云桌面实训机房建设及使用探讨

文 苏卓翔

云桌面即桌面虚拟化技术，是指将计算机的终端系统(也称作桌面)进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统(虚拟机或者虚拟桌面)，同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。云桌面技术在管理、维护、节能等方面具有比较突出的优势，因此受到了许多院校的青睐。

我所在学校的学生规模在10000人，各类计算机实训机房有43间，实训PC数量有3000台，管理这样规模的实训机房，工作量大，需耗费大量时间和精力，通过大量的学习、参观、调研，再结合学校的实际情况，我们决定尝试部署云桌面。

一、调研

（一）从学校的实际出发，确定需求，实训机房承担着教师上课、学生上机实操等任务，要对需求进行全面分析，我们从学校、机房管理员、教师、学生角度进行调研分析：

1.学校：在保证教学正常开展的前提下，降低使用成本，提高资源利用率，保证数据安全，出现故障能快速恢复，使用者满意度高。

2.机房管理员：能快速、简便、安全的对机房实施安装、升级、卸载软件，出现故障能快速恢复，能阻断非法接入，保证系统安全，机房稳定性好。

3.教师：机房网络畅通，系统操作方便，各种资料、教案等能够轻松获取、备份。

4.学生：计算机能正常使用，满足实训软件应用，运行流畅。

在应用场景上：60～80台计算机终端，要求支持windows 7以上操作系统，以瘦终端访问云桌面平台，虚拟机配置：cpu=2，内存4GB，系统盘50G，数据盘50G，主要安装软件有：MS office，PhotoShop，AutoCAD等。

（二）在校内调研后，开始对技术进行调研，云桌面主要有两种技术架构，一种是VOI架构，VOI可实现基于服务端的远程虚拟OS、APPS的按需交付，也可实现基于客户端的本地缓存OS、APP，可利用计算机终端的本地资源来处理计算及图形应用，也可支持各种外设，但是VOI 却不能很好的支持移动设备和利用服务器的计算资源，而依赖于自身的硬件性能，单纯从硬件采购成本上计算：VOI 是降低服务器成本，但是却提高了终端的单位成本。

VDI是目前主流的云桌面架构，大部分厂商的云桌面产品都是基于VDI架构，它是基于早期的RDP协议和瘦客户机逐步演变而来的，通过基于服务器的模式提供管理和安全优势。它能够为整个桌面映像提供集中化的管理，简单来说，对底层的服务器进行虚拟化，然后通过管理软件分配资源给各个虚拟机，虚拟机再通过网络与瘦终端或其他终端连接。

VOI和VDI各有优势，综合考虑，VDI更适合我们学校的要求，因此我们重点考察基于VDI的几种主流技术，基于VDI的主流技术主要有VMWare、Xen、KVM，其中VMWare是相对比较成熟的商业软件，市场占有率较大，产品稳定，价格相对较高；Xen是英国剑桥大学计算机实验室开发的一个虚拟化开源项目，XEN可以在一套物理硬件上安全的执行多个虚拟机，它和操作平台结合的极为密切，占用的资源最少，是开源技术；KVM是指基于Linux内核的虚拟机，KVM最大的好处就在于它是与Linux内核集成的，所以速度很快，运行在支持虚拟化扩展的X86和X86_64硬件架构上，cpu支持VT技术，是开源技术。

各厂商基于这几种主流技术开发出来的产品都有各自的优缺点，在调研中，我们重点考察了产品的传输协议、性能、易用性、兼容性，作为最终用户来说，我们更关注的是使用的体验，其中最直观的体现是传输协议的优劣，我印象最深刻的一次测试是，两个厂商使用同样配置的虚拟机，通过各自的瘦终端链接虚拟机，使用同样的1080P的影片进行测试，效果大相径庭，然后我们对表现较差的虚拟机进行资源调整，CPU及内存资源都翻倍，再进行测试，测试结果有稍好一点，但效果不明显。

二、效果与问题

我们通过大量的调研和考察，确定了技术参数，该项目也顺利实施，云实训机房这个项目总体是成功的，从使用的感受、性能上，老师及学生的反映都是比较好的，资源配置合理，在操作上与传统PC没有太大差别，在开启PhotoShop、Flash等较大型软件速度非常快。在管理上，管理员只需要做好相应系统的模板，统一发布就可以一次部署所有机器，更新及维护也是比较方便，并且可以设定定时还原。

云实训机房虚拟机配置

云实训机房拓扑图

随着使用的不断深入，云实训机房的弊端也逐渐暴露出来，例如对网络的依赖性太大，众所周知，网络是不稳定的，没有人能保证网络是一直稳定的，当网络出现故障时，云实训机房就会处于瘫痪状态，并且一旦出现这种情况，短时间内不可能完成修复，直接影响教学。

云桌面要真正的普及，我认为有以下几个问题是需要解决的：

（一）统一的标准。现在开展云桌面业务的厂家很多，基本是各自为战，没有统一的标准，现在使用的云桌面，离开了厂家的支撑，其他公司、技术人员基本没有接手维护工作的可能，这就意味着遇到技术性故障用户方只能依靠厂家进行维护，这就使得用户方非常的被动。

（二）兼容性。云桌面各个厂商的管理软件自成一系，鲜有可以支持不同底层技术的厂商，假设第一次采购了A公司的产品，下次我再采购B公司的产品，而它们不能兼容，那就意味着我要管理两套云桌面，失去了依靠云桌面实现简化管理、提高资源利用的目的。

（三）可靠性。基于VDI技术的云桌面产品对网络及服务器硬件过度依赖，容易因网络、服务器故障造成业务中断，业务的可靠性得不到保障，使用户信心大减。

三、未来展望

现在业界提出了新的理论模型：下一代云桌面NGD，设计原理是综合VDI 与 VOI 的特征，提出了以用户应用为中心的观念，把VDI 与VOI 融合达到实用的最主要意义在于前、后端资源共用。NGD既可以充分发挥服务器强大计算资源为瘦终端提供支撑，也能让PC及新型云终端本机的CPU 、GPU及内存、存储性能得到完全的使用。移动终端设备(智能手机、平板电脑等)也将得到NGD的支撑成为随身云桌面的入口。一些知名虚拟化研发机构已经在NGD上取得了突破性的成果，不远的将来，NGD会成为继VDI 与VOI 之后全新的桌面虚拟化架构。