桌面云建设及应用方案

2024-04-19

桌面云建设及应用方案（共5篇）

篇1：桌面云建设及应用方案

校园桌面虚拟化解决方案校园机房、培训教室的IT建设和维护关系着教学质量的好坏，但当前校园面临着桌面终端维护管理困难、桌面环境安全性差、桌面IT成本高昂等诸多挑战需要解决：

1）桌面终端系统维护困难。校园终端数量众多，在当前大量使用PC的情况下，所有终端的操作系统、补丁升级、业务软件都需要在每台PC上分别实施，耗费巨大的人力物力，费时费力，效率低下；

2）桌面环境安全有待提升。由于校园机房和培训教师内的PC会被许多学生使用，频繁的u盘拷贝导致PC极易感染病毒，从而引发各种不可预知的风险；

3）降低IT成本。由于校园终端数量众多，如果每个点都配备一台PC，无论是前期的一次性采购成本，还是后期的扩容成本，都是一笔不小的开销；如何降低成本，是IT运维中必须考虑的问题；方案设计基于以上对校园的桌面终端系统的问题和需求分析，我们推荐采用东方荣华的MVD桌面虚拟化解决方案，从而大幅提升终端的IT运维效率，更好地保障数据安全，并实现成本控制和节能减排等目标。方案设计目标

1、终端管理维护方便：通过桌面虚拟化方案，学校可以通过虚拟桌面池、虚拟桌面模板克隆等技术实现快速桌面部署，所有的终端设备使用的操作系统全部来自一个由管理员定制的标准化操作系统，该镜像中已安装了业务所需要的应用程序及应用客户端软件，对于前端的大量客户端的桌面与应用维护工作量，就缩小到只需对一个镜像进行维护。另外，桌面和应用的安装和升级等全部在集中数据中心进行，IT管理员无需接触最终用户的客户端，就可以完成应用的配置和维护工作，避免每台PC机装机，以及故障时重装等，大大减少维护工作量，提升效率；而终端由PC替换为云终端后，其本身不用安装应用软件，可以做到在运行期间终端免维护，降低终端维护成本；

2、数据安全：通过桌面虚拟化方案，所有用户使用的桌面系统及业务系统都集中在数据中心运行，每次用户登录时，都能获得一个完全干净、没有任何病毒和木马的桌面环境；而当用户退出时，其所作的修改也不会对桌面造成任何影响，从而有效实现数据安全和系统安全；

3、节省办公空间：通过桌面虚拟化方案，可以用云终端来替代传统PC；而云终端体积小，可以通过螺钉直接固定在显示器后面，节省办公空间，相同办公区域内可以容纳更多的客服人员；

4、降低终端持续更新费用：PC机平均更换周期为3~5年，而云终端如无人为损坏，工作时间平均为10年左右；服务器的使用寿命也远高于PC机；虚拟化软件License可以永久使用；后续如果需要提升桌面的处理能力，只需要给服务器增加CPU和内存配置即可，众多的终端无需更换。

5、节约能耗，绿色IT：云终端能耗低（小于10W，平均5W），云终端+服务器方式比传统PC机节约能耗约75%，绿色环保

篇2：机房桌面云建设与应用

近年来,我国高校逐步向着教育信息化的方向大踏步迈进,并且在短短十年间取得了瞩目的成就,无论是主管部门还是高校本身,都十分重视信息手段在教育中的应用。信息化建设的投资之巨、范围之广、速度之快全社会都有目共睹,而且每年都有新内容。但是建设过程中也存在一些不太乐观的问题。

计算机网络已在当恰的高校教育系统中广泛应用,但是在普及的过程中也出现了以PC作为客户段设备的客户机/服务器(Client/Server,简称C/S)网络的许多问题:必须投入较高的成本来更新和维护计算机硬件设备;大多数信息管理员的技能水平落后,无法灵活应对复杂的网络问题;网络本身存在一定的安全风险等等,很多已建网的高校难以真正落实教育信息化的日常管理要求,而未建网的高校则徘徊不定,使C/S网络对中国教育信息化发展形成了严重障碍。

针对这一实际情况,本文根据网络机房建设要求,将具有国际标准、高可用性、高安全的云终端系统装入网路机房系统,在保证机房系统使用功能的前提下,重点对终端桌面系统进行净化、优化,以改进教育信息化建设中的用PC作为客户端,提高网络机房的功能,改善其运行环境。

1传统PC机房应用现状

1.1传统PC机房在应用中存在两个问题和困惑

在传统PC机房方案下,经常会遇到以下两个问题和困惑:

(1)在机房设备配置有限的情况下,如何保证学生的正常上机、电脑的正常运行,是解决问题的关键。

(2)为终端安装还原卡虽然可以实现PC机的重启还原,但依然还保留着相当程度的人工干预,存在诸多的问题及瓶颈。

1.2应用现状

而在学校传统PC机房的运维过程中,学生上机或实验难免因误操作对软件系统造成损坏。就软件安装来说,受各专业特殊应用的限制,管理维护起来也变的异常复杂。另外,学校机房一直是木马病毒的高发区,许多病毒难以清除,像机器狗这种病毒,还原卡根本无能为力。

总之,终端的安全性差、管理复杂、应用效率较差,现代社会网络信息化背景下,桌面云建设已经成为当今教育信息化建设的主流。

2桌面云系统的应用优势

(1)系统更安全,更稳定。系统采用权限控制保护,管理员统一控制用户权限,利用服务器完善的备份和容错机制,可确保系统和数据的快速恢复,并且不易感染病毒。

(2)支持远程管理、集中管理。虚拟化管理平台可以实现VDI桌面、Xen App、VPS(服务器虚拟化)的业务统一管理,提高了虚拟化平台的易用性和可维护性。提供了黑匣子、一键式桌面体验优化工具、自动数据迁移工具,提供全中文管理界面,特别适合于IT运维人员较少,运维压力较大的场景使用。

