云融合虛擬桌面系統(tǒng)在高校中的應(yīng)用研究

摘要：文章介紹了桌面虛擬化的技術(shù)特點，進一步分析了虛擬云桌面的兩種技術(shù)思路VDI和VOI，探討了兩種建設(shè)模式的優(yōu)缺點及適用場景。在高校信息化建設(shè)中立足自身依據(jù)實際需求和現(xiàn)實條件，選擇云融合虛擬桌面系統(tǒng)的優(yōu)勢及解決方案。實踐證明其良好的使用效果，較好地滿足各種用戶和場景的需求。

關(guān)鍵詞：云桌面;云融合;高校信息化建設(shè)

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）20-0209-02

伴隨信息技術(shù)的進步，高校智慧校園建設(shè)的深入，無論在高校行政辦公環(huán)節(jié)、教學(xué)實踐環(huán)節(jié)、考試培訓(xùn)環(huán)節(jié)，總務(wù)后勤環(huán)節(jié)都向信息化、數(shù)字化方向前進中。高校的計算機實驗室、多媒體教室、圖書館電子閱覽室作為高校的信息化建設(shè)基地，是學(xué)生消化吸收教學(xué)成果，自我提升的最重要的場所。同時，高校師生對移動辦公，移動學(xué)習(xí)的需求也日益迫切。但是，傳統(tǒng)的管理模式和管理技術(shù)手段，有著諸多的劣勢和缺憾，造成管理人員維護不易，耗時耗力，使用者體驗較差，安全管控缺失等實際問題。桌面虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)為高校信息化建設(shè)提供一種的新思路和模式，是高校信息化建設(shè)新的機遇。本文對虛擬云桌面在高校信息化建設(shè)中進行研究和探索。

1兩種不同技術(shù)虛擬云桌面解決方案

虛擬云桌面系統(tǒng)是基于虛擬化技術(shù)，將桌面虛擬化，在anywhere、anytime、anydevice利用網(wǎng)絡(luò)使用桌面，具備極大的靈活性和安全性[1-2]。在具體實現(xiàn)上，也存在一些不同的技術(shù)架構(gòu)，其各自具有優(yōu)缺點和適用場景，經(jīng)過實踐應(yīng)用后，目前市場主要存在兩種方向分別為VDI和VOI。

1.1VDI（虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案）

VDI（Virtual Desktop Infrastructure）技術(shù)出現(xiàn)較早，發(fā)展較成熟，目前在云桌面市場大多采用基于VDl的桌面產(chǎn)品，國外的思杰（Citrix）、微軟（MiCrosoft）、威睿（VMware），國內(nèi)的華為、銳捷、深信服等一流大廠均有優(yōu)秀的產(chǎn)品?；赩DI技術(shù)的云桌面系統(tǒng)，基于KVM虛擬化技術(shù)，其會根據(jù)需求在云端（服務(wù)器端）上開設(shè)相應(yīng)數(shù)量的虛擬機形成桌面資源池，然后通過網(wǎng)絡(luò)（最好是低延遲、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）將“桌面”（運算的結(jié)果）以圖片流的形式交付到用戶端（終端），用戶端（終端）將其解碼還原成操作桌面顯示出來，所以用戶端（終端）作為一個輸入輸出設(shè)備，一般使用瘦客機即可，也可以使用PC、筆記本、手機登設(shè)備。VDI的架構(gòu)如圖1所示。多臺服務(wù)器組成服務(wù)器集群按需生成虛擬桌面資源池，池中包含多種類型數(shù)量不一的虛擬機;用戶端（終端）啟動后從池中的虛擬機隨機建立通訊關(guān)系，需要注意的是，一般虛擬機數(shù)量需要有一定冗余即虛擬機數(shù)量要大于終端數(shù)，以保證所有終端都可對應(yīng)到虛擬機。

