基于云计算的虚拟桌面平台的设计与研究

王利祥

摘 要：随着网络技术和网络带宽的不断提高，以及计算机和网络技术的不断发展，基于云计算的虚拟化技术现在已经渐渐成熟，并已经开始走向市场。用户通过使用虚拟主机或虚拟应用桌面的方式，能够使用较低的成本便可以获得更好的体验效果。同时也面临着诸多的问题，如由于终端的更新而引起的扩展性问题、软硬件的维护问题、个人文档的保存、信息安全等问题。为了方便有效的解决当前所面临的问题，本文通过搭建既可以面向个人，也可以面向中小型企业用户，基于电脑、移动通信设备和移动多媒体终端的云桌面服务平台，集成云桌面服务，打造新的服务平台。

关键词：云桌面；虚拟化；云计算；多媒体教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0040-02

1 研究背景

随着PC机的数量不断增大，互联网的规模逐年扩大，人们对互联网的可靠性、有效性以及安全性要求也越来越高，在固定宽带和移动应用大规模发展的同时，也面临着诸多的问题。与此同时，基于云计算[1]的虚拟化技术由于成本低、维护方便，而且用户可以更经济的获得更多的计算机资源，因此得到了飞速的发展。在企业界和学术界受到广泛关注的虚拟机管理器——Xen在性能方面不仅具有一定的优势，而且安全可靠，它可以支撑上百个虚拟桌面同时高效率的运行，从而大幅度提高了服务器硬件资源的使用效率。鉴于Xen以上优点，用户可以通过一台虚拟机在一台桌面计算机中模拟多多个虚拟桌面。由于Xen的应用更多的倾向于企业服务器领域，相关的优化和改进也大多是针对企业用户的，在虚拟桌面计算方面的应用还有许多地方需要进一步完善。但是相比企业用户，桌面用户的需求在更大程度上拥有方便友好的图形化界面和操作环境。就目前的应用环境和发展程度，Xen同时也可以安装到桌面计算机上，而且会发挥与在企业服务器应用中同样的优势，但是这样的使用方式，会带来一定的代价，那就是使普通用户在使用传统的操作系统时失去部分体验。比如，操作环境、桌面的打开方式、娱乐体验以及虚拟机中操作系统图形化桌面显示方式等都会发生突出的变化。

面对上述提出的一些问题，为了让桌面用户既可以体验到云桌面的便利特性，又可以有好的用户体验，需要提出一种解决方案来对现在Xen的应用框架进行有效的修改和改进，同时又可以为桌面用户提供更多的新的应用。本文通过阅读和探究现有的云桌面系统框架结构，面向个人用户以及中小企业用户，提出了一种基于计算机、移动通信设备和多媒体移动终端的新的思路，并建立应用商店模式补充可扩展应用的执行环境，集成云桌面大多数应用服务。

2 云桌面技術的业务形态

云桌面技术服务平台主要是面向个人客户和一些中小型企业客户，提供基于虚拟桌面[2]应用的计算机网络服务和虚拟应用分发的网络应用商店服务。

用户租用网络计算机将享受下面几种服务优势：

（1）数据安全、免维护，主机以及用户数据存放于机房，这样可以保障每个用户的数据的安全，主机设备以及系统软件等的维护和维修统一由电信主管部门进行，可以实时统一排除用户所遇到的故障。

