智能桌面虛擬化技術在大型灌區的應用

楊俊，張獻文，陽述輝

(四川省都江堰水利發展中心人民渠第二管理處，四川德陽，618200)

隨著虛擬化技術的發展，云桌面也越來越受到人們的關注，桌面虛擬化是指將計算機的終端系統進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性。智能桌面虛擬化技術(Intelligent Desktop Virtualization，IDV)是英特爾公司提出的一種革新性的框架，得益于“集中存儲，集中管理，分布運算”的架構模式，它將使得管理用戶計算的整個系統變得更加智能[1]。在信息化和數字化時代，傳統PC機早已深入人們的生活和工作當中，已經成為辦公不可或缺的工具之一。目前，普遍的管理方式是由運維部門負責管理和維護，采用故障人工現場處理的方式。然而，一個單位的PC機數量往往達到數百臺，甚至幾千臺，絕大部分使用者并不具備電腦維護方面的專業知識。當電腦出現問題時，管理人員將面臨繁重的工作壓力，傳統PC機的維護工作儼然已成為運維管理部門工作效率的瓶頸。IDV技術可實現將日常的運維管理工作從PC主機轉變到集中的服務器上，運維管理人員不需要對PC進行單獨的管理，可以極大地提升工作效率[2-3]。

1 智能桌面虛擬化技術的實施部署

智能桌面虛擬化是以服務器(或服務器集群)為基礎，采用集中管理、集中存儲，分布運算的構架，在服務器上制作差異化分組的鏡像，將鏡像統一下發給不同分組的職工終端機上，既能按照職工個性化需求分配鏡像，還能提高軟件更新和系統補丁更新的效率，并在下發的過程中采用BT技術，實現終端與終端、終端與服務器之間相互下載“增量更新”部分，終端無需統一在服務器上下載，達到與網絡解耦合的目的，使智能桌面虛擬化無需依賴網絡，更加適合多重的復雜環境。智能桌面虛擬化技術部署構架如圖1所示。

圖1 智能桌面虛擬化技術部署構架

1.1 網絡線路改造

考慮到系統部署的機房環境、網絡安全和運行穩定等因素，人民渠二處將服務器上架位置選擇在運營商機房，在實施過程中采用物理雙鏈路冗余保護，確保網絡不中斷；專線采用MSTP電路和1GB帶寬，確保能夠有效穩定地傳輸數據。

1.2 服務器配置

按照規劃好的IP劃分，配置終端機接口IP地址和服務器的IP地址，使終端能接上服務器進行管理。由于不同科室、不同職工的個性化需求不同，因此，在服務器上將不同職工的個性化需求進行分組歸類，并為每個分組分配不同的系統鏡像模板；當某個分組存在新增業務軟件需求時，可一鍵進行更新并下發到分組職工終端上，采用分組精細化的管理方式，能在后續的維護管理中，大大提升維護效率。

1.3 終端安裝

現場終端機將替換原有的傳統PC機，終端機占用空間小，設計方便，操作簡單，使用接口一目了然，包含接口如下：網線接口、UBS接口、HDMI接口、VGA接口、音頻的輸入輸接口、電源接口等。在通電后，按照職工個性化要求，下載提前創建好的鏡像模板(鏡像模板包含操作系統、辦公軟件、殺毒軟件及常用軟件)，再通過分配的賬戶登錄到界面，即可使用。

2 智能桌面虛擬化技術的應用分析

2.1 工作量的減輕

以人民渠二處為例，全處共有各類傳統PC機150余臺。需要對每臺PC機操作系統和應用軟件進行補丁升級、漏洞掃描、病毒庫更新等，加上PC機的型號品牌各異，配置參數不同、兼容性差等原因，導致軟件升級、病毒庫更新不及時，木馬病毒入侵風險高等問題，不僅加重了管理部門的工作負擔，同時也給網絡信息安全帶來了隱患。通過智能桌面虛擬化技術的實施部署，最大限度減輕了人民渠二處管理部門對傳統PC機的維護工作量，管理人員在后臺集中更新系統、升級軟件、安裝各類控件，通過系統進行一鍵下發后職工便可使用。當終端機出現中毒或者藍屏，以往的PC需要重新安裝系統，而云主機可以遠程控制終端，只需要單擊一鍵還原按鈕即可實現終端系統重新還原，幾分鐘之內即可還原系統，最大程度上減少現場支持請求[4]。

2.2 正版軟件的推行

當前，軟件正版化是政府機關、事企業單位發展的趨勢，無論是從知識產權保護或者網絡信息安全方面考慮，都應該提前著手準備。人民渠二處管理部門已集中對操作系統、辦公軟件和殺毒軟件進行正版授權，通過鏡像模板下發到每名職工，后續將對其他業務辦公軟件逐一進行正版化。此外，市場上的工程繪圖，圖形處理，音視頻處理等應用軟件的正版授權收費居高不下，若為所有職工都安裝一套正版軟件，成本相當高且實際利用率不高。通過智能桌面虛擬化技術可購買少量授權，當使用人需要使用時，管理人員可在一定時間段內分配給申請人使用，既滿足職工的使用需求，又確保正版化軟件的推行。

