虛擬化終端在煤礦的應用

郭 琪

（國家能源集團（集團）有限責任公司大柳塔煤礦， 陜西 榆林 719315）

引言

隨著信息化技術的快速發展，信息技術革命向全球蔓延，必然導致信息社會將在全球得以實現。在生產過程中，引入先進的信息處理技術手段，能使得生產活動的自動化水平達到見所未有的高度。信息和信息機器作為人們在生活和工作中不可或缺的工具和管理手段，已然成為一切生產經營活動的積極參與者，并將覆蓋人類活動的所有范疇。在諸多尖端技術（如“物聯網”、“4G 無線通訊”、“云計算”、“虛擬應用”、“云存儲”等）的廣范應用正在改變著世界信息化的格局，利用信息知識逐步替代勞動生產等系統管理模式，已成為衡量國民生產總值增加重要依據之一。

近幾年，神東煤炭集團公司不斷加大信息化投資力度，諸多生產管理系統也在不斷研發，增加了許多新功能和完善新信息化技術。盡管國家能源集團（后簡稱“集團”）及神東煤炭信息化建設遵循“統一規劃、統一設計、統一標準、統一投資、統一管理、統一建設”的“六統一”模式和“集中設計、集中實施、集中管理、集中部署、集中運維”的大集中模式。但以上信息化建設宗旨目前只能執行并貫徹在應用、網絡等信息化建設方面。而對于為所有用戶提供信息服務的PC端任然屬于分散式管理。對于PC與移動智能我們統一稱為終端，而目前我們對于終端的安全、應用的部署、安全接入（準入機制）企業內網等方面還與現有技術存在一定的差距。所以，基于神東煤炭集團公司對區域中央自動化控制項目要求，大柳塔煤礦以統一管理運行、信息安全等因素的總體考慮與部署，將礦辦公終端統一采用虛擬化終端（即云桌面）的方式應用于大柳塔煤礦辦公系統。

1 虛擬化終端的概念

虛擬化終端是將傳統的個人辦公系統統一集中存放在數據中心服務器上，通過網絡傳輸到用戶。桌面云服務器通過虛擬硬件技術將傳統桌面的各個邏輯單元有機整合，使得用戶桌面擁有各自獨立的計算、存儲、邏輯配置等應用均可動態調整，統一集中管控。用戶可通過應用終端（如PC端、筆記本、PAD、手機等）作為接入平臺，使用用戶帳號管理手段，通過網絡獲取個人桌面。即可實現用戶在任何時間、任何地點、通過任何智能設備均能在網絡上訪問屬于個人的桌面系統。

2 桌面云與傳統PC的對比

傳統PC個人計算機在使用中有以下不足：礦內所有辦公人員將辦公數據存放在各自的PC個人計算機上，數據等信息資源的保存分散而凌亂，不利于管理人員對文檔的進出進行有效控制；辦公數據分散存放，存在文檔意外泄露、數據意外丟失無法找回等風險，也難于實現對文檔的統一備份；PC設備維護工作量大，管理人員絕大多數工作時間在進行重復、無效的PC維護工作，且PC硬件損壞后恢復成本大；客戶端操作系統、需要不斷升級和補丁修復，客戶端安全防護困難，即計算機病毒和惡意軟件容易侵犯個人PC機；個人計算機硬件更新換代頻繁，至少每五年左右就需要更新換代，投入巨大。

比起將個人計算機操作系統和應用部署到所有終端物理工作站的傳統做法，全新模式下的虛擬化云計算機能夠為用戶提供更安全可靠的辦公環境，而無需花費大量的時間與投入費用。采用虛擬化應用遷移原有Windows應用、虛擬一個獨立桌面操作系統，兩種方式靈活部署，統一用戶使用界面、統一管理、統一認證，滿足企業中各類人員對于辦公的要求，在云計算機部署下，每個人獨享自己的應用、桌面環境、個人辦公數據存儲空間。

3 系統組件及配置

根據神東煤炭集團公司區域自動化項目的規劃，為了使虛擬桌面到數據中心數據交互速度最快，用戶體驗會更好，將桌面云服務中心（虛擬化服務器群）部署在大柳塔煤礦數據中心。桌面云服務中心采用虛擬應用、共享桌面、虛擬獨立桌面混搭方式搭建，保障給礦井單位不同角色的用戶對終端使用的需求，提供統一訪問方式和不同的后臺資源分配，在滿足用戶終端使用需求的同時最大程度節約桌面云服務中心的硬件資源。

根據目前神東煤炭公司大柳塔礦的IT需求，桌面云服務中心按照200個終端（300用戶）的軟件授權和資源配置，即可以滿足虛擬化辦公要求。容量需配置4臺4路8核CPU，128G內存的服務器，通過服務器虛擬化軟件構建一個硬件計算資源池。桌面云包含很多種組件，桌面虛擬化完整的整體架構如圖1所示。

