虚拟桌面系统（共9篇）
虚拟桌面系统 篇1
1 云计算与桌面云
云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。云计算时代的到来, 给运营商也带来了新的机遇和挑战, 如何将技术转换为价值成为运营商关注的重点。在云计算工作推进初期, 应重点关注私有云的构建, 从自身的IT系统入手, 由桌面云作为切入点, 逐步探索云计算建设和运营经验。
桌面虚拟化技术, 是一种将用户桌面与实际终端设备相分离的应用模式, 将原本运行在用户终端上的桌面和应用程序托管到服务器端, 并由终端通过网络远程访问。用户终端本身仅实现输入输出与界面显示功能。可以是用户使用的PC、瘦客户机甚至平板电脑、手机等各种终端设备或软件, 其基本要求是能够连接网络并至少支持某一种远程访问协议。瘦客户机是应用于桌面虚拟化的一种典型终端类型。在这一应用模式下, 将与用户终端相对的服务器端部分, 包括桌面虚拟化软件及相应服务器、存储和网络资源组成的系统, 统称为桌面虚拟化系统。
2 桌面虚拟化技术分类
按照桌面虚拟化系统提供的资源类型和实现技术不同, 可以分为远程共享桌面、远程共享应用和虚拟桌面等三种类型。
虚拟桌面, 后端服务器采用虚拟化产品实现主机虚拟化, 终端用户可以从瘦客户机通过远程访问协议访问各自的桌面工作环境 (每用户有各自独立的操作系统和配置文件等) 。其技术特点一是用户具有独立的操作系统, 个性化定制能力强;二是每个虚机可独享CPU及内存资源, 各虚机间独立性强。
远程 (共享) 桌面, 后端服务器采用远程桌面架构, 瘦客户机通过远程访问协议登录到后端服务器 (所有用户共享同一操作系统的系统桌面以及安装的应用软件, 是同一操作系统多用户的应用模式) 。技术特点:每用户具有基于同一操作系统的不同桌面, 共享CPU资源, 用户间资源是竞争的, 用户隔离性差;应用程序需支持多实例、多用户共享。
远程共享应用 (应用虚拟化/应用发布) , 指用户的本地客户端呈现出来的是某个应用程序的用户界面, 例如只能看到一个文字处理程序的界面, 而看不到桌面或者其他应用程序。技术特点:本地客户端呈现出来的是某个应用程序的用户界面而非整个桌面, 资源开销最低;程序需支持多实例、多用户共享。
3 桌面云集中部署方案
运营商根据IT系统的建设的现状, 为了更好地满足市场竞争、企业管理以及业务发展的需求, 在网管支撑、业务支撑和管理信息三个专业领域涉及运维、OA、营业厅、呼叫中心等相关场景构建跨专业集中桌面云, 实现统一管理和维护成为桌面虚拟化系统发展的迫切要求。
3.1 部署策略
构建基于全区域、多业务应用 (网管支撑、业务支撑和管理信息) 、多终端接入、统一的桌面云服务平台。
充分发挥云计算的规模优势, 以集中化为导向, 结合本地地理环境的分析, 构建两大桌面云数据中心, 实现两地两中心的负荷分担。
初期采用试点的模式展开, 在各专业领域验证技术方案的可行性, 探索桌面云的运维管理模式, 结合试点情况及IT演进方向, 逐步向整体布局演进。
3.2 目标架构
网管支撑、业务支撑和管理信息域的桌面虚拟化系统分布在各专业的业务系统机房, 业务管理也分布各专业, 未实现资源整合, 考虑到业务相关性及综合成本的最优化, 统筹考虑桌面虚拟化系统和IT支撑系统的协同演进。
结合本地维护体系、传输承载网络以及试点桌面虚拟化技术的选型, 初期构建两大虚拟桌面资源池。业务支撑系统虚拟桌面资源池负责满足营业厅、客户、OA办公场景的瘦终端接入需求;网管系统虚拟桌面资源池负责满足网络运维场景的瘦终端接入需求。
远期构建基于全区域、多业务应用、多终端接入、统一桌面云平台, 提供桌面云服务。
3.3 桌面部署方案
基于业务应用特点、用户需求、管理要求等, 在满足用户需求的前提下, 综合考虑部署成本和管理难度的因素, 采用如表1所示的交付模式用于桌面虚拟化规模推广。
营业厅用户:根据外设兼容性测试结果, 基于策略的混合部署, 对于外设需求较高的用户采用桌面虚拟化, 其余均可采用应用虚拟化。
3.4 应用效果
3.4.1 网管维护场景
