基于虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)集成的研究

王世剛

(武漢城市職業(yè)學(xué)院 計(jì)算機(jī)與電子信息工程學(xué)院 湖北 武漢：430064)

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)中所需要的計(jì)算機(jī)類人才也在不斷增加。如何在高職院校通過(guò)項(xiàng)目方式，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力及實(shí)際動(dòng)手能力，從而符合企事業(yè)單位用人需求，其中很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是要將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)類實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行改造，把各種復(fù)雜不易管理的設(shè)備進(jìn)行桌面云系統(tǒng)集成，通過(guò)統(tǒng)一管理，發(fā)揮實(shí)訓(xùn)室的資源最大效能。這樣的實(shí)訓(xùn)室不僅能承擔(dān)基礎(chǔ)教學(xué)功能，同時(shí)也能夠提供社會(huì)服務(wù)。因此，我們?cè)谛?nèi)進(jìn)行了基于職業(yè)教育的工程實(shí)踐中心虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)集成應(yīng)用研究，不僅滿足了我校計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)要求、承接企事業(yè)單位項(xiàng)目和培訓(xùn)、國(guó)際技術(shù)交流培訓(xùn)等需求，還將該技術(shù)推廣到新疆博爾塔拉職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心，成功上線應(yīng)用并得到校方的好評(píng)。

虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)集成目的就是將原有實(shí)訓(xùn)室中不斷增添的服務(wù)器、存儲(chǔ)、交換機(jī)、路由器、防火墻、無(wú)線測(cè)試等眾多實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成，把原有各個(gè)獨(dú)立功能模塊進(jìn)行整合，最終能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外提供服務(wù)。整合后的虛擬桌面云系統(tǒng)更好地利用了所有設(shè)備的資源，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新，利用平臺(tái)來(lái)部署、開發(fā)出更多的應(yīng)用滿足教學(xué)、培訓(xùn)及承接項(xiàng)目的要求。

1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心式一體化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)室

首先將原有計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室改建成新型數(shù)據(jù)中心式一體化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)室，由原三間教室改建成為兩間實(shí)訓(xùn)室和一間數(shù)據(jù)中心機(jī)房。數(shù)據(jù)中心機(jī)房位于兩間實(shí)訓(xùn)室之間，用玻璃墻將兩間實(shí)訓(xùn)室隔開，設(shè)計(jì)智能控制門，刷卡進(jìn)出，同時(shí)還能在實(shí)訓(xùn)室看到數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行情況。然后將原獨(dú)立功能模塊進(jìn)行整體規(guī)劃放置，互相連通，并進(jìn)行通信測(cè)試，利用虛擬桌面云平臺(tái)進(jìn)行所有設(shè)備的整合，使得所有設(shè)備均能在系統(tǒng)上運(yùn)行。最后通過(guò)虛擬桌面云平臺(tái)的API接口，開發(fā)圖形化界面管理程序，能夠通過(guò)圖形化界面方式對(duì)系統(tǒng)中所有設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立管理。

設(shè)計(jì)的新型數(shù)據(jù)中心式一體化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)室如圖1所示，在實(shí)訓(xùn)室中設(shè)計(jì)一間封閉數(shù)據(jù)中心，實(shí)訓(xùn)室終端設(shè)備與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)，數(shù)據(jù)中心與校園網(wǎng)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全、大數(shù)據(jù)、軟件開發(fā)等課程可共同在實(shí)訓(xùn)室完成。同時(shí)可根據(jù)人數(shù)的不同進(jìn)行教學(xué)，如少于32人，可安排一間實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，如少于72人，則可同時(shí)安排兩間實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，不影響教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)效果，教學(xué)設(shè)備也可根據(jù)人數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

圖1 一種新型數(shù)據(jù)中心式一體化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)室結(jié)構(gòu)示意圖

2 利用虛擬桌面云平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)集成流程設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備多、各功能模塊單一的問題，設(shè)計(jì)利用虛擬桌面云平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)集成，流程圖如圖2所示。

圖2 虛擬桌面云平臺(tái)設(shè)計(jì)流程圖

云計(jì)算技術(shù)本身具有高性能、高可用性和易用等特點(diǎn)，基于虛擬桌面云技術(shù)構(gòu)建的云資源管理平臺(tái)能提供統(tǒng)一化管理功能，能夠保證平臺(tái)管理的可靠性和安全性。

3 虛擬桌面云系統(tǒng)集成應(yīng)用研究

3.1 虛擬桌面云系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

虛擬桌面云系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。將原有幾個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)等設(shè)備進(jìn)行整體規(guī)劃，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，利用虛擬桌面云技術(shù)，將硬件設(shè)備整合，放置已設(shè)計(jì)好的機(jī)柜中，充分利用硬件設(shè)備資源，VCenter Server是整個(gè)硬件設(shè)備管理平臺(tái)，可以管理后續(xù)擴(kuò)展的ESXi虛擬機(jī)，在ESXi中把原有信息系統(tǒng)進(jìn)行遷移并運(yùn)行，包括悅嵐大數(shù)據(jù)平臺(tái)、烽臺(tái)工控安全平臺(tái)、QG1-4教學(xué)平臺(tái)以及云盤平臺(tái)，另外通過(guò)API接口，完成系統(tǒng)管理運(yùn)維平臺(tái)建設(shè)，用界面化方式進(jìn)行各個(gè)虛擬機(jī)的管理工作。

