桌面云關(guān)鍵技術(shù)研究

1、<p><b>　　桌面云關(guān)鍵技術(shù)研究</b></p><p>　　【摘要】什么是桌面云，我們首先要回答一個(gè)問(wèn)題是什么是云計(jì)算。關(guān)于云計(jì)算的定義很多，按大家廣泛認(rèn)可的是維基百科上關(guān)于云計(jì)算的定義，即：“云計(jì)算（cloud computing），是一種互聯(lián)網(wǎng)上的資源利用新方式，可為大眾用戶依托互聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)、自治的服務(wù)進(jìn)行按需即取的計(jì)算 ， 云計(jì)算的資源是動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展而且虛擬化的，通過(guò)互

2、聯(lián)網(wǎng)提供”。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】桌面，云，關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　桌面云是合乎上述云計(jì)算定義的一種云。在 IBM 云計(jì)算智能商務(wù)桌面（IBM Smart Business Desktop Cloud）的介紹頁(yè)面看，我們可以看到桌面云的定義是：“可以通過(guò)瘦客戶端或者其他任何與網(wǎng)絡(luò)相連的設(shè)備來(lái)訪問(wèn)跨平臺(tái)的應(yīng)用程序，以及整個(gè)客戶桌面”。也就是說(shuō)我們只需要一個(gè)瘦客戶端設(shè)備，或

3、者其他任何可以連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，通過(guò)專用程序或者瀏覽器，就可以訪問(wèn)駐留在服務(wù)器端的個(gè)人桌面以及各種應(yīng)用，并且用戶體驗(yàn)和我們使用傳統(tǒng)的個(gè)人電腦是一模一樣的。 </p><p>　　一、桌面云解決方案 </p><p>　　桌面云虛擬化構(gòu)建于虛擬化平臺(tái)之上，采用基于服務(wù)器的計(jì)算模型，不同用戶桌面以虛擬機(jī)的形式獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)共享CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)連接和存儲(chǔ)器等底層物理硬件資源。此架構(gòu)將用戶彼此隔離

4、開來(lái)，使每個(gè)用戶都擁有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)精確的資源分配，并能保護(hù)用戶免受其他用戶活動(dòng)所造成的應(yīng)用程序崩潰和操作系統(tǒng)故障的影響。桌面云架構(gòu)如下圖 </p><p>　　1桌面云的各個(gè)組件： </p><p>　　a）桌面云客戶端?？梢允枪P記本，臺(tái)式機(jī)，ipad，也可以是兆民CC1000等智能終端 </p><p>　　b）桌面broker和云服務(wù)端運(yùn)維管理中心。

5、桌面broker和云服務(wù)端運(yùn)維管理中心是兆民研發(fā)部自主研發(fā)的系統(tǒng)軟件。桌面云broker提供用戶登陸，賬單查詢，續(xù)費(fèi)，連接云桌面等功能。云服務(wù)端運(yùn)維管理中心用于管理所有用戶，維護(hù)云池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)控用戶使用習(xí)慣，限制帶寬等各種實(shí)用功能。 </p><p>　　通過(guò)桌面broker和云服務(wù)端運(yùn)維管理中心不僅能增強(qiáng)控制能力和可管理性，還可以提供令用戶倍感親切的桌面體驗(yàn)，簡(jiǎn)化虛擬桌面的管理、調(diào)度和部署。用戶可以通過(guò)云

6、服務(wù)端運(yùn)維管理中心安全而方便地訪問(wèn)虛擬桌面，升級(jí)和修補(bǔ)工作都從單個(gè)控制臺(tái)集中進(jìn)行，因此可以有效地管理數(shù)百設(shè)置數(shù)千個(gè)桌面，從而節(jié)約時(shí)間和資源。 </p><p>　　c）云池。目前云池采用XenServer虛擬化平臺(tái)，虛擬機(jī)管理采用XenCenter。該虛擬化平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬硬件，并為虛擬主機(jī)硬件提供硬件兼容列表，有效減少了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不兼容的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的CUP調(diào)度 功能以及多主機(jī)平衡功能，性能波動(dòng)現(xiàn)