采用基于虚拟桌面的交付方式使用高效低能耗的刀片服务器, 以虚拟机来代替原有的旧PC终端。在服务器上运行的多个虚拟机之间相互独立、彼此隔离, 每一个用户通过权限配置, 可使用多台虚拟机, 用户利旧原有的PC终端安装客户端软件接入虚拟机。
(1) 维护效率提升, 硬件使用率得到提高。由原来维护大量终端, 改为维护N套刀片服务器, 工作效率将明显提升。通过建立服务器虚拟平台, 有效地提高服务器的使用效率, 通过虚拟软件动态分配CPU及内存, 提高硬件使用率。
(2) 节能减排效果。原终端功耗约为上万瓦, 刀片服务器功耗约为4800~7200w, 将能有效减少机房散热及电力消耗。仅终端一项, 每年节约为18.8万余元, 如果加上因机房散热减少, 空调所节省的电力消耗, 节约的电费更多。
(3) 实现了网管网统一管控, 提高了集中维护效率和安全性。
3.4.2 营业厅场景/呼叫中心场景
(1) 维护的重点从分散的个人终端转移到集中的服务器端, 减少了网络运维的复杂程度和运维成本。
(2) 敏感的数据分布于用户终端, 存在潜在的数据泄露风险, 部署桌面虚拟化系统后数据主要集中于服务器端, 大大增强内部系统及网络的安全性。
(3) 瘦终端较传统终端更低的功耗、更小的噪声和电力消耗, 为营业员/客服提供更加绿色的生产环境。
3.4.3 移动OA办公场景
通过采用应用虚拟化技术构建灵活高效便捷的湖北移动手机办公系统, 实现终端零安装、良好兼容性、良好办公性能。解决了手机办公三大问题:
(1) 手机客户端更新快, 需不断定制开发升级。
(2) WAP方式手机办公插件问题。
(3) 基于IPHON/IPAD无法安装OFFICE等微软办公软件的问题。
4 结语
随着虚拟桌面规模不断扩大, 为了充分发挥云计算技术的规模优势, 打造桌面虚拟化系统全面优化格局, 统筹考虑桌面虚拟化系统和IT支撑系统的协同演进, 为运营商桌面云的全面部署指明了实践方向, 在保证客户感知的同时, 节约建设成本;同时结合试点经验和管理要求, 制定模板化的交付方案, 标准化的建设模式, 实现桌面的快速和统一部署, 大大提高了桌面云部署的响应速度, 助力桌面云项目的整体进程。
摘要：在云计算工作推进初期, 应重点关注私有云的构建, 从自身的IT系统入手, 由桌面云作为切入点, 逐步探索云计算建设和运营经验。该方案研究统筹考虑桌面虚拟化系统和IT支撑系统的协同演进, 通过模板化的集中部署方案, 为运营商桌面云的全面部署指明了实践方向, 在保证客户感知的同时, 节约建设成本, 实现桌面的快速和统一部署。让工程建设更加标准化, 资源使用、投资成本更加合理化, 网络维护更加清晰化。
关键词：桌面虚拟化系统,集中部署
虚拟桌面系统 篇2
桌面虚拟化是使用软件从用户的 PC 中抽象操作系统、应用顺序和相关的数据。
据厂商称，虚拟化使管理用户 PC 配置新的桌面、使用补丁和强制执行平安政策更加方便。根据软件和硬件的选择，桌面虚拟化能够减少拥有总成本。但是这些项目的前期投资通常要高于定期的 PC 更新换代。
用户可以选择在自己的电脑上运行多个操作系统，能够从任何位置和设备访问托管的桌面。然而，托管的桌面模式一般不能离线访问。
不是一般说来，桌面虚拟化产品有两种类型：外地桌面虚拟化和托管的桌面虚拟化。前者在用户 PC 上的一个受保护的气泡 ” 中运行整个桌面环境。后者将用户的桌面存储在数据中心的服务器或者刀片式 PC 要求用户通过网络连接访问自己的桌面镜像。
有很多。提供桌面虚拟化软件的胜利的厂商有 VMware 思杰和微软以及一些新兴企业，如 Neocleu 和 Virtual Comput 通常与虚拟化软件配合使用的瘦客户机和刀片式 PC 由各种硬件厂商提供，如 Wyse 技术公司、惠普、戴尔、 Sun 和 ClearCub
最大的发展是呈现了裸机管理顺序，
这是一种本地桌面虚拟化技术，把管理程序安装在 PC 操作系统之上。这种技术目前还没有广泛应用。不过，厂商称，将提供比 2 型管理程序更好的平安，因为这种技术能够裸机式地独立运行客户机操作系统、提供比托管的桌面更好的性能，因为应用顺序在外地运行而不是远程服务器上运行。
桌面虚拟化技术正处在各种发展阶段。但是可以预期看到 VMware 思杰、 Neocleu 和 Virtual Comput 等厂商在今年晚些时候推出这种产品。
