基于云桌面技術對舊機房的改造方案設計

孟慶偉 張玉

(鄭州師范學院,河南鄭州 450044)

基于云桌面技術對舊機房的改造方案設計

孟慶偉 張玉

(鄭州師范學院,河南鄭州 450044)

隨著信息技術及云計算的發展,機房設備顯得落伍與陳舊,如何使這些舊設施發揮更大的作用,結合OE-VServer虛擬化技術,對服務器群進行虛擬化及集中管理,實現集中終端、分散終端及異構終端的統一管理與使用,滿足日常實驗教學及辦公應用,同時實現統一軟硬件環境快速部署,做到高速、安全、節省人才和運維成本,最終實現設備與應用從分散管理到云桌面的升級改造。

云桌面 OE-VServer 虛擬化 改造

進入21世紀,計算機、通訊和控制技術的大力發展帶動了科技發生翻天覆地的變化,操作系統平臺和應用軟件的加速更新,更是給設備產品的升級換代縮短了使用周期。政策層面,教育部[1997]155號文件的頒布,各高校的計算機基礎教學更是進入一個持續發展階段,非計算機專業開始開設計算機相關課程,各學校大力建設計算機實驗室。象手機一樣,計算機硬件為了適應操作系統的更新也是不斷增加配置。由于更新速度太快,導致前期的計算機產品顯得落后,報廢可惜,使用的話運行現有軟件較慢,更不適合現在主流操作系統的最低配置,為此提出采用一種虛擬云桌面技術對舊機房進行設備的改造,以適應目前主流軟件的硬件需求。

1 高校機房的現狀

多種操作系統并存。目前,各高校都承擔大量的計算機課程,有計算機專業課程和非專業課程,有普通的基礎類課程,也有消耗大量硬件資源的多媒體類課程,同樣一個機房在這樣差距較大的要求下如何能夠完全滿足這些應用,是我們面臨的主要難題。另一方面市場上的操作系統目前主要是WIN7和WIN8,但WIN8下的應用軟件并非太過成熟及數量繁多,微軟雖然已經宣布停止對WINXP的后期開發支持,但截止到2014年還是有大量的使用都不愿意放棄早已習慣的界面和操作風格。

圖1 云桌面建設示意圖

圖2 傳統機房和OE-VServer虛擬系統結構對比

實驗室單一配置,利用率較低。傳統PC機房由于購置后硬件配置一般極少進行升級改造,并且對專業實驗室來說專供某一門或者某幾門課程實驗使用,如C語言、OFFICE、Photoshop對硬件環境要求較為一致,但如果換成3DMAX、AE、MAYA等大型應用軟件的話必須重新購置新的實驗室,這樣就造成設備利用率低下,若本期不開設相關課程,可能這些專業實驗室一個學期就無人問津。

人數及計算機數量相對固定。一個實驗室建成之前,是根據學生班級當量確定的位置,其數量等于或者略大于學生數,但對于學校來說,部分專業不排除招生規模較好,分成兩個班人數較少,分成一個班人數顯得較多、實驗坐位數不夠的情況。

機器數量較多,達不到報廢年限。根據國家教育部相關規定,行政事業單位的電子設備使用年限中,計算機為六年,實際情況是可能不到六年,這些產品就顯得“落后”,軟件運行較慢甚至廢棄不用。

2 舊機房改造方案

根據機房現狀,我們利用武漢噢易科技公司開發的一款純國產化的軟件實現基于云計算的虛擬桌面方案。

2.1 云桌面概述

噢易云桌面是一套基于應用虛擬化技術的云時代軟件環境管理解決方案。機房管理員根據終端用戶具體的應用需要,定制不同的云桌面,向客戶端提供針對性的軟件環境,一個云桌面可以同時應用在硬件配置完全不同的一批電腦上。管理員按需向客戶端交付或收回某個云桌面,還可靈活增加、減少云桌面里的軟件,并且不中斷客戶端運行。

這種虛擬技術提供了簡潔、高效、靈活的軟件批量部署方式,大幅提高了工作效率,降低了管理維護成本,在不改變終端用戶使用習慣同時,同時也能帶來云時代的高效體驗。

2.2 云桌面組成

一套完整的云桌面系統,包含以下四個方面的內容：云服務器、中心服務器、管理端和客戶端。

云服務器：負責為所有客戶端用戶提供應用服務,存儲共享的軟件應用資源。

中心服務器：管理端和客戶端之間的通訊樞紐,負責發送管理端的執行命令和轉接客戶端的數據請求。

管理端：提供給管理員統一的圖形化操作平臺,方便管理員虛擬化安裝軟件、發布軟件資源、定制桌面環境,交付和更新管理等。

客戶端：安裝了云終端程序的所有廠商的PC、筆記本。

2.3 云桌面系統的拓樸結構

根據虛擬云桌面系統對硬件的要求,我們采用如下結構進行進行設備連接,相應拓樸結構如圖1所示。在虛擬桌面領域,我們對原舊機房(集中終端)采用集中存放,分散放置(分散終端)的辦公電腦及不同配置的(異構終端)普通電腦進行統一改造。教學及辦公所需要的軟件分別安裝到不同的虛擬機(VM)中,以供不同終端的不同需求。