圖1 虛擬化整體架構

4 大柳塔煤礦桌面云的五大核心組件

4.1 桌面云服務器（Desktop cloud server）

將原有PC機整合為按照規則分成多個具有共享資源的虛擬服務器，采用華為RH2288H V2機架服務器，配備了六臺，互為備用。本服務器適用于高性能計算、數據庫、虛擬化、以及企業基礎應用和電信業務應用，具有高性能計算、大容量存儲、低能耗、擴展能力強、高可靠、易管理、易部署、支持虛擬化等優點。主要特點有四點。一是支持高達12核處理器提供卓越的系統性能、最高主頻3.5 GHz、30 MB L3緩存和最多2條8 GT/s QPI互連鏈路，使服務器擁有最高的處理性能。二是單臺服務器支持2個處理器、24個內核和48個線程，能夠最大限度地提高多線程應用的并發執行能力。三是1 866 MHz DDR3 ECC內存的24個低負載DIMM（LRDIMM）可提供優異的速度、高可用性及最多768 GB的內存容量。四是系列處理器的理論最大內存帶寬是119.4 GB/s。這些特點完全滿足大柳塔煤礦整個辦公區域的人員使用量。

存儲交換機（Desktop cloud Switchboard）：兩套華為SNS2224光纖交換機，適用于小型獨立SAN和大型核心交換的邊緣拓撲，旨在降低企業付出成本，提高易用性，擴展性。在需要網絡擴展環境下是款經濟實用的選擇。

4.2 桌面云核心存儲（Desktop cloud core storage）

負責桌面云用戶數據存儲。使用華為最新的OceanStor 5600 V3存儲系統。具有多控、融合、統一、智能的特點。

1）多控。桌面云核心存儲系統資源支持擴展，最大可擴展控制器數量為8個，可擴展1TB緩存容量及12PB空間存儲，滿足礦內未來業務增長需求。終端存儲實現控制器之間負載均衡，消除了單一故障，實現系統高效可用，保護業務穩定運行。同時多個控制器并發加速同一主機業務，消除單控制器性能缺陷，實現性能加倍。

2）融合。桌面云核心存儲同時兼容SAN和NAS兩種服務，滿足不同業務要求，簡化業務部署方式，提升存儲資源利用率。各服務由底層存儲資源池直接提供，縮短了存儲資源的訪問路徑，保證兩種服務同樣高效。主存與備份通過內置備份功能，即可實現高效的數據備份，降低備份管理復雜度。并且用戶無需額外購買備份軟件。

3）智能。按礦內需求實現云計算環境下的存儲資源智能分配，根據不同區隊及部門的數據安全要求，實現數據隔離且提供不同的數據安全策略，如數據加密，數據銷毀等。桌面云核心存儲系統提供四種服務級別，按業務優先級自動調配存儲資源，高優先級業務優先獲得存儲資源，保障性能和響應時間；存儲統資采用自分級存儲功能、智能數據迅速移動技術及融合異構虛擬化等技術，實現了立體跨系統的全方位數據流，存儲資源利用效率進一步提升；數據保護軟件通過遠程復制、快照、拷貝等功能，滿足用戶本地、異地以及多地數據保護需求，保障用戶業務連續性和數據可用性；硬件支持重刪/壓縮功能，降低存儲系統CPU損耗。保障用戶關鍵應用數據零丟失，業務零中斷，讓客戶的核心應用系統不受宕機的困擾。

4.4 桌面云軟件（Desktop cloud software）

采用華為FusionAccess 5.2。將整個云計算機軟件進行結構劃分，具體分為接入是用戶訪問虛擬機的入口的接入控制層；進行虛擬機的運行管理和維護管理的擬桌面管理層；發布虛擬應用程序、智能審計和配置文件管理的虛擬應用層；通過此界面操作和查看日志，實現對虛擬機的管理的操作維護層。

4.5 桌面云終端（Desktop cloud terminal）

大柳塔煤礦配備了300套華為CT5100-Linux桌面云終端。采用AMD融合平臺設計。整機平均功耗小于10 W，綠色時尚。采用WES7作為基礎操作系統，全面兼容HDP和ICA虛擬化應用，OA辦公體驗流暢，盡享云端多媒體更高、更快新體驗。除此之外CT5100的數據接口還支持雙屏顯示。

5 桌面云在使用中的優點

5.1 集中

按照集團IT規劃要求，神東煤炭公司不僅做到了應用系統的集中，通過云計算機虛擬化實現了終端的桌面、應用、個人辦公數據的“大集中”。便于統一存儲、統一管理、統一發布、統一維護。

5.2 安全

將桌面、應用、辦公數據集中，備份工作也可以很輕松的實現。并且外來用戶（沒有虛擬化賬戶）即便接入網絡也無法訪問企業內部資源，即實現了訪問企業內部資源的準入機制。如果在引入第三方強身份認證保護用戶賬戶信息，則使安全保護機制更完善。

5.3 便利

云計算虛擬化方案解決實施后，用戶通過各自身份認證就可以在任何時間、任何地點、任何網絡、使用任何設備的條件下訪問被授權的云計算機桌面、應用、辦公數據。以應對企業生產、業務對于IT支持服務的要求。

5.4 節約

雖然從目前看初投資云計算會高于傳統單一設備投資方式，但是其具有的安全、易用的效果，傳統方式即便能夠很好的實現，但總體投資也一定會比虛擬化高。并且采用桌面云終端后，設備的生命周期也延長了，在電力消耗上也會大幅度的節省。維護效率得到提高，維護人員的數量也得到減少、異地維護的成本也大大降低。

6 現階段運行情況

自桌面云在大柳塔煤礦應用以來，采用云計算桌面交付技術，不僅替換掉很多早已到報廢年限的PC個人主機，而且便于維護和管理，運維成本也大大降低；系統運行穩定、可靠，內部文件保密性增強；使用便捷，提高了工作效率，得到了大柳塔煤礦部門及區隊員工的普遍好評，取得了非常好的應用效果。適合在整個神東煤炭公司推廣使用。