基于Citrix虛擬桌面技術的云教學平臺部署與優化

徐延發 趙文舉

項目名稱：基于WEB技術的企業實時溝通協作系統研究

項目來源：濰坊市科學技術局2013年度濰坊市科技發展計劃項目。

項目編號：201301184

信息化時代的背景下，我國各個領域都受到了極大影響。在教育領域，高校通過建設計算機機房，實現信息化教學。隨著我國經濟實力的不斷提升，高校計算機機房的規模不斷擴大。但在傳統模式下，計算機機房的資源無法被最大化使用，導致了資源浪費。目前在計算機網絡保護系統下，用戶不能夠隨意瀏覽或者下載數據，給教學數據的傳輸與應用帶來了一定困難。通過運用虛擬化桌面云技術，可以實現資源和信息的互通與共享，提供方便快捷的高校互聯網使用。并且大大的降低了機房安全與管理的難度，提供快速的桌面應用和資源服務。本文以山東科技職業學院為例，對于基于Citrix的虛擬化桌面云教學平臺進行分析，并提出了規模化部署的建議以及優化方案。

一、虛擬化桌面云教學平臺整體設計

（一）桌面云平臺設計目標與基本框架

在進行實訓樓虛擬化桌面項目規劃時，擬采用Citrix的虛擬化桌面整體解決方案。通過對于實訓樓進行模擬建設，完成虛擬化桌面平臺和桌面云的部署。其中，桌面終端數量擬定1500個。為了建設方便快捷、安全、便于管理的教學系統，對于實訓樓進行虛擬化桌面云教學系統建設。通過這種方式，可以加快校園信息建設，強化計算機機房的資源合理使用。桌面云教學平臺系統是基于Citrix技術進行建設的虛擬化教學平臺，虛擬化桌面云教學平臺具體架構如圖1所示，其架構主要包含資源承載服務器集群以及基礎架構服務器集群兩方面。

（二）資源承載服務器集群與基礎架構服務器集群

資源承載服務器使用服務器虛擬化技術，利用物理機作為承載，虛擬出一定數量的桌面虛擬機。基礎架構服務器集群指的是包括域控制服務器，許可證服務器，數據庫服務器等。核心組件是PVS主要管理虛擬機母盤鏡像，是整套系統的核心。DDC的核心作用是控制身份驗證功能，使系統更加安全，便于管理用戶與虛擬桌面之間的連接，完成向終端用戶交付虛擬桌面。

二、虛擬化桌面云教學平臺規模化部署方案

（一）桌面云教學平臺詳細設計方案

在進行桌面云教學平臺的設計與規劃時，主要涉及到兩大方面。第一方面是基礎架構服務器設計域控制器，根據需求分配3臺服務器進行部署；另一方面是桌面和應用的承載服務器，根據虛擬桌面承載數量部署21臺服務器。這兩方面的服務器均應該在虛擬化環境中運行。其中對于基礎架構服務器以及虛擬桌面和應用的資源承載服務器應根據實際情況進行分配。共需部署24臺服務器，并將其進行劃分資源池，根據目前狀況，需要劃分出四個服務器資源池。

（二）桌面云平臺規模化部署流程

為了使Citrix虛擬化桌面云教學平臺成功部署，需要進行以下六個環節。

1. 進行服務器虛擬化平臺的安裝。其中包括XenServer與Xencenter等，并要為其配置主機資源以及網絡，添加共享存儲功能，使其能夠互相傳輸信息。

2. 安裝基礎架構。基礎架構包括AD，DNS，SQL，WI等一系列的服務器，以及Xendesktop和XenApp等。

3. 配置服務器和連同測試。該步驟主要包括對于DHCP以及SQL等服務器的配置工作，同時包括XenApp以及NET Scaler。

4. 創建虛擬機，主要包括安裝模板建立和測試，虛擬機使用測試以及創建。

5. 用戶的問題以及反饋處理。

6. 問題匯總分類與優化。

三、虛擬化技術的規模化云教學平臺系統優化

（一）配置XenDesktop的穩定性，實現故障轉移

在完成了虛擬化桌面云教學系統的部署后，需要將系統進行測試與優化。本次設計的云教學平臺需要支持超過一千名用戶進行虛擬桌面的運行，因此必需保證系統的穩定性。不能因單獨服務器的故障導致影響到整個系統的使用，因此提出以下策略。當某個服務器出現故障時，虛擬機控制中心會將故障服務器提供的應用自動轉移到其他正常的服務器上，實現故障轉移，使該服務器能夠正常使用，避免了對于整體服務器的影響。同時，在服務器集群系統中，若其中某一臺服務器負載過高，可能會出現故障當機現象，影響極大。因此通過負載均衡系統，可以將負載過高的服務器進行均衡劃分處理，使其他服務器共同分攤，實現負載均衡，減少服務器故障的發生。

（二）配置PVS的高可用性

對于數量低于1500個桌面終端來講，配置一個單獨的PVS即可達到效果。但配置兩臺以上PVS服務器互為負載均衡和容錯關系后，可以使任意一臺服務器出現故障后均不影響到用戶的正常使用，配置PVS的高可用性包括：啟動文件的配置，DHCP服務器虛擬IP的配置，以及vDisk的本地緩存，適當添加端口線程，使用更多系統資源來響應目標設備的請求[5]。

（三）優化存儲LUN的設計

由于目前所有的虛擬桌面都存儲在同一個共享存儲之上，很大程度上影響了存儲的性能。若存儲系統配置不足，則可能會造成存儲過載的情況，造成存儲系統癱瘓。如果配置過高，則會消耗極大的成本，并且垃圾信息存儲過多，并不會帶來實質性的益處。大量用戶同時進行存儲或者讀取時，則會造成“存儲IO風暴”現象。因此要根據實際情況，根據用戶群體不同，進行不同的優化存儲的LUN設計。

（四）網絡優化分析

虛擬化桌面云教學系統對于互聯網的要求極高，通過互聯網才能實現資源與信息的互通，若出現互聯網故障，將對云教學系統帶來極大影響。雖然目前基于Citrix的虛擬化桌面云教學平臺運用的是ICA傳輸協議進行網絡傳輸，僅傳輸小部分的數據，占用的帶寬較小。但如果用戶較多，也會造成網絡延遲過高，帶來不良體驗。因此應該根據實際情況，針對用戶數量，進行網絡布線以及交換設備的規劃。通過科學合理的規劃方式，避免網絡卡頓，系統癱瘓情況的發生。

四、結論

為了構建完善的虛擬化桌面云教學平臺，需要進行全方面的考慮。根據用戶需求進行設計，并在設計時要對服務器基本架構進行明確，保障各部分功能都能夠得到完整的體現，實現規模化部署。并且在部署完成后，需要對系統進行檢測，并設置出完整的優化方案與措施，可以通過提高XenDesktop和PVS的可用性，優化存儲設計以及網絡設計等對方案進行優化。希望通過本文，對有關人士關于虛擬化桌面云教學平臺的規模化部署與優化有所幫助，創建更加完善的虛擬化桌面云教學平臺，為將來的云教學應用帶來更多有益的探索。