桌面虛擬化技術在計算機室建設中的應用

張雅珊

摘 要：本文探討在虛擬化技術發展成熟的互聯網環境中，如何把桌面虛擬化技術應用于改造和建設校園計算機室中，從桌面虛擬化技術的發展和分類、優勢等方面入手，描述傳統機房面臨的現實問題和技術瓶頸，探討桌面虛擬技術的優越性以及虛擬桌面基礎架構在計算機室部署架構的可行性。

關鍵詞：桌面虛擬化技術 ?計算機建設 ?基礎架構

虛擬化技術在改進硬件資源的效率、利用率以及靈活性方面扮演著主要的角色。虛擬化技術概念形成于2006年，隨著其技術的成熟和發展，特別是世界幾大虛擬化廠商的推廣，例如微軟（Microsoft）的虛擬桌面基礎結構，思杰（Citrix）的Xen Desktop，VMware等，虛擬化技術已經逐步滲透在各行各業中。現如今，虛擬化技術已經發展到穩定期和成熟期。而桌面虛擬化是實現虛擬化技術的其中一種技術，將計算機的終端系統——桌面進行虛擬化，可以方便快捷地訪問個人的桌面系統，實現桌面使用的安全性和靈活性。

一、桌面虛擬化實現的原理

虛擬化技術主要是解決計算機的物理硬件產能過剩以及老舊硬件產能過低，從而最優化利用物理硬件，簡而言之就是將底層資源進行分區，并向上層提供特定的、多樣化的執行環境。虛擬化技術包括服務器虛擬化、桌面虛擬化和應用虛擬化等幾大類。桌面虛擬化技術是在服務器虛擬化的基礎上，通過通訊的手段，生成大量的、獨立的虛擬桌面，同時根據專有的虛擬桌面協議發送給終端設備，客戶通過網絡訪問自己的桌面系統，從而實現單機多客戶。

二、校園計算機室的現狀

一是硬件的購置和維護成本高。每3～5年，計算機硬件就要升級更換，淘汰的舊產品硬件造成資源的很大浪費，產生大量電子垃圾。

二是軟件更新、部署運維工作量大。每一學期開學初，學校的各門課程需要安裝不同應用的軟件或者更新軟件的版本。如果計算機安裝軟件過多，可能會出現與系統不兼容的現象，也加大軟件安裝項目的周期和難度。

三是計算機室常規維護工作頻繁。一些學生對計算機屬性和輸入法等任意修改;隨意使用U盤和數據線連接手機使得計算機安全風險增加，各種破壞現象層出不窮。此外，學生會利用軟件破解密碼、亂刪文件并更改電腦配置。

為解決目前在管理、安全以及節約經費等方面存在的問題，本文進行桌面虛擬化技術在計算機室升級改造建設的探索，期待桌面虛擬化系統的計算機室比傳統的計算機桌面模式更具優勢。

三、桌面虛擬技術應用在計算機室建設的優勢

應用桌面虛擬化技術既能夠打破硬件與軟件的耦合，也可以降低學校機房和多媒體教室軟硬件設備的維護成本，大大減少學校對機房和網絡建設的資金投入。當硬件配置需要升級時，只需提升服務器的硬件標準即可，不必要更換大量計算機客戶端硬件，更為學校節約了成本和機房維護時間，為國家減少了大量的電子垃圾，降低耗電，節能低碳綠色環保。

虛擬桌面的操作系統、補丁等軟件資源集中部署在數據中心服務器，通過高效安全的傳輸協議即可將服務器上的各類資源映像進行安裝，以桌面和應用的形式發布給客戶端使用，可實現集中管理、動態分配、快速部署、無縫切換等功能。這樣既能夠保障學校日常教學的連續性、先進性，又能降低計算機中心運維的復雜程度，減少學校機房運維成本，提高管理和部署效率。

四、桌面虛擬化體系架構

1.服務器架構

基于VDI的虛擬桌面解決方案的原理是在服務器端為每個客戶準備專用的虛擬機并在其中部署客戶機所需的操作系統和各種應用，然后通過桌面顯示協議將完整的虛擬機桌面交付給遠程的客戶，通常采用完全虛擬化的技術構建客戶專屬的虛擬機，在服務器虛擬化環境，生成大量的獨立桌面操作系統，并被推送到客戶機終端設備上，是基于專有的虛擬桌面協議來實現的多客戶應用。因此，需要準備2臺服務器和一臺SAN存儲，一臺服務器用于基礎架構服務器，一臺服務器用于發布計算機室池桌面，數據存儲在專業存儲，一臺服務器可以支持許多虛擬桌面。創建操作系統桌面映像，運用映像在服務器虛擬機監控程序上部署虛擬機。

在第一臺的基礎架構服務器配置2路6核CPU、64GB內存、2個硬盤，用來搭建AD服務器、XenDesktop服務器、數據庫服務器、license服務器以及1臺教師專用虛擬機，50臺客戶的共享桌面。第二臺服務器采用2路6核CPU、64GB內存、2個硬盤。每臺虛擬機配置1GB內存、1核CPU。服務器虛擬化能夠為虛擬機中的操作系統提供一個與物理硬件完全相同的虛擬硬件環境，部署桌面虛擬化的時候，主要是由虛擬主機系統模擬出操作系統運行所需要的硬件資源，操作系統運行在這些虛擬的硬件資源上，可以實現在一個物理服務器上運行多個操作系統，同時共享物理服務器的硬件資源，提高資源的整體利用率。

2.存儲架構

這是桌面虛擬化的關鍵組成部分，以客戶機/服務器模式為客戶機終端提供應用程序以及桌面實例，存儲主要使用IPSAN、FCSAN、分布式存儲等方式，零存儲的方案可以提供更好的IOPS，可靠性高。根據計算機室日常上課的實際需求，池桌面主要用于計算機的發布，所以數據都存放在服務器里面，VDI所保存的只是操作系統的鏡像，而不會直接涉及應用程序或者數據本身，并且數據會被儲存在服務器上而不是在客戶機本地磁盤中。存儲分配方案要預計每個客戶機分配30GB硬盤，客戶的User Profile可以重定向到一個標準的File Server中。同時還要考慮AD服務器、Xendesktop服務器、數據庫服務器等的存儲空間需求，總共預計數據量達2.6TB，還要考慮冗余，則需申請4TB的數據空間用于存儲。

3.客戶終端設備構建

客戶終端設備建議統一購買者瘦終端設備，一是客戶終端沒有可移動和容易損壞的零小部件，所有的數據處理和存儲都集中到主機上，無需安裝本地驅動程序或者更新補丁。二是硬件總體功耗電量降低，硬件設備的壽命會延長，在客戶端設備沒有數據存儲，提供更安全的工作環境和零維護。客戶終端設備使用虛擬化軟件在服務器上構建一個或多個虛擬化的桌面系統。共享虛擬桌面包含服務端管理軟件和客戶終端硬件。每個客戶終端不會互相干擾，桌面可以獨立運行各種軟件，具有相同的性能體驗。