智能私有桌面云實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法與應(yīng)用價(jià)值

馬慶祥

（重慶工商職業(yè)學(xué)院 重慶 401520）

一、桌面云技術(shù)的概述

云計(jì)算作為計(jì)算中一種新型且規(guī)模比較大的方式，其主要以數(shù)據(jù)為前提，進(jìn)行多級(jí)數(shù)據(jù)計(jì)算。因此，云計(jì)算在不同的行業(yè)領(lǐng)域中都具有不同的優(yōu)勢，比如：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、數(shù)據(jù)虛擬化等。從虛擬化技術(shù)角度而言，桌面云技術(shù)作為主要應(yīng)用之一，促使傳統(tǒng)個(gè)人電腦被精簡客戶機(jī)代替，其利用服務(wù)器集群部署的強(qiáng)化性策略，將各個(gè)應(yīng)用通過虛擬化技術(shù)作為集中服務(wù)，不僅有效地提高了桌面與后臺(tái)管理效率，而且還有效的創(chuàng)新應(yīng)用部署方式。因此，桌面云技術(shù)簡單來講，就是通過虛擬化技術(shù)虛擬多個(gè)物理單元，并分配給其他應(yīng)用程序的過程。

二、云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)

作為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布式、并行等計(jì)算的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，云計(jì)算在一定的程度上能夠更加便捷快速地提供共享資源的服務(wù)，同時(shí)因?yàn)樵朴?jì)算包括三部分內(nèi)容：基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)以及軟件服務(wù)。其中，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)包含有相應(yīng)的云計(jì)算硬件、虛擬資源組合而成，所以具有一定數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通訊等功能；平臺(tái)服務(wù)則是云計(jì)算不同應(yīng)用的軟件平臺(tái)；軟件服務(wù)則是以用戶為中心使用軟件。

三、智能私有桌面云實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的具體應(yīng)用價(jià)值

桌面云技術(shù)的引入，有效地將實(shí)訓(xùn)室管理人員工作效率提高，具體表現(xiàn)有以下幾個(gè)方面：

（一）統(tǒng)一的操作和維護(hù)

對(duì)大量計(jì)算機(jī)的維護(hù)和診斷的集中管理虛擬桌面系統(tǒng)，在應(yīng)用桌面云技術(shù)后，通過遠(yuǎn)程每臺(tái)計(jì)算機(jī)的檢查操作，管理人員就可以有效地解決一些簡單的故障或者操作失誤等問題，而高職院校的實(shí)訓(xùn)室管理人員無論是在家還是其他地方，只要通過桌面云技術(shù)就可以進(jìn)行大面積的安裝、升級(jí)或部署，而在軟件安裝或升級(jí)時(shí)，實(shí)施同步服務(wù)器，此后只需重啟客戶端，就可以實(shí)現(xiàn)逐一安裝軟件的目的，不僅有效地節(jié)省時(shí)間，還大大提高了工作效率。與此同時(shí)，云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)多桌面一個(gè)窗口，所以在使用的過程中，不僅滿足教師的教學(xué)內(nèi)容更換的條件，還在一定的程度上減少對(duì)系統(tǒng)占用空間，節(jié)省投資，進(jìn)而為教師的遠(yuǎn)程教學(xué)、系統(tǒng)靈活切換提供了保障。

（二）教師體驗(yàn)個(gè)性化教學(xué)

因多個(gè)操作系統(tǒng)可以通過虛擬桌面系統(tǒng)支持進(jìn)行，所以在一定的程度上，提供差異性的授課環(huán)境和操作系統(tǒng)給教師進(jìn)行不同的體驗(yàn)。因此，通過虛擬桌面系統(tǒng)，實(shí)訓(xùn)管理人員就可以在統(tǒng)一鏡像或獨(dú)立操作系統(tǒng)的前提下，實(shí)施軟件安裝，縮短教師備課時(shí)間，提高備課效率，進(jìn)而有效地避免了傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)備復(fù)雜瑣碎的管理工作。部分基礎(chǔ)課程等對(duì)資源要求不高，可以實(shí)行靈活機(jī)動(dòng)的調(diào)整，所以在實(shí)訓(xùn)教學(xué)的過程中，教師通過云計(jì)算技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層次遠(yuǎn)程連接，不僅為教師數(shù)據(jù)保存提供便利，還為學(xué)生提供備份教學(xué)資源，方便學(xué)生進(jìn)行重復(fù)實(shí)訓(xùn)練習(xí)或多次重復(fù)觀摩學(xué)習(xí)，有利于師生在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的臨場感的建立。

