云桌面解決方案

陳翠娥

【摘 要】近年來，隨著云計算技術(shù)的發(fā)展，院校信息化建設(shè)中運用虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢，通過分析傳統(tǒng)PC桌面面臨的問題，通過介紹云桌面技術(shù)，提出了高校云桌面的解決方案。

【關(guān)鍵詞】云計算;云桌面;虛擬化

【中圖分類號】TP393?????? 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）06-0019-01

在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，教育信息化建設(shè)成為教育體系發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的創(chuàng)新使得高校的IT能力發(fā)生了翻天覆地的改變，信息化教學(xué)裝備與技術(shù)已成為教育教學(xué)的重要支撐，利用云桌面技術(shù)可以輕易解決以往信息化建設(shè)中經(jīng)常遇到的重復(fù)投資、維護困難、數(shù)據(jù)丟失等問題。云桌面的全面爆發(fā)之下是云桌面技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新以及高校IT環(huán)境的全面進化。

一、傳統(tǒng)PC桌面面臨的問題

傳統(tǒng)的以PC機為核心的桌面系統(tǒng)，由于桌面數(shù)據(jù)本地磁盤存儲、I/O設(shè)備接口豐富且開放，一直存在用戶使用的便捷性與桌面數(shù)據(jù)安全管理的復(fù)雜性之間的矛盾。在實際運用中，越來越暴露出其安全和管理上的弊端。

1.數(shù)據(jù)泄漏難以防范。

傳統(tǒng)PC桌面系統(tǒng)桌面數(shù)據(jù)本地磁盤存儲，存儲在各處的本地磁盤中，即便采用了很好的管理手段，客戶端數(shù)據(jù)安全隱患仍然日益增加，設(shè)備維修或丟失導(dǎo)致信息泄露，PC機接口豐富且開放，數(shù)據(jù)異常使用行為難以全面約束。

2.安全漏洞層出不窮。

由于PC機的安全漏洞較多，如果不能得到及時地修復(fù)，一旦被蠕蟲和木馬等惡意軟件加以利用，會給網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全帶來巨大威脅，業(yè)務(wù)工作環(huán)境也有受攻擊和被破壞的危險，嚴重影響工作的正常開展。雖然操作系統(tǒng)補丁或者防病毒軟件都可以實現(xiàn)自動升級但在實際環(huán)境中往往很難實現(xiàn)，通常需要網(wǎng)絡(luò)管理人員或計算機的固定用戶親自動手安裝和更新。同時，這種分散的安全管理很難避免某些終端沒有及時更新，而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中出現(xiàn)安全短板，從而使整個網(wǎng)絡(luò)處于危險狀態(tài)。

4.總體擁有成本高。

傳統(tǒng)PC桌面系統(tǒng)，PC機硬件配置難以升級，不能適應(yīng)軟件應(yīng)用的快速發(fā)展，PC機設(shè)備報廢周期短，3-5年需要更新替換[1]。雖然PC機硬件成本相對較低，但卻常常抵不過高昂的PC機管理與支持成本。由于需要針對各種各樣的PC機配置進行部署測試與審核，這種管理實屬勞動密集型工作。再加上需要管理人員親臨現(xiàn)場來提供故障處理支持，同樣也提高了系統(tǒng)管理維護成本。

二、桌面虛擬化技術(shù)簡介

虛擬化技術(shù)的主要思想是提高硬件資源的利用效率，將一個獨立的硬件服務(wù)器虛擬成多個邏輯服務(wù)器（稱為虛擬機），就是在一個物理服務(wù)器上運行多個虛擬機，這些虛擬機共享底層硬件，從虛擬機中的應(yīng)用的角度看，虛擬機就象是一個物理服務(wù)器，有完整的操作系統(tǒng)、CPU、內(nèi)存、I/O設(shè)備（網(wǎng)卡、磁盤等）[2]。

當(dāng)前，虛擬化技術(shù)可分為服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化等類型，本文檔主要涉及桌面虛擬化技術(shù)[3]，其它虛擬化技術(shù)不做詳述。

1.服務(wù)器虛擬化。

服務(wù)器虛擬化就是使軟件和硬件相互分離，把軟件從主要安裝硬件中分離出來。[4]它可以在服務(wù)器架構(gòu)中的多個位置實施虛擬化，包括應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)之間或操作系統(tǒng)與硬件之間，后者指位于下層的虛擬化軟件通過空間上的分割、時間上的分時以及模擬，抽象出一個虛擬的硬件接口，向上層操作系統(tǒng)提供一個與它原先期待一致的服務(wù)器硬件環(huán)境，使得上層操作系統(tǒng)可以直接運行在虛擬環(huán)境上，可允許多個操作系統(tǒng)同時運行在單個物理服務(wù)器上。

2.桌面虛擬化。

桌面虛擬化是以服務(wù)器虛擬化為基礎(chǔ)，結(jié)合桌面遠程顯示控制、終端遠程管理、應(yīng)用自動化推送等技術(shù)，能夠在數(shù)據(jù)中心端為用戶提供遠程的桌面操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序計算服務(wù)，在虛擬機上運行用戶所需的桌面操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，通過交換網(wǎng)絡(luò)，采用遠程顯示控制協(xié)議將桌面圖像、視頻、音頻、鼠標(biāo)鍵盤操作事件、外設(shè)I/O數(shù)據(jù)以流的方式傳輸?shù)教摂M桌面終端設(shè)備上進行顯示交互，終端本地不存儲任何桌面數(shù)據(jù)。[5]

