基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)的研究與設計

李興華

（國網寧夏電力公司電力科學研究院，寧夏銀川 750001）

基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)的研究與設計

李興華

（國網寧夏電力公司電力科學研究院，寧夏銀川 750001）

隨著信息網絡技術的不斷發(fā)展及企業(yè)信息化建設的逐步推進，企業(yè)辦公系統(tǒng)已經發(fā)展到云終端模式。云終端是基于云計算的商業(yè)模式，為企業(yè)辦公系統(tǒng)提供了更經濟實用的辦公終端選擇。文章通過研究云終端技術難點及安全方案，設計了基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)，為各個類型的企業(yè)辦公系統(tǒng)向云計算方向發(fā)展提供了一定的借鑒作用。

云終端 虛擬化 辦公系統(tǒng)

1 引言

隨著信息網絡技術的不斷發(fā)展及企業(yè)信息化建設的逐步推進，企業(yè)辦公系統(tǒng)也在發(fā)生著深刻的變化。從早期的“單一任務”式的輔助辦公到“多任務共享”式的現(xiàn)代化辦公系統(tǒng)，再到現(xiàn)在的“集中部署，網絡協(xié)作”式的云終端企業(yè)辦公系統(tǒng)，企業(yè)辦公系統(tǒng)的需求在不斷發(fā)生變化，同時也反過來推動信息網絡技術不斷創(chuàng)新并為之服務。

2 企業(yè)辦公系統(tǒng)的發(fā)展歷史

企業(yè)辦公系統(tǒng)從誕生至今，可簡單劃分為3個階段[1,2]：①采用單機設備（如文字處理機、復印機和傳真機等）完成單項工作的輔助辦公系統(tǒng)；②采用一些綜合設備（如網絡交換機等），在一定范圍內實現(xiàn)了數據共享和設備共享的多任務共享辦公系統(tǒng)；③數據、文字、聲音和圖像等多媒體信息，通過廣域網傳輸、處理和存儲，在更大范圍內實現(xiàn)了資源的共享。在這一階段，隨著企業(yè)辦公終端的演化，出現(xiàn)了“集中部署，網絡協(xié)作”式的云終端企業(yè)辦公系統(tǒng)。

3 云終端的特點

云終端是基于云計算商業(yè)模式應用的終端設備和終端平臺服務的總稱，云終端的終端技術可實現(xiàn)共享主機資源，桌面終端無需許可，大幅減少硬件投資和軟件許可證開銷，并實現(xiàn)單機多用戶，每一個用戶獨立享用完整的PC功能，綠色環(huán)保，省電省維護，是信息發(fā)展時代的高端產品[3]。

云終端與傳統(tǒng)計算機單機進行日常辦公模式不同，傳統(tǒng)辦公模式中用戶通過顯示器和計算機主機進行日常辦公。在云終端模式中用戶通過顯示器、安全接入端（本地無硬盤）登陸后臺服務資源進行日常辦公。后臺服務資源采用服務器、磁盤陣列等為用戶提供計算和存儲能力。

云終端具有以下優(yōu)勢：①用戶體驗好，能夠動態(tài)調配硬件資源，具備快速恢復軟硬件故障能力；②保密安全性更強,可統(tǒng)一開展安全防護，有效防范違規(guī)行為，進行軟硬件漏洞補丁升級；③大幅提升運維效率，可實現(xiàn)統(tǒng)一安裝辦公軟件，統(tǒng)一配置應用策略；④硬件資源利用率高，可按需分配硬件資源，能充分利用顯示器、鼠標鍵盤等老舊設備。

4 基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)

云終端辦公系統(tǒng)將傳統(tǒng)顯示器加電腦主機訪問業(yè)務系統(tǒng)進行日常辦公方式改變?yōu)轱@示器加瘦終端連接登陸云終端后臺服務，通過瘦終端訪問業(yè)務系統(tǒng)進行日常辦公，云終端訪問模式如圖1所示。

