基于Hyper-V技术云桌面的研究与实现

郭小雁

（广州工商学院，广东广州，510850）

1 Hyper-V技术分析

Hyper-V技术由微软（Microsoft）公司提供，从其作为产品的生产制造产业链条方面看，Hyper-V技术以一款虚拟化产品正式上架与Windows Server 2008发布同时。从本质看，Hyper-V技术作为一种基础设施软件，与同类虚拟化技术和软件相比，Hyper-V技术在虚拟化架构方面具有一定的比较优势。比如，在设计了AMD-V/Intel VT“基础层”前提条件下，可以专门设置Hyper-V“技术层”，进而在“基础层”和“技术层”支持之下，设置不同的“Parent”和“Child”等群集“虚拟层”，比如，设置“VM1 Parent”、“VM2 Child”群集等。从Hyper-V“技术层”分析，它能够与物理服务器进行硬件连接后直接运行（当前应用的Hyper-V“技术层”就以直接运行Hypervisor生成）。同时，在“技术层”中介条件限定下，将其中的“虚拟分区”与“硬件通信服务器”进行关联，目前应用中主要是以小规模“代码集”实现对二者的关联通信。

2 基于Hyper-V技术云桌面研究与实现

2.1 云桌面数据中心架构设计

无论在学校、企业、事业单位，都需要处理大量的信息数据。为了有效解决信息数据数量级增长产生的存储与高效利用问题，在当前“大数据”技术应用期间，可以通过设计基于Hyper-V技术的云桌面，采用不同的模式，运用虚拟化技术，将“单位”的存储硬件、数据中心服务器等进行“虚拟化设置”，进而将其中的各类信息数据资源转换为“虚拟桌面”，使用户直接通过云桌面进行相关应用。从云桌面构建思路的角度讲，就是通过Hyper-V技术，一方面，生成大量虚拟机；另一方面，通过Hyper-V技术对大量虚拟机实施运行管理，从而实现对虚拟化后的所有资源进行存储与调度应用。简单讲，即是把计算机存储和相关连接设备转换到一种无实物的虚拟空间之内，使其在与“现实世界”对等的“虚拟世界”获得应用。为了便于理解，业界通将其比喻为“虚拟货币的流通”。基于Hyper-V技术的云桌面核心是数据，因此需要匹配对应的数据中心架构。

图1 以学校为例的数据中心架构

以当前应用基于Hyper-V技术创建云桌面数量较大的学校“单位”为例，在“互联网+教育改革”和“大数据”技术应用时期，大部分高校都建立了计算机网络，随着学生数量的变化、学生信息的增多、“在线教学”方式的多元化发展，以及校园网络建设等工作的持续完善，学校在行政管理、教育教学中均产生了数量级增长的数据，此时，由于学校所有的数据都会存储到独立的数据库与中心数据库之中，占据了大量存储资源与设施设备。而在PC端与移动客户端每天生成的数量也十分惊人。所以，当前可以利用Hyper-V技术创建云桌面。比如，将“校园网交换机”、“业务管理交换机”、“储存交换机”与“校园网接入端”、“计算机节点集群”、“储存节点”、“用户使用终端”连接起来，就可以构建成基于Hyper-V技术的云桌面数据中心架构，可参看下图1所示。

2.2 基于Hyper-V技术的云桌面实现

2.2.1 用户账号管理

基于Hyper-V技术的云桌面实质上是一款虚拟应用软件，其功能如同当前各大企业应用的“云盘”或“网盘”一样。差异在于基于Hyper-V技术的云桌面多以“单位”类型的机构用户为主，具有针对业务处理的专业性特征。比如，在云桌面“用户账号管理”方面，其管理功能的实现主要以Windows中的“目录服务”为准，通过它进行资源分配实现管理目标。其中，包括了“存储用户账号”、“资源信息存储”、“域中活动目录授权访问”等。