基于VDI的云桌面系統(tǒng)可以實現(xiàn)桌面、終端、用戶、場景鏡像模板等的統(tǒng)一管理，其靈活性、安全性也有極大的提高，大幅度提升管理運維效率，但其技術(shù)特性決定其系統(tǒng)極度依賴網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定或者復(fù)雜應(yīng)用諸如高清影音傳輸，設(shè)計類軟件應(yīng)用等，就會出現(xiàn)卡頓，響應(yīng)不及時的現(xiàn)象，用戶體驗就會變糟。甚至于當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障發(fā)生斷網(wǎng)或者服務(wù)器宕機的情況時，整個系統(tǒng)會完全無法使用。因此，基于VDI技術(shù)的產(chǎn)品比較適合應(yīng)用單一的常規(guī)辦公場景。

1.2VOI（虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案）

VOI（Virtual OS Infrastructure）技術(shù)可以看成是VDI技術(shù)的一種擴展形式，VOI技術(shù)克服了VDI模式下出現(xiàn)的各種問題?；赩OI技術(shù)的云桌面系統(tǒng)將運行環(huán)境集中存儲在云端（服務(wù)器端），由云端（服務(wù)器端）來管理場景鏡像模板并下發(fā)給終端，桌面系統(tǒng)、應(yīng)用及用戶文件是下發(fā)存儲在終端本地，計算壓力完全由終端承擔(dān)，云端（服務(wù)器端）只承擔(dān)場景鏡像模板的管理，上傳和下發(fā)以及終端管控工作[3]。因而即可以支持復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境諸如音視頻、大型設(shè)計及工業(yè)軟件等，又無須高配置的服務(wù)器支撐且支持離線可用，完美保障了網(wǎng)絡(luò)考試的可靠性要求，避免教學(xué)事故的發(fā)生。VOI架構(gòu)如圖2所示。服務(wù)器僅需要低配的部門級服務(wù)器即可支撐幾百個終端的使用。

基于VOI的云桌面系統(tǒng)可使應(yīng)用場景從應(yīng)用單一的公共機房延伸至經(jīng)管類機房、3D機房、多媒體教室以及教師辦公，針對利舊、輕3D應(yīng)用、特殊軟件等場景，考慮成本同時也確保了效果。同時VOI的技術(shù)特性，支持終端系統(tǒng)離線可用，可應(yīng)用到對可靠性要求很高的網(wǎng)絡(luò)考試中，例如全國計算機等級考試、會計資格證考試等。

2適合高校的虛擬云桌面系統(tǒng)選擇

桌面云應(yīng)用到教育行業(yè)，特別是在高校存在諸多特殊性。高校中，用計算機承載實驗教學(xué)的終端數(shù)量眾多，實驗室場景多，從應(yīng)用相對單一使用場景例如高校公共課機房、圖書館查詢終端、普通員工辦公終端等，到應(yīng)用復(fù)雜的專業(yè)課教學(xué)需求，諸如3D設(shè)計、高清影音傳輸、圖像處理等;網(wǎng)絡(luò)考試或培訓(xùn)時，又要求服務(wù)器宕機或網(wǎng)絡(luò)故障的情況下，終端離線可用，業(yè)務(wù)正常運行。同時，高校的建設(shè)資金有限，不可能投入大量資金打造性能非常卓越的服務(wù)器集群、重新鋪設(shè)新的高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，或者同時部署兩套VOI系統(tǒng)平臺和VDI系統(tǒng)平臺，這不僅資金投入成本高而且也加大運維人員的管理工作量和復(fù)雜度，與初衷相悖。

武漢噢易云融合虛擬桌面可以在同一個管理平臺下同時部署VOI和VDI的兩種模式的終端，不僅能實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理集中控制，而且其產(chǎn)品是量身為國內(nèi)教育行業(yè)打造，針對國內(nèi)的各類計算機網(wǎng)絡(luò)考試進行優(yōu)化設(shè)計，例如自動獲取IP，按規(guī)則自動設(shè)置用戶名等，極其有效地降低運維人員的工作量，提高工作的效率，同時，該系統(tǒng)帶來云資源管理的新模式，幫助學(xué)校節(jié)約建設(shè)成本，提高資源使用率。