圖3 虛擬桌面云系統(tǒng)集成架構(gòu)圖

3.2 虛擬桌面云系統(tǒng)平臺(tái)

圖4是集成后的虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)。通過(guò)虛擬化技術(shù)，將24臺(tái)原本互相獨(dú)立的服務(wù)器、3臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備、48臺(tái)交換機(jī)、12臺(tái)路由器，10臺(tái)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備進(jìn)行整合，完成整合后的資源可進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供桌面云到云終端、平板電腦，臺(tái)式電腦，筆記本及手機(jī)進(jìn)行使用。如后續(xù)還需增添設(shè)備，該系統(tǒng)也支持?jǐn)U展。同時(shí)，在云平臺(tái)上可部署開源及商用應(yīng)用平臺(tái)。圖5為部署在云平臺(tái)上的大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。

圖4 虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)

圖5 基于虛擬桌面云系統(tǒng)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)

3.3 利用API接口開發(fā)虛擬桌面云平臺(tái)虛擬機(jī)圖形管理程序

圖6是利用API接口開發(fā)虛擬桌面云平臺(tái)的虛擬機(jī)管理程序流程圖，圖7是虛擬桌面云平臺(tái)虛擬機(jī)管理界面。

圖6 利用API接口開發(fā)虛擬桌面云平臺(tái)的虛擬機(jī)圖形管理程序流程圖

圖7 虛擬桌面云平臺(tái)虛擬機(jī)管理界面

其部分代碼如下：

#！/usr/bin/python

author="wang shi gang"

EMAIL="dackjane@126.com"

from pyVim.connect import SmartConnect,Disconnect,SmartConnectNoSSL

EXSi_connection=SmartConnectNoSSL(host="",user=".local",pwd="")

//利用用戶名、密碼和主機(jī)IP連接到ESXI MOB(托管對(duì)象瀏覽器)，通過(guò)MOB獲取所需數(shù)據(jù)。

for machine in virtual_machines:

try:

powerstate=machine.summary.runtime.powerState

if powerstate=="poweredOff":

machineOff=machine.name

machineofflist.insert(0,machineOff)

print(′關(guān)閉的虛擬機(jī)列表′,machineofflist)

if powerstate=="poweredOn":

machineOn=machine.name

machine.PowerOn()

machineonlist.insert(0,machineOn)

print(′開啟的虛擬機(jī)′,machineonlist)

except:

print("cann′t exxute the task")

labelNameoff=

tk.Label(root,text=′已關(guān)閉虛擬機(jī):′,justify=tkinter.RIGHT,width=80)

labelNameoff.place(x=160,y=30,width=80,height=20)

labelNameon=

tk.Label(root,text=′已開啟虛擬機(jī):′,justify=tkinter.RIGHT,width=80)

//獲取開啟及關(guān)閉虛擬機(jī)詳細(xì)信息

liston.pack()

messagebox.showinfo(′vCenter server的信息′,full_name)

messagebox.showinfo(′ESXi的信息′,version)

//獲取vSphere基礎(chǔ)信息

Disconnect(EXSi_connection)

//退出連接

4 虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)集成應(yīng)用分析

通過(guò)以上分析可知，建設(shè)虛擬桌面云平臺(tái)的目的，是將原有各獨(dú)立功能計(jì)算機(jī)類實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行改造，使實(shí)訓(xùn)資源統(tǒng)一集中管理。

虛擬桌面云系統(tǒng)集成的方法，是把網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等硬件資源及各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，建設(shè)虛擬桌面云平臺(tái)。通過(guò)調(diào)用VMware API接口，開發(fā)虛擬桌面云管理程序，對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行可視化集中管理，通過(guò)圖形化界面對(duì)服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)掌握各獨(dú)立設(shè)備及系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行情況，進(jìn)行有效調(diào)度。目前在武漢城市職業(yè)學(xué)院計(jì)信學(xué)院內(nèi)部已經(jīng)形成私有云，可根據(jù)需求，將資源推送給云終端。如公有網(wǎng)絡(luò)及帶寬條件成熟，可將創(chuàng)建出的虛擬設(shè)備發(fā)送給平板和手機(jī)使用，讓學(xué)生和教師達(dá)到可隨時(shí)隨地使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)。該項(xiàng)目具有廣闊的市場(chǎng)前景，可推廣至企事業(yè)單位和各高?？蒲性核?，通過(guò)不斷的技術(shù)革新和功能的完善，可以更好的服務(wù)于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于信息技術(shù)的運(yùn)用。