虛擬化云桌面搭建電教室

2000年，云計算開始在國內出現并逐漸流行。最初我對云計算概念的認識是膚淺的，總想不通云計算的核心亮點是什么。現有的基于網絡的BS模式程序、Web服務、FTP服務不就是云計算嗎？我的認識基于大范疇的遠程計算，而忽略了云計算中的軟件硬件服務的可定制化和粒度管理。

隨著云計算概念的普及和深入，云技術的不斷成熟，云產品的陸續落地，我才猛然意識到，云計算的部署能夠共享資源給人類，為社會節約能源，提高信息化的運維和管理效率，給用戶提供一個自由的靈活的，可隨身攜帶的移動辦公環境，這有點像房車，無論走到世界的哪個角落，你都可以工作和生活在同一個熟悉的環境中，做什么都得心應手。

南橘北枳，科技新概念和產品的推出，必須迎合社會發展的大環境，太早不被賞識，太晚則容易失勢。云計算的提出，我個人認為多少有些早，因為云計算的核心工作環境——網絡帶寬還達不到云計算流暢運行的要求。所以，早期的云計算產品主要以云存儲和服務器集群化為主，運行在高端的科研場所、高校和實驗室。凡事都有兩面性，云計算的提出也有意無意地推動了各國的網絡建設進度，基于無線通信的4G網絡，試點的千兆城域網。在核心骨干和隨處可得的網絡面前，云計算的強大功能和優勢才初露端倪。回過頭來說，云計算曲折的被認識的過程，正構建著云計算產品自身的發展歷史，這個階段越長，也就預示著這個產品未來的生命力越強。

作為一名網絡運維人員，易用、穩定是做方案首先要考慮的因素，所以在新技術領域我們從來不是第一個吃螃蟹的人。云計算發展到今天，經歷了幾代產品的磨礪，同時隨著人們對于云計算認識的全面深入，選擇這樣一款產品應用到工作中已經成為如今的首選。

鑒于培訓任務的加重，使用計算機考試的需求日益增多，我校決定再增加一個微機教室，規模在60臺左右。備選方案有三個：第一是傳統的還原卡方式；第二是使用無盤工作站方式；第三是使用虛擬云桌面方式。作為學校的技術人員，應該做一個論證，以證明微機教室建設使用虛擬云桌面的優勢和可行性，并提供決策層必要的建議，以下是論證過程。

Thinputer青葡萄虛擬云桌面系統

用虛擬云桌面搭建微機教室，我選用了深圳市青葡萄科技有限公司的產品Thinputer。要了解這個產品，需要首先了解兩個概念：OVP（Open Virtual Platform）開放虛擬平臺和OVD（Open Virtual Desktop）開放虛擬桌面。桌面虛擬化產品必然要涉及服務器虛擬化，它們是一個集中式桌面部署方案中密不可分的兩部分。

OVP用于管理服務器軟件和硬件資源，將多個獨立的服務器做成一個集群，并允許動態添加服務器以擴大資源提供的數量和能力。軟件主要包括客戶端使用的操作系統鏡像和模板；硬件則主要包括計算機資源和存儲設備，如CPU、內存、硬盤、顯卡等。這些硬件資源可以被整合成一個，也可以被分解為多個，以滿足不同層次的用戶接入需求。

OVD則是虛擬桌面終端與服務器的一個管理程序，它是用戶使用服務器資源的一個橋梁，經由它進行用戶的分配，指定透明地使用哪個虛擬機模板產品，以及用戶使用時的產品策略，比如設定每次用戶登錄產品是否保留歷史操作。

OVP可以構建服務器端的資源中心。而這個中心是以集成的軟硬件為單元的。而不是獨立分散的各計算機配件。形象地說，OVP的數據中心包含了一臺又一臺可供用戶分發使用的可用虛擬機，它屏蔽了硬件粒度管理，簡化了管理的復雜度。所以，OVP的數據中心通常包含多個服務器，每個服務器下面又分出：虛擬機、模板和存儲列表。

虛擬機是Thinputer虛擬出的可用計算機，可以通過虛擬機創建用戶使用的模板。

用戶除了使用模板來模擬一臺完整的電腦外，還需要有額外的空間用來存儲個人的個性化文件和配置信息，上面的存儲列表就起這個作用，這里的存儲信息是不會被系統自動清理的。

OVD是終端和服務器的橋梁，對上即對OVP的虛擬機模板進行讀取，并依據此模板建立可用的桌面池；對下即對終端（終端可以是任意的電子設備，臺式機、筆記本、手機、ThinClient等）進行用戶的虛擬機分配和使用權限的管理，一個用戶可以擁有多臺虛擬機。

科技的發展歸根到底是為了提高人民的生活水平和工作效率。電腦是處理信息的節點，所以電腦可以被虛擬化處理，同樣交換機和網絡也可以。諸凡以攜帶或處理信息為主的物理設備，均可實現虛擬化，而下一代物聯網產業的消費點，正在于提取了所有物理設備的可用信息，構成可管理和使用的物聯網絡，方便人們的生活。