三、高校云桌面解決方案

利用國產(chǎn)云桌面技術(shù)，在集中管理的桌面虛擬化資源池中為師生創(chuàng)建、分配一臺或多臺桌面虛擬機，在虛擬機中安裝教學(xué)所需的操作系統(tǒng)和相關(guān)應(yīng)用軟件，用戶通過免維護、低成本、低功耗的瘦客戶機作為終端設(shè)備，終端用戶必須通過登錄安全云桌面系統(tǒng)后，才能訪問相應(yīng)的桌面虛擬機，再在桌面虛擬機中進行學(xué)習(xí)，所生成或編輯的文件數(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)中心中，終端設(shè)備本地不存儲任何文件數(shù)據(jù)，同時將需要使用的USB外設(shè)（如打印機、掃描儀、USB盤）作為一個受控端設(shè)備遠程重定向連接到對應(yīng)的虛擬機中，構(gòu)建符合GB/T18336 EAL 3級安全管理要求的云桌面系統(tǒng)。系統(tǒng)總體上包括四大類邏輯組件：虛擬化平臺管理、虛擬桌面管理、安全傳輸與接入管理、虛擬桌面終端等四個邏輯組件構(gòu)成。

1.虛擬桌面管理。

云桌面系統(tǒng)虛擬桌面管理邏輯組件，由桌面資源使用與管理、桌面安全管理、桌面安全審計管理等功能模塊構(gòu)成，提供虛擬桌面全生命周期管理能力。桌面安全管理由三員授權(quán)管理、安全分級管理、桌面分配管理、桌面認證管理等安全管理功能構(gòu)成，提供符合EAL3級等標(biāo)準安全要求的桌面虛擬化安全管理能力。桌面安全審計管理由桌面連接審計、用戶連接審計、系統(tǒng)日志審計、第三方安全審計服務(wù)等安全審計功能構(gòu)成，提供符合EAL3級等標(biāo)準安全要求的桌面虛擬化安全審計管理能力。

2.虛擬化平臺管理。

安全云桌面系統(tǒng)虛擬化平臺管理邏輯組件，由虛擬化資源管理、虛擬化資源安全管理、虛擬化資源安全審計管理等功能模塊構(gòu)成，提供虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)全生命周期管理能力。

虛擬化資源管理包括計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、模板&鏡像、調(diào)度任務(wù)、用戶、運維、服務(wù)&API等八大類資源系統(tǒng)管理功能。虛擬化資源安全管理由三員授權(quán)管理、安全分級管理、計算資源安全管理、存儲資源安全管理、網(wǎng)絡(luò)資源安全管理等安全管理功能構(gòu)成，提供符合EAL3級等標(biāo)準安全要求的虛擬桌面安全管理能力。虛擬化資源安全審計管理由三員分權(quán)審計、系統(tǒng)日志審計、計算資源安全審計、存儲資源安全審計、網(wǎng)絡(luò)資源安全審計等安全審計功能構(gòu)成，提供符合EAL3級等標(biāo)準安全要求的虛擬桌面安全審計管理能力。

3.安全傳輸與接入管理。

云桌面系統(tǒng)安全傳輸與接入管理邏輯組件，基于遠程桌面顯示控制協(xié)議和安全訪問網(wǎng)關(guān)，終端與宿主服務(wù)器及桌面虛擬機不直接連接，而通過安全訪問網(wǎng)關(guān)進行動態(tài)映射實現(xiàn)安全接入，將終端與虛擬桌面之間的視頻、音頻、圖像、鼠鍵操作等信息分不同通道傳輸，可靈活地選擇通道的壓縮和加密方法，同時實現(xiàn)對終端與虛擬桌面之間的訪問行為進行集中監(jiān)管。

4.虛擬桌面終端。

云桌面系統(tǒng)虛擬桌面終端邏輯組件，由虛擬桌面客戶端及運行該客戶端的瘦客戶機或PC機等終端設(shè)備構(gòu)成，為用戶提供桌面虛擬化系統(tǒng)認證登錄與個人桌面使用交互功能。

四、院校應(yīng)用云桌面的意義

通過研究院校對桌面的實際需求，以提升桌面環(huán)境應(yīng)用過程中的標(biāo)準化、自動化和平臺安全管理水平為目標(biāo)，依托云數(shù)據(jù)中心，從云計算、虛擬安全、桌面管理、行為控制等多個角度構(gòu)建一套完整的校園桌面云平臺，使云桌面替代傳統(tǒng)的PC桌面環(huán)境，實現(xiàn)對桌面的全面安全加固、簡捷的管理及提供良好的應(yīng)用體驗。主要的意義有幾個方面：（1）實現(xiàn)校園內(nèi)部各個應(yīng)用場景桌面終端的安全、便捷管理。（2）提升院校師生在電子教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用體驗和滿意度。（3）大幅度減少各院校桌面終端的維護工作量。（5）實現(xiàn)終端的集中管理，避免因少數(shù)終端脫離管理而使整個網(wǎng)絡(luò)的安全出現(xiàn)短板的情況。

參考文獻

[1]周鐵成.多媒體教室云桌面教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報.2014（4）：66-69.

[2]王瑞娜.基于虛擬技術(shù)的云桌面平臺在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）.2016（3）：56-59.

[3]顧錦江.云桌面技術(shù)應(yīng)用探索[J].無線互聯(lián)科技.2015（19）：20-22.

[4]周博，李峰.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用[J].電子世界.2019（19）：139-140.

[5]任鳳君，鄭禮河，曾文玄.桌面虛擬化在高校信息化建設(shè)中的研究和實踐[J].福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2016（02）：34-38.