利息有许多不同。 Neocleu 公司计划每个虚拟桌面收费 50 至 100 美元，而高价版本的 VMware View 每个虚拟桌面的收费是大约 250 美元。但是这个软件的利息才刚刚开始。托管的桌面模式需要服务器和刀片式 PC 提供虚拟机以及应用程序和数据的网络存储。一个桌面虚拟化项目也许还需要推销瘦客户机或者其它客户设备。有趣的市场研究公司 Forrest Research 发现企业建立和运行桌面虚拟化项目的第一年每个用户需要花费大约 860 美元，其中包括升级网络的费用。如果一切运行得很好，桌面虚拟化最终会的投资回报，并且提供临时的节省本钱的好处。但是投资回报的时间可能需要 6 个月至几年的时间。
据 IDG 研究服务公司在去年 4 月对 340 名 IT 经理进行的调查显示， 41% 企业正在投资桌面虚拟化。调查时，有 6% 受访者正在实施桌面虚拟化，预计到 年将有三分之一的企业实施桌面虚拟化。
据市场研究公司 Gartner 称，今年全球托管的虚拟桌面软件销售收入将增长四倍，从 年的 7410 万美元增长到将近3 亿美元。
虚拟桌面系统 篇3
桌面型虚拟现实系统是由一台普通的计算机系统组成，使用者通过键盘和鼠标便可与虚拟环境进行交互。这种系统的特点是结构简单、价格低廉，易于普及推广，是一套经济实用的系统[1]。此种系统又分为两类：基于全景照片的虚拟现实和基于三维造型的虚拟现实。前者在实景中用鱼眼镜头拍摄全景照片进行制作;后者一般通过三维建模工具来构造实体模型，由图形图像工具制作模型的纹理贴图，然后由虚拟现实引擎来模拟真实的场景交互。前者制作简单，后者的交互性强，是虚拟技术发展的方向。本文将围绕基于三维造型的虚拟现实技术，探讨虚拟现实系统场景优化的问题。
计算机上运行的虚拟现实场景每一帧画面的显示都是靠显卡和中央处理器实时运算出来的，如果场景中模型的面数太多，会导致虚拟现实场景的运行速度急剧降低，甚至无法正常运行，对于场景的模型面数要进行优化。另外，很多桌面型虚拟现实系统是建立在网络平台模式下的，当上网浏览用户过多，将大大影响虚拟漫游速度，更需要对制作完成的虚拟场景进行优化，这将是解决网络虚拟展示方法。
1 在建模软件中对单个模型加以控制
在3DS MAX软件中制作单一物体模型的面数不能超过65000个三角形面，即32500个多边形(Poly)。如果超过这个数量,物体的显示会出现问题，这就需要在制作模型时合理分布多边形和模型面数。
模型的三角网格面尽量为等边三角形，不要三边相差太大的情况。因为长条形的三角面不利于实时渲染，容易出现锯齿、纹理模糊等渲染问题。
尽量使用面片表现复杂造型：可以用平面替代复杂的模型，然后靠贴图来表现复杂的结构。如植物、装饰物及模型上的浮雕效果等。同样对于复杂镂空模型，如楼梯、窗框、大门及围墙等。对于这些铁艺的物件，在虚拟现实场景中可以通过在面片物体上赋一张镂空贴图来表现。为了在半鸟瞰处避开看到片的单薄，可以在栏杆上方加一个有宽度的矩形。
在表现连续多个物体时，要利用贴图的方式来表现。尽量不用三维模型而用贴图的方式表现，如栏杆、栅栏等。因为这些细长条形的物体容易大量增加当前场景文件的模型数量，并且在实时渲染时也会容易出现锯齿与画面闪烁现象。
2 对于整个虚拟场景要进行优化
模型的数量不要太多，如果场景中的模型数量太多会给后面的工序带来很多麻烦，如会增加烘焙物体的数量和时间，降低运行速度等。因此，一个完整场景中的模型数量要根据适用手机的配置而定。
合理分布虚拟场景中模型放置的密度，如果模型放置密度不均匀，会导致运行速度时快时慢，合理的场景模型布置也是对虚拟现实场景的优化。
相同材质的模型，远距离的不要合并，尽量合并材质类型相同的模型以减少物体个数，加快场景的加载时间和运行速度;如果该模型的面数过多且相隔距离很远就不要将其进行合并，否则也会影响场景的运行速度。在合并相同材质模型时需要把握一个原则，那就是合并后的模型面数也要视硬件情况而定，否则，运行速度也会降低。
保持模型面与面之间的距离，最小距离应该是当前场景最大尺度的两千分之一。如，在制作室内场景时，物体的面与面之间距离不要小于2mm;在制作场景长(或宽)为1km的室外场景时，物体的面与面之间距离不要小于20cm。如果物体的面与面之间贴得太近，在运行该场景时，可能会出现两个面交替出现的闪烁现象，影响整体效果。
