浅谈桌面虚拟化在高校机房改造中的应用

邬晓明

摘要： 文章阐述了现今高校机房面临的困境，介绍桌面虚拟化技术，进而给出机房桌面虚拟化的解决方案即搭建一个基于Citrix技术的桌面虚拟（Xendesktop）应用环境，来实现对高校机房的升级改造。實践证明该方案提高了机房的管理效率和降低了维护工作量，取得良好的效果具有现实意义。

关键词：虚拟桌面；Citrix；高校机房

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）30-0257-02

高校机房是全校师生进行教学、科研、实验、考试及培训的重要场所，是校园信息化建设的重要环节。每年高校都投入相当数目的建设经费，用于各种机房的新增、改造升级。因此对于如何更高效，更长效的发挥机房的作用，如何提高机房的运维效率，解决实际使用中碰到各类问题，为广大师生提供优质的服务，一直以来是校园信息化建设一项研究课题。

1 高校机房面临的困境

1） 工作效率低下，运维成本高昂

高校机房面对全校师生开放，各院系各专业业务需求灵活多样，因而高校机房需要存有多种系统环境和各类专业软件。就目前，大多采用克隆+网传的方式，这类方式工作时间长，运维人员工作量大，特别是遇到各类系统环境的变迁，软件版本的更新换代，必须重新克隆所有终端，耗时费力，容易耽误教学进度。

2） 更新速率加快，实际利用率低下

信息科技发展日新月异，高校为跟上时代及社会的发展需求，必然要求机房教学应用与之匹配的各类专业软件和系统，这就对对计算机的硬件配置要求也不断提高。为了保证优质的教学效果，一个高校机房的使用寿命至多5-7年，有些甚至不到4年，就面临淘汰的命运。同时，应面对的学生不同，专业不同，大部分时间里每个终端计算，机都处于低端效率使用状态即CPU和内存的使用率不到30%，极大的浪费了资源。

3） 安全性低，信息资产保障缺失

高校机房因为其定位，服务的是广大学生，很难对移动存储进行有效控制，一直是病毒木马爆发传播的集散地；同时其又作为存在于校园内部的服务终端，本身有着较大的权限，例如可以登录校园内部服务器，下载数据信息，若信息资产包含高校一些敏感资源的话，会对高校造成严重的损失。

2 桌面虚拟（Citrix Xendesktop）技术介绍

美国思杰系统（Citrix）公司在桌面虚拟领域处于领导者的地位，其产品（Citrix Xendesktop）可为客户提供端到端的桌面虚拟化交付解决方案。Xendesktop可每次动态按需生成全新的桌面，利用其独有的FlexCast交付技术，使用户每次登陆都能获得一个安全纯净又具有个性化的全新桌面。此外，Xendesktop在其高效的Citrix HDX协议支持下，比同类产品需求更少的带宽，同时仍旧提供无以伦比的桌面响应速度，如下图所示。

图1

Xendesktop可以为随时随地的按照用户的需求快速并且安全的交付桌面，同时可以使用户得到舒适的高清体验。采用桌面虚拟（Xendesktop）技术可使IT技术人员在数据中心集中管理所有桌面，轻松实现桌面的安全防护工作，进而提高整体运维效率。

3 高校机房虚拟桌面解决方案

根据苏州开放大学现有的网络环境和实际需求，需要组建一个既能满足日常教学需求，又能兼顾对外培训、考试等多种用途与一身的综合性云机房。解决方案采用服务器 + Xendesktop + 一体机的模式来具体实现桌面虚拟化的部署。

3.1 高校机房桌面虚拟化（Xendesktop）改造方案架构设计

本方案的桌面虚拟化（Xendesktop）是建立在服务器虚拟化的基础上，因此，首先使用XenServer将服务器资源虚拟化，构建虚拟化桌面和虚拟化应用，随后为用户提供相应的服务。主要架构如图2所示。

3.2 高校机房桌面虚拟化（Xendesktop）改造的硬件规划

本方案中硬件服务器为3台2路8核因特尔至强系列服务器，每台配置内存128G，部署XenServer作为虚拟化平台，按内存计算个用户可分配4G的内存，每台服务器可支持约30个终端用户。终端采用惠普一体机胖终端，处理器为Pentium G4400，内存4G，为了体验效果更好，硬盘采用128GB SSD固态硬盘。网络环境采用全六类千兆网络布线，交换机使用3台H3C LS-5130-52P-LI万兆交换机，充分满足虚拟桌面的数据传输交互需求，具体配置如下表所示。具体见下表所示

