云融合虛擬桌面系統在高校中的應用研究

摘要：文章介紹了桌面虛擬化的技術特點，進一步分析了虛擬云桌面的兩種技術思路VDI和VOI，探討了兩種建設模式的優缺點及適用場景。在高校信息化建設中立足自身依據實際需求和現實條件，選擇云融合虛擬桌面系統的優勢及解決方案。實踐證明其良好的使用效果，較好地滿足各種用戶和場景的需求。

關鍵詞：云桌面;云融合;高校信息化建設

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）20-0209-02

伴隨信息技術的進步，高校智慧校園建設的深入，無論在高校行政辦公環節、教學實踐環節、考試培訓環節，總務后勤環節都向信息化、數字化方向前進中。高校的計算機實驗室、多媒體教室、圖書館電子閱覽室作為高校的信息化建設基地，是學生消化吸收教學成果，自我提升的最重要的場所。同時，高校師生對移動辦公，移動學習的需求也日益迫切。但是，傳統的管理模式和管理技術手段，有著諸多的劣勢和缺憾，造成管理人員維護不易，耗時耗力，使用者體驗較差，安全管控缺失等實際問題。桌面虛擬化技術的出現為高校信息化建設提供一種的新思路和模式，是高校信息化建設新的機遇。本文對虛擬云桌面在高校信息化建設中進行研究和探索。

1兩種不同技術虛擬云桌面解決方案

虛擬云桌面系統是基于虛擬化技術，將桌面虛擬化，在anywhere、anytime、anydevice利用網絡使用桌面，具備極大的靈活性和安全性[1-2]。在具體實現上，也存在一些不同的技術架構，其各自具有優缺點和適用場景，經過實踐應用后，目前市場主要存在兩種方向分別為VDI和VOI。

1.1VDI（虛擬操作系統基礎架構解決方案）

VDI（Virtual Desktop Infrastructure）技術出現較早，發展較成熟，目前在云桌面市場大多采用基于VDl的桌面產品，國外的思杰（Citrix）、微軟（MiCrosoft）、威睿（VMware），國內的華為、銳捷、深信服等一流大廠均有優秀的產品。基于VDI技術的云桌面系統，基于KVM虛擬化技術，其會根據需求在云端（服務器端）上開設相應數量的虛擬機形成桌面資源池，然后通過網絡（最好是低延遲、高帶寬的網絡環境）將“桌面”（運算的結果）以圖片流的形式交付到用戶端（終端），用戶端（終端）將其解碼還原成操作桌面顯示出來，所以用戶端（終端）作為一個輸入輸出設備，一般使用瘦客機即可，也可以使用PC、筆記本、手機登設備。VDI的架構如圖1所示。多臺服務器組成服務器集群按需生成虛擬桌面資源池，池中包含多種類型數量不一的虛擬機;用戶端（終端）啟動后從池中的虛擬機隨機建立通訊關系，需要注意的是，一般虛擬機數量需要有一定冗余即虛擬機數量要大于終端數，以保證所有終端都可對應到虛擬機。

基于VDI的云桌面系統可以實現桌面、終端、用戶、場景鏡像模板等的統一管理，其靈活性、安全性也有極大的提高，大幅度提升管理運維效率，但其技術特性決定其系統極度依賴網絡和服務器，當網絡環境不穩定或者復雜應用諸如高清影音傳輸，設計類軟件應用等，就會出現卡頓，響應不及時的現象，用戶體驗就會變糟。甚至于當網絡設備故障發生斷網或者服務器宕機的情況時，整個系統會完全無法使用。因此，基于VDI技術的產品比較適合應用單一的常規辦公場景。