(3)一键开机,操作简单。一键即开、开机即用,用户不需学习复杂的系统设置。可随时关机、断电,系统不受任何影响。

(4)免维护,不怕高温、灰尘,能胜任恶劣使用环境。

(5)总体拥有成本(TCO)比C/S网络节省80%,而且每台SUNDE云终端的功耗只是PC的5%,耗电极低。

3桌面云系统技术方案

3.1桌面云系统主体架构

桌面云基本架构如图1所示。其中,“教学计算机”是指每间多媒体教室里的教师使用的计算机。根据情况可以更换为瘦客户机,也可以利用原计算机;红色圈里是桌面云服务器集群,根据设计可能是单一服务器,也可能是几台服务器加NAS存储组成的集群。服务器安装在校数据中心里,由统一的系统管理员进行管理;在桌面部署时,可以和教学计算机绑定发布,即该计算机桌面是公共桌面,和以前教学计算机使用模式一样;也可以部署给教师,老师在任何一间教室里,都可以打开自己的教学桌面,进行教学。

3.2桌面云基本配置

以100台教学计算机为例。

每个桌面分配1个v CPU、1GB内存和5GB数据空间,可安装XP或Win7桌面;

1台服务器配置为:12核CPU(2路6核)、128GB内存和3X300GB SAS硬盘;

服务器千兆交换,百兆到桌面。

3.3云桌面工作流程

用户通过各种终端通过桌面显示协议访问云桌面接入地址或门户,该访问地址或接入门户一般前置负载均衡设备。由用户管理服务器,通过用户管理系统,通常是微软的AD(活动目录)验证用户身份,认证通过后请求被定向到随机或定制的云桌面。用户登录云桌面后,如同登录本地桌面一样访问业务系统进行操作。

3.4注意事项

桌面云采用服务器托管虚拟桌面的技术架构,完全的服务器计算模式,配合前端的工业化设计的瘦客户机,因此在应用过程中须注意把握以下几个要点:

(1)虚拟桌面架构在后台统一管理,快速交付各种教学应用桌面,XP、Win7以及Linux桌面,以及各种应用软件,无需现场逐一安装;

(2)如果配置给每个教师一个个人工作桌面,则教师可以永久使用该桌面,并保留自己的教学课件,在任何一间多媒体教室里的教学计算机上都可以打开自己的工作桌面,快速进入教学活动;

(3)瘦客户机的简洁快速特性,使得教学计算机更加耐用、启动快速、不被病毒所侵扰,简化了管理工作量,延长了设备更新寿命;

(4)瘦客户机提供了绿色环保的计算环境(无硬盘和风扇),更加节能(每台功耗20瓦左右),符合IT发展的趋势。

4云桌面应用效益分析

(1)更灵活的访问和使用,用户可以通过任何一种满足接入要求的终端设备,就可以访问我们的主计算机桌面。

(2)种IT架构的简化带来的直接好处就是终端设备的采购成本大量降低。

(3)集中管理、统一配置,所有桌面的管理和配置都在数据中心进行,保证用户不会带走、传播机密信息。

(4)降低耗电、节能减排,传统PC一般在200W以上,而瘦客户端在25W左右,耗电量接近十分之一,而服务器的计算压力会带来一定程度的耗电量的上升,但是与客户端的大数量相比,可以忽略。所以一年的电费也会降低90%左右。而耗电的减少,也意味这碳排放的减少,适应了低碳时代的要求。

5实证研究

某高校中设有4个网络机房,每个机房配备一套多媒体教学系统,每套系统配装1台教师总机和100台学生PC机。近两年来,该学院积极相应教育信息化的总体要求,积极申请教改资金,对学院原有的4个以传统PC机为主的网络机房改造成以桌面云为主的现代化网络教学系统。与传统PC机教学系统相比,桌面云系统不仅采购成本低,而且耗电量比PC机降低90%,运行半年以来未出现系统故障,充分满足了教育信息化的基本要求,具体的应用情况相见表1。

6结论

通过本文的论述以及实证研究可以看出,云桌面的实施可显著提高数据安全管理水平、降低软硬件管理和维护成本、降低终端能源消耗,无疑是对传统PC多媒体教学系统的深化改革,对于实现教育信息化有积极的推进作用。

桌面云的建设极大方便了校园众多师生的教育教学活动,随着桌面云的持续在实际教学活动中的深入应用,桌面云的便利性会得到越来越多的认可。通过部署华为桌面云系统,优质的教学资源的共享非常方便,并且共享权限受控,既防止了原有共享方式给核心知识资产带来外泄的风险,又实现了充分的共享。桌面云解决方案可通过多种移动终端接入,促进了移动教学的实现。桌面云上线之后,学生可以通过Pad平板电脑,智能手机等智能终端设备随时、随地地接入桌面云系统,充分利用“碎片时间”,极大地提高了学习效率和教学质量。统一部署、管理桌面及教学软件,教学IT资源集中构建、管理,按需交付,大大提升了资源的利用率,节省了资金投入,简化了IT管理,相对于传统的PC办公系统,桌面云的运维效率提升10倍以上。因此桌面云将在未来教育系统中得到普及应用,并且将大大提升教育教学效率。高校应该在各自的教育系统中有意识地引入桌面云系统。

摘要：如今云计算作为一个热门话题已经越来越多的被业界提起,小到私有云大到公共云,无时无刻不在影响着我们的生活。未来教育信息化的发展必定是教育与云计算的相结合。虚拟化将是构筑这一时代的基石,并将扮演着重要的核心角色。目前,云计算与教育相结合得最成功的是校园机房桌面云方案的应用。利用桌面云可有效把数据中心和物理终端相隔离,部署安全可靠的虚拟桌面为校园数据保驾护航,使学校迈向云时代。

关键词：云桌面,机房建设,云建设

参考文献

[1]吴昌雨,王善勤,李云松,刘青,邹军国.基于自主学习模式的计算机类专业整合探索与实践[J].吉林化工学院学报,2015(03).

[2]方国红.桌面云在高校机房建设中的应用[J].信息与电脑(理论版),2014(12).