继续以学校“单位”为例，针对“用户身份”和“计算资源”的“验证”、“管理”需求，在配置好“AD域服务”后，就可以在“域控制器”指定设置后，实现其它服务器资源的关联加入，进而使所有教职工与学生等在“活动目录”中实现自主账号创建。比如，以“计算机与软件学院”为例，其中就可以下设“用户”项，并在其项下再设置“其他”、“学生”、“教师”等目录，进一步如“学生”项下又可以设置“2013届”、“2014届”、“2015届”……“2020届”项等，若存储位置过多，则可以将其它分项设置到“Pubic”项内。比如，将“2016 届”到“2020 届”放到“Pubic”项，那么就可以看到如下创建账号的“域用户账户”，可以参看下图2所示。

图2 以学校为例的域用户账户

2.2.2 服务器群集

基于Hyper-V技术创建的云桌面中，需要构建Hyper-V服务器群集，原因是其中的组件安装缺少服务器CPU支持，就无法完成其虚拟化技术的应用。比如，在Hyper-V三层架构中的AMD-V/Intel VT“基础层”就属于此类技术。具体实现步骤如下：（1）进入BIOS系统，启用CPU虚拟化技术设置。（2）选择服务器，如外部SAN存储、SSDD硬盘存储（可组成RAID5磁盘列阵）等。（3）在数据中心运行服务器。（4）云桌面终端应用。继续以学校“单位”为例，就可以在服务器操作中选择Windows Server 2012 R2 Datacenter；虚拟化平台就可以应用Hyper-V。

具体的服务器群集构建如下：（1）可以通过将“Hyper-V角色”“添加”到服务器上实现。（2）创建服务器群集需要通过设置域名，如将其设置为Clould.microsoft.com，通常只需要将“故障转移群集组件”安装于“群集管理器”即可实现。（3）若要验证群集、实现群集存储，则只需要在添加群集“共享卷”后进行验证即可。

2.2.3 云桌面部署

在云桌面部署方面，通常可以实施“快速部署方案”，比如，通过“母盘”与“差异磁盘”结合的形式就可以有效实现该方案。其中，启动桌面系统就可以通过“母盘”完成；而每个桌面系统中的单独应用则可以通过“差异磁盘”完成保存。相当于为其增加了一个“远程遥控”和“虚拟磁盘”。“母盘”和“差异磁盘”安装方面，需要按照“先母盘，再差异磁盘”的顺序操作。比如，在“母盘”安装方面，针对“读写性能”提升，则可以通过Hyper-V管理器——虚拟机——虚拟磁盘的顺序，完成云桌面操作系统安装；针对“用户操作性和体验”，则可以先进行远程桌面启用，再进行虚拟机集成服务安装；需要注意的是，在云桌面首次启动中需要生成新SID，此时就需要对“母盘”中的SID进行工具删除，如用自带的SYSPREP工具就可完成此操作。在“差异磁盘”安装方面，只需要根据用户数量或需求复制“差异磁盘文件”，然后在“统一命名”进行管理。而云桌面的重复创建，通过“差异磁盘”即可实现。为了保障用户数据安全，应该保证虚拟机授权的独立性与密码保护的可更改性，如设置手机“验证码登录”等。

2.2.4 云桌面使用

在云桌面“数据中心架构”搭建、“用户账户管理”设置、“服务器群集”安装、“虚拟机”部署全部完成后，就可以通过PC机操作系统安装，并将其与“数据中心服务器群集”进行连接，“RDP协议远程”对云桌面进行使用。继续以学校“单位”为例，就可以选择微软（Microsoft）公司提供的WIN 7或WIN 10系统进行应用。为了保障应用安全和数据共享时的安全，也可以设置“第三方组件”，如将“NetScaler”监控平台和云桌面连接，就能够对数据中心所有流量实施有效监控。

3 结束语

“云计算”作为一种综合型的“虚拟化技术”和“统一管理模式”，通过对它的转换利用，可以创建基于不同虚拟技术的云桌面管理方案。作为“云计算”应用方面的典型应用方式，云桌面的创建，既可以实现不同接口的链接，也能够将PC端和移动客户端的各类资源进行共同管理，从而使各项闲置资源的管理与存储不占据计算机内存。结合以上分析可以看出，基于Hyper-V技术云桌面的研究与实现，不仅需要解决应用单位中的内网环境，还需要结合其实际经营业务进行一些架构设计和管理部署，使其在不同的虚拟机应用平台和虚拟机服务器中加以应用。