删除看不见的面，这是为了提高贴图的利用率，降低整个场景的面数，以提高交互场景的运行速度。对于看不见的面一定要删除，如楼房模型的底面、贴着墙壁物体的背面等。另外要删除模型之间的重叠面和物体之间相交的面。
3 了解模型制作的优化技巧
线模型面的创建要根据视觉效果设置线型物体渲染面板下的厚度，然后再将该线型物体转换成多边形后再执行导出操作就可以了。
曲线形状模型的面数精简能减少模型面数，如：对于放样和车削形成的物体，适度减少放样物体的形状步幅和路径步幅参数;对于导角和导角形状方式产生的物体，同样是精简其轮廓线和路径的节点数。
对于室外地面创建有三种方法，第一种方法：先用线创建一个封闭的区域，并对线的边缘和步幅进行优化设置，直接添加挤出编辑器，设置数量为0。第二种方法：对线优化设置，然后直接将线转换成多变形或网格。第三种方法：对线优化后，直接给封闭的二维曲线添加一个UVW Mapping编辑器，后两种方法得到面更少的模型。
对于矩形封闭框物体的创建，首先应用矩形配合捕捉工具，绘制窗框的线框结构。将窗框的二维线转换成多边形物体，然后在多边形的边级别下，选择物体的内线框，复制边框得到窗框的厚度，切换到点级别下调整窗框的厚度，为后面优化模型时删除看不见的面节省了步骤。
对于植物模型要表现的话，不能以实际情况来制作，这样会导致最终的虚拟场景里的模型面数居高不下，以至于造成编辑及运行都很困难。解决以上问题的方法是：用十字面片物体，贴镂空贴图来表现，或者用虚拟现实引擎中专门的植物表现系统。虚拟场景里尽量不要有太多或大面积的复杂植物模型物体，把握一个原则就是：建筑物近处的可以用一些复杂模型物体来表现绿化物，虚拟场景周边的绿化物可以用十字的面片来代替。
4 场景中贴图纹理的优化使用
虚拟现实场景中模型贴图的长宽的大小最好由下列数字中挑选：2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024、2048，最好不要超过2048，即2的n次方的图像大小做为贴图Texutre。但贴图不一定是正方形，长方形也可以，如：128*256、1024*128。如果Texture的大小不是由上方数字即2的n次方的图像大小做为贴图组成的，那么图形将会稍微多耗用显卡的内存(显存)，读取时也会稍微变慢。
虚拟现实引擎用来减少纹理内存和带宽需求的另外一个技术就是MIP映射。MIP映射技术通过预先处理纹理，产生它的多个拷贝纹理，每个相继的拷贝是上一个拷贝的一半大小。使用MIP映射，可以在显示卡应用纹理之前，自己缩放图像。因为可以预先处理纹理，能做得更好一些，让连续的细小的纹理不被压缩掉(如实时渲染地砖之间的接缝，能产生好的效果)。
5 通过LOD系统优化场景
LOD系统具有在任何给定时间动态地改变在屏幕上绘制物体的多边形数量的能力。当虚拟场景中有1个物体，物体由3000个多边形组成，屏幕用200像素显示，系统能刚好渲染完成。当该物体远离，屏幕用10个像素就能显示，而且很难分辨出差别。LOD系统将会需要建立模型的多个版本，而且它们将会根据模型离观察者的接近程度来改变屏幕上的LOD级别，以及多少个多边形需要被同时显示。与简单地渲染整个虚拟场景相比，LOD系统将能更好地节省系统资源，加快虚拟现实场景的运行速度。
6 结束语
计算机硬件技术仍然在飞速发展，高效的显示芯片将为未来的虚拟现实技术提供更加强大的支持，但这同时也意味着虚拟现实引擎必须具有更加完善的整体结构来容纳这些随时可能出现的新技术。如何提高虚拟现实场景运行性能将是一个需要持续研究的问题。随着计算机技术的发展，虚拟现实技术的应用将日益广泛。要使得虚拟现实场景运行流畅必须对虚拟现实场景进行优化，虚拟现实场景的优化将使得虚拟现实场景运行更快，推动其在生产、生活实践中的应用。
参考文献
[1]傅晟,彭群生.一个桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统的设计与实现[J].计算机学报,1998,(9):794-799.
[2]高志清.3DSMAX大型场景浏览动画制作经典范例[M].北京:中国水利水电出版社,2005.