OVP和OVD兩者有效地結合，即可搭建一個靈活的，便于運維管理的，運行高效穩定的微機教室。

系統整合與創建步驟

軟件開發的進步在于既要最大程度簡化操作流程，又要給自定義用戶留出足夠的操作空間，需要在靈活性與便捷性方面尋找到平衡點。虛擬云桌面系統的構建從大的思路來講，包括三步操作：第一構建虛擬云桌面環境；第二創建虛擬主機并安裝系統；第三，復制主機桌面并分派給終端用戶使用。

以下是從服務器安裝到虛擬機創建和使用的完整步驟。

1.在服務器上安裝Thinputer操作系統。此系統是基于CentOS的軟件管理平臺，將向系統管理員提供基于Web界面的VOP管理系統。安裝完成后重新啟動服務器。

2.默 認Thinputer服 務 器 的IP地 址 為192.168.100.100。 使用一臺客戶機連接VOP服務器。地址為：“https://192.168.100.100”

3.上傳創建VOD的ISO文件ThinputerServerOS.iso，以及用于安裝用戶虛擬機的驅動程序包ThinputerGuestTools.iso。

4.使用VOD的ISO文件創建虛擬機vod，并設置虛擬機跟隨VOP服務器一起啟動。因為所有的虛擬桌面用戶需要跟VOD打交道，如果不自啟動的話，每次運維人員需要登入VOP，手動啟動vod虛擬機，會很麻煩。

至此，虛擬云桌面環境創建完成。

因為所有操作涉及到的軟件系統、配置文件、安裝腳本只與廠家有關，與用戶個性化信息無關，所以安裝過程就跟在操作系統上安裝一個應用程序一樣，基本不會遇到問題。

5.上傳終端用戶使用的操作系統的安裝ISO包。注意這個ISO包建議使用原始安裝版，而不能使用市場上常見的Ghost系統，因為Ghost系統會自動安裝驅動程序，會造成整個虛擬機系統的不穩定。以Ubuntu 12.04 LTS操作系統為例，從網站上下載ubuntu-12.04-desktop-i386.iso，然后上傳到VOP。

6.在VOP里通過添加虛擬機向導添加一個虛擬機，指定各硬件參數，命名為ubuntuBase，在該虛擬機的CD-ROM選項中設置啟動加載剛上傳的ISO包。

7.啟 動ubuntuBase虛擬機并安裝Ubuntu操作系統。安裝時可以打開基于Web界面的控制臺監控和介入安裝過程。因為Web桌面通訊使用了組件com.tigervnc.vncviewer.VncViewer，所以需要在客戶端安裝Java運行環境，并設置必要的瀏覽器安全策略，將地 址https://192.168.100.100:8006添加到例外站點列表中。這一步的安裝與在普通機器上安裝操作系統步驟是一模一樣的，使用的時間也一樣。但這個虛擬機是以后派生多個虛擬桌面的基礎。

8.在虛擬機中加載基于Linux的ThinputerGuestTools rpm包，并運行以安裝相關的驅動程序。至此，基于Ubuntu操作系統的虛擬機創建完成。跟安裝其他操作系統一樣，驅動裝完了，還要根據安裝微機教室通用軟件。

至此，虛擬主機的創建與系統安裝完成。

這項工作的完成，標志著一臺虛擬機的鏡像正式創建成功，由此鏡像可以派生出模板供更多的虛擬機使用。

9.在VOP中利用該虛擬機創建用戶模板ubuntu。

10.進入VOD，基于VOP剛創建的模板創建桌面池ubuntu，桌面池中桌面的數量根據微機教室規模和協議數來定義。

11.為用戶指定桌面池里的虛擬機。

至此，將主機桌面派送給用戶終端使用任務完成。

客戶端啟動界面將出現Ubuntu的操作系統選項，用戶可選擇該選項登錄Ubuntu系統。

整個創建過程不需要管理人員有多少技術含量，參照上述步驟安裝即可順利完成。

使用虛擬桌面的優勢

1.終端電腦的用戶系統在服務器端，所以終端電腦的開關機可以不用遵循操作規范，用戶使用完以后可以隨意離開，系統運維人員也可以直接拉電閘。這樣，每次使用前的喚醒操作就可以省掉了。

2.終端出現故障，除了替換相應產品外，還可以使用舊電腦安裝專門的客戶端軟件替代終端，有效節約資源。

3.一旦終端斷電，所有的系統運行狀態都會被保持，因為這些系統的狀態被保存在有UPS保障的服務器端。等終端來電以后，登錄系統原來的工作狀態還存在，不會丟失。

4.終端的種類不只限于臺式機和終端盒，還包括手機、平板等電子產品。所以，你可以在手機上使用電腦版的QQ，只要有網絡和移動終端，你可以把辦公環境移動到世界的任何地方。