篇3：桌面云建设及应用方案

【关键词】云存储；共享安全；桌面文档；分布式

1.前言

随着企业信息化建设的日益深化，大量的电子文档成为企业进行汇报、沟通交流、日常生产经营活动记录的重要介质。

文档在企业汇报交流过程中带来了巨大的便利，但从数据安全角度来看，文档中记录了企业较多层面的经营数据信息以及企业的日常生产活动。一旦文档外露，将给企业带来较大的经济损失或社会形象。而作为个人计算机桌面，同样存在有诸如硬盘故障、电脑丢失，导致个人数据内容不可修复或造成敏感信息泄露，特别是企业重要岗位人员及政府核心人员。

尽管每个企业处于自身管理需求出发，在文档安全需求层面做出了较多的工作，诸如：

（1）对企业重要岗位的文档进行安全备份，即不能被非法访问，又能方便拥有者进行编辑管理；

（2）有些企业通过服务器端的文档安全为重点，希望服务器端文档安全可靠，不被系统管理员泄露，不被黑客窃取文档等；

（3）有些企业通过文档的访问安全性进行管控，分类授权进行访问，对具有访问权限的文件才能打开。但员工外带文档进行技术交流将无法实现有效性安全监管；

（4）有些企业主要考虑对客户端的文档安全管控，主要从个人电脑中木马或个人主动把文件扩散。

如何有效解决上述企业文档安全管理的同时，又不会降低企业的工作效率和文档使用的方便性，是建设现代企业文档备份存储系统的新挑战，而云存储技术的应用将给企业文档安全管理带来全新的解决方案。

2.云存储概念

云存储是在云计算（cloud computing）概念上延伸和发展出来的一个新的技术。通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的技术，是一个以数据存储和管理为核心的云计算技术，保证数据的安全性，并节约存储空间。

云存储采用最先进的云计算技术、网络通信技术以及分布式文件系统技术，将廉价的、性能低下的硬件存储节点组织管理起来，提供高性能、高可靠、易管理的存储系，节约成本，根据实际需要，弹性选择配置，避免资源浪费，数据存储和传输更加安全可靠，访问速度更快更稳定。

云存储主要分为公共云存储、内部云存储、混合云存储三种类型。

传统存储相比，云存储有以下特点：第一，从功能需求来看，云存储面向多种类型的网络在线存储服务；第二，从性能需求来看，云存储服务首先考虑数据的安全、可靠、效率等指标，满足大规模用户、服务范围广、网络环境复杂多变等特点；第三，从数据管理来看，云存储系统要提供了类似于POSIX的传统文件访问和支持海量数据管理及公共服务支撑功能。由此，云存储架构可划分为4个层次，自底向上依次是：数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层。

图1 云存储平台整体架构

（1）存储层：是云存储最基础部分。云存储系统对外提供多种不同的存储服务，各种服务的数据统一存放在云存储系统中，形成一个海量数据池，同类型的存储设备互连起来，实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理，以及硬件设备的状态监控和故障维护。

（2）管理层：是云存储最核心部分。通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，使多个的存储设备可以对外提供同一种服务，为上层提供不同服务间公共管理的统一视图。

（3）服务层：是云存储最灵活多变的部分。根据用户需求开发出不同的应用接口，提供诸如数据存储、空间租赁、公共资务、多用户数据共享、数据备份等服务。

（4）访问层：通过用户访问层，授权用户可在任何地方使用联网终端，按照标准的公用应用接口来登录云存储平台，享受云存储服务。

3.云存储技术方案

云存储系统在海量文件存储技术基础之上，从用户在客户端的文件创建、客户端存储、网络传输、服务端存储、客户端文件访问，到客户端文件透明加密防泄露等多个文件处理环节，进行各层面的安全防护，具有磁盘文件操作的便利性，同时满足了企业文档安全的需求。

3.1 重要岗位桌面文件的安全备份

利用云存储客户端程序在个人桌面虚拟出个人文件和群体共享的两个磁盘驱动器。用户将日常的桌面工作文件存入这两种类型的驱动磁盘中，这些数据会通过系统的自动同步功能，自动的上传到云存储的服务器端。当用户修改虚拟磁盘中的文件后，系统会自动查找修改部分的数据内容，并将修改的部分同步到云端，实现客户端虚拟盘文件和云端数据自动保持一致。当用户笔记本丢失时，通过系统个人登录认证，将云端文件同步到对应的磁盘驱动器中，同时防止了数据非法被盗。存在云端的数据，是经过云存储打散存储和分块加密处理，IT系统管理人员亦无法窥视到任何文件信息。

3.2 文档安全存储及传输安全技术

客户端采用虚拟盘技术保存客户端文件。用户对虚拟盘中的文件操作和Windows资源管理器一样。为提高系统访问效率，客户端实现云数据的读缓存和写缓存双向缓存。存储在虚拟盘中的文件数据切块、压缩和AES256加密等特殊技术的，只有通过云存储客户端的安全管控虚拟驱动结合用户身份认证才能还原，即便是黑客获取到加密盘文件，也无法还原内部存储的文件数据。文件在同步上传前被分割成多个小的数据块，每块压缩后经过AES256位加密存储，每块采用不同的密钥进行处理。网络传输中数据是经过压缩和加密，由此不用担心非法嗅探安全问题。

3.3 分享文档分类授权控制访问技术

客户端文件采用个人私密和群组分享进行授权访问管理。私密文件任何人无权访问，可通过设置进行分享；利用群组提供的文件目录分类访问授权功能，设置群组目录及群组中访问用户，以及每个用户的可创建、可读、可编辑、可删除等访问权限。

3.4 利用服务端冗余存储技术实现数据安全备份

防止服务端系统在存储磁盘硬件故障下的数据丢失问题，实现存储系统的高可靠性保障，通过双机热备或软硬容错技术提高數据的冗余能力。

4.总结

企业桌面文档云存储系统通过集中存储、实时同步、协同应用与安全管控等几方面简化存储体系，提升存储体验以及文档编辑、共享与同步，让企业的文件“形散神不散”，即使员工设备损坏、数据丢失、员工离职等都不会造成数据的流失，通过云存储的分布式自同步系统，在无干扰的情况下被同步到云端，保护了企业的无形资产，实现数据的集中统一管理，同时文件的共享使得流转、分发变得更顺利，提升了员工的工作效率和数据传播的安全性。

基金项目：大同煤业集团公司千万吨矿井群数字矿山信息化研究（编号：2013H010）。

篇4：桌面云在高校机房建设中的应用

我国高校学校机房基本上以pc组建局域网的模式, 它承担着很多计算机实验任务, 但是在计算机应用过程中存在很多问题, 主要有以下几方面:

1计算机应用环境复杂

近年来我国高校计算机信息化教学越来越丰富, 很多学科都开设上机教学、上机实验、多媒体教学、远程教学、在线考试等, 这些上机环境非常复杂, 基于PC方案设计和管理都非常复杂, 所以总体来说高校计算机应用环境非常复杂。