圖1 云終端訪問模式

云終端辦公系統(tǒng)對外提供服務業(yè)務流程如圖2所示。

圖2 云終端業(yè)務流程圖

在圖2中，各流程如下：①通過PC、瘦終端或服務門戶向虛擬應用服務器提供的訪問站點提交身份憑據；②Web訪問站點向虛擬應用服務器中的桌面發(fā)布模塊（桌面交付控制器）轉交用戶身份憑據；③桌面交付控制器向身份驗證功能的微軟活動目錄提交用戶身份憑據查詢用戶權限；④桌面交付控制器向數據庫服務器查詢分配給用戶的桌面組；⑤桌面交付控制器向系統(tǒng)管理模塊查詢該桌面組中的桌面的狀態(tài)；⑥桌面交付控制器通知Web訪問站點為本次會話分配的桌面；⑦Web訪問站點向用戶設備上發(fā)送指向本次分配的虛擬桌面的連接會話文件；⑧用戶設備與本次分配的虛擬桌面建立連接；⑨虛擬桌面代理程序向桌面交付控制器查詢許可；⑩桌面交付控制器向許可服務器查詢用戶是否有合法的許可；

4.1 關鍵技術與難點

⑴桌面虛擬化技術

桌面虛擬化技術在服務器端為每個用戶準備其專用的虛擬機并在其中部署用戶所需的操作系統(tǒng)和各種應用，通過桌面顯示協(xié)議將完整的虛擬機桌面交付給遠程的用戶。將應用軟件統(tǒng)一安裝在遠程服務器上，用戶通過和服務器建立的會話對服務器桌面及相關應用進行訪問和操作，而不同用戶之間的會話彼此隔離[4]。在操作系統(tǒng)事件（如鍵盤敲擊、鼠標點擊或視頻顯示更新等）層和應用軟件層之間插入虛擬化層，從而削弱2個層次之間的緊耦合關系，使得應用的運行不再局限于本地操作系統(tǒng)事件的驅使。

⑵加密傳輸協(xié)議

一種高效率的數據交換協(xié)議，采用了數據壓縮、加密和連接優(yōu)化技術，每一個用戶的連接只占用少量的網絡帶寬，而實際運行的客戶端軟件位于后臺的局域網內，因此終端用戶相當于用少量的網絡帶寬就可以享受到局域網內的運行速度。如系統(tǒng)客戶端和服務器之間有大量的數據交互，使用集中模式可以有效地降低數據傳輸，大大提高整體性能。

⑶動態(tài)擴容技術

基于分布式存儲技術的云硬盤，元數據服務器集群和存儲服務器集群等資源池可以在線動態(tài)擴展。存儲服務器集群的擴展包括存儲服務器數量和存儲服務器中磁盤數量的擴展，存儲服務器集群的擴展帶來的是容量上的增長，在擴展過程中無需中斷云存儲系統(tǒng)上應用的運行，擴展的容量即插即用。而且隨著存儲服務器數量的增多，整套集群存儲系統(tǒng)的聚合帶寬也會線性的增長[5]。元數據服務器集群的擴展帶來的是文件數量存儲能力的增長，整個擴展過程對用戶完全透明，擴展的元數據服務器即刻能夠提供服務，前端應用無需進行任何配置。隨著元數據服務器數量的增多，整套集群存儲系統(tǒng)所提供的元數據服務能力也會呈線性增長，能夠管理的文件總個數也線性增加。

⑷在線動態(tài)遷移技術

元數據服務器根據存儲服務器處理能力和負荷的不同，動態(tài)給每個存儲服務器分配不同的權值，使其能夠接受相應權值數的服務請求。在進行數據動態(tài)遷移過程中前端應用無需停止服務，而且數據動態(tài)遷移過程對前端的應用服務器是完全透明的，從而在擴容的同時也提高了整個平臺的IO效率。數據動態(tài)遷移過程可以隨時中斷，用戶可以在前端應用負載較高的情況下將數據遷移過程停止，在合適的時間重新啟動數據動態(tài)遷移任務，數據動態(tài)遷移任務將繼續(xù)進行。

⑸數據冗余技術

云硬盤將文件分段存儲在存儲服務器集群中，每一段都會有2個以上的有效副本存放在不同的存儲服務器上。云硬盤中一個磁盤上的數據段對應的冗余數據是平均分布在其他所有的存儲服務器上的。在云硬盤中，不同應用的不同數據對可靠性有不同的需求，云硬盤允許對虛擬存儲池中不同的目錄設置不同的副本數，以滿足不同的應用對數據的可靠性的相應等級的需求。為了保證任何一臺存儲服務器失效或者是任何一塊硬盤失效都不會影響數據的可靠性和一致性，在客戶端往存儲系統(tǒng)中寫入數據時，所有的數據副本是同時寫入到存儲系統(tǒng)中的，當正在有數據發(fā)生寫入的磁盤和存儲服務器發(fā)生故障時，元數據服務器會為此數據對象分配在正常的存儲服務器和磁盤中分配新的空間，以繼續(xù)進行數據寫入，而之前在失效磁盤上寫入的數據則會通過另一份數據副本恢復到相應的磁盤和存儲服務器上。

