| 标题 | 高校公共机房桌面虚拟化应用探索 |
| 范文 | 李晓燕 李京忠 摘要：桌面虚拟化技术实现了公共机房的节点式管理，盘网双待智能化计算机启动方案，克服了传统机房运维存在的一些问题，是机房安全、稳定运行的有力保障。 关键词：桌面虚拟化；VDI；VOI；盘网双待；机房管理 中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）33-0241-02 Abstract： The desktop virtualization technology realizes the node management of the public computer room， An intelligent computer startup scheme with disk network and double standby， It overcomes the problems existing in the traditional computer room operation and maintenance， and is a powerful guarantee for the safe and stable operation of the computer room. Key words： Desktop Virtualization； VDI； VOI； Disk Network double standby； computer room management 当今高校几乎所有的专业的课程都使用计算机来辅助教学，高校通常都建有一定数量的计算机公共机房来应对不断增长的教学需求，机房的管理水平直接关系到计算机教学的顺利进行。机房作为计算机教学和培养学生实践创新能力的重要场所，面临管理人员不足、需求复杂、软件繁多等较大压力。如何选择合适的管理平台，提升计算机公共机房的技术水平，以适应学校多校区、多需求這一新变化，是极具现实意义的问题。 1 计算机公共机房管理面临的窘境 大多数高校公共机房都是由机房管理员来进行管理的，他们承担着学校几十个机房上千台电脑的维护任务，庞大的计算机数量、较少的机房管理员以及不断增长的使用需求，使得公共机房管理面临的问题日益突出。现阶段公共机房普遍采用硬盘保护卡作为运维手段，虽然硬盘保护卡具备了很多优异功能，但在使用过程中仍有种种问题困扰着管理人员： 1.1 教学环境搭建繁杂 不同的专业对计算机系统和应用软件有着不同的要求，这就要求机房管理能根据不同专业、不同课程的具体要求配置计算机硬件资源和专业软件，也就是机房要根据教学任务的不同，需不断重复的搭建和还原教学环境，这种多系统、多专业的任务编排，对机房管理来说是比较困难的。 1.2 单点故障多 保护卡插在计算机主板PCI插槽上，易出现识别不到等单点故障，造成电脑就无法开机工作；多次进行系统对传，硬盘的读写性能下降，同时频繁的对硬盘一定区域的扇区读写操作，易造成硬盘扇区局部损坏，影响使用。有些课程要求系统全面开放，即在没有系统保护的状态下进行教学和实验，教学具有连续性，需要频繁的开关保护卡的还原保护功能，这容易造成系统安全性的降低，甚至系统崩溃无法使用。 1.3 维护困难 机房多且分布各校区，即使在一个校区也可能分布在不同楼层，面对如此庞大数量的计算机，以及机房高负荷运转和一些不规范的操作，机房软硬件故障频发，管理人员只能奔波于各校区、各机房，处理各种问题，快速响应能力不足，维护成本较高；为满足教学需要，管理人员只能不断在各机房现场调整系统状态以应对课程需求，缺乏远程管理手段；不能跨网段更新系统和安装新软件以及各机房硬件配置的不一致，管理人员只能逐个机房、逐个系统进行更新安装，工作量很大，如果有多个机房、多个系统需要维护，同样的工作就要重复做很多遍。 这些种种不便造成公共机房难以满足新形势下，要求公共机房提供全方位服务的需求。机房管理人员迫切需要一种集中管理、灵活多变的桌面管理方案，以应对机房运维过程中出现的各种短板。 2 桌面虚拟化技术 桌面虚拟化的是指对终端系统（计算机桌面）进行完全虚拟化，生成独立的镜像系统保存与虚拟化服务器中，再通过虚拟桌面协议向客户机提供包含操作系统和应用软件的桌面系统。目前就其采用的架构方式可分为， VDI（virtual desktop infrastructure）桌面和VOI（virtual operating system infrastructure）桌面两大架构。 VDI桌面基本应用特征是“集中运算、分布显示”。客户端所有运算都在服务器中进行，而桌面用户只负责输入输出与界面显示，不参与任何计算和应用[1]。 VOI桌面基本特征是“集中管理，本地运行”。 客户端利用虚拟容器技术将终端彻底虚拟化，建成一个虚拟的容器池，在这个容器池上，再部署操作系统，由于终端已经被完全虚拟化，所以从操作系统角度来看，它们面对的“硬件”已经是虚拟的[2]。