2不利于统一管理

我国信息产业快速发展, 各种应用软件对计算机的硬件系统提出的要求越来越高。近几年我国高校不断扩招, 学校机房的规模及计算机硬件配置都在不断完善。以某高校为例来说, 学校机房在五年内已经进行了两次大规模系统升级, 不断满足在校学生专业课和公共课的学习需求、考试需求, 新建机房也列入规划中。教学环境的提高及教学硬件设施的完善, 学校机房根本无法实现一步到位, 这导致每批次采购的计算机品牌、硬件配置及操作系统都不一样, 这给实验室的统一管理带来很多困难。

3系统运行维护效率较低

高校学校机房需要专业工作人员进行现场维护, 而实验室计算机数量很多, 现场维护需要大量时间, 而且效率低下。无论采用硬件还原还是软件还原, 在使用网络同传进行系统恢复, 或者拷贝量增加的时候, 都需要进行大量数据信息传输, 然而受到网络速度、稳定性等因素影响, 数据传输经常出现中断现象。

4安全性较低

高校学校机房使用人数较低、使用频率高, 学生上机需要使用各类存储设备, 但是实验室计算机的杀毒软件很难像个人计算机一样及时更新, 无法在第一时间抵御新型病毒。此外, 学校机房使用的还原卡由于卡槽氧化, 经常导致保护失效, 一旦出现病毒感染, 轻则危及一两台计算机, 重则可以在整个局域网内传播病毒, 危及整个机房的计算机数据安全。

桌面云技术

1云计算概述

所谓的云计算在基维百科给出的定义是:一种基于互联网技术的新型计算方式, 通过使用这种计算方式, 计算机共享的软件资源和数据信息可以按照使用者的需求提供给计算机或者其他媒体设备。

云计算的主要特点:1.云计算是给予虚拟技术实现快速资源部署或者获得其他服务2;根据用户对资源的需求实现动态可伸缩扩展;3.通过网络对海量信息进行处理;4.便于用户亲自参与;5.减少用户终端的处理负担;6.降低技术难度, 解除用户对IT专业知识的依赖。

云计算是当前世界范围内广泛使用的一种新型计算模式, 是最新一代的网络计算平台核心技术。谷歌、微软、亚马逊、IBM等世界级IT巨头都在以前所未有的速度开发云计算相关科技产品。换言之, 云计算十八存储资源、网络服务器等设集中在一个平台上, 根据用户的需求对资源进行灵活的配置, 最终通过网络交付给客户。

2网络虚拟技术

网络虚拟化的目的是在一个物理网络上实现支持多个逻辑网络, 通过相应的虚拟技术保留原网络设计的基本结构、数据通道及其所提供的服务, 让最终用户可以体验到独享物理网络。网络虚拟技术可以借助物理服务器来虚拟出多个计算机设备, 这些虚拟的设备可以共用一个物理服务器硬件资源, 提高硬件的效用效率。此外, 虚拟网络技术还可以提供超大规模的组网, 对空间、能源、设备容量实现高效利用, 提高整个网络资源的使用性能和工作效率。

3桌面云技术

桌面云技术发展的基础是云计算和虚拟化技术, 是新一代云软件环境管理解决方案。计算机使用桌面云技术, 可以通过“瘦客户端” (瘦客户端指的是在客户端-服务器网络体系中的一个基本无需应用程序的计算机终端) 或者其他任何可以与网络间接的设备实现跨平台访问应用程序或客户的整个桌面。

桌面云的应用模式

1云计算的应用现状

云计算在社会的各个行业应用中, 其大规模的数据分析处理、海量数据存储、资源动态分布、信息共享、虚拟化等功能普遍受到用户的重视。大数据时代的到来, 使得云计算快速发展, 逐渐成为IT市场发展的主流。据相关调查显示, 截止到2012年初, 在已经部署过云计算系统, 或者使用云计算的用户中, 超过90%是企业, 4%左右是政府, 2%是营利性组织, 仅有1%是学校及培训机构。其中, 虚拟化技术是最主要的云计算应用, 大规模数据处理分析、海量数据存储是一些行业用户最希望通过云计算不断完善的功能。

2学校机房应用云计算的优势

高校学校机房引入云计算技术, 无论从教学、实验室的建设和管理来说都具有很大的优势, 主要体现在以下几方面:

(1) 安全有效。容灾技术与数据备份可以保证云存储中的数据不会丢失, 即使服务器终端出现故障也不会影响正常教学, 数据加密技术更加可以保证存储在云空间的数据不会被未授权用户访问窃取, 可以有效保障学校教学资源。此外, 云计算还可以有效降低服务器出现故障的频率, 例如在教学活动中, 使用者可以不用移动设备拷贝文件, 只需要通过一个账号登陆云计算终端就可以进行文件的存储, 这样可以有效减少病毒传播, 为实验室营造一个安全的环境。

(2) 工作量减少。高校机房的使用频率非常高, 机房管理人员不仅需要掌握所有计算机的基本情况, 还要保证系统软件正常运作。但是, 如果机房充分使用云计算对机房进行全面管理可以减少工作人员的工作压力, 同时减少机房设备出现故障。云计算可以中心可以对整个机房系统进行设备维护, 而这些不需要管理员亲自操作, 只要在云端就可以完成软件升级。即使软件出现故障, 云端也可以即使处理, 节省机房的系统维护工作。

(3) 稳定性较高。一般来说, 网络服务器的服务能力和处理数据的能力是有限的, 而且会受到很多因素影响。例如用户访问量过多的时候网络过于拥挤, 此时服务器就会拒绝用户的访问需求。例如有些计算机学科的考试, 往往需要学生上机亲自操作来完成某些实验题目, 此时, 一批学生考试会同时进行选题操作, 系统经常出现死机现象, 这样严重影响考试时间和学生的考试情绪。但是云计算的功能非常强大, 可以有效对系统资源进行合理配置, 这样一来, 机房基本上不会在出现服务被拒绝。

(4) 降低机房建设成本。计算机产品更新换代的周期非常短, 为了保证日常教学使用, 学校机房需要定期对软件进行更新、淘汰或升级, 但是云计算对于接入端计算机的配置要求并不高, 不需要对计算机进行必要的设置, 不需要追求高性能的硬件配置, 这对于高校来说节省了大量建设成本。

