浅谈虚拟化桌面云在高校中的应用

　　中图分类号：tp308 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）04-0059-02

　　1 需求与挑战

　　随着计算机在高校中的普及应用，桌面系统及应用的数量也越来越多，长久以来我们一直使用的是功能全面的客户终端桌面系统，因为我们想在终端桌面上就能够完成所有的功能，但是在多年来的实践中我们发现这样臃肿的桌面系统实际上存在了很多问题，所以我们高校不得不要面临很多新的技术上的挑战：

　　1.1 如何降低管理PC的难度，提高工作效率

　　面对广泛分布的PC硬件，多种多样的终端设备和不同的用户系统，集中式PC管理很难实现。此外，用户修改桌面环境的需求也不尽相同，终端上一些应用程序都可以对系统进行个性化的设置，因此要达到桌面标准化也是一个难题。

　　1.2 如何降低PC的运营成本，让资源得到充分利用

　　桌面的总体拥有成本中大部分都耗费在PC日常的硬件维修和维护、PC软件的升级和安装以及为PC用户服务与管理上。在高校中使用的PC分布是很分散的，计算机中心一般要花费大量的时间和精力来分别管理这些PC设备。此外，PC也没能得到充分利用，大部分的时间是处于闲置的状态，因为在高校工作人员是不能保证所有的上班时间都在使用PC桌面的，一般用户每天登录的时间是7-8个小时，而使用时间只有3到4个小时。

　　1.3 如何让PC提供高质量高级别的用户服务

　　首先PC的容错/容灾功能不高，因为PC在使用过程中会发生很多突发的状况，比如硬件的故障、系统意外感染病毒、操作系统和软件不兼容等。其次，PC的访问灵活性也差，因为在高校中有很多种情况是需要在多种设备上随时随地的访问个性化桌面的，例如在办公室、在图书馆、在上课教室等等，而传统的PC桌面访问是要固定在某一种设备上的，所以很多高校都在寻找更有效的PC桌面来实现这种个性化，从而提高员工工作效率的方法。

　　1.4 如何保证高校信息资产的安全性

　　传统PC作为校园网络中的服务终端，拥有比较大的权限，例如可以在从服务器上下载数据，在本地处理和存储数据，若这些数据是高校的关键信息资产，很容易造成高校信息的泄露，可能会使高校损失惨重，并且面临诉讼的危险。

　　综上所述高校为了适应科技信息发展的要求，迫切的需要一种高性能的桌面管理方案，在此方案中既能降低桌面管理和维护的复杂度，又能提供高质量的桌面服务，还能降低管理PC的成本并且增强数据的安全性。云技术的发展给我们带来了新的契机，云计算技术中的虚拟化桌面云，相比传统PC的应用方案以其成本低，可靠性高，维护量低，安全性高、节能环保的特点，在教育行业越来越受青睐。

　　2 桌面云技术介绍

　　桌面云是将个人计算机桌面环境通过云计算模式从物理机器分离出来，成为一种可以对外提供桌面服务，个人桌面环境所需的计算、存储资源集中于中央服务器上，以取代客户端的本地计算、存储资源，中央服务器的计算、存储资源同时也是共享的、可伸缩的，使得不同个人桌面环境资源按需分配、交付，达到提升资源利用率，降低整体拥有成本的目的。

　　3 虚拟桌面云系统虚拟化方案

　　3.1 针对我校PC分布及其使用情况，在虚拟化方案中可选用如下主要产品

　　Citrix XenDesktop 5.6： 与第一代虚拟桌面（VDI）解决方案不同，XenDesktop采用了全新的F1exCast交付技术，是业内首款通过单一集成解决方案支持所有桌面虚拟化模式的产品。

　　Citrix XenApp 6.5：CitrixRXenAppTM产品是一种按需应用交付解决方案，能够在数据中心对所有Windows应用实现虚拟化、集中部署和管理，并能作为一项服务，通过任何设备向所有用户交付应用。全世界共有1亿多用户使用XenAPP，这充分证实了产品对各种应用程序的兼容性。

