS，數(shù)據(jù)寫入需求200IOPS，陣列配置為RAID5，每個寫IO產(chǎn)生4個IO，存儲讀命中率為30%，則系統(tǒng)需求2350 IOPS，數(shù)據(jù)需求1010 IOPS。辦公網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需要獨立構(gòu)建虛擬化桌面滿足軟件應(yīng)用及數(shù)據(jù)存儲的分類需求。

4.2 方案設(shè)計

桌面虛擬化方案設(shè)計劃分出管理網(wǎng)用于日常辦公，業(yè)務(wù)網(wǎng)用于技術(shù)研發(fā)，管理網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)采用邏輯隔離方案，通過網(wǎng)絡(luò)中間防火墻進行邏輯隔離，分別對管理網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)進行桌面虛擬化部署，用戶桌面云計算終端在管理網(wǎng)中直接訪問管理網(wǎng)發(fā)布的應(yīng)用內(nèi)容，若是需要訪問業(yè)務(wù)網(wǎng)內(nèi)容則需要通過防火墻開放端口進行訪問，端口設(shè)置443開放。

管理網(wǎng)在虛擬化平臺上生成多個虛擬機，應(yīng)用程序通過虛擬機發(fā)布到客戶端，虛擬機安裝Citrix XenApp和用戶所需的辦公軟件及郵件系統(tǒng)，為用戶提供日常辦公軟件程序應(yīng)用。用戶使用云桌面時使用UKey進行身份認(rèn)證，登錄成功后進行辦公軟件的使用，為了允許用戶共享打印機、復(fù)印機、掃描儀等外界設(shè)備，設(shè)置DDC/NetScaler為允許訪問共享。為了保證客戶端使用管理網(wǎng)的安全性，在ZDC/DDC上設(shè)置禁止客戶端使用外接存儲設(shè)備，提高單位對數(shù)據(jù)管理的能力，保證單位信息安全。

業(yè)務(wù)網(wǎng)因其在單位中的應(yīng)用特殊性采用獨享的桌面虛擬化方案，為每一個業(yè)務(wù)網(wǎng)用戶分配獨立虛擬桌面，虛擬桌面程序由管理員統(tǒng)一安裝，省去用戶安裝軟件浪費的時間，同時也避免獨立安裝軟件版本不統(tǒng)一的麻煩。每個用戶在虛擬桌面中可根據(jù)個人需求安裝個性化軟件，滿足個體業(yè)務(wù)需求，并且能夠?qū)μ摂M桌面進行參數(shù)設(shè)置，滿足對系統(tǒng)應(yīng)用的需求。用戶在登錄業(yè)務(wù)網(wǎng)虛擬化桌面時需要使用UKey進行身份認(rèn)證，為了保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對于單位的安全性，所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在虛擬化服務(wù)器端，使用DDC/NetScaler禁止系統(tǒng)USB等外部接口的使用。

4.3 結(jié)果討論

此次單位虛擬化桌面的搭建降低了單位設(shè)備配置的數(shù)量，以單位每年軟件系統(tǒng)升級、網(wǎng)絡(luò)安全維護軟件升級和軟件應(yīng)用安裝的數(shù)量來看，該單位可減少200臺新設(shè)備的安裝。單位機房用電壓力非常大，而采取了云桌面技術(shù)機房總電量每年可減少55KW，為單位節(jié)省電費開銷40多萬元。以單位每臺服務(wù)器每年的維護費用8000元計算，在服務(wù)器維修方面每年可節(jié)省至少40萬。在資源應(yīng)用方面，服務(wù)器虛擬化充分利用了服務(wù)器端的硬件CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)硬件資源，減少了單位服務(wù)器維護的成本，節(jié)約了人力、物力和財力，服務(wù)器資源的利用率提高到60%左右。

5 結(jié)語

本文介紹了目前主流的桌面虛擬化方案VMware和Citrix，分別闡述了二者的優(yōu)勢和適用范圍。兩種桌面虛擬化方案中，VMware桌面虛擬化方案適用于數(shù)據(jù)中心虛擬化平臺管理，Citrix桌面虛擬化方案適用于交付使用。二者的使用對外設(shè)支持不足，可視化體驗效果不佳，尤其是VMware方案，所以本文根據(jù)桌面虛擬化方案應(yīng)用需求提出串并口重定向和多媒體重定向選型方案。以某單位構(gòu)建100位用戶為案例，根據(jù)單位具體需求將虛擬化桌面劃分為管理網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)兩種模式，再邏輯上通過防火墻隔離網(wǎng)絡(luò)，并采用跨網(wǎng)推送虛擬桌面的方式實現(xiàn)二網(wǎng)在可監(jiān)控環(huán)境下的業(yè)務(wù)融入，滿足單位網(wǎng)絡(luò)辦公和業(yè)務(wù)開展的需求。該方案在數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用成本、維護開銷和資源利用方面具有很好的優(yōu)勢。

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Research on the Selection and Practice of Desktop Virtualization Scheme

Huo XulunJiang ZhisongZhao Wen
(SanyaAviation and Tourism College,Sanya 572000,Hainan)

Virtualization technology is one of the important technology of computer application,which has changed the traditional way of computer application.It has build the application mode of data and software between server and client using Internet as a medium.In recent years,virtualization technology has developed rapidly,and the virtual products updated constantly.The cloud desktop virtualization solutions mainly include VMware and Citrix.This paper analyzes the two kinds of schemes,compares their differences.It explores the calculation and selection of desktop virtualization solutions from the architecture characteristics and resource utilization,puts forward solutions to meet the needs of practical application,and explores the feasibility of the scheme in practice.The results show that the desktop virtualization scheme can effectively implement cross-network office,improve the efficiency of application and ensure the security of data.

desktop virtualization;VMware;Citrix;cloud computing;cloud desktop

TP399-C2

A

1008-6609(2017)09-0021-03

霍旭輪(1985-)，男，陜西綏德人，學(xué)士，助理工程師、助教，研究方向為現(xiàn)代教育技術(shù)、計算機應(yīng)用。

三亞市院地合作科技項目，項目名稱：云桌面在三亞酒店業(yè)的應(yīng)用研究，項目編號：2013YD64。