（2）提供随时随地服务，客户无论是在公司、出差还是在家中，都不需要携带过多的物理设备，只需要携带自身能够上网用的网络计算机即可。

（3）桌面应用能力、计算能力、存储能力都会得到大幅度提升，大大丰富了用户终端功能，同时也会给用户带来更好的服务体验。

（4）收费合理，实行按需收费，在线升级比较方便，对网络计算机硬件配置和能力方面可以无限拓展。

3 相关业务描述

（1）门户网站主要适用于呈现虚拟桌面产品管理员可以在后台发布新的产品。

（2）对于普通用户来讲，通过门户网站便可以轻松快捷的购买相关产品和管理使用相关的产品。

（3）通过门户网站，客户还可以购买虚拟应用的产品，购买产品之后，当该产品有更新时，还可以对购买过的产品进行升级。

（4）使用客户可以通过手机或者瘦客户机打开位于云端的应用商店来使用自身的虚拟应用。如图1所示。

图1是一个比较完整的用户订购业务的流程：首先由网络应用服务运营商根据平台提供的资源以及自身成本核算之后，根据自身需要和自身实际制定不同类型的虚拟产品，然后在门户网站上予以发布。然后用户便可通过网站对云桌面的产品予以了解，根据自身实际需求挑选虚拟机；另外门户网站还会设置用户体验专区，方便用户进行在线体验，以便了解云桌面产品更多的特性。一旦用户确定了自己的订购意向，必须先在门户网站完成注册并登陆，然后才能选择自己需要的产品，产品可灵活便捷的根据用户的需求进行自定义的调整，例如，可以设置使用期限，可以调整虚拟机的一些配置，可以增加或者减少中央处理器、内存以及硬盘空间大小等参数，可以选择性安装自己需要的应用服务软件。当所有的自定义配置都已经确定好之后，便可通过支付渠道进行支付；管理平台会与支付渠道核对支付信息的正确性和完整性，核实确认之后便发送指令到后台应用，后台应用根据当前平台资源的使用情况去选择性能最好的基础设备，然后新建一台虚拟机，包括根据用户个性化的产品需求和配置相关的增值服务。等到所有的配置及软件安装完成之后，便会将虚拟机的管理账号反馈给管理平台，建立订购关系。此时用户可以登录并管理已购买的产品，以便实时了解账户信息，方便办理后续手续。

我们能够通过各个业务模型来辅助我们理解相关系统的应用需求，从各个业务模型中可以得到一些业务角色和业务用例，但是系统的核心用例并不是每一个业务用例都能够映射到的，只有那些与系统核心交互频繁的业务用例才能成为系统的执行者。

4 基本框架的搭建和设计模式

4.1 门户网站

业务建模中大致包含门户网站、门户用户平台、企业用户平台、业务管理平台以及CRM系统接口。下面我们简述一下门户网站的内容及建设。

基于云桌面的门户网站，其主要目的是向用户介绍和宣传推广云桌面的相关业务，主要内容大致包含以下几项内容：公司简介、公司产品介绍、各产品资费情况、基于各产品的在线体验区域、新闻动态通知、自主服务、以及常见问题等栏目。下面以功能为例进行模块划分讲解。

用户注册中用户权限要求：对于任何用户来讲，鉴于个人信息的保密，都需要用户名和密码。如果用户是企业用户则需要另外提供一个域信息。对于单体用户，当用户验证成功之后，必须完成激活。

应用虚拟桌面的购买：权限要求，用户选择产品，之后会自动生成订单号，然后选择支付方式进行支付购买，支付成功之后系统会为用户分配应用资源。

4.2 基本框架

为了满足不同用户对虚拟化桌面的不同要求，Citrix主张使用的系统架构如下：

第一层非标准终端层，这一层主要包括所有与本期项目有关的用户和未来其他类型用户使用的终端，由于这些终端归属个人使用，因此控制難度比较大，标准化程度也比较低。

第二层设计为终端接入层，主要由各省（直辖市）已经建成的终端准入系统组建而成，当第一层的终端经过终端准入系统完成认证和授权之后，便由其决定是否可以访问第三层。

第三层设计为受控标准终端层，该层主要由XenDesktop的虚拟桌面组建而成，此处所有的桌面都是通过一个标准的镜像文件产生的，用户无法修改。终端用户产生的所有数据也都只能保存在这一层的存储设备中，未经授权的数据或应用是不能传递到第一层的。

第四层设计为应用层，所有的业务系统都归为这一层。

4.3 运行环境的搭建

（1）内存配置：应用服务器和数据库服务器建议使用8G以上，对于客户端内存的大小，可以结合用户的需求来定制，考虑当前软件系统及应用软件的不断升级，建议使用4G及以上。

（2）处理器配置：应用服务器和数据库服务器对处理器的要求，建议配置2.0GHz以上，使用8核配置；对于用户客户端的处理器可以根据用户自身的实际进行配置。

（3）软件环境的搭建：应用服务器安装Linux操作系统、JRE使用SUN JRE5.0以上；对于数据库服务器需要安装数据库管理系统：MySQL 5以上。

4.4 终端操作设计

（1）利用虚拟桌面的方式访问系统。对于特定的客户，建立特定的虚拟桌面用户组，这种方式可以通过使用虚拟局域网并结合两者之间的防火墙特性实现。因为这样保证了只有属于该虚拟桌面的组员才能有权限访问所对应的业务系统，从而保证了系统的完整性，同时也保证了用户数据的安全性。

（2）安全访问控制的设计。在设计上述系统时，各个虚拟桌面之间是通过ICA协议进行相互通信的。ICA具有32个虚拟通道，这些通道可以传送各种I/O信息，如键盘、鼠标、图像、打印数据等，各个虚拟机的数据信息重定向到客户终端上的输入输出设备上，因此整个操作过程对于用户来讲，就像使用本地计算机一样。

5 结语

本文从系统研究背景、需求分析、总体框架搭建和设计和部署实现这四个角度对系统的开发设计过程进行了简要的阐述，并对系统的主要性能和配置进行了简单的介绍。对应用平台长期发展和业务扩充奠定了一定的基础。

参考文献

[1]虚拟化与云计算小组.虚拟化与云计算[M].北京：人民邮电出版社，2002：59，69.

[2]王信东.企业虚拟化经营理论与实践[M].经济科学出版社，2006：224，269.