⑹帶外傳輸架構技術

數據通道和元數據通道完全分開，所有的數據讀寫都直接在客戶端和存儲服務器之間進行，整個IO架構不存在任何單點性能限制。此外，元數據服務器集群中，所有的元數據服務器都是對等的，元數據均衡地存放在所有的元數據服務器中。完全對等的元數據服務器集群架構使得每臺元數據服務器都能夠同時提供服務，突破了傳統(tǒng)單元數據服務器架構對文件數量的限制以及存儲服務能力的限制。存儲服務器集群中所有的存儲服務器都同時提供IO服務，能夠向應用服務器提供GByte/s級的聚合IO帶寬，能夠滿足大量的應用服務器同時訪問存儲系統(tǒng)帶來的性能需求。

4.2 安全方案

企業(yè)辦公系統(tǒng)作為重要的辦公平臺，系統(tǒng)穩(wěn)定性和用戶數據的安全性尤為重要。安全方案主要通過集群架構設計和備份相結合的方式實現(xiàn)，結合權限控制和密碼管理制度，加強系統(tǒng)安全防護。

⑴集群架構

集群架構設計是當一個組件出現(xiàn)故障時，該組件上的業(yè)務平滑調度到集群中的其他組件上運行。集群部署表現(xiàn)在：基礎架構HA：采用虛擬化資源池中HA和資源冗余設計，保障一臺物理服務器宕機，其上運行的虛擬機可以自動遷移至健康狀態(tài)的物理主機中運行，保障業(yè)務連續(xù)性。

數據庫鏡像：采用軟件方式（虛擬服務器+SQL鏡像）來實現(xiàn)數據庫的高可用與冗余，建立3臺虛擬服務器，安裝部署SQL數據庫主服務器、鏡像服務器和見證服務器。數據在主服務器和鏡像服務器中自動實時同步，保障靜態(tài)配置和動態(tài)的用戶會話相關信息不間斷服務。

⑵備份設計

備份是作為可用性系統(tǒng)中最為可靠，實現(xiàn)成本最低的實現(xiàn)手段。備份是將基礎架構虛擬機、關鍵用戶虛擬機、域控信息、數據庫文件和用戶文件等關鍵數據定期手動或自動備份，保障系統(tǒng)可用性。系統(tǒng)備份數據包括用戶數據備份和基礎架構中關鍵虛擬機備份，關鍵虛擬機備份包括數據庫文件備份，域控制器初始狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)備份。關鍵虛擬機備份每周磁盤級備份，用戶數據每周文件級備份。

⑶權限控制

云終端管理員權限分為完全權限、只讀權限、計算機管理權限、分配權限和技術支持權限。只有擁有完全管理權限的管理員可以進一步創(chuàng)建完全權限管理員或委派的管理員。專有桌面用戶可以擁有本地管理員權限，能夠在此桌面上自行安裝所需軟件。其他桌面用戶不設管理員權限，無法對虛擬桌面進行系統(tǒng)級操作。

⑷密碼管理

通過微軟AD域的組策略以及云終端產品自身的策略管理來滿足公司的安全要求。依據安全策略設置、更改、管理用戶密碼復雜度及更新頻率，從根本上消除弱口令威脅。

⑸加密存儲

在終端方面，采用用戶名口令進行身份驗證。支持USB-Key、智能卡雙重驗證、動態(tài)口令卡和生物認證技等雙因子甚至多因子身份等安全身份認證方式。在網絡傳輸方面，采用專用傳輸及加密協(xié)議，在傳輸過程中僅傳輸鼠標鍵盤的信號及畫面圖像的變換值，本身并不直接傳輸應用的數據，可有效防止傳統(tǒng)辦公在傳輸過程中由于攔截或入侵等手段造成信息泄漏。在存儲方面，本地不存儲任何數據文件，均集中存儲到后臺，并采用訪問加密、分布式存儲、多副本備份、定向傳遞和權限控制等技術，優(yōu)化存儲方式，提高數據存儲安全性。