7、象也明顯減少。可以直接暫停并重新調(diào)度虛擬機(jī)，而無(wú)需考慮客戶操作系統(tǒng)內(nèi)部的線程活動(dòng)，顯著改善用戶在云桌面虛擬化環(huán)境中的體驗(yàn)。 </p><p>　　云池為用戶提供虛擬主機(jī)服務(wù)（IaaS），用戶只需通過(guò)終端產(chǎn)品以及自己的帳號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)，即可連接到自己的虛擬主機(jī)，并且用戶可以根據(jù)自身需求的變化隨時(shí)調(diào)整虛擬主機(jī)的配置，而無(wú)需以前繁瑣的重裝系統(tǒng)，備份數(shù)據(jù)等。這種方式同時(shí)可提供離線的軟件安裝與維護(hù)，以及離線殺毒等服務(wù)。基礎(chǔ)架構(gòu)

8、對(duì)虛擬主機(jī)的支持對(duì)于用戶而言是透明的，計(jì)算資源可在其中動(dòng)態(tài)部署并進(jìn)行共享。 </p><p>　　為了提供IaaS服務(wù)，云池需要實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的自動(dòng)分配與管理、快速的配置與部署等功能。具體包括以下幾方面： </p><p>　　云池基礎(chǔ)：采用XenServer，在每個(gè)服務(wù)器部署XenServer，每臺(tái)XenServer上部署多個(gè)虛擬機(jī)，虛擬機(jī)支持多種客戶操作系統(tǒng)，利用XenCenter對(duì)各節(jié)點(diǎn)

9、進(jìn)行集中管理。 </p><p>　　開發(fā)接口：采用XenServer所支持的XAPI，根據(jù)需求，擴(kuò)展XenServer 的功能并增加基于XenServer的應(yīng)用，開發(fā)語(yǔ)言使用Java。 </p><p>　　自動(dòng)化管理：對(duì)云池中的虛擬機(jī)進(jìn)行管理，包括節(jié)點(diǎn)的性能監(jiān)控、虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移。在同一個(gè)資源池內(nèi)，監(jiān)控XenServer節(jié)點(diǎn)的資源使用情況，根據(jù)不同的策略，利用虛擬機(jī)遷移技術(shù)調(diào)整虛擬機(jī)在

10、不同XenServer上的放置位置。 </p><p>　　自動(dòng)化部署：根據(jù)用戶的資源配置請(qǐng)求，啟動(dòng)虛擬機(jī)時(shí)，在資源滿足要求的情況下，自動(dòng)選擇在最優(yōu)的XenServer節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。 </p><p>　　用戶管理：用戶分管理員用戶及普通用戶，管理員用戶可以手工增加或刪除普通用戶賬號(hào)，查看云池狀態(tài)，普通用戶可以注冊(cè)、登錄并使用自己的虛擬機(jī)或訪問(wèn)自己的Web應(yīng)用。用戶管理方面，需要基于Web應(yīng)

11、用，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基本的用戶的登陸、注冊(cè)、注銷等功能。 </p><p>　　2、桌面云原理及架構(gòu) </p><p>　　云池系統(tǒng)架構(gòu)如下圖1.1所示。 </p><p>　　云池包括三層架構(gòu)：資源池層、虛擬化層及服務(wù)應(yīng)用層。其中資源池層包括計(jì)算資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池及存儲(chǔ)資源池。虛擬化層是通過(guò)在節(jié)點(diǎn)機(jī)中部署基于Xen虛擬化技術(shù)的思杰XenServer，以整合系統(tǒng)資源并向上層

12、提供統(tǒng)一服務(wù)。云池對(duì)外提供的服務(wù)及應(yīng)用的形式為虛擬主機(jī)。 </p><p>　　3、桌面云運(yùn)行流程 </p><p>　　云池對(duì)外提供服務(wù)時(shí)，需要通過(guò)代理服務(wù)器，其工作流程如下圖所示。 </p><p>　　其服務(wù)流程包括以下幾個(gè)部分： </p><p>　　1、用戶通過(guò)登錄網(wǎng)頁(yè)，注冊(cè)賬號(hào)，定制虛擬機(jī)。 </p><p&g

13、t;　　2、用戶通過(guò)云終端登錄代理服務(wù)器，請(qǐng)求使用虛擬機(jī)。 </p><p>　　3、代理服務(wù)器查詢數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證用戶信息的有效性，通過(guò)驗(yàn)證后，查詢用戶的虛擬機(jī)信息。若已經(jīng)為用戶分配虛擬機(jī)，則向XenServer請(qǐng)求啟動(dòng)用戶的虛擬機(jī)；若查詢不到用戶的虛擬機(jī)信息，則從云池的虛擬機(jī)緩存中獲取一臺(tái)虛擬機(jī)分配給用戶。 </p><p>　　4、XenServer接收到啟動(dòng)虛擬機(jī)的請(qǐng)求后，在資源池中選擇