3桌面云的应用价值

通过上文的分析高校计算机房如果使用桌面云系统, 可以全面实现电脑、网络、系统、维护工作交由后台进行统一管理, 全面提高机房工作人员的工作负荷。设计一个相对完善的桌面云部署方案, 不仅可以满足不同学科的教学需求, 同时可以实现资源集中构建与管理维护, 提高学生和教师的使用质量, 提高工作和学习的效率, 防止受到软件或者系统频繁出现故障带来的影响。高校机房如果可以全面实现桌面云的使用, 除了满足使用者和管理者的需求, 还可以节约机房建设维护成本, 降低能源消耗。此外, 桌面云具备较好的综合定位分析能力, 可以帮助机房管理者解决复杂的工作问题, 对于传统机房来说, 桌面云可以成倍提高学校机房的工作效率。

桌面云设计方案

从设计上来说, 学校机房使用桌面云主要依赖虚拟化基础, 通过对机房配置虚拟服务器和相应的虚拟存储设备来实现计算机桌面的虚拟化, 最终可以实现实验环境、上机用户管理、应用程序访问的统一, 有效提高机房设备的使用效率、计算机使用寿命, 有效降低机房管理工作任务。此外, 应用桌面云可以让机房环境的配置更急灵活, 提高上机环境的安全性。

由于桌面云相对来说是一项新技术, 在高校学校机房应用也存在两方面的困难:

第一, 学校机房要面对很多人, 每一个人都希望独占计算机系统, 长期保存自己需要的文件。针对这一问题, 机房可以利用虚拟化技术, 统一镜像的批量创建, 在整个机房内形成一个虚拟资源池。每一个使用者都可以用自己的账号登陆系统, 实现资源的自动分配, 让每一个人都享有一个存储空间。当学生登陆系统的时候, 系统自动映射网络驱动, 如此一来, 每一个人都可以在机房长期保存自己需要的数据信息。

第二, 学校机房作为公共场所, 难以对网络控制、移动设备、软件安装等进行统一管理, 如果管理不当则有可能增加管理员的工作量, 增加计算机网络的风险。针对此问题, 可以采用1:1的分配方式对域账号、瘦终端和虚拟机分别进行绑定, 此时虚拟机就可以实现相对集中的管理, 用户没有管理员权限, 所以无法对计算机展开使用, 大大降低了桌面云的使用风险。 (见图2)

结论

篇5：浅谈桌面云方案的设计

【关键词】桌面云；系统架构；系统设计

【中图分类号】TP393

【文献标识码】A

【文章编号】1672-5158（2012）10-0006-04

近几年来，云计算模式得到广大用户的认可，在IT领域乃至全行业，可以说是无云不谈。云服务的类型有多种，按服务的层次可分有IaaS、PaaS、SaaS、DaaS等，桌面云（DaaS，Desktop　as　aServices）作为其中的一种云，是目前最容易落地的一种类型。下文将对桌面云的概念、桌面云方案的系统架构及其系统设计要点展开说明和探讨。

1　什么是桌面云

随着竞争的加剧，人们的工作与生活节骤都在加快，工作与生活方式正在悄悄发生改变，我们很难能在较长的一个时间段内专一地处理一项工作，而是有多项工作并行进行，如需在差旅途中及时处理邮件、审批申请等，这些都是时间碎片化的表现，时间碎片化的趋势已经无法改变。

如何迎合时间碎片化的趋势？是否有一种方案可以让我们随时随地、通过任何设备、高效地访问我们日常办公所需的桌面环境？又如何能保证企业敏感数据的安全？如：是否可以在候机时处理邮件、审批申请等？是否可以避免重要数据因笔记本的丢失而丢失？是否可以避免敏感数据因员工的离职／病毒及木马的入侵而泄漏？

答案是肯定的，桌面云就是一种可以满足上述要求而又符合云计算定义的一种云。它通过将人们日常工作所需的桌面应用与数据等集中托管在数据中心，让用户可以在任何时间、任何地点，使用不同类型设备访问托管的桌面应用与数据，集中的数据不会因为笔记本的丢失而丢失，同时可让企业统一应用企业安全管理策略，避免或降低敏感数据的泄漏风险。

2　桌面云方案系统架构

端到端的桌面云整体解决方案的系统总体架构如下图所示：

1　云计算终端

是用户与托管的桌面与应用交互的设备，只要是能访问托管的桌面与应用的设备都可以被称为云计算终端，它可以是瘦客户机／零客户端、笔记本、平板电脑、手机、PC等设备。

2　端接入网络

端接入网络是用户访问托管的桌面云的必备条件，可以是企业内部以太网，也可以是广域网，可以是有线网络，也可以是无线网络。

3　桌面与应用交付控制

桌面与应用交付控制模块实现将托管的用户桌面与应用按需、安全、快速交付给用户。

通过桌面与应用交付控制模块，桌面云管理人员可以统一为用户分配桌面与应用，实现桌面与应用的集中管理。另外，桌面与应用交付控制模块统一实现桌面云用户的登录认证，能作为用户访问桌面与应用的安全网关等。

4　桌面云数据中心

桌面云数据中心为用户提供桌面服务所需的计算、存储资源，总体上可分为基础硬件层、虚拟化即资源管理层、托管的虚拟桌面／虚拟服务器层、托管的应用与服务层。另外，每个层次都有管理与安全模块来实现该层次的管理和安全控制。

A、基础硬件层

基础硬件层由计算节点、存储节点及网络节点组成，计算节点为桌面服务提供计算资源，存储节点则为桌面服务提供所需的存储资源，而网络节点又分为计算网络与存储网络。

B、虚拟化即资源管理层

虚拟化层实现将基础硬件层提供的计算、存储及网络等资源池化，按需将资源池中的资源分配给虚拟桌面／虚拟服务器，实现云计算的资源池化、按需分配资源等特性。

c、托管的虚拟桌面／虚拟服务器

提供桌面应用与服务所需的系统运行环境。

D、托管的应用与服务

托管的应用与服务为用户提供应用程序、数据存储等服务。

3　系统设计

3.1　前言

传统的PC本地计算模式往往以绝对性能为衡量产品好坏的主要指标之一，但云计算模式强调的是资源的按需获取、动态分配以及用户的使用体验，因此桌面云方案要求在满足用户体验的同时合理分配资源、提高资源利用率，要达到这一点，在桌面云方案系统设计过程中需要考虑的因素很多，下文将选取其中一部分进行阐述。