1.2VOI（虛擬操作系統基礎架構解決方案）

VOI（Virtual OS Infrastructure）技術可以看成是VDI技術的一種擴展形式，VOI技術克服了VDI模式下出現的各種問題。基于VOI技術的云桌面系統將運行環境集中存儲在云端（服務器端），由云端（服務器端）來管理場景鏡像模板并下發給終端，桌面系統、應用及用戶文件是下發存儲在終端本地，計算壓力完全由終端承擔，云端（服務器端）只承擔場景鏡像模板的管理，上傳和下發以及終端管控工作[3]。因而即可以支持復雜的應用環境諸如音視頻、大型設計及工業軟件等，又無須高配置的服務器支撐且支持離線可用，完美保障了網絡考試的可靠性要求，避免教學事故的發生。VOI架構如圖2所示。服務器僅需要低配的部門級服務器即可支撐幾百個終端的使用。

基于VOI的云桌面系統可使應用場景從應用單一的公共機房延伸至經管類機房、3D機房、多媒體教室以及教師辦公，針對利舊、輕3D應用、特殊軟件等場景，考慮成本同時也確保了效果。同時VOI的技術特性，支持終端系統離線可用，可應用到對可靠性要求很高的網絡考試中，例如全國計算機等級考試、會計資格證考試等。

2適合高校的虛擬云桌面系統選擇

桌面云應用到教育行業，特別是在高校存在諸多特殊性。高校中，用計算機承載實驗教學的終端數量眾多，實驗室場景多，從應用相對單一使用場景例如高校公共課機房、圖書館查詢終端、普通員工辦公終端等，到應用復雜的專業課教學需求，諸如3D設計、高清影音傳輸、圖像處理等;網絡考試或培訓時，又要求服務器宕機或網絡故障的情況下，終端離線可用，業務正常運行。同時，高校的建設資金有限，不可能投入大量資金打造性能非常卓越的服務器集群、重新鋪設新的高速網絡環境，或者同時部署兩套VOI系統平臺和VDI系統平臺，這不僅資金投入成本高而且也加大運維人員的管理工作量和復雜度，與初衷相悖。

武漢噢易云融合虛擬桌面可以在同一個管理平臺下同時部署VOI和VDI的兩種模式的終端，不僅能實現資源的統一管理集中控制，而且其產品是量身為國內教育行業打造，針對國內的各類計算機網絡考試進行優化設計，例如自動獲取IP，按規則自動設置用戶名等，極其有效地降低運維人員的工作量，提高工作的效率，同時，該系統帶來云資源管理的新模式，幫助學校節約建設成本，提高資源使用率。

3云融合虛擬桌面系統的分析

云融合虛擬桌面系統是一套融合VDI和VOI兩種桌面技術架構的新型桌面云系統，其專為教育場景定制開發進行優化，面向多種多樣的使用場景需求，交付不同桌面架構的桌面環境，適用于公共機房、實訓室、3D機房、語音教室、多媒體教室、圖書館、教師辦公、各類考試等大規模、復雜、混合場景。打破了VDI與VOI的技術界限，同時具備VDI桌面的移動特性、VOI桌面的高性能，以及桌面的漂移;并通過一致的Web管理界面、一致的交互體驗實現機房、設備、桌面統一管理和集中運維，讓教學更順暢，學習更高效，管理更便捷。

3.1云融合虛擬桌面方案總體架構

云融合虛擬桌面系統總體架構如下圖所示，整個系統使用1個統一融合管理平臺實現1種視圖、1個入口、1套桌面部署交付流程，可交付5種類型類型桌面，滿足N個場景多元化、個性化的“教、學、訓、研”的桌面需求，從而真正打造“1+5+N”教育桌面云服務高標準。