3云融合虛擬桌面系統(tǒng)的分析

云融合虛擬桌面系統(tǒng)是一套融合VDI和VOI兩種桌面技術(shù)架構(gòu)的新型桌面云系統(tǒng)，其專為教育場景定制開發(fā)進行優(yōu)化，面向多種多樣的使用場景需求，交付不同桌面架構(gòu)的桌面環(huán)境，適用于公共機房、實訓(xùn)室、3D機房、語音教室、多媒體教室、圖書館、教師辦公、各類考試等大規(guī)模、復(fù)雜、混合場景。打破了VDI與VOI的技術(shù)界限，同時具備VDI桌面的移動特性、VOI桌面的高性能，以及桌面的漂移;并通過一致的Web管理界面、一致的交互體驗實現(xiàn)機房、設(shè)備、桌面統(tǒng)一管理和集中運維，讓教學(xué)更順暢，學(xué)習(xí)更高效，管理更便捷。

3.1云融合虛擬桌面方案總體架構(gòu)

云融合虛擬桌面系統(tǒng)總體架構(gòu)如下圖所示，整個系統(tǒng)使用1個統(tǒng)一融合管理平臺實現(xiàn)1種視圖、1個入口、1套桌面部署交付流程，可交付5種類型類型桌面，滿足N個場景多元化、個性化的“教、學(xué)、訓(xùn)、研”的桌面需求，從而真正打造“1+5+N”教育桌面云服務(wù)高標準。

3.2云融合虛擬桌面系統(tǒng)實施部署

3.2.1云融合虛擬桌面系統(tǒng)硬件

（1）云硬件服務(wù)器：用于安裝融合版平臺軟件程序，需選用大容量內(nèi)存和高速緩存SSD固態(tài)硬盤，依據(jù)終端數(shù)量和類型，選擇具體配置。

（2）云終端：可采用VDI瘦云終端和VOI胖終端均可。

（3）其他配件：網(wǎng)絡(luò)千兆交換機、顯示器等。

3.2.2云融合虛擬桌面系統(tǒng)軟件

（1）融合版平臺軟件：B/S架構(gòu)，統(tǒng)一的平臺對VDI和VOI機房、終端設(shè)備、兩種架構(gòu)的桌面的統(tǒng)一部署、管理和運維，性能優(yōu)越，靈活環(huán)保，極具性價比。

（2）多媒體教學(xué)組件：針對云環(huán)境的教學(xué)輔助軟件，滿足教師個性化授課需求。

（3）桌面云運維管理組件：針對針對云環(huán)境的運維管理軟件，支持程序使用控制、網(wǎng)絡(luò)訪問控制、設(shè)備訪問控制等，并記錄相關(guān)桌面操作等。

（4）云盤組件：實現(xiàn)云桌面數(shù)據(jù)漫游，應(yīng)用與移動辦公和備課，可實現(xiàn)云盤文件共享。

3.2.3云融合虛擬桌面系統(tǒng)部署架構(gòu)

云融合虛擬桌面系統(tǒng)融合VDI和VOI兩種桌面架構(gòu)，專為教育場景量身定制，針對不用使用場景需求，交付不用桌面架構(gòu)的教學(xué)環(huán)境，可應(yīng)用于公共機房、實訓(xùn)室、3D機房、語音教室、多媒體教室、教師辦公、網(wǎng)絡(luò)考試等大規(guī)模、復(fù)雜、混合場景下，打破固有技術(shù)壁壘，同時具備VDI桌面的移動特性、VOI桌面的高性能以及桌面的漂移，采用統(tǒng)一的WEB視圖界面、統(tǒng)一管理集中運維，讓教學(xué)更順暢，學(xué)習(xí)更高效，管理更便捷，整個產(chǎn)品系統(tǒng)部署架構(gòu)如下圖4所示。