虚拟桌面系统 篇4
多功能会议室建设桌面虚拟化终端解决方案
虚拟化科技与云端运算为信息发展的趋势
随着信息产品技术的日新月异与蓬勃发展，云端运算与虚拟化科技已然成为当今市场发展的一致方向，但许多虚拟化信息产品的采购建置成本居高不下，维护费用也相对昂贵。而PC技术发展至今，市面上绝大多数个人计算机的规格配备与效能皆供过于求，导致高达95%的PC资源被严重闲置浪费。
NComputing终端创新的分享式虚拟桌面技术与云端运算的成功接轨
近年来NComputing的分享式虚拟桌面技术已于全球信息业界受到前所未有的重视。NComputing的vSpace Desktop Vitrualization虚拟桌面软件颠覆了传统的PC的应用概念，取代了一对一的固有架构，可将一台实体的PC同步分享给100为使用者，而每位使用者仅需一台NComputing终端执行装置与后端的PC连接，即可开始同步享受信息安全性高、节能环保、超低电磁波的绿色计算机应用环境。不仅如此，NComputing终端解决方案便可与其它的虚拟化技术整合应用，让数以万计的使用者同步分享后端虚拟服务器架构，每位使用者可透过vSpace虚拟桌面软件以单一操作系统对应1位使用者、或是对应多达100位使用者的架构来迅速建置VM（Virtual Machine）虚拟化信息基础建设，这种灵活性与延伸性了解个到数万个使用者弹性应用的难题，并让未来云端运算的整合更加指日可待。
NComputing透过其获得独家专利的UXP(User eXtension Protocol)精简多任务存取，可供多达100位使用者同步联机使用同一个Windows 操作系统，不论是应用程序、数据文件或操作设定等，每一位使用者都可拥有独立的安全操作环境与IP位置，与使用一般PC相同。(注：如操作系统为 Windows 2008R2和WIN7 64 位可供100位使用者同步联机单一操作系统，32位系统可供最多30位使用者联机。)
NComputing解决方案提供管理者远程控制程序与管理功能，管理者只需管理与维护
天腾 源创
PC主机或服务器，故节省非常多系统维护与软件升级的时间与费用。不论是应用在办公室、会议室、call center、制造流程、学校、训练教室、图书馆或展示区都非常合适，更可节省高达70%的建置总成本。
NComputing解决方案的三大核心技术
vSpace 虚拟桌面软件 ‐ 支持Windows与Linux操作系统，每位使用者皆能同步操作各种应用程序，包括Office软件、网页浏览器、实时通讯、电子邮件以及多媒体程序等。
UXP精简多任务存取通讯协议 ‐ User eXtension Protocol提供最佳化的影音同步传输，将桌面画面、音效真实的传送到终端执行装置，并将鼠标、键盘接收的数据迅速传回后端主机。
NComputing终端执行装置 ‐ 用以连接后端主机与前端的键盘、屏幕、鼠标，体积比手掌还小，无风扇或转动式零件、无噪音、低电磁波、耐用，与一般耗电120瓦特以上的传统PC相较，仅需1至5瓦特的超低耗电优势，充分符合全球节能减碳的环保概念，更大幅减少了全球电子废弃物的产生。
概述
多功能会议室以其功能的多样性（如：会议室，报告厅，学术讨论厅，培训室等），特别适合政府、企事业单位需要，多功能会议室在近几年的时间得到了迅速的普及。多功能会议室在初期的建设投入上高于单一功能的会议室，并且从技术的角度上来看，系统的设计和施工都有一定的技术复杂度，尤其对用户方的使用也有一定的技术要求。
对于政府、企事业单位而言，会议室经常被用于多媒体演示、案例交流分析、决议讨论表决、分支机构沟通等多种用途，要对会议室声、光、电、网络、电话等各个方面进行高效控制，这些因素共同构成了对多功能会议室的需求。多功能会议室从本质上讲就是一个融合了会议召开、影音播放、报告发布甚至远程交流等功能于一身的整合空间。在数字化办公普
天腾 源创
及、办公场地成本高涨的今天，多功能会议室在提升工作效率、降低办公成本方面的作用日益明显。
用户需求
多功能会议室集成了计算机、通讯、自动控制、多媒体、图像、音响等方面的技术，将异地会商、会议签到、发言、表决、同声传译、摄像跟踪、音响、显示、录像、网络接入等各自独立的子系统融合到一起，实现会议室环境和会议设备的智能化控制。多功能会议室建设时一般包括显示系统、音响扩声系统、数字会议系统、多媒体视音频系统、智能集中控制系统等。
典型案例
同时满足18人开会，每人一台电脑可独立操作。