2.3 資源的合理分配

人民渠二處管理部門統一安裝操作系統和辦公軟件。根據職工不同需求為鏡像搭配不同的操作系統(WIN7或者WIN10)和辦公軟件(OFFICE或者WPS)。同時，根據每名職工的辦公需求，為職工終端機配置不同大小的運行內存和存儲空間，既避免了資源浪費，又解決了實際需求。

2.4 實現節能減排

每臺終端機的最大功耗為90W，而人民渠二處使用的傳統PC機普遍功耗都在350W以上，最高功耗為500W。相比之下，每臺終端機可為單位節約75%～82%的電費。雖然服務器的計算壓力會帶來一定程度的耗電量的上升，但是與終端機的大數量相比，基本可以忽略。

按每天終端8h工作，電費1.0元/kW·h計算，1臺終端1年大概能節約522.08元(天數按2020年251個工作日計算)。按照人民渠二處150臺電腦計算，1年辦公電腦的電費能節約7.8312萬元。

2.5 保障數據安全

智能桌面虛擬化技術提供本地數據云端備份功能，有效降低因本地硬盤損壞造成數據丟失的情況。終端可斷網運行，網絡正常后使用個人賬號登錄操作系統，可將斷網過程中產生的個人數據自動上傳至個人云盤備份。每個用戶的桌面都分配了獨立的個人數據盤，且桌面和收藏夾等需要保存個人數據的路徑也都會完整保存下來，用戶無論從任何終端登錄，都能獲得最為熟悉的個人桌面，實現“桌面漫游”的目的。所有個人數據都進行加密處理，只有登錄個人賬戶才能查看和處理，管理人員在后臺只能對硬件和系統進行維護管理，無法查看和處理個人盤數據，能完全保護個人數據安全和個人隱私。

在數據存儲上，采用分布式存儲技術架構，單個文件在存儲時分散存儲至多個硬盤物理節點，確保任意硬盤故障后，其他任何一個機器都能接替該機器之前的功能，數據能夠通過日志記錄恢復冗余狀態[5-6]，同時遺失任意一塊服務器硬盤，非法人員也無法根據硬盤還原出整份數據，保證數據安全。

3 問題及優化

3.1 存在問題

智能桌面虛擬化終端和傳統PC機相比，終端機在性能上有所下降，能夠滿足一般職工的辦公要求，但對于專業需求較高的業務工作還不足以完全滿足需求。同時，虛擬化技術的發展日新月異，新功能，新技術在不斷涌現，而智能桌面虛擬化技術一旦在主機部署完畢之后，新技術的擴展或者舊版本的升級是否能夠完全匹配兼容還不能得到有效保證。對于用戶體驗方面，可能存在IDV終端啟動時間長，操作系統卡頓、延遲等問題，不利于智能桌面虛擬化技術的推廣和應用，必須對其進行優化。

3.2 優化措施

由于智能桌面虛擬化終端存在的一些不足會影響用戶辦公體驗，不利于推廣和應用。因此，在智能桌面虛擬化技術應用過程中，可根據用戶實際需求采取以下措施進行優化。

(1)智能桌面虛擬化終端僅用于一般員工的辦公需求，并根據每名職工的辦公需求，為職工終端機配置不同大小的運行內存和存儲空間，對專業需求較高的業務工作建議仍使用傳統PC機。

(2)及時對虛擬化終端進行升級維護，在使用過程中不斷對桌面虛擬化技術進行優化，以保證升級后新舊版本的兼容性。

(3)適當減少后臺應用程序及服務啟動，在部署安裝主機時對基礎鏡像系統的后臺服務和程序進行適當精簡，以提升終端系統的啟動速度和運行效率。同時，在資金預算充足的條件下，盡量使用固態硬盤代替傳統機械硬盤來保證系統運行的流暢度。

4 結語

都江堰灌區信息化發展日益加快，而桌面虛擬化技術也在不斷成熟。未來桌面虛擬化技術將為灌區搭建一個更智能、更高效、更快捷、更低耗的辦公環境，并延伸到都江堰灌區的各個應用場景和領域。無論智能桌面虛擬化技術或者其他虛擬化技術，數據的保存最為重要，最好能夠在服務器、云盤以及本地同時保存以保證數據安全。對性能有特殊要求的單位或者部門則仍建議使用傳統PC機，智能桌面虛擬化技術應用更適合長期規劃，終端機的部署在100臺以上，終端機越多成效越顯著。