| 标题 | 基于桌面云的生产性实训基地基础架构设计 |
| 范文 | 寇伟 摘 要：近些年众多高校建设实验室都采用了基于桌面云的方式，解决了长久以来困扰实验室管理的问题，如资源整合、统一管理、快速部署、维护便利等问题，通过桌面云这种方式极大地缓解了实训室管理成本居高不下的现状问题。本生产性实训基地宜采用这种架构方式，提升IT基础设施资源利用率，统一部署，教学培训等多项业务可以实现无缝切换，灵活部署各类应用环境[1]。 关键词：桌面云;资源整合;快速部署 一、项目建设背景 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出了到2020年教育改革和发展的战略目标：基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列。刘延东副总理也曾在全国教育信息化工作电视电话会议上提出：“十二五”期间，要以建设好“三通两平台”为抓手，也就是校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”，建设教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台。 桌面云是基于桌面虚拟化解决方案，打造的新一代计算机教室解决方案，由可提供强大桌面虚拟化功能的云教室主机，精美易管理的云终端，功能丰富的教学管理软件组合而成，可以为计算机教室提供零维护、易教学、更环保于一身的全新教学体验。 为了满足数字媒体专业随时随地教学、寓生产与教学的战略需求，桌面需要从“以PC为中心”的模式向“以用户为中心”的模式发展，即摆脱将用户桌面、应用程序和数据绑定至单个硬件的束缚，使得数字媒体专业的学生能够在教室、实训基地、实验室等场点自由连接熟悉的个人桌面系统，访问云端的数字媒体资源，完成教学、生产等内容。迈向云计算之旅的第一步就是利用桌面云切断硬件设备的依赖性，将原先运行在PC上的桌面、应用和数据统一迁移到数据中心的服务器，这样不仅可以有效解决桌面部署和管理的难题[2]。 二、桌面云需求 桌面云硬件方面的需求为学生桌面：2vCPU 2.4Ghz 4G内存 存储120G 千兆网络到桌面，教师桌面：4vCPU 3.0Ghz 8G內存 存储240G 千兆网络到桌面，服务器桌面：4vCPU 3.0Ghz 8G内存 存储240G 千兆网络到桌面 系统安全测试包括虚拟桌面的访问控制：未经授权的用户不能访问桌面，不同权限的用户，可使用不同的桌面，实时查看每个用户使用的详细信息（包括Client Name、登录时间等）、存储/外设访问控制：设置禁止外设重定向功能，防止U盘等外设重定向至虚拟桌面;单向/双向限制使用U盘或者移动硬盘进行文件的复制、剪切、粘贴等操作 可以根据不同外设类型，限制部分USB外设的使用 设置外设读写权限，允许U盘等外设重定向至虚拟桌面但不可写、日志管理、软件和补丁管理、日志管理、审计、监控、协议加密、认证方式、防病毒等内容[3]。 三、可开设实验课程： 可以开设数媒专业的Photoshop平面设计Flash制作DW网页设计VISIO、动态网站建设与安全管理;通信信息类专业的AutoCAD制图与概预算，软件专业的Java EE Web开发、Python程序设计、程序设计基础、计算机基础类课程等轻量级应用的课程。 四、实验仪器设备购置 中心机房的桌面云服务器，拟购置七台，CPU性能至少达到支持60个桌面云的计算能力，2U标准机架式服务器，2颗高性能CPU，CPU≥14核2.4Ghz，内存>=256GB，至少配备1块64G SSD硬盘、1块240G SSD硬盘和6块4T的SAS硬盘。4个千兆电口+2个万兆光口，800W冗余双电源。服务器间考虑桌面云计算冗余，虚拟化授权（包含服务器虚拟化、存储虚拟化）虚拟化授权包含服务器虚拟化与存储虚拟化：HA高可用，虚拟机备份，应用故障检测，安全补丁更新，虚拟机优先级控制，产品特性功能更新模块;存储多副本，高性能读写缓存，存储弹性扩展，数据故障切换，磁盘故障告警，软件平台升级更新[4]。 支持虚拟机卡死及蓝屏的检测功能并实现自动重启，无需人工干预减少运维工作量。每个虚拟机都可以安装独立的操作系统，操作系统支持需要包括Windows、 Linux，并且支持国产操作系统包括：红旗linux、中标麒麟、中标普华等，便于方便部署减少运维工作量[5]。支持自动/手动将配置文件备份到FTP服务器。虚拟机损坏无法启动时，支持将虚拟机磁盘挂载到新虚拟机上，用户可登录新虚拟机将磁盘内容备份出来[4]。支持数据冗余副本技术（双副本、三副本），每份数据同时写入多台服务器，每次数据变化时自动实时同步，确保磁盘或服务器故障，数据不丢失。支持SSD缓存加速，采用SSD+HDD混合模式，SSD用于缓存热点数据，HDD用于存储个人数据，SSD缓存命中率不低于60%，确保最优用户体验[6]。支持磁盘故障自动重建技术、支持磁盘横向/纵向扩展。支持故障自动切换，硬盘故障，存储则会被重新指向另外一台服务器上可用的数据副本，实现毫秒级切换，对用户来讲基本是无感知的;主机或者网络故障，虚拟桌面可以快速切换到另一台服务器拉起，约3-5分钟[7]。 桌面云终端CPU≥双核1.6Ghz、内存≥1G、存储≥8G、USB≥4、1个VGA、1个千兆以太网口、1对音频口。采用嵌入式操作系统，比如Android、Linux。桌面云控制器自带高可用性技术方案，在不增加第三方负载均衡工具的情况下，支持双机（主备）和集群（主主）2种模式，如果选择集群模式部署，要求桌面云控制器宕机切换会话不中断[8]。为确保外网接入安全性，虚拟桌面控制系统要求具备软件防火墙功能，实现云平台安全防护。支持池化桌面，该模式下虚拟机不固定关联给用户，当用户需要时从桌面资源池中随机获取一个闲置虚拟机，退出后自动归还（即还原到“未关联用户状态”），其他用户仍然可以使用。可支持PC利旧，通过PC接入虚拟桌面支持通过导航条或快捷键切换为窗口化模式，用户可随意改变窗口大小且分辨率会自动适应[9]。 支持与上网行为管理系统联动认证，用户成功登录VDI后，上网行为管理自动同步用户认证信息，后台记录用户ID， 后续上网无需再次认证登录。支持客户端准入检测，可根据用户接入的终端类型、操作系统版本、接入IP和时间、软件安装情况等条件设置接入访问策略，如客户端不满足安全检测要求则不允许接入。支持多种认证方式随需组合，包括本地账号密码、usb-key认证、短信认证、硬件特征绑定、动态口令、ldap认证、raduis认证、AD域认证等多种方式，满足不同级别用户的安全接入需求[10]。支持虚拟门户，不同用户通过不同地址接入虚拟桌面，适用于互联网访问场景，可以指定特定账号在外网访问桌面云，而其他用户只能在内网访问。 参考文献： [1]基于桌面云技术在机房管理中的应用研究[J]. 王庆承.? 福建电脑. 2015（12） [2]基于桌面虚拟化技术的计算机实验室管理[J]. 蒋荣萍.? 电子技术与软件工程. 2020（06） [3]桌面云在高校计算机实验室中的应用研究[J]. 倪晓晓.? 智库时代. 2020（01） [4]高校计算机基于桌面云的实验室管理研究[J]. 唐彧，刘丽军.? 教育现代化. 2017（32） [5]桌面云技术及应用浅析[J]. 王伟军.? 电脑知识与技术. 2019（35） |
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