（三）環(huán)境適應(yīng)性比較強(qiáng)

不管計(jì)算機(jī)的品牌還是系統(tǒng)硬件功能，在應(yīng)用桌面云技術(shù)之后，統(tǒng)一管理目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，并有效地解決了實(shí)訓(xùn)機(jī)房教學(xué)結(jié)構(gòu)類型中存在的問題。管理人員不需要大量的時(shí)間進(jìn)行整合管理，只需要通過云計(jì)算技術(shù)備份和驅(qū)動(dòng)就可以完成相應(yīng)的工作，有利于減少不同硬件和計(jì)算機(jī)的故障發(fā)生率。此外，因云計(jì)算對(duì)設(shè)備名沒有明確的要求，所以其能夠在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、橫截面、VLAN等復(fù)雜且無條件支持的環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，優(yōu)秀的平臺(tái)功效可以幫助教學(xué)人員發(fā)布個(gè)性化定制的課程模板，發(fā)布響應(yīng)時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)，教師可以通過自定義模板內(nèi)容，給學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的授課，解決了教學(xué)軟件與系統(tǒng)、教學(xué)軟件之間相互排斥，相互影響的痛點(diǎn)。

（四）安全可靠性

當(dāng)病毒數(shù)據(jù)庫更新、補(bǔ)丁與電腦軟件發(fā)生沖突時(shí)，計(jì)算機(jī)比較容易發(fā)生系統(tǒng)和軟件故障。因此，桌面云及時(shí)通過虛擬桌面技術(shù)更新機(jī)制的方式，不僅有效的讓系統(tǒng)在返回狀態(tài)前，提高系統(tǒng)更新速度，降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，還有效地解決了管理人員管理困難的問題。同時(shí)當(dāng)處于網(wǎng)絡(luò)故障環(huán)境下時(shí)，桌面云技術(shù)可以快速讓本地操作系統(tǒng)啟動(dòng)，且對(duì)正常教學(xué)的影響非常小，所以其具有良好的安全可靠性。除此之外，因相應(yīng)的桌面云技術(shù)的數(shù)據(jù)全部都處于云平臺(tái)上，在一定的程度上云計(jì)算還能夠做到根本上的電能節(jié)約。因此，桌面云技術(shù)不僅具有信息安全程度比較高的優(yōu)勢，還具有節(jié)能的優(yōu)勢，值得在教學(xué)中大力推廣。

（五）教學(xué)管理功能的系統(tǒng)完整化

在實(shí)際的教學(xué)過程中，桌面云實(shí)訓(xùn)管理平臺(tái)不僅管理功能非常豐富，且其實(shí)用性能也非常顯著。比如：部署分布系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)快照、用戶漫游、軟件許可證管理，密碼登錄格式等功能，這些操作都可以通過桌面云的遠(yuǎn)程控制頁面來進(jìn)行統(tǒng)一化的集成式管理，促使管理效率大幅度提高。

四、現(xiàn)有研究的成果

（一）智能桌面云相關(guān)系統(tǒng)

當(dāng)下，桌面云這個(gè)概念對(duì)大眾來說并不陌生，距離現(xiàn)實(shí)生活也并不遙遠(yuǎn)。因?yàn)樵缭趲啄曛埃陀泻芏嗳藭诚胫軌蛲ㄟ^桌面云系統(tǒng)的方式將教育、娛樂、生活服務(wù)等應(yīng)用交付給用戶，但是這種暢想只停留在概念中，并沒有進(jìn)入到真實(shí)的世界。