3.2云融合虛擬桌面系統實施部署

3.2.1云融合虛擬桌面系統硬件

（1）云硬件服務器：用于安裝融合版平臺軟件程序，需選用大容量內存和高速緩存SSD固態硬盤，依據終端數量和類型，選擇具體配置。

（2）云終端：可采用VDI瘦云終端和VOI胖終端均可。

（3）其他配件：網絡千兆交換機、顯示器等。

3.2.2云融合虛擬桌面系統軟件

（1）融合版平臺軟件：B/S架構，統一的平臺對VDI和VOI機房、終端設備、兩種架構的桌面的統一部署、管理和運維，性能優越，靈活環保，極具性價比。

（2）多媒體教學組件：針對云環境的教學輔助軟件，滿足教師個性化授課需求。

（3）桌面云運維管理組件：針對針對云環境的運維管理軟件，支持程序使用控制、網絡訪問控制、設備訪問控制等，并記錄相關桌面操作等。

（4）云盤組件：實現云桌面數據漫游，應用與移動辦公和備課，可實現云盤文件共享。

3.2.3云融合虛擬桌面系統部署架構

云融合虛擬桌面系統融合VDI和VOI兩種桌面架構，專為教育場景量身定制，針對不用使用場景需求，交付不用桌面架構的教學環境，可應用于公共機房、實訓室、3D機房、語音教室、多媒體教室、教師辦公、網絡考試等大規模、復雜、混合場景下，打破固有技術壁壘，同時具備VDI桌面的移動特性、VOI桌面的高性能以及桌面的漂移，采用統一的WEB視圖界面、統一管理集中運維，讓教學更順暢，學習更高效，管理更便捷，整個產品系統部署架構如下圖4所示。

4云融合桌面系統實施應用效果

（1）更快。90秒內可完成100個桌面并發啟動;120秒內可閃電部署100個桌面;課件更新1GB，小于120秒;多系統一鍵切換90秒內可完成。

（2）更準。終端對應準：支持終端自動排序桌面IP、計算機名、用戶名按序對應;切換場景準：支持一鍵選擇所有學生進入指定桌面，也可按課表計劃切換桌面;沒備定向準：兼容幾乎所有外設，識別準確。

（3）更穩。連接穩：支持因人為因素或網絡故障時，學生桌面不會退出;計算穩：提供高性能桌面，充分利用終端的高計算性能，提供持續、穩定的高性能桌面服務;集群穩：支持服務器集群和冗余備份，計算節點單點故障不會影響桌面的正常使用，支持多主控模式，實現主控系統的可靠性。

（4）更全。教學支撐功能全：支持廣播教學、分組教學、課堂測試等教學輔助功能，同時可提供程序使用控制和網絡訪問限制等管控功能，保障課堂秩序;交付桌面類型全：支持VDI教學和個人桌面、VOI教學和個人桌面、以及漫游桌面，覆蓋不同的業務需求;桌面支持系統全：支持WinXP/7/8/10等，Ubuntu/Radhat等Linux系統;終端兼容類型全：兼容多種架構和類型的終端，包括X86/ARM瘦終端，一體機、VOI胖終端、利舊PC等，可根據實際情況靈活選擇。

（5）更簡。操作簡單：直觀的管理界面簡單易懂，無須技術儲備和學習，即可快速上手;部署簡單：支持B/S架構管理模式，遠程網絡平臺部署云桌面;升級簡單：支持桌面資源彈性分配、服務端資源平滑擴展，無須重裝系統。

5結束語

桌面虛擬化技術日趨成熟，基于VDI和VOI技術的產品種類繁多，其中不乏國際大廠的優秀產品和解決方案。但是，國內高校必須立足自身，對國外廠商的宣傳推廣不迷信、不盲從，依據實際需求和現實條件，選擇最合適的產品。云融合虛擬桌面系統兼容并蓄，將VDI和VOI兩種模式歸于同一平臺下集中管理，同時享受兩種技術帶來便捷，依據實際場景配置部署VDI桌面或者VOI桌面，更好更有效地滿足需求提供優質服務，是高校信息化建沒的不二選擇。

參考文獻：

[1]吳海.集團虛擬化平臺建沒淺析[J].電子技術與軟件工程，2016（24）：166.

[2]王振華，劉慧芳，洪泓.現代高校計算機實驗室建設的新趨勢[J].網絡安全技術與應用，2016（9）：96-97.

[3]鄔曉明.虛擬云桌面在高校計算機實驗室的應用研究[J].電腦知識與技術，2019，15（32）：264-266.

【通聯編輯：唐一東】

收稿日期：2020-03-25

作者簡介：丁怡（1983-），女，江蘇蘇州人，助理研究員，碩士，主要研究方向為教育技術，教育管理，軟件工程。