⑹統(tǒng)一運維

云終端辦公系統(tǒng)最終交付用戶一套運行穩(wěn)定，功能完整的虛擬化桌面及應用服務系統(tǒng)，管理員后臺統(tǒng)一調度計算和存儲資源，后臺運程運維用戶使用過程中遇到的問題，后臺集中進行軟件、策略和操作系統(tǒng)補丁等升級維護，實現(xiàn)辦公環(huán)境的統(tǒng)一運行維護。

⑺安全策略

系統(tǒng)后臺統(tǒng)一安全防護技術，將改變單機安裝殺毒軟件為服務器后臺統(tǒng)一調度查殺，解決殺毒風暴和升級風暴問題。

4.3 系統(tǒng)設計

基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)采用虛擬化架構作為底層設計，為云終端系統(tǒng)基礎服務器層提供一個高度可擴展、高度可靠和穩(wěn)定的資源平臺，具有內置的業(yè)務連續(xù)性和災難恢復功能，能夠保護桌面數據和可用性，而且經濟、易用，為桌面虛擬化提供一個強大的后臺保障。

管理層采用云桌面系統(tǒng)作為桌面虛擬化軟件，通過部署身份驗證、桌面發(fā)布、桌面管控、應用發(fā)布、應用管控、審計應用、桌面數據庫和審計數據庫等基礎服務器和組件，提供了強大而靈活的桌面管理解決方案。允許將虛擬桌面交付給身處任何位置及使用任何類型設備的用戶。因此，無論用戶是作業(yè)型工作人員、標準型、資源型還是移動工作人員，通過虛擬化平臺動態(tài)產生虛擬桌面，并將桌面作為一種服務交付給任何地點的用戶，從而簡化桌面管理，提高數據安全性。

圖3 基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)的部署架構設計

用戶層采用云終端的方式接入云桌面，它是一種使用專業(yè)嵌入式處理器、小型本地閃存及精簡版操作系統(tǒng)的基于PC工業(yè)標準設計的小型行業(yè)專用商用PC。配置包含專業(yè)的低功耗、高運算功能的嵌入式處理器。用于存儲操作系統(tǒng)的本地閃存、以及本地系統(tǒng)內存、網絡適配器、顯卡和其它外設的標配輸入/輸出選件，基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)的部署架構設計如圖3所示，云終端可以提供比普通PC更加安全可靠的使用環(huán)境，以及更低的功耗，更高的安全性。

5 結束語

云終端信息技術發(fā)展的高端產品。通過的基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)的關鍵技術和實現(xiàn)方案的研究，為各個類型的企業(yè)辦公系統(tǒng)向云計算方向發(fā)展提供了一定的借鑒作用。如何充分發(fā)揮云終端和云計算的特點，高效的為企業(yè)生產實踐服務，同時要絕對保障企業(yè)的信息安全防護到位，是今后基于云終端的企業(yè)辦公系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。

[1]韓瀟影.從信息自動化到知識自動化—大數據時代辦公自動化系統(tǒng)的功能分析[J].圖書與情報,2014(3):131-133.

[2]張楊.辦公自動化系統(tǒng)的應用探討[J].中國科技縱橫,2014 (18):56-57.

[3]何永遠,徐新智,李楓,等.桌面云終端系統(tǒng)在電力行業(yè)中的典型應用[J].電力信息與通信技術,2014(8):97-101.

[4]周永鑫.桌面虛擬化技術及其解決方案探討[J].計算機光盤軟件與應用,2014(11):302-303.

[5]張科,董亮,鄒澄澄.利用云計算技術建立電力信息系統(tǒng)硬件資源池[J].湖北電力,2014(6):1-3.

Research and Design of Enterprise Office System Based on Cloud Terminal

LI Xing-hua
(State Grid Ningxia Electric Power Research Institute,Yinchuan Ningxia 750001,China)

With the continuous development of information network technology and the gradual advance of enterprise informational construction,the enterprise office system has developed to the cloud terminal mode.Cloud terminal is based on the cloud computing business model,which provides a more economical and practical office terminal choice for enterprise office system.In this paper,by studying the technical difficulties and cloud terminal security plan,an enterprise office system based on cloud terminal is designed.At the same time,this paper provides a certain reference for the development various enterprise office systems in the development direction of cloud computing.

cloud terminal;virtualization;office system

TP319

A

1008-1739（2015）21-68-4

定稿日期：2015-10-12