会议主讲人把屏幕延伸给各个参会人 电源集中管理，加电开机自动登录。
实际操作
1.选择终端机L300，设置为自动到登录服务器。
2.安装装置NSS软件实现屏幕转播、文件分发等功能。
3.L300终端机上无线键鼠型号为罗技MK220套餐。
天腾 源创
案例优势
1、节省成本、空间
2、低碳环保、绿色节能。L300仅耗电5W。
3、无噪音、硬件零维护
虚拟桌面系统 篇5
虚拟化是一种资源管理技术,将物理资源转换为虚拟的逻辑资源,打破实体结构间的不可切割的障碍,不受现有资源的架设方式,地域或物理组态所限制,实现资源的自主分配和管理。降低用户对对资源访问及管理的复杂度,隐藏资源属性,达到资源透明化管理。
1 常见的虚拟化技术
(1)服务器虚拟化
服务器虚拟化是把一个实体服务器分割成多个小的虚拟服务器,多个虚拟服务器依靠一台物理机运行,并在虚拟服务器上,安装不同的操作系统和所需的应用程序,在不增加硬件设备的前提下,满足用户需求。
(2)应用虚拟化
用户可在客户端进行应用程序计算时,不需要安装相应的应用程序,只需要要通过数据流将应用程序从应用虚拟服务器传送到客户端即可。用户所需要的应用程序安装在应用虚拟服务器上,用户只需要有相应的权限调度即可使用。
(3)存储虚拟化
存储虚拟化是实现物理存储设备到单一逻辑资源池的映射。其实质是将多种、多个存储设备统一管理起来,为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统。可以根据用户需求对它进行任意切割、重新组合等操作,并分配给特定主机或应用程序,隐藏物理设备的特性。
(4)网络虚拟化
网络虚拟化与服务器虚拟化的计算模式相似,网络虚拟化方法允许数据中心操作员将物理网络视为透明容量池,可以根据需要使用和改变用途。虚拟机是一个软件容器,可以为应用提供逻辑CPU、内存和存储,虚拟网络与之相似,也是一个软件容器,可以为连接的工作负载提供逻辑网络组件,包括逻辑交换机、路由器、防火墙、负载平衡器、VPN及其他组件。
(5)桌面虚拟化
桌面虚拟化,用户在异地只需要连接到虚拟桌面,通过技术让用户依然像使用本地桌面系统一样的使用现有桌面的所有资源,名括CPU、内存、硬盘、网络等计算机资源,以及操作系统上安装的所有软件程序资源,软件程序执行都是在虚拟桌面执行。而桌面用户采用瘦客户端的方式,仅负责输入输出与界面显示,不参与任何计算和存储。
2 虚拟桌面化的优点
(1)快速、灵活部署
按需申请、快速发放、无需搬运沉重的PC主机,统一接入、随时随地访问。
(2)提高资源利用率
统一管理后台数据中心资源,并统一进行调度管理,将资源的利用率最大化。
(3)降低成本
很多人认为,虚拟化桌面的初始投资在建立全新的IT架构时会有较为明显的优势,因为不用购买更贵的PC机,只需用瘦终端代替。事实上,虚拟化桌面有很多种承载方式,瘦客户机只是其中的一种。对于公司里移动办公人员,电脑来承载虚拟桌面或应用是他们所希望的。
(4)集中控管
借助于虚拟桌面,信息部将所有的桌面管理收到了后端的数据中心,足不出户即可对桌面镜像和相关的应用进行管理和维护。因此,虚拟桌面为企业IT提供了一个极好的管理手段,而这种集中管理的快捷性,是以往物理桌面不可比拟的。
(5)数据更安全
虚拟化桌面应用的执行是在后台的数据中心里,那么应用所产生的数据也就在数据中心,而不是在用户终端的存储设备上,所以即使终端受损或是丢失,企业的应用数据也不会遗失。这极大的提供高了企业敏感数据的安全性。另一方面,由于企业IT可以在后台对桌面和应用进行集中的维护,病毒防范成本会降低。并且访问虚拟桌面时在网络上传输的都是图片信息,不易被他人通过网络窃取信息。
(6)提高工作效率
对于大企业来说,与其他商业伙伴进行协同工作是非常常见的,由于每个公司的IT架构与系统并不见得相同,所以也就为这种协同办公带来了诸多困难。而通过虚拟化桌面,企业可以为这些业务生成相应的虚拟机,部署相应的桌面和应用,但数据则可以透明的向后台集中,等协作结束后,只需新关闭相应的虚拟机就可以了,无需为其再单独购买IT终端,这无疑也就意味着提高了生产力。
(7)节能减排
采用桌面虚拟化系统,因瘦客户栅能耗很低,数据中心的资源利用率又较高,因此,可达到节省成本、节能减排的目标。
3 桌面虚拟化在营业厅的应用
(1)营业厅桌面虚拟化