4云融合桌面系統(tǒng)實施應(yīng)用效果

（1）更快。90秒內(nèi)可完成100個桌面并發(fā)啟動;120秒內(nèi)可閃電部署100個桌面;課件更新1GB，小于120秒;多系統(tǒng)一鍵切換90秒內(nèi)可完成。

（2）更準。終端對應(yīng)準：支持終端自動排序桌面IP、計算機名、用戶名按序?qū)?yīng);切換場景準：支持一鍵選擇所有學(xué)生進入指定桌面，也可按課表計劃切換桌面;沒備定向準：兼容幾乎所有外設(shè)，識別準確。

（3）更穩(wěn)。連接穩(wěn)：支持因人為因素或網(wǎng)絡(luò)故障時，學(xué)生桌面不會退出;計算穩(wěn)：提供高性能桌面，充分利用終端的高計算性能，提供持續(xù)、穩(wěn)定的高性能桌面服務(wù);集群穩(wěn)：支持服務(wù)器集群和冗余備份，計算節(jié)點單點故障不會影響桌面的正常使用，支持多主控模式，實現(xiàn)主控系統(tǒng)的可靠性。

（4）更全。教學(xué)支撐功能全：支持廣播教學(xué)、分組教學(xué)、課堂測試等教學(xué)輔助功能，同時可提供程序使用控制和網(wǎng)絡(luò)訪問限制等管控功能，保障課堂秩序;交付桌面類型全：支持VDI教學(xué)和個人桌面、VOI教學(xué)和個人桌面、以及漫游桌面，覆蓋不同的業(yè)務(wù)需求;桌面支持系統(tǒng)全：支持WinXP/7/8/10等，Ubuntu/Radhat等Linux系統(tǒng);終端兼容類型全：兼容多種架構(gòu)和類型的終端，包括X86/ARM瘦終端，一體機、VOI胖終端、利舊PC等，可根據(jù)實際情況靈活選擇。

（5）更簡。操作簡單：直觀的管理界面簡單易懂，無須技術(shù)儲備和學(xué)習(xí)，即可快速上手;部署簡單：支持B/S架構(gòu)管理模式，遠程網(wǎng)絡(luò)平臺部署云桌面;升級簡單：支持桌面資源彈性分配、服務(wù)端資源平滑擴展，無須重裝系統(tǒng)。

5結(jié)束語

桌面虛擬化技術(shù)日趨成熟，基于VDI和VOI技術(shù)的產(chǎn)品種類繁多，其中不乏國際大廠的優(yōu)秀產(chǎn)品和解決方案。但是，國內(nèi)高校必須立足自身，對國外廠商的宣傳推廣不迷信、不盲從，依據(jù)實際需求和現(xiàn)實條件，選擇最合適的產(chǎn)品。云融合虛擬桌面系統(tǒng)兼容并蓄，將VDI和VOI兩種模式歸于同一平臺下集中管理，同時享受兩種技術(shù)帶來便捷，依據(jù)實際場景配置部署VDI桌面或者VOI桌面，更好更有效地滿足需求提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，是高校信息化建沒的不二選擇。

參考文獻：

[1]吳海.集團虛擬化平臺建沒淺析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（24）：166.

[2]王振華，劉慧芳，洪泓.現(xiàn)代高校計算機實驗室建設(shè)的新趨勢[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2016（9）：96-97.

[3]鄔曉明.虛擬云桌面在高校計算機實驗室的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（32）：264-266.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

收稿日期：2020-03-25

作者簡介：丁怡（1983-），女，江蘇蘇州人，助理研究員，碩士，主要研究方向為教育技術(shù)，教育管理，軟件工程。