桌面云關鍵技術研究

1、<p><b>　　桌面云關鍵技術研究</b></p><p>　　【摘要】什么是桌面云，我們首先要回答一個問題是什么是云計算。關于云計算的定義很多，按大家廣泛認可的是維基百科上關于云計算的定義，即：“云計算（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、自治的服務進行按需即取的計算 ， 云計算的資源是動態(tài)易擴展而且虛擬化的，通過互

2、聯(lián)網(wǎng)提供”。 </p><p>　　【關鍵詞】桌面，云，關鍵技術 </p><p>　　桌面云是合乎上述云計算定義的一種云。在 IBM 云計算智能商務桌面（IBM Smart Business Desktop Cloud）的介紹頁面看，我們可以看到桌面云的定義是：“可以通過瘦客戶端或者其他任何與網(wǎng)絡相連的設備來訪問跨平臺的應用程序，以及整個客戶桌面”。也就是說我們只需要一個瘦客戶端設備，或

3、者其他任何可以連接網(wǎng)絡的設備，通過專用程序或者瀏覽器，就可以訪問駐留在服務器端的個人桌面以及各種應用，并且用戶體驗和我們使用傳統(tǒng)的個人電腦是一模一樣的。 </p><p>　　一、桌面云解決方案 </p><p>　　桌面云虛擬化構建于虛擬化平臺之上，采用基于服務器的計算模型，不同用戶桌面以虛擬機的形式獨立運行，同時共享CPU、內存、網(wǎng)絡連接和存儲器等底層物理硬件資源。此架構將用戶彼此隔離

4、開來，使每個用戶都擁有獨立的操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)精確的資源分配，并能保護用戶免受其他用戶活動所造成的應用程序崩潰和操作系統(tǒng)故障的影響。桌面云架構如下圖 </p><p>　　1桌面云的各個組件： </p><p>　　a）桌面云客戶端?？梢允枪P記本，臺式機，ipad，也可以是兆民CC1000等智能終端 </p><p>　　b）桌面broker和云服務端運維管理中心。

5、桌面broker和云服務端運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，連接云桌面等功能。云服務端運維管理中心用于管理所有用戶，維護云池系統(tǒng)運行狀態(tài)，監(jiān)控用戶使用習慣，限制帶寬等各種實用功能。 </p><p>　　通過桌面broker和云服務端運維管理中心不僅能增強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，簡化虛擬桌面的管理、調度和部署。用戶可以通過云

6、服務端運維管理中心安全而方便地訪問虛擬桌面，升級和修補工作都從單個控制臺集中進行，因此可以有效地管理數(shù)百設置數(shù)千個桌面，從而節(jié)約時間和資源。 </p><p>　　c）云池。目前云池采用XenServer虛擬化平臺，虛擬機管理采用XenCenter。該虛擬化平臺可以實現(xiàn)標準化的虛擬硬件，并為虛擬主機硬件提供硬件兼容列表，有效減少了設備驅動程序不兼容的問題，實現(xiàn)可擴展的CUP調度 功能以及多主機平衡功能，性能波動現(xiàn)

7、象也明顯減少?？梢灾苯訒和２⒅匦抡{度虛擬機，而無需考慮客戶操作系統(tǒng)內部的線程活動，顯著改善用戶在云桌面虛擬化環(huán)境中的體驗。 </p><p>　　云池為用戶提供虛擬主機服務（IaaS），用戶只需通過終端產品以及自己的帳號接入網(wǎng)絡，即可連接到自己的虛擬主機，并且用戶可以根據(jù)自身需求的變化隨時調整虛擬主機的配置，而無需以前繁瑣的重裝系統(tǒng)，備份數(shù)據(jù)等。這種方式同時可提供離線的軟件安裝與維護，以及離線殺毒等服務?；A架構

8、對虛擬主機的支持對于用戶而言是透明的，計算資源可在其中動態(tài)部署并進行共享。 </p><p>　　為了提供IaaS服務，云池需要實現(xiàn)虛擬機的自動分配與管理、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：采用XenServer，在每個服務器部署XenServer，每臺XenServer上部署多個虛擬機，虛擬機支持多種客戶操作系統(tǒng)，利用XenCenter對各節(jié)點

9、進行集中管理。 </p><p>　　開發(fā)接口：采用XenServer所支持的XAPI，根據(jù)需求，擴展XenServer 的功能并增加基于XenServer的應用，開發(fā)語言使用Java。 </p><p>　　自動化管理：對云池中的虛擬機進行管理，包括節(jié)點的性能監(jiān)控、虛擬機的動態(tài)遷移。在同一個資源池內，監(jiān)控XenServer節(jié)點的資源使用情況，根據(jù)不同的策略，利用虛擬機遷移技術調整虛擬機在