5.每次培訓環境在服務器端進行統一定義，基于虛擬機只安裝一次，然后就可以創建用戶端使用的模板，由OVD根據模板生成桌面池供用戶使用。這種分發方式的效率比還原卡的增量升級要快。

6.每臺獨立PC的耗電是200瓦左右，而云終端功耗不足10瓦，每年每臺可以節約500元。大大節約了社會能源。

7.可極大地降低運維成本，10分鐘內可以輕松部署一個全新的桌面，并指派給用戶，而管理員不需要再搬著機器拿著優盤和光盤到用戶的辦公室。在自己的辦公室依靠網絡就可以做到。

8.使用VOP可以監視和協助指定客戶終端的桌面操作，不過每次只能操作一臺。

虛擬云桌面存在的缺點

圖1 創建桌面池，虛擬機數量可指定

1.針對每個用戶的臨時文件分發只能使用獨立的多媒體教室管理軟件。

2.無法在VOP或VOD服務器端獨立實現教師機的桌面廣播。

3.用戶使用一段時間以后，如果需要批量更新應用程序，之前的個性化信息無法保留。

4.教師機需要獨立的物理機，才能滿足需求。而這樣在進行環境設置，系統升級時就需要進行兩套系統的升級工作，而且還不能保證教師機的桌面和學生機保持一致，在進行基于操作系統的操作演示時會出現教師機和學生機不一致的問題。

5.對服務器運行環境及服務器本身運行有較高要求，如果服務器出現故障，所有客戶機將無法使用。這是瘦客戶機的弊端，硬傷，改不了的。

6.由于采用瘦客戶端，所以本地運算能力差，有些應用無法得到有效的滿足，比如使用本地打印機和攝像頭。

7.因為涉及到驅動程序更新，所以虛擬云桌面對于新操作系統的支持具有延后性。

與傳統方案的對比

考慮到無盤工作站無法很好地保有用戶個人信息，而且無盤技術也是一個陳舊的技術，只適合網吧環境，而不適合培訓和考試環境，暫時排除無盤工作站方案。我們學校原有微機教室采用了傳統的以海光藍卡輔助蘇亞星教師機軟件的搭建方案。與傳統的還原卡方案對比，可以發現虛擬云桌面存在的明顯優勢：

1.搭建環境期間兩者工作量大致相當。但是所用時間還原卡方案因同傳系統時間稍長會比云桌面多1個多小時左右。

還原卡方案的操作：安裝一臺母機，使用還原卡同傳系統。

云桌面方案操作：安裝服務器，創建虛擬機，通過創建桌面池實現系統同傳（如圖1）。

另外，還原卡方案可能會碰到加裝還原卡與主板不兼容，網絡連接不通等故障。云桌面相對而言不存在這個問題。同時部署客戶端硬件的時候，后者終端盒子較小，易于部署，節省空間。

2.使用期間的工作量，云桌面明顯要少于還原卡方案。

圖2 啟動客戶機

圖3 云桌面的日常運維

還原卡方案：使用期間，運維人員需要做的是打開總電源，機柜電源，服務器電源，打開管理機通過還原卡喚醒所有客戶機。

云桌面方案：使用期間，運維人員需要做的是打開總電源，機柜電源，服務器電源。打開管理機登錄VOD使用“啟動虛擬機”選項喚醒指定的虛擬桌面池（如圖2）。

后者的操作相對簡單，耗時也相對較少。。

3.運行中的維護。運行中的維護主要包括培訓環境搭建、文件分發和故障處理。相對而言，云桌面更有優勢，效率更高。

新的培訓環境需要系統處于數據階段性保留，而且允許用戶具有個性化的磁盤空間。這些需求兩個方案均能較好地滿足。

還原卡方案：培訓環境軟件更新使用還原卡的增量同傳；文件分發使用多媒體教學軟件，故障處理需要單機解決，或使用系統的底層分區同傳。

云桌面方案：以不變應萬變，無論什么情況，均可統一使用創建桌面池的方法。創建桌面池的前提是最好在授課前統一部署全部完成，以免在授課過程中再次分發導致模板覆蓋，用戶個性化信息丟失（如圖3）。

打開xpbase虛擬機，將要安裝的軟件安裝調試好，關機。然后使用xpbase虛擬機重新克隆模板，并在VOD中更換桌面池XP的默認模板。整個過程只需要幾分鐘即可完成，遠比還原卡的底層同傳分區方案效率要高。

總體而言，針對傳統的還原卡方案，使用虛擬云桌面技術可以保證終端客戶機的故障率降到最低，維護效率得到大幅度提升，微機教室培訓環境更新簡單便捷。

基于此，我們認為，最終選擇虛擬云桌面作為這次微機教室的建設方案是比較可行和理想的方案。