3.2　应用方案的选择

不同类型用户的应用特点差异较大，方案设计时首先必须对方案的目标用户类型及其应用特点进行分析，并根据用户的应用特点选择合适的应用模式、分配合适的资源，再结合用户规模分析计算总体资源需求。

3.2.1　应用模式的选择及资源分配

设计一款针对所有类型用户都具有最佳性价比的通用产品是不可能的，因此我们采用的设计原则是“标准+定制”的原则。“标准”指的是首先通过对不同行业、不同类型用户的应用特点的分析，总结出一套具有较强参考价值的标准，并依据该标准设计推出行业标准版方案；“定制”则是根据每个客户的用户应用特点对“标准版产品”进行微调定制，从而进一步提高行业标准版产品的性价比。

这里以制造型企业为例进行说明。首先我们对用户按用户的工作负载进行分类并对每类用户给出较为明确的定义。

☆轻载用户：并发运行1-2个应用，没有个陛化设置需求；

☆标准用户：并发运行5-6个应用且只有1-2个B／S类型的应用，没有个性化设置需求；

☆高级用户：并发运行7-8个应用且有超过2个的B／S类型的应用，有个性化设置需求（如需要单独设置应用程序的运行参数等）；

☆重载用户：并发运行少数应用程序但应用程序具有大量的资源需求（如数据处理、软件编译、图像处理等），有个性化设置需求。

在接下来的应用模式选择阶段，方案在设计过程中分别针对上述用户类型采用不同的桌面应用模式，具体如下：

☆轻载及标准用户：此类用户的应用较为标准且固定，用户没有个性化设置需求，因此采用终端服务会话共享模式，相比下文的“独立虚拟桌面模式”具有更高的资源利用率，并能降低软件授权成本。

☆高级及重载用户：此类用户需要并发运行多个应用，负载较重且有个性设置需求，因此采用独立虚拟桌面模式，即为每个用户分配一个独立的虚拟桌面。

3.2.2　用户数据的组织管理

用户数据可分为私有与共享数据，共享数据依共享范围又可分为小组、部门、企业共享数据等，综合考虑不同类型的用户数据及前文所述应用模式，本方案采用不同的数据组织与管理方案，具体如下：

A、轻载及标准用户：

☆私有数据：通过配置漫游将数据统一存放在共享的文件服务器上，结合AD进行访问权限控制，另通过将共享用户目录映射为本地磁盘方便用户访问。

☆共享数据：按共享范围需求统一存放在共享的文件服务器的不同共享目录下，结合AD进行分层访问权限控制。

B、高级及重载用户：

☆私有数据：为每个用户分配独立的虚拟数据磁盘并挂载到该用户的虚拟桌面中，所有用户私有数据均存放在虚拟数据磁盘中。

☆共享数据：同轻载及标准用户。

3.3　基础架构系统设计

应用方案及用户规模确定后即可进行方案的系统设计，本小节主要对基础架构的系统设计要点进行说明。

3.3.1　存储节点设计

设计存储节点时，需要重点关注用户的存储空间与性能需求、方案的可用性及扩展性需求，并综合考虑可选存储的性能、成本及其扩展性，才能最终确定存储节点设计方案。

3.3.1.1　资源需求评估要点

1　空间需求

这看似一个需求明确的数值，其实不然，在从PC应用模式向桌面云应用模式迁移过程中，用户通常会以原PC的存储容量来衡量并提出存储空间需求，但这种需求是否合理呢？经调查，存储空间越大，数据查询及使用效率越低，这是因为用户因存储空间太大而忽略了对数据的整理与分类归档，从而使得查询效率降低，并间接影响工作效率。

因此在分析用户的存储空间需求时，需要对用户的数据进行深入分析，分析清楚哪些是经常需要使用的数据？哪些是备查数据？又有哪些数据只要归档留存即可？

经过上述分析后即可对不同类型数据采用分层存储等方法，使方案具有最佳的性价比，如将系统及经常访问的用户数据存放在SAS高速硬盘中，而将备查数据存放在低速高容量SATA或NL-SAS硬盘中，而将归档数据存放在磁带或廉价备份文件服务器上。

2　存储性能需求

存储节点的性能是决定桌面云用户最终体验及成本的关键因素之一，性能不足会导致操作响应慢、用户体验差，性能过剩则会导致整体部署成本高。因此在计算存储性能需求时需要综合评估以下几个方面的性能需求：

a　传输速率

不同为型系统在启动过程中、启动结束后的传输速率需求存在较大差异，如Windows　7系统在启动过程中平均传输速率约为4MB／s，而工作过程中（运行Office办公套件进行文档编辑与浏览）的存储平均传输速率<250KB／s。

在计算方案的传输速率需求时需要综合考虑虚拟桌面用户数量、并发用户数量、操作系统类型及其传输速率需求，还需考虑是否有方案可以降低并发数量，以降低锋值需求。

b　IOPS需求

用户的存储IOPS需求可分为系统启动过程中的IOPS需求及启动后的IOPS需求，这两者的差距较大，经过实际测试，系统启动过程中的需求通常会是启动结束后的7-10倍，以Windows　7系统为例，系统启动过程中的平均IOPS需求可达110以上，而高级用户在Windows　7启动后的平均IOPS需求通常为10-15，重载用户的需求范围则为15-20。

相同数量的硬盘在不同RAID级别配置下能提供的写IOPS能力不同，因此方案设计时还需考虑用户的IOPS需求中的读写比例。不同类型用户的读、写IOPS的比例会随着系统及应用的不同而不同，这些都需要实际监测，如实际监测某类采用Windows　7系统的用户的读写Io比例为4：6。

3.3.1.2　可用性及扩展性设计要点

1　可用性

存储模块的可用性将直接决定整体方案的可用性，因此必须降低／避免存储节点的单点故障所带来的影响。就存储节点而言，需要考虑以下几个因素：

A、存储处理器：应该采用双存储处理器，避免存储处理器单点故障；

B、存储电源：应该采用双电源，避免电源单点故障；

c、阵列配置：需要根据可用性等级及性能要求综合考虑存储节点需支持的RAID级别；

D、存储网络：需要考虑存储与计算节点之间的链路冗余，避免链路单点故障。

2　可扩展性

可扩展性可分为纵向和横向扩展。纵向扩展主要用于较小规模的扩展，主要衡量指标包括sP的处理能力、支持扩展的硬盘类型及硬盘数量等参数；横向扩展主要用于较大规模的扩展，是指在当纵向扩展不能满足要求时，方案要便于通过增加新的存储设备来满足容量与性能等要求。