也就是将分散的终端资源（操作系统、应用软件等）形成镜像系统，集中到服务器中管理起来，根据需要再缓存到客户端。从环境和实际应用方面考虑，VOI 具有更强、更符 合用户环境的适应性，其可脱离服务器和网络运行的特点， 让VOI具有了更好的可用性、安全性及用户体验[3]。VOI大幅降低终端运维成本，实现集中、统一、灵活的客户端管理，大幅提升管理人员的工作效率[4]。 3 VOI桌面虚拟化技术机房的优势 VOI虚拟桌面技术的创新和发展，使得机房在构建时有了更多的选择，是机房大规模部署的最佳选择，构建基于VOI桌面虚拟化技术的管理平台，高校公共机房面临的各种现实需求得到了极大满足。 3.1 集中管理、本地运算 极大的整合了多校区机房的硬件资源，由原来的以保护卡为运维方式的分散管理，变为高度集中管理模式；虚拟终端管理系统通过客户端虚拟容器实现镜像系统本地缓存，服务器上的镜像系统采用“边用边下”的方式缓存到本地硬盘中，并充分利用网络带宽，快速实现服务器上的镜像系统与本地缓存镜像的完全一致；提高了公共机房的安全性与稳定性，本地计算机的响应速度显著提高。 3.2 灵活的管理模式 服务器中保存的每个系统镜像是由多个节点（快照）组成，其中每个节点都可以作为单独的虚拟桌面系统发布；当客户机开机后，服务器会根据预先设定向该客户机分配镜像系统；系统镜像数目依据实际需求进行规划，每个系统镜像都安装一定数量的通用软件，根据各专业课程的特点在相应节点中安装各种专业软件；满足多系统、多专业的课程需求，一直是机房管理的难点，而现在只需调度好相应的节点并发布到启动菜单即可。 3.3 与保护卡同样的安全保障 可以像保护卡一样拥有对系统的保护功能，桌面虚拟化管理系统可实现客户端系统的重启恢复；同时还拥有丰富的客户端管控策略，对选定的系统进行辅助控制，如进行上网黑白名单的管理，禁止用户对某些网站的访问，禁止用户使用USB接口、光驱等设备，还可以远程控制、远程监控、自定义远程命令、时间同步、禁止客户端设置IP地址和网关地址、软件授权管理、方案计划管理、用户漫游等。 3.4 提升运维效率 桌面管理由分布式模式过渡到节点化模式，实现对纳入管理的公共机房的集中统一化及灵活应用，管理人员在虚拟化管理平台即可完成绝大部分工作，工作效率大幅提升；桌面虚拟化管理服务器负责全校的公共机房教学镜像的分发和管理，在学校的任何地点都可远程连接桌面虚拟化管理服务器，配合机房物联网技术，实现对公共机房的全面管控。 4 盘网双待技术 盘网双待技术是VOI桌面虚拟化技术的延伸，由于镜像系统是通过服务器缓存到客户端硬盘并与之保持一致，通过安装镜像系统启动管控程序，客户端启动时自动选择从服务器还是本地硬盘启动镜像系统；正常启动时首先与服务器连通获取相关启动管理数据，再启动本地镜像系统；如果发生网络不通、服务器宕机等情景时，则根据预留的启动菜单自动选择从本地缓存的镜像系统直接启动。 盘网双待技术可智能识本地缓存镜像是否完整且数据与服务器上的镜像一致，可以“边用边下”的方式将镜像系统缓存到本地硬盘，缓存的系统作为可以启动的完整系统[5]；缓存完全一致后，就不再需要继续从服务器缓存，这样可以节省网络带宽，减少对服务器的压力；当本地缓存镜像不完整时启动客户端，服务器中的系统镜像管理程序会在后台以静默的方式继续缓存系统镜像数据，逐步启动本地计算机镜像系统，直至完全缓存。 盘网双待技术，有效地减少了客户端对服务器及网络的需求，保障了客户端持续、安全、稳定的运行，为机房系统的管理提供了有力保障；避免了启动风暴问题，真正意义上实现了盘网双待的高可用性和高可靠性，是高校公共机房维护的高效方案[6]。 5 結论 VOI桌面虚拟化技术实现了机房“集中管理、节点运维”的全新管理模式，克服了以往保护卡方式需要的大量管理工作以及VDI桌面虚拟化需要高性能服务器的弊端；“盘网双待”技术，充分地发挥了计算机的本地性能，体现了集中管理下客户机出色的本地性能和高可靠性。通过在VOI镜像系统中融入虚拟机技术并依托本地运算的优势，构建出多种教学实验环境，彻底满足教学需求，为教学的顺利开展打下了良好基础。 参考文献： [1] 张庆萍.虚拟桌面基础架构（VDI）安全研究[J]. 计算机安全， 2011（4）：72-74. [2] 刘广.“VOI桌面虚拟化”的特点及适用场景分析[J].中国新通信，2013（15）：81-82. [3] 孙红娜.桌面虚拟是VDI还是VOI[J]. 网管员世界，2012（16）：14-15. [4] 刘期建.基于VOI模式的多媒体教学环境构建研究[J]. 电脑知识与技术，2014（34）：8289-8290. [5] 余澜.基于盘网双待的公共计算机实验室系统维护方案探析[J].信息系统工程，2017（5）：16-16. [6] 刘传尧.基于盘网双待的公共计算机实验室系统维护方案[J].中国大学教学，2015（8）. |
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