直到近幾年在企業(yè)級(jí)市場，隨著企業(yè)“上”云越來越普遍。作為云計(jì)算領(lǐng)域最典型的應(yīng)用，桌面云開始展現(xiàn)出蓬勃的生命力。提到桌面云，就不能不提到另外一個(gè)名詞：桌面虛擬化。大多桌面云解決方案都是由桌面虛擬化演進(jìn)而來的，兩者在概念內(nèi)涵、技術(shù)模式、應(yīng)用場景等方面都有很大的相似之處。在誕生之初，桌面虛擬化主要是為了解決終端桌面系統(tǒng)的集中管理問題，其依賴于服務(wù)器虛擬化，生成大量的獨(dú)立的桌面操作系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)專有的虛擬桌面協(xié)議發(fā)送給終端設(shè)備。而當(dāng)時(shí)的桌面虛擬化解決方案以VMware Horizon、Citrix XenDesktop、微軟VDI為代表。

（二）虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（Virtual Desktop Infrastructure，VDI）

過去，桌面虛擬化主要基于虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)，VDI為智能分布式計(jì)算帶來出色的響應(yīng)能力和定制化的用戶體驗(yàn)，并通過基于服務(wù)器的模式提供管理和安全優(yōu)勢。但VDI需要流暢、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，尤其所有資源依賴服務(wù)器端，視頻、渲染、以及計(jì)算或圖形密集型應(yīng)用不適用于該模式。

為解決VDI的種種煩惱，IBM、和信創(chuàng)天等廠商提出了虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案。VOI技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是不全部依賴后端服務(wù)器資源，而是可以充分利舊客戶原有本地終端計(jì)算機(jī)的資源，以處理計(jì)算及圖形密集型應(yīng)用，也可支持各種計(jì)算機(jī)外設(shè)以適應(yīng)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境及未來的應(yīng)用擴(kuò)展。同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的依賴性將大大降低，即使遇到網(wǎng)絡(luò)中斷或硬件故障時(shí)終端也可以繼續(xù)使用，唯一的不足是缺少對(duì)移動(dòng)終端的支持。

（三）智能桌面虛擬化（Intelligent Desktop Virtualization，IDV）

IDV叫做智能桌面虛擬化，最早由英特爾提出。IDV架構(gòu)包含兩種模式：windows模式可實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，如用戶在一臺(tái)電腦上同時(shí)訪問window 7和windows XP，現(xiàn)在新的電腦出廠預(yù)裝win 10，但在一些業(yè)務(wù)場景，如實(shí)踐教學(xué)的一些專業(yè)軟件，嚴(yán)格依賴于windows 7的操作系統(tǒng)，此時(shí)，就需要采用IDV的windows模式；Linux模式可以通過虛擬化層的穿透直接調(diào)用前端硬件資源，但性能仍然會(huì)有損耗，特別對(duì)設(shè)計(jì)類軟件很難做性能優(yōu)化，對(duì)外設(shè)的兼容性不佳，且不支持利舊和移動(dòng)設(shè)備，無法滿足大規(guī)模應(yīng)用的需求。

（四）三V一體的誕生

2018年后，市場上已出現(xiàn)在VDI+VOI的基礎(chǔ)上，增加了IDV智能桌面虛擬化模塊，真正將桌面云三種主流技術(shù)架構(gòu)融為一體，即三V一體。以“前后端混合計(jì)算”為核心，獨(dú)有的盤網(wǎng)雙待與智能驅(qū)動(dòng)分離技術(shù)可全面保障業(yè)務(wù)連續(xù)性并兼容各類復(fù)雜外設(shè)。同時(shí)支持普通PC機(jī)、云終端機(jī)、一體機(jī)、觸摸屏、平板電腦、手機(jī)等終端設(shè)備的混合接入，適用于各類應(yīng)用場景下的多種終端設(shè)備。通過3V一體，桌面云可輕松實(shí)現(xiàn)1000點(diǎn)以上終端的集中化管理。進(jìn)入云計(jì)算時(shí)代之后，各類型組織內(nèi)部的IT類資源實(shí)現(xiàn)了從虛擬化資源池向云端的遷移，對(duì)于高職類院校而言，可以通過虛擬化云計(jì)算技術(shù)的靈活性與敏捷性，向不同類型、不同終端的用戶交付桌面與應(yīng)用。無論是普通PC機(jī)、云終端機(jī)、一體機(jī)、觸摸屏、平板電腦、手機(jī)等均可支持。