在方案设计过程时，首先需要设定横向与纵向扩展能力，这样才能在方案设计过程中合理评估并选择最合适的存储节点设备。

3.3.1.3　存储设备的选择与设计要点

在选择存储产品及方案时需要综合考虑前文所述需求，并考虑存储产品及方案的特性，如：

1　传输速率

当前，主流的主机与存储问的接口有SAS、FC、iSCSI等，SAS与FC接口的传输速率通常为4Gbps以上，iSCSI则有1Gbps和10Gbps两种，有些存储产品还支持多个端口的链路聚合技术。因此需要基本前文的资源需求分析结果来选择合理的存储接口。

2　IOPS与容量

存储的IO性能与容量取决于多个因素，主要如下：

☆存储介质的类型

现阶段，SSD可以提供很高的性能，但其容量有限，价格高昂；机械硬盘可以提供较大的容量，但受机械部件限制，其性能有限，以下是一组较为典型的机械硬盘的Io性能数据：

15K转SAS硬盘：150-180IOPS

10K转SAS硬盘：110-120IOPS

7.2K转NL-SAS或SATA硬盘：70-80IOPS

☆采用的RAID级别

在相同的用户IO负载需求下，不同的RAID级别在最终硬盘上产生的IO负载是不同的，而存储的有效空间也会不同，如：

RAID5：一个用户读IO操作在硬盘上产生的IO需求为1个IO，但—个用户写IO操作在硬盘上产生的IO需求为4个IO；在存储有效空间方面，RAID5配置的有效空间为“（n-1）／n*单块硬盘的容量（这里的n是指组件一个RAID组的硬盘数量）”；

RAIDl0：一个用户读IO操作在硬盘上产生的IO为1个IO，但一个用户写IO操作在硬盘上产生的Io为2个IO；在存储有效空间方面，RAIDl0配置的有效空间为“（n）／2*单块硬盘的容量（这里的n是指组件一个RAID组的硬盘数量）”；

☆不同类型存储阵列的IOPS能力

不同类型的存储阵列配置的Cache、sP的处理能力及其采用的Cache缓存算法不同，因此读写的命中率也会有一定的差异，在相同的用户IOPS需求下，不同的存储阵列所需配置的硬盘数量将会有所不同，因此在设计过程中需要综合考虑存储的实际性能。

3　可用性与可扩展性

选择的存储方案必须能满足前文提出的可用性及扩展能力要求。

3.3.2　计算节点设计

3.3.2.1　资源需求评估要点

在设计计算节点时，需要综合考虑用户的计算资源需求、Hypervisor层的额外开销及资源利用能力。资源包括CPU、内存等。

1　用户计算资源需求

不同类型用户的计算资源需求存在较大的差距，在方案设计过程中，需要对用户进行合理分类并分配合适的资源，避免资源不足引起的用户体验差、资源过剩引起的资源浪费等问题的发生。

说明：虽然桌面云平台中虚拟化层具有动态调整用户资源、按需分配资源的能力，但当我们为用户分配资源时，设置的上限越高，虚拟化层为该用户桌面所产生的额外开销就越高。如：在某厂商最新版本的虚拟化系统中，当为一个用户虚拟桌面分配1个vCPU、1G　vRAM时，该虚拟桌面产生的额外内存开销为25.9MB，而当为该虚拟桌面分配1个vCPU、4G　vRAM时，则该虚拟桌面产生的额外内存开销为48.6MB。

2　虚拟化层的额外资源开销

虚拟化软件在运行过程中将会产生额外开销，不同的虚拟化解决方案（如VMware　vSphere、Citrix　XenServer、Microsoft　Hyper-V等）的运行开销有所不同，这种开销可分开固定及变动开销两个部分。

a　固定开销

这部分开销不会因为该虚拟化层上的VM数量及资源分配而变化，如某厂商的最新版本的虚拟化系统（Hypervisor）的固定内存开销为900MB左右，而CPU的利用率则通常只能达到80％；

b　变动开销

这部分开销会随虚拟化层上运行的VM数量及资源分配的变化而变化，如某厂商的最新版本的虚拟化软件的变动开销情况为：

☆当为一个虚拟桌面分配1个vCPU、1G　vRAM时，虚拟化层会产生25.9MB的额外内存开销；

☆当为一个虚拟桌面分配2个vCPU、1G　vRAM时，虚拟化层会产生29.9MB的额外内存开销。

3.3.2.2　可用性及可扩展性

1　可用性

为提高整体方案的可用性等级，必须降低／避免计算节点单点故障所带来的影响，如：

A、电源：应该采用双电源，避免电源及供电线路单点故障；

B、网络冗余：需考虑计算与存储节点之间的链路冗余，避免链路故障引起的服务中止；

c、供电冗余：需考虑供电线路的冗余，避免供电线路单点故障等；

D、某个节点故障后的负载转移与均衡：设计时必须使方案能在某个计算节点故障后自动将负载转移到其它节点上同时实现负载均衡，如：启用虚拟化系统的HA等高级特性。

2　可扩展性

计算节点的扩展同样可分为纵向和横向扩展两种方式，考虑到计算节点中纵向扩展的可行性较低（通常只能进行内存扩展，CPU的扩展成本较高，因此可行性较低），因此方案主要考虑横向扩展，即负载增加时现有方案是否便于通过增加新的计算节点设备来满足要求。

3.3.2.3　算节点设备的选择与设计要点

1　资源需求

经过前文资源需求的评估，方案对计算资源的需求已相对明确，在设计过程中通常还要预留10％左右的弹性空间，以备突出锋值负载之用。

2　可用性及可扩展性

在设计过程中需要根据可用性等级（如允许故障的节点数量、允许的停机时间等）来最终确定资源数量需求并进行方案的可用性设计（如是否启用HA？是否使用动态资源迁移等？）。

