基于云桌面技术对旧机房的改造方案设计

孟庆伟 张玉

(郑州师范学院,河南郑州 450044)

基于云桌面技术对旧机房的改造方案设计

孟庆伟 张玉

(郑州师范学院,河南郑州 450044)

随着信息技术及云计算的发展,机房设备显得落伍与陈旧,如何使这些旧设施发挥更大的作用,结合OE-VServer虚拟化技术,对服务器群进行虚拟化及集中管理,实现集中终端、分散终端及异构终端的统一管理与使用,满足日常实验教学及办公应用,同时实现统一软硬件环境快速部署,做到高速、安全、节省人才和运维成本,最终实现设备与应用从分散管理到云桌面的升级改造。

云桌面 OE-VServer 虚拟化 改造

进入21世纪,计算机、通讯和控制技术的大力发展带动了科技发生翻天覆地的变化,操作系统平台和应用软件的加速更新,更是给设备产品的升级换代缩短了使用周期。政策层面,教育部[1997]155号文件的颁布,各高校的计算机基础教学更是进入一个持续发展阶段,非计算机专业开始开设计算机相关课程,各学校大力建设计算机实验室。象手机一样,计算机硬件为了适应操作系统的更新也是不断增加配置。由于更新速度太快,导致前期的计算机产品显得落后,报废可惜,使用的话运行现有软件较慢,更不适合现在主流操作系统的最低配置,为此提出采用一种虚拟云桌面技术对旧机房进行设备的改造,以适应目前主流软件的硬件需求。

1 高校机房的现状

多种操作系统并存。目前,各高校都承担大量的计算机课程,有计算机专业课程和非专业课程,有普通的基础类课程,也有消耗大量硬件资源的多媒体类课程,同样一个机房在这样差距较大的要求下如何能够完全满足这些应用,是我们面临的主要难题。另一方面市场上的操作系统目前主要是WIN7和WIN8,但WIN8下的应用软件并非太过成熟及数量繁多,微软虽然已经宣布停止对WINXP的后期开发支持,但截止到2014年还是有大量的使用都不愿意放弃早已习惯的界面和操作风格。

图1 云桌面建设示意图

图2 传统机房和OE-VServer虚拟系统结构对比

实验室单一配置,利用率较低。传统PC机房由于购置后硬件配置一般极少进行升级改造,并且对专业实验室来说专供某一门或者某几门课程实验使用,如C语言、OFFICE、Photoshop对硬件环境要求较为一致,但如果换成3DMAX、AE、MAYA等大型应用软件的话必须重新购置新的实验室,这样就造成设备利用率低下,若本期不开设相关课程,可能这些专业实验室一个学期就无人问津。

人数及计算机数量相对固定。一个实验室建成之前,是根据学生班级当量确定的位置,其数量等于或者略大于学生数,但对于学校来说,部分专业不排除招生规模较好,分成两个班人数较少,分成一个班人数显得较多、实验坐位数不够的情况。

机器数量较多,达不到报废年限。根据国家教育部相关规定,行政事业单位的电子设备使用年限中,计算机为六年,实际情况是可能不到六年,这些产品就显得“落后”,软件运行较慢甚至废弃不用。

2 旧机房改造方案

根据机房现状,我们利用武汉噢易科技公司开发的一款纯国产化的软件实现基于云计算的虚拟桌面方案。

2.1 云桌面概述

噢易云桌面是一套基于应用虚拟化技术的云时代软件环境管理解决方案。机房管理员根据终端用户具体的应用需要,定制不同的云桌面,向客户端提供针对性的软件环境,一个云桌面可以同时应用在硬件配置完全不同的一批电脑上。管理员按需向客户端交付或收回某个云桌面,还可灵活增加、减少云桌面里的软件,并且不中断客户端运行。

这种虚拟技术提供了简洁、高效、灵活的软件批量部署方式,大幅提高了工作效率,降低了管理维护成本,在不改变终端用户使用习惯同时,同时也能带来云时代的高效体验。

2.2 云桌面组成

一套完整的云桌面系统,包含以下四个方面的内容：云服务器、中心服务器、管理端和客户端。

云服务器：负责为所有客户端用户提供应用服务,存储共享的软件应用资源。

中心服务器：管理端和客户端之间的通讯枢纽,负责发送管理端的执行命令和转接客户端的数据请求。

管理端：提供给管理员统一的图形化操作平台,方便管理员虚拟化安装软件、发布软件资源、定制桌面环境,交付和更新管理等。

客户端：安装了云终端程序的所有厂商的PC、笔记本。

2.3 云桌面系统的拓朴结构

根据虚拟云桌面系统对硬件的要求,我们采用如下结构进行进行设备连接,相应拓朴结构如图1所示。在虚拟桌面领域,我们对原旧机房(集中终端)采用集中存放,分散放置(分散终端)的办公电脑及不同配置的(异构终端)普通电脑进行统一改造。教学及办公所需要的软件分别安装到不同的虚拟机(VM)中,以供不同终端的不同需求。