14、合適的節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)用戶的虛擬機(jī)。 </p><p>　　5、XenServer將用戶虛擬機(jī)的信息返回給代理服務(wù)器。 </p><p>　　6、代理服務(wù)器將虛擬機(jī)的IP地址返回給云終端用戶。 　　7、用戶在云終端直接訪問(wèn)自己的虛擬機(jī)。 </p><p>　　二、桌面云的業(yè)務(wù)價(jià)值 </p><p>　　1集中化的管理。在使用傳統(tǒng)桌面的整體成本中，管

15、理維護(hù)成本在其整個(gè)生命周期中占很大的一部分，管理成本包括操作系統(tǒng)安裝配置、升級(jí)、修復(fù)的成本，以及硬件安裝配置、升級(jí)、維修的成本，數(shù)據(jù)恢復(fù)、備份的成本，各種應(yīng)用程序安裝配置、升級(jí)、維修的成本。在傳統(tǒng)桌面應(yīng)用中，這些工作基本上都需要在每個(gè)桌面上做一次，工作量非常大。對(duì)于那些需要頻繁替換，更新桌面的行業(yè)來(lái)說(shuō)，工作量就更大了 </p><p>　　在桌面云解決方案里，管理是集中化的，IT工程師通過(guò)控制中心管理成百上千的虛

16、擬桌面，所有的更新，打補(bǔ)丁都只需要更新一個(gè)“基礎(chǔ)鏡像”就可以了。對(duì)學(xué)校機(jī)房來(lái)說(shuō)，管理維護(hù)就非常簡(jiǎn)單了：我們只需要根據(jù)課程的不同配置幾個(gè)基礎(chǔ)的鏡像，然后不同的課程的學(xué)生可以分別連接到這些不同的基礎(chǔ)鏡像，而且我們要做任何修改，只需要在這幾個(gè)基礎(chǔ)鏡像上進(jìn)行就可以了，只要重啟虛擬桌面學(xué)員就可以看到所有的更新，這樣就大大節(jié)約了管理成本。 </p><p>　　2安全性提高。安全是 IT 工作中一個(gè)非常重要的方面，一方面各單

17、位自己對(duì)安全有要求，另一方面政府對(duì)安全也有些強(qiáng)制要求，一旦違反，后果非常嚴(yán)重。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)就是他們的生命。如何保護(hù)這些機(jī)密數(shù)據(jù)不被外泄是許多公司的 IT 部門經(jīng)常面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。在桌面云解決方案里，所有的數(shù)據(jù)以及運(yùn)算都在服務(wù)器端進(jìn)行，客戶端只是顯示其變化的影像而已，所以再不需要擔(dān)心客戶端來(lái)非法竊取資料。其次，IT 部門根據(jù)安全挑戰(zhàn)制作出各種各樣新規(guī)則，這些新規(guī)則可以迅速的作用于每個(gè)桌面。 </p><

18、p>　　3更低碳環(huán)保。傳統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)的耗電量是非常驚人的，一般來(lái)說(shuō)，每臺(tái)傳統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)的功耗在 200W 左右，即使它處于空閑狀態(tài)時(shí)耗電量也至少在 100W 左右，按照每天 10 個(gè)小時(shí)，每年 240 天工作來(lái)計(jì)算，每臺(tái)計(jì)算機(jī)桌面的耗電量在 480 度左右，非常驚人。除此之外，為了冷卻這些計(jì)算機(jī)使用產(chǎn)生的熱量，我們還必須使用一定的空調(diào)設(shè)備，這些能量的消耗也是非常大的。 </p><p>　　采用桌面云解決方

19、案以后，每個(gè)瘦客戶端的電量消耗在 5w 左右，只有原來(lái)傳統(tǒng)個(gè)人桌面的 8%，所產(chǎn)生的熱量也大大減少了。 </p><p>　　4總擁有成本的減少。IT 資產(chǎn)的成本包括很多方面，初期購(gòu)買成本只是其中的一小部分，其它還包括整個(gè)生命周期里的管理、維護(hù)、能量消耗等方面的成本，硬件更新升級(jí)的成本。相比傳統(tǒng)個(gè)人桌面而言，桌面云在整個(gè)生命周期里的管理、維護(hù)、能量消耗等方面的成本大大降低了，桌面云在初期硬件上的投資是比較大的，因