3　不同设备的性价比

方案中采用不同类型的设备（如机架或刀片、2路或4路CPU等）将对初始投资成本、运行能耗与制冷成本、空间占用、扩展性等产生影响，方案设计时需要根据方案的规模综合分析并选择合适的产品方案，并对存储结点设计、网络节点设计等提出要求，如在桌面云方案采用2路服务器具有更高的性价比，而当用户规模较小时（如<300）则采用机架式具有更高的性价比。

4　服务等级

不同部门用户的服务等级要求不同，对其的资源保障要求也不同，在方案设计过程中，需充分考虑该因素并为服务等级高的用户设置较高的资源使用优先级，以保证服务质量。

3.3.3　网络节点设计

3.3.3.1　网络分组设计

网络节点可分为计算结点互联网络、存储网络、虚拟桌面／服务器与云计算终端互联网络等几个部分。为提高整体性能，避免不同数据流量之间的资源争用，在方案设计过程中需要通过VLAN或分别采用独立的设备等方案来隔离上述不同类型网络。

3.3.3.2　资源需求评估要点

1　计算结点互联网络

计算结点互联网络是各计算结点间心跳信号、负载迁移数据的传输网络，为确保群集工作稳定、负载迁移能快速完成，综合考虑现阶段不同速率网络的建设成本，建议使用1000M网络。

2　存储网络

根据所采用的存储设备的不同，所采用的存储网络类型不同，分别如下：

a　FCSAN

方案确定采用FC存储阵列时，计算结点与存储结点问的网络类型为FCSAN，当前主流的FCSAN的速率为4Gbps和8Gbps。至于采用何种网络需根据前文“存储节点设计”结果而定。

b　以太网络

方案确定采用iSCSI存储阵列时，计算结点与存储结点问的网络为以太网络，当前主流的iSCSI存储阵列有1Gbps和10Gbps两种，现阶段10Gbps网络的整体成本仍较高，因此仍建议采用1Gbps网络。当性能不足时，可通过端口聚合等技术提升性能。

c　SAS网络

当在存储节点设计阶段确定采用DAS，则计算结点与存储结点之间的连接网络为SAS网络，当前主流的SAS网络为6Gbps　SAS网络。

3　虚拟桌面／服务器与云计算终端互联网络

虚拟桌面／服务器与云计算终端之间的互联网络是直接影响用户体验的因素之一，当网络带宽不足、网络延时大等情况发生时，用户体验将急剧下降。因此需要结合所采用远程桌面协议及不同应用场景所需的网络带宽资源进行测试评估。如：

当采用PCoIP协议连接时，文字处理用户客户端与该用户的虚拟桌面间的网络带宽资源需求为150Kbps／s，而3D用户在进行某项特定3D渲染操作时用户客户端与该用户的桌面间则需要高达30-40Mbps／s的网络带宽资源。

3.3.3.3　可用性及可扩展性

1　可用性

在网络模块的可用性设计过程中，需要考虑每个端到端网络分组的可用性。如存储网络需考虑从计算结点到存储结点问的可用性，即需要考虑网卡／HBA、中间的交换设备、存储控制器、连接线、等所有环节。

a　以太网络

近10几年来，以太网络的成本急剧下降，以太网络的成本在桌面云整体方案中所占的比例很低，为提高以太网络部分的可用性，建议所有以太网络分组采用链路冗余方案，如下图所示。

b　存储网络

存储网络有以太网、FC　SAN等类型。若采用iSCSI存储，由于1G以太网络的建设成本已经很低，结合前文“存储节点设计”阶段的输出，建议采用冗余链路，这可以在实现链路冗余的同时实现负载均衡，提高传输总带宽；当采用FC存储时，由于目前FC　SAN的成本仍较高，因此需根据方案的可用性等级来确定是否需要采用双冗余链路。

冗余链路连接如下图所示：

2　可扩展性

网络可扩展性同样分为纵向和横向扩展，主要评估因素如下：

纵向扩展主要考虑当前选择的交换设备的性能及自身扩展能力，如端口数量、交换设备的交换能力、背板带宽以及包转发率等参数。

横向扩展主要应用在大规模的扩展场景下，主要考虑增加新的交换设备时，方案所选的交换设备是否支持堆叠、是否支持网络设备虚拟化技术（即将多台设备虚拟化成一台设备）等。

在方案设计过程时，首先需要设定横向与纵向扩展的范围，这样才能在方案设计过程中合理评估并选择最合适的交换节点设备。

3.3.4　小结

存储结点、计算节点、网络结点问的关系紧密，系统设计过程中需要考虑各节点问的最佳组合，才能实现方案的最优化。如当选择使用1000M接口iSCSI类型存储阵列并使用多个网卡来提高吞吐能力时，就需要计算结点也具有多张网卡、网络结点要支持多链路，同时在虚拟化层设计时还需实现通过不同路径访问不同LUN。

3.4　云计算终端设备的选择

云计算终端是用户访问桌面云服务的接口，主要完成远程桌面连接协议（如常见的ICA、PCoIP、RDP等）下行数据（即从桌面云平台流向云计算终端，如应用运行输出的屏幕信息）的解码工作及上行数据（即云计算终端流向桌面云平台，如键盘、鼠标等输入信息）的编码工作。

不同类型用户的应用特点存在较大的差异，针对不同的远程桌面连接协议（如常见的ICA、PCoIP、RDP等），云计算终端厂商通常都有经过性能调优的产品，如升腾资讯就有针对ICA、PCoIP、RDP等协议推出的不同型号的系列产品。因此，在方案设计过程中需要根据整体方案及用户类型选择合适的云计算终端设备，实现在保证用户体验时控制整体成本。

3.5　运维管理模块的设计

3.5.1　日常运行状态的监控与报警

设备都有使用寿命及故障率，桌面云方案中的各个组件也不例外，如何对其运行状态进行实时监控并在状态异常时及时处理，避免因设备的故障所带来的损失是桌面云方案在设计过程中需要考虑的因素。通常需要设计并实现以下几个方面：

A、建立基础设施的自动检测与报警机制，包括但不局限于如下几个方面：

（a）　计算结点故障及安全隐患的检测与报警，如：

☆风扇运行状态；

☆机箱温度；

☆电源工作；

☆CPU、内存等组件的运行状态等。

（b）　存储结点故障及安全隐患的检测与报警，如：

☆存储电源工作状态；

☆硬盘等介质工作状态；