基于营业厅硬件配置简单,执行应用程序相对统一的特征,使用服务器虚拟化技术在信息机房构建云服务器平台,并安装业务系统软件(营销系统、安全生产管理系统、EIP企业门户及协同办公系统)为终端提供一个虚拟的运行环境。在实现方式上桌面虚拟化从虚拟底层硬件为技术特点,实现跨越不同操作系统平台而不需要做任何修改即可运行的云服务器平台,同时,终端桌面虚拟化系统通过寻找系统间的相似度,以弥合异构硬件实现硬件抽象级虚拟化功能;最后,由于创建了多个终端虚拟机,其终端无需安装操作系统及应用程序,提升了整个电力系统的网络安全性。
(2)桌面虚拟化远程连接协议
基于Citrix ICA协议的桌面虚拟化系统连接了运行在服务器上的应用进程和业务PC机的输入输出设备,通过ICA的32个虚拟通道(分别传递各种输入输出数据如鼠标、键盘、图像、声音、端口、打印等等目前只使用了16个虚拟通道),运行在服务器上的应用进程的输入输出数据重新定向到远端客户端的输入输出设备上,因此业务用户使用服务器上的应用时感觉就像在使用本地应用一样。Citrix ICA平均占用10-20kbps的网络带宽,能够通过在14.4kbps的带宽下进行连接。
Citrix ICA协议远程连接访问技术可以满足分布在不同地点的21个营业厅,在工作业务时间使用华为云终端CT6000,通过连接桌面云服务器登录虚拟桌面,而Citrix ICA协议协议的效率提高了营业厅登录、访问、运行的速度。
4 总结
据估算,桌面系统部署时间从数小时到10分钟左右,桌面重建和应用交付从数天缩短至5-20分钟,桌面维护窗口由原来的数天降低到1-2小时以内,甚至可以零宕机升级和维护。虚拟桌面技术应用大大提高运营效率。
桌面虚拟化技术与云计算平台相结合,“桌面平台即服务”的桌面虚拟化技术将渗透到越来越多的领域,尤其在电力行业,桌面虚拟化技术的优势支撑了企业的发展,提升了服务质量。
参考文献
[1]王金波,金滓,何乐等.虚拟化与云计算[M].电子工业出版社,2009.
[2]戴元顺.云计算技术简述[J].信息通信技术,2010.
[3]汪志刚.复合桌面虚拟化技术研究[J].上海交通大学,2010.
虚拟桌面系统 篇6
斯诺登事件后,政府对于信息安全日益重视,信息安全国产化再掀浪潮。经过多年的发展,国产桌面操作系统逐步成熟,已经能够满足基本应用需求,并且安全性更高。同时,国产桌面操作系统对硬件要求不高,能够有效利用现有设备。但操作系统的国产化替代与包括应用软件、相关基础软件及硬件在内的整体成熟度息息相关。目前国产IT产业链不成熟、生态环境不完善,操作系统国产化还需要一个较长的培育过渡期。
相对个人市场,政府、企业等办公应用的需求相对有限,有利于桌面操作系统的国产化替代,但由于Windows的长期垄断,用户大量既有应用均基于Windows平台开发,给桌面操作系统替代带来了很大困难。虽然目前基于国产操作系统的应用开发和移植已有比较成熟的方案,但实际应用移植面临代码重写、开发平台和工具的熟悉以及开发人员培训等问题,甚至一些单位和部门,许多业务应用开发商或组织经过多年已不复存在。因此,整体应用移植还需要一段较长的时间,过渡时期可考虑采用虚拟化方式来并行。
1 桌面虚拟化
1.1 桌面虚拟化简介
桌面虚拟化是指将计算机的桌面进行虚拟化,以达到桌面使用的安全性和灵活性。桌面虚拟化技术,即VDI(Virtual Desktop Infrastructure)是一种基于服务器的计算模型。区别于传统的本地桌面应用方式,它不是给每个用户都配置一台运行桌面操作系统的PC,而是将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理。用户通过来自客户端设备的客户计算协议与虚拟桌面进行连接,使用户能够获得完整PC的使用体验。
通过这种方式,用户可以在国产操作系统服务器基础上结合桌面虚拟化技术运行Window XP及其应用,在用户需要时,可以在国产桌面操作系统上登录该Window XP镜像并使用其应用。
1.2 国产操作系统上的桌面虚拟化方案
在国产化替代过程中,可以在桌面端采用国产桌面操作系统,如图1所示服务端采用国产服务器操作系统,并在其上虚拟运行Windows操作系统,来解决部分Windows应用的过渡性并行。
该桌面虚拟化方案融合了服务器虚拟化、瘦客户端、远程连接协议等多项技术。在上图中,国产虚拟化服务器,利用x86硬件虚拟化技术,提供基于KVM的虚拟机监控器平台,提供运行状态控制和管理、负载均衡等基本服务。国产桌面操作系统中的虚拟桌面套件为用户交付虚拟应用和桌面。
该方案中采用了KVM虚拟化方式。KVM是Linux内核的一个虚拟化基础模块,它使Linux内核变成了一个管理程序。通过将KVM作为一个内核模块实现,有利于简化管理和提升性能[1]。