表1

[项目＼&数量＼&配置＼&服务器＼&3台＼&CPU：2颗Intel E5-2630 v4；内存：128GB，DDR-4；硬盘：2块300GB SSD 硬盘+3块900G SAS；＼&客户端＼&85台＼&惠普一体机（Intel Pentium G4，400/4G（DDR4-2133）/128GB SSD固态硬盘）＼&网络设备＼&3台＼&H3C（LS-5130-52P-LI， 48*10/100/1000Base-T电口4*G BASE-X SFP+千兆光）＼&]

3.3 高校机房桌面虚拟化（Xendesktop）改造的具体实施

1） 本方案采用3台64位x86服务器级别的计算机作为XenServer的主机。在服务器上根据Citrix Xendesktop的要求，按照如下流程进行部署和设置.先物理服务器上安装好XenServer，然后进行服务器虚拟化工作，各个虚拟功能服务器包括DDC 桌面交付控制服务器， PVS服务器，WI网络入口服务器， APP应用服务器，AD活动目录服务器，SQL数据库服务器，License许可证服务器使用虚拟机方式分别冗余安装到2台物理服务器，从而可以提高系统的稳定性和安全性。在服务器上建好黄金镜像（Golden images），依照业务需求选择具体的交付模式。

例如：

a）针对日常教学及实验环境，可以采用基于流技术的无盘桌面（PVS）。PVS交付模式通过网络将黄金镜像（Golden images）进行交付，即可以实现VDI单一镜像管理又适用于要求更高的作业环境如3D图像，除了硬盘之外，内存、CPU、GPU都可以调用本地胖终端的计算资源，使之性能基本和传统桌面没有区别，如下图所示。

图3

b）针对类似考试业务，由于每次都需要上报设备的信息，保证每次考试时设备ID的一致性，可采用基于虚拟机的集中VDI桌面的1：1私有镜像模式。每终端静态对应一个虚拟桌面，考生每次连接的都为统一个虚拟桌面，从而符合考试业务的要求，如下图所示。

图4

2） 终端采用一体机这类胖终端，在选择PVS交付方式时可充分利用本地的计算机资源，同时终端安装基础WIN7操作系统，万一在连接后台服务器时出现预料外故障，可切换该系统，保证机房的正常使用。

3） 本方案采用的是集中式网络服务，故障大多出现于服务器或者发生带宽瓶颈，因此，后台服务器统一放置在恒温恒湿的网络信息中心，使用光纤直连机房，机房本身使用六类千兆布线。

4 虚拟桌面部署后的优势

1） 维护省心，管理便捷高效

实施Citrix Xendesktop虚拟桌面交付解决方案，高校可以实现，信息资源的集中管控，对于机房管理部门来说，工作重心从对数量庞大的各类终端业务转移到后台服务器业务上，使技术人员从枯燥的工作中解放出来，工作量得到明显降低，同时也有利于促进技术人员的业务水平及创新应用。

2） 降低成本，节能减排

实施Citrix Xendesktop虚拟桌面交付解决方案中客户端一般为一体机或者瘦客户机，能耗比传统PC要小的多，而终端硬件性能要求的降低，事实上缩短了计算机的升级换代更新周期，使得高校在硬件投入成本进一步降低。

3） 安全性高，数据保护能力加强

实施Citrix Xendesktop虚拟桌面交付解决方案，高校的信息资产的存放，传输及管理上都在有效的可控的范圍内，即服务器位于防火墙后方安全有保障，同时客户端采用虚拟机技术，还原简单便捷，对病毒影响控制在最小程度中，而IT技术人员只需专注于服务端管理，做好日常备份工作，虚拟桌面的硬件独立性极大地简化了其恢复工作量，降低了系统风险并有效地阻止了数据的损失。

5 结束语

伴随虚拟化及云技术的不断发展以及相关产品的日趋成熟，极大提高了管理效率，节约大量的维护成本，更好地保护了数据资源又提高了计算机的安全性能。我相信必然会有越来越多的高校尝试使用虚拟桌面技术来对机房进行升级和改造，甚至在可预见的未来，除了高校机房外，教师办公室、分散的多媒体教室，移动办公终端等，只要是网络能到达的任何地点也会使用到相关的技术和产品。在未来，传统PC终端总将被虚拟桌面所取代。

参考文献：

[1] 秦志民，刘素珍. 超算机房桌面云部署与应用安全的研究[J]. 网络安全技术与应用， 2017（2）：30. （下转第265页）

（上接第258页）

[2] 唐毅. 云机房部署解决机房使用难题[J]. 现代工业经济和信息化， 2016（20）：91-93.

[3] 黄莉，熊欣，胡青. 基于桌面虚拟化技术的实验机房改造[J]. 中国冶金教育， 2012（6）：65-67+71.

[4] 蒋建峰. 基于Citrix的桌面虚拟化技术研究与应用[J]. 苏州职业大学学报，2015（6）：16-18.