五、桌面云系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

如果說前幾年桌面云還是處于一種不溫不火的狀態(tài)，那么在數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速的今天，桌面云已經(jīng)全面爆發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年我國云計(jì)算整體市場規(guī)模達(dá)691.6億元，增速達(dá)34.32%，國內(nèi)超過半數(shù)業(yè)務(wù)放在云端的企業(yè)已經(jīng)達(dá)到了70%，其中43%全部放在云端。從市場表現(xiàn)來看，越來越多的教育組織，包括高校用戶開啟了業(yè)務(wù)向云端遷移，在信息化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中開始廣泛部署桌面云解決方案。業(yè)界不少專家認(rèn)為，桌面云可能產(chǎn)生的市場規(guī)模將達(dá)到千億級(jí)別。

近年來，有越來越多的行業(yè)、企業(yè)，甚至高校等機(jī)構(gòu)不斷大范圍引進(jìn)智能桌面云系統(tǒng)，我們可以從深層次看待這個(gè)現(xiàn)象背后的真實(shí)原因。桌面云系統(tǒng)的全面爆發(fā)，是桌面云技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新以及各機(jī)構(gòu)IT環(huán)境的全面進(jìn)化。過去，虛擬機(jī)和桌面云存在著啟動(dòng)風(fēng)暴、性能不足、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差等難題困擾著桌面和應(yīng)用交付的全面推廣，桌面虛擬化市場 “舉步不前”，甚至被很多企業(yè)視為“雞肋”。但現(xiàn)在，情況發(fā)生了顯著的改變。從外部環(huán)境來看，數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的創(chuàng)新使得各機(jī)構(gòu)的IT能力發(fā)生了翻天覆地的改變，服務(wù)器性能的指數(shù)級(jí)增長，特別是IT的云化使得桌面云對(duì)性能的要求得到了充分的滿足。從市場需求來看，統(tǒng)一運(yùn)維管理、網(wǎng)絡(luò)信息安全等信息化過程中的問題越來越迫切，傳統(tǒng)IT運(yùn)維模式已經(jīng)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的急速發(fā)展，桌面云系統(tǒng)可以輕松應(yīng)對(duì)大量終端系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行病毒掃描、更新軟件所帶來的技術(shù)瓶頸。未來，網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)以及5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善，讓桌面云得到強(qiáng)健而高速的網(wǎng)絡(luò)支撐，甚至可以延伸到廣域網(wǎng)。從桌面云發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力來看，桌面云技術(shù)在經(jīng)過多年的演進(jìn)之后已經(jīng)趨于成熟，實(shí)現(xiàn)了完全以用戶為中心的桌面管理流程。尤其是在資源調(diào)度、訪問管理、統(tǒng)一端點(diǎn)管理、應(yīng)用交付、安全保障等方面都有突破性的進(jìn)展。在保證了桌面云的既有優(yōu)勢的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)終端無差異甚至高出一籌的應(yīng)用體驗(yàn)。

傳統(tǒng)的VDI架構(gòu)完全依賴于服務(wù)器后端，VOI/IDV架構(gòu)可以充分利用前端資源，這三種架構(gòu)沒有優(yōu)劣之分，都有著各自所適用的應(yīng)用場景。其中，VOI可以實(shí)現(xiàn)高效管理原有PC終端及外部設(shè)備，VDI可以滿足移動(dòng)辦公、現(xiàn)場教學(xué)等場景的需求，IDV可以實(shí)現(xiàn)原有信息系統(tǒng)向新平臺(tái)平滑遷移，從而覆蓋用戶業(yè)務(wù)的全場景。