2.4 云桌面系统的建设

虚拟桌面：使用瘦终端(或旧PC),多个客户端通过网络连接同时登陆访问服务器上的VM,各终端之间互相隔离,每个人都是独立的桌面体验,都可以访问、使用VM里的所有软件和数据资源。

服务器虚拟化：在原来旧机房服务器的基础上,服务器集中放置,每个物理服务器上安装OE-VServer虚拟化软件,让一台服务器上承载运行多个虚拟机,每个虚拟机可搭建相同或者不同的操作系统和应用。多个虚拟化的服务器组成集群,结合桌面虚拟化技术,供批量瘦终端访问。

存储系统建设：所有桌面应用系统及用户数据,集中存储在后端高性能的共享存储上,当物理服务器出现故障时,可以很方便的将虚拟机动态迁移至其他服务器上运行,保持终端访问使用的连续性;还可以通过传统备份方案,定期将备份桌面应用安全存放于异地进行灾备,实现桌面应用数据安全性和可靠性。

2.5 云桌面系统的优点

虚拟化安装软件：管理员使用虚拟化制作工具,将软件安装过程监控,并形成虚拟化软件包,并将软件包发布云服务器。

定制桌面环境：针对不同终端用户应用特点,创建不同桌面环境,每个桌面可定制所需的各类软件,以满足用户不同的需求。

实时更新云桌面：管理员可实时增加、较少终端桌面使用的软件,终端刷新桌面即可生效。

按需交付和收回：定制好的桌面环境,可交付给需要该软件环境的多个终端使用,几需几秒;收回一个桌面环境,管理员也只需简单勾选设置即可。

在线/离线使用云桌面：当终端网络不通,可离线启动云桌面,之前使用过的软件都能正常运行,即使网络异常中断,也不会影响终端正在运行的软件,保持业务持续性。

远程控制：提供了一系列常用的远程控制功能,网络唤醒、远程关机、远程重启、远程注销、远程命令、时间同步、修改终端IP地址等,辅助管理员远程维护管理,同时还提供了消息广播功能,方便发布及时消息通知。

多角色管理：支持多管理员同时管理,按角色划分权限,各自管理负责区域范围内的终端机器,超级管理员可查看全局管理操作记录。

3 改造后运行测试

机房改造完成后,实验中心所有PC设备连接在一起成为一个小型的数据中心,并且学生的应用和教师的办公成为一个基于云计算技术的云计算教学服务中心。不仅满足了实验室建设和管理的需要,而且把旧的PC设施高度智能化连接充分利用,得到了学校领导的充分肯定。

实验中心日常实验教学的满足。不同学期学生要使用不同的软件(操作和应用)系统,云桌面系统的建成只需要在VM端安装一次即可。克服了传统的大量PC的克隆,节省了系统安装时间。软件使用完成后还能够对该虚拟机进行压缩备份存储方便下次再用。

异构电脑的统一部署。无论何时期的电脑,若能够安装视窗操作系统,网络联通,均能够通过网络读取VM上的虚拟环境,降低软件环境部署的复杂性。

节省了人力和维护成本。由于软件的快速部署,软件的更新及维护变得特别简单,后台实时某一软件的部署,不中断办公业务及学生实验的正常开展。并且能够实时对不同的VM进行动态资源的分配及回收,充分做到按需使用。

高适应网络环境。该云桌面建成后,对于不同校区的不同环境同时支持跨网段、VLAN、互联网等复杂网络环境。真正实现低网络负载,高性能桌面运行。

4 结语

云桌面的建成,使我校实验中心简单的分散管理整合到集中统一管理,不仅使旧设备实现了有效的升级,达到废物利用,更能把实验室及实验教学的管理提升到一个“云水平”的层次。下一步我们要充分发挥此平台的功能,在高性能计算、学校科研管理等方面发挥更大的作用,为推进我国的教育现代化做出更大的贡献。

[1]李伶.基于VMware的高校数据中心虚拟化技术分析[J].电脑知识与技术,2012,(8):20.

[2]孟庆伟,刘婷.基于云计算的计算机实验室建设模型研究[J].智能计算机与应用,2011(4):32-34.

[3]李枚毅等.旧计算机机房改造的几点体会[J].计算机教育,2011,(6):99.

[4]产品中心.[EB/OL] http://www.os-easy.com.

郑州师范学院项目(2012072):基于云计算的数字化校园数据存储安全研究。

孟庆伟(1975--),男,河南驻马店人,副教授,硕士,主要研究方向:计算机应用技术。