2.4 云桌面系統的建設

虛擬桌面：使用瘦終端(或舊PC),多個客戶端通過網絡連接同時登陸訪問服務器上的VM,各終端之間互相隔離,每個人都是獨立的桌面體驗,都可以訪問、使用VM里的所有軟件和數據資源。

服務器虛擬化：在原來舊機房服務器的基礎上,服務器集中放置,每個物理服務器上安裝OE-VServer虛擬化軟件,讓一臺服務器上承載運行多個虛擬機,每個虛擬機可搭建相同或者不同的操作系統和應用。多個虛擬化的服務器組成集群,結合桌面虛擬化技術,供批量瘦終端訪問。

存儲系統建設：所有桌面應用系統及用戶數據,集中存儲在后端高性能的共享存儲上,當物理服務器出現故障時,可以很方便的將虛擬機動態遷移至其他服務器上運行,保持終端訪問使用的連續性;還可以通過傳統備份方案,定期將備份桌面應用安全存放于異地進行災備,實現桌面應用數據安全性和可靠性。

2.5 云桌面系統的優點

虛擬化安裝軟件：管理員使用虛擬化制作工具,將軟件安裝過程監控,并形成虛擬化軟件包,并將軟件包發布云服務器。

定制桌面環境：針對不同終端用戶應用特點,創建不同桌面環境,每個桌面可定制所需的各類軟件,以滿足用戶不同的需求。

實時更新云桌面：管理員可實時增加、較少終端桌面使用的軟件,終端刷新桌面即可生效。

按需交付和收回：定制好的桌面環境,可交付給需要該軟件環境的多個終端使用,幾需幾秒;收回一個桌面環境,管理員也只需簡單勾選設置即可。

在線/離線使用云桌面：當終端網絡不通,可離線啟動云桌面,之前使用過的軟件都能正常運行,即使網絡異常中斷,也不會影響終端正在運行的軟件,保持業務持續性。

遠程控制：提供了一系列常用的遠程控制功能,網絡喚醒、遠程關機、遠程重啟、遠程注銷、遠程命令、時間同步、修改終端IP地址等,輔助管理員遠程維護管理,同時還提供了消息廣播功能,方便發布及時消息通知。

多角色管理：支持多管理員同時管理,按角色劃分權限,各自管理負責區域范圍內的終端機器,超級管理員可查看全局管理操作記錄。

3 改造后運行測試

機房改造完成后,實驗中心所有PC設備連接在一起成為一個小型的數據中心,并且學生的應用和教師的辦公成為一個基于云計算技術的云計算教學服務中心。不僅滿足了實驗室建設和管理的需要,而且把舊的PC設施高度智能化連接充分利用,得到了學校領導的充分肯定。

實驗中心日常實驗教學的滿足。不同學期學生要使用不同的軟件(操作和應用)系統,云桌面系統的建成只需要在VM端安裝一次即可。克服了傳統的大量PC的克隆,節省了系統安裝時間。軟件使用完成后還能夠對該虛擬機進行壓縮備份存儲方便下次再用。

異構電腦的統一部署。無論何時期的電腦,若能夠安裝視窗操作系統,網絡聯通,均能夠通過網絡讀取VM上的虛擬環境,降低軟件環境部署的復雜性。

節省了人力和維護成本。由于軟件的快速部署,軟件的更新及維護變得特別簡單,后臺實時某一軟件的部署,不中斷辦公業務及學生實驗的正常開展。并且能夠實時對不同的VM進行動態資源的分配及回收,充分做到按需使用。

高適應網絡環境。該云桌面建成后,對于不同校區的不同環境同時支持跨網段、VLAN、互聯網等復雜網絡環境。真正實現低網絡負載,高性能桌面運行。

4 結語

云桌面的建成,使我校實驗中心簡單的分散管理整合到集中統一管理,不僅使舊設備實現了有效的升級,達到廢物利用,更能把實驗室及實驗教學的管理提升到一個“云水平”的層次。下一步我們要充分發揮此平臺的功能,在高性能計算、學校科研管理等方面發揮更大的作用,為推進我國的教育現代化做出更大的貢獻。

[1]李伶.基于VMware的高校數據中心虛擬化技術分析[J].電腦知識與技術,2012,(8):20.

[2]孟慶偉,劉婷.基于云計算的計算機實驗室建設模型研究[J].智能計算機與應用,2011(4):32-34.

[3]李枚毅等.舊計算機機房改造的幾點體會[J].計算機教育,2011,(6):99.

[4]產品中心.[EB/OL] http://www.os-easy.com.

鄭州師范學院項目(2012072):基于云計算的數字化校園數據存儲安全研究。

孟慶偉(1975--),男,河南駐馬店人,副教授,碩士,主要研究方向:計算機應用技術。