10、不同XenServer上的放置位置。 </p><p>　　自動化部署：根據(jù)用戶的資源配置請求，啟動虛擬機時，在資源滿足要求的情況下，自動選擇在最優(yōu)的XenServer節(jié)點上運行。 </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，查看云池狀態(tài)，普通用戶可以注冊、登錄并使用自己的虛擬機或訪問自己的Web應用。用戶管理方面，需要基于Web應

11、用，設計實現(xiàn)基本的用戶的登陸、注冊、注銷等功能。 </p><p>　　2、桌面云原理及架構 </p><p>　　云池系統(tǒng)架構如下圖1.1所示。 </p><p>　　云池包括三層架構：資源池層、虛擬化層及服務應用層。其中資源池層包括計算資源池、網(wǎng)絡資源池及存儲資源池。虛擬化層是通過在節(jié)點機中部署基于Xen虛擬化技術的思杰XenServer，以整合系統(tǒng)資源并向上層

12、提供統(tǒng)一服務。云池對外提供的服務及應用的形式為虛擬主機。 </p><p>　　3、桌面云運行流程 </p><p>　　云池對外提供服務時，需要通過代理服務器，其工作流程如下圖所示。 </p><p>　　其服務流程包括以下幾個部分： </p><p>　　1、用戶通過登錄網(wǎng)頁，注冊賬號，定制虛擬機。 </p><p&g

13、t;　　2、用戶通過云終端登錄代理服務器，請求使用虛擬機。 </p><p>　　3、代理服務器查詢數(shù)據(jù)庫驗證用戶信息的有效性，通過驗證后，查詢用戶的虛擬機信息。若已經為用戶分配虛擬機，則向XenServer請求啟動用戶的虛擬機；若查詢不到用戶的虛擬機信息，則從云池的虛擬機緩存中獲取一臺虛擬機分配給用戶。 </p><p>　　4、XenServer接收到啟動虛擬機的請求后，在資源池中選擇

14、合適的節(jié)點啟動用戶的虛擬機。 </p><p>　　5、XenServer將用戶虛擬機的信息返回給代理服務器。 </p><p>　　6、代理服務器將虛擬機的IP地址返回給云終端用戶。 　　7、用戶在云終端直接訪問自己的虛擬機。 </p><p>　　二、桌面云的業(yè)務價值 </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、理維護成本在其整個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、修復的成本，以及硬件安裝配置、升級、維修的成本，數(shù)據(jù)恢復、備份的成本，各種應用程序安裝配置、升級、維修的成本。在傳統(tǒng)桌面應用中，這些工作基本上都需要在每個桌面上做一次，工作量非常大。對于那些需要頻繁替換，更新桌面的行業(yè)來說，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工程師通過控制中心管理成百上千的虛

16、擬桌面，所有的更新，打補丁都只需要更新一個“基礎鏡像”就可以了。對學校機房來說，管理維護就非常簡單了：我們只需要根據(jù)課程的不同配置幾個基礎的鏡像，然后不同的課程的學生可以分別連接到這些不同的基礎鏡像，而且我們要做任何修改，只需要在這幾個基礎鏡像上進行就可以了，只要重啟虛擬桌面學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 工作中一個非常重要的方面，一方面各單

17、位自己對安全有要求，另一方面政府對安全也有些強制要求，一旦違反，后果非常嚴重。對于企業(yè)來說，數(shù)據(jù)、知識產權就是他們的生命。如何保護這些機密數(shù)據(jù)不被外泄是許多公司的 IT 部門經常面臨的一個挑戰(zhàn)。在桌面云解決方案里，所有的數(shù)據(jù)以及運算都在服務器端進行，客戶端只是顯示其變化的影像而已，所以再不需要擔心客戶端來非法竊取資料。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桌面。 </p><

18、p>　　3更低碳環(huán)保。傳統(tǒng)個人計算機的耗電量是非常驚人的，一般來說，每臺傳統(tǒng)個人計算機的功耗在 200W 左右，即使它處于空閑狀態(tài)時耗電量也至少在 100W 左右，按照每天 10 個小時，每年 240 天工作來計算，每臺計算機桌面的耗電量在 480 度左右，非常驚人。除此之外，為了冷卻這些計算機使用產生的熱量，我們還必須使用一定的空調設備，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，每個瘦客戶端的電量消耗在 5w 左右，只有原來傳統(tǒng)個人桌面的 8%，所產生的熱量也大大減少了。 </p><p>　　4總擁有成本的減少。IT 資產的成本包括很多方面，初期購買成本只是其中的一小部分，其它還包括整個生命周期里的管理、維護、能量消耗等方面的成本，硬件更新升級的成本。相比傳統(tǒng)個人桌面而言，桌面云在整個生命周期里的管理、維護、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