　　3.2 系统架构设计

　　针对我院的实际现状，具体系统架构设计如图1所示：

　　3.3 本方案中将使用下列组件共同协作将动态的虚拟桌面环境交付给用户

　　（1）终端。桌面接收器（Desktop Receiver）：在终端上安装思杰公司的客户端产品，采用Citrix ICA协议来建立终端和虚拟桌面的链接。

　　（2）XenDesktop服务器（Desktop Delivery Controller）。1）Web Interface：负责显示基于Web的界面，实现虚拟桌面的呈现。2）XML服务：实现XenDesktop服务器群与Web Interface 组件之间的通信。XML服务需验证用户的身份，然后把可用的虚拟桌面提供给用户，同时生成连接信息让虚拟桌面和终端进行连接。3）控制器服务：负责虚拟桌面上的通信服务，能够进行虚拟的桌面注册并保持虚拟桌面状态。4）资源池服务：基于XenDesktop服务器群配置，资源池服务联系虚拟基础架构来启动和关闭虚拟桌面。5）IMA服务：IMA服务负责桌面交付控制器（Desktop Delivery Controller）之间所有跨服务器的通信。

　　（3）虚拟桌面（Virtual Desktop）。1）虚拟桌面服务：负责与Desktop Delivery Controller进行注册并保持与控制器的心跳检测。如果心跳检测失败，虚拟桌面服务将重新与另一个可用的Desktop Delivery Controller进行注册。2）应用接收器 （Application Receiver）：具有正确的凭据之后Application Receiver联系Application Delivery Controller以获得可用的应用程序列表。Application Receiver还负责向Application Delivery Controller发送应用程序启动的请求。 　　（4）XenAPP服务器 （Application Delivery Controller）。1）Web Interface：在验证客户身份后，向Application Receive提供一套可用的应用程序。2）XML服务：负责应用交付控制器（Application Delivery Controller）的Web Interface组件与XenDesktop服务器群之间的通信。XML服务验证用户身份，提供可用的应用程序列表，并生成相应的信息让虚拟桌面能够连接到应用程序（托管或通过流技术交付）。3）IMA服务：IMA服务负责Application Delivery Controller之间所有跨服务器的通信。这包括流向和来自数据采集器的流量。

　　（5）置备服务器（Provisioning Servers）。1）TFTP：当新的虚拟桌面启动，TFTP会联系DHCP以找到启动文件的IP地址和位置。通过TFTP服务可以从Provisioning Servers获取启动文件。2）流服务：在虚拟桌而接收到带有指令的启动文件之后，它会联系置备服务器并提供其MAC地址。Provisioning Server基于MAC地址识别正确的虚拟磁盘，并使用流服务将部分虚拟磁盘按需发送给虚拟桌面。

　　（6）显示协议。Citrix XenDesktop使用的是ICA协议，ICA协议能够适用于TCP/IP、IPX/SPX和NetBEUI等多种协议。ICA可以应用于多种网络连接方式，如LAN、WAN、RASdial-up等。

　　4 虚拟化桌面价值

　　集中放置资源，提高资源利用率：将所有资源放在一个公用池中统一处置，在一台服务器上同时可以浏览多个桌面环境，因此实现了硬件设备资源的集中管理。与此同时，虚拟化桌面云能够轻松地重新利用计算机资源，并且可以动态的将计算机资源分配给桌面环境，有效地提高了资源使用效率。

　　节省使用成本：通过实现资源整合，废弃了传统远程办公室的基础架构，有效实现了桌面所需硬件的标准化，简短了PC的升级更新周期，使服务器和客户端设备的硬件成本得到了最大限度地降低。

　　提高安全性级别：有了虚拟化桌面云，高校中的信息资源、数据传递都在有效的保护范围内，也就是在高校中的防火墙中， Xendesktop大大降低了系统风险并且有效的防止了数据的丢失。SSL加密技术的使用为虚拟桌面和外部设备提供了安全通道。

　　提高桌面管理的效率：有了虚拟桌面云，软件的维护都可以统一实行，集中的流式数据传输可以使校园网络更加顺畅。所有桌面实现了集中管理，利用VCenter和DDC，可以随时随地为用户分配桌面。从中央映像创建即时克隆，并动态创建桌面池，实现快速调配和更新。此外，以往桌面部署过程都将会得简化，提高了桌面管理的效率。

　　提高用户和业务的灵活性：DDC可以适应复杂变化的业务，用户可以在某一个客户端上浏览若干个桌面环境，同时用户可以在高校的任何位置上享受虚拟桌面云带来的全新体验。计算机管理员对文档可以实现快速存储，对废弃的非活动桌面可以实现快速回收，并且把回收的桌面资源再重新分配给需要的用户。

　　提高数据保护能力：PC管理员只需按照日常的数据备份流程，就能实现安全的桌面数据备份。虚拟桌面云的硬件独立性极大地简化了桌面恢复工作。另外，将数据保留在数据中心之内，有利于提高数据安全性。

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