KVM通过QEMU硬件仿真包提供完整的硬件虚拟化[2]。KVM需要CPU硬件虚拟化扩展支持,如Intel的VT-x与AMD的AMD-V,是基于硬件的完全虚拟化。它不需要对客户操作系统进行任何修改,因此,可以从Linux支持各种操作系统平台,例如Windows XP,Windows 7,甚至MacO S X。
同时,方案采用了改进的SPICE协议[3]作为桌面传输协议。SPICE协议(Simple Protocol for independent Computing Environment,独立计算环境简单协议),能够提供与物理桌面完全相同的最终用户体验。它包含3个组件:SPICE驱动、SPICE设备和SPICE客户端。3个组件协作运行,判断进行图像处理的最佳位置:如果客户机足够强大,就在客户机进行图像处理,以减轻服务器的负荷;如果客户机处理能力较弱,则在服务器端进行处理,从而能够最大程度地改善用户体验并降低系统负荷。
在集中式服务器上运行的虚拟桌面是完全独立的,这有助于阻止对桌面映像进行未经授权的访问,并同时提高可靠性。同时,使用虚拟机模板和自动部署功能可以方便地进行镜像部署和软件分发,并进一步进行终端数据的集中存储和管控。
当然,虚拟桌面也存在一些不足,它需要强大的数据中心支持。例如,在其运行过程中,每个桌面镜像仅能提供给一个客户端使用,如果有N个客户端需要使用,则要在数据中心建立N个这样的镜像,这对数据设备要求较高。因此,虚拟桌面方案更适宜拥有广大的数据中心或者磁盘阵列的大型企业;此外,这种方案还必须依赖于条件较好的网络环境,对于单机隔离的单位则无法使用。
2 本地虚拟机
2.1 虚拟机简介
虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个隔离环境中的完整计算机系统。
虚拟机在宿主计算机的真实硬件上为虚拟机提供虚拟硬件仿真,这个环境和真实的计算机一样,都有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备,提供这个应用程序的窗口就是虚拟机的显示器。
用户可以在单台物理机上运行多个虚拟机,每个虚拟机共享同一台物理机的资源,运行不同的操作系统以及多个应用程序。
2.2 国产操作系统上的虚拟机方案
目前,流行的虚拟机软件有VMware,Virtual PC和Virtual Box等。其中,VMware为企业级虚拟化方案中较为成熟的商业产品[4],功能强大;Virtual PC为微软针对Windows系统的虚拟化方案[5];Virtual Box是一款优秀的开源虚拟机软件,由Oracle公司按GPL协议发布。用户可以在Virtual Box上安装并执行Solaris、Windows,DOS,Linux,OS/2 Warp,Open BSD及FreeB SD等客户端操作系统[6]。
在国产桌面操作系统的虚拟应用中,通常采用Vir t ual Box虚拟机方案:在国产桌面操作系统上安装Virtual Box,并在Virtual Box上安装Windows,用户可以在虚拟机的Windows系统中使用暂不支持Linux平台的部分Windows应用,或是用户原有Windows平台的业务系统。
通过Virtual Box提供的“无缝模式”,还可以隐藏虚拟机系统窗口,而仅在宿主机桌面上显示虚拟应用,实现了多系统应用的无缝平滑调用,很大程度上提升了用户体验,用户仿佛在一个平台上同时使用Linux应用和Windows应用。
相比桌面虚拟化方案,本地虚拟机方式不需要依赖网络,方便单机环境。
通过本地虚拟机,用户不需要重启系统就能在同一台PC上使用两种以上的操作系统;而且不同的操作系统之间还能进行网络、文件共享以及复制粘贴等互动操作。
同时,虽然多个虚拟机可以共享一台计算机的物理资源,但它们彼此之间保持完全隔离,并且保护不同操作系统的环境以及所有安装在该操作系统上的应用软件和资料。即使其中一个虚拟机崩溃了,其他虚拟机或宿主机仍可正常使用,互不干扰,可用性和安全性较高。
虚拟机实质上是一个软件容器,它将一整套虚拟硬件资源与操作系统及其所有应用程序“封装”在一个软件包内。独立于硬件和封装使虚拟机具备良好的可移动性并且易于管理。用户可以将虚拟机从一个位置或设备自由地移动和复制到另一位置或设备上,而无需对设备驱动程序、操作系统或应用程序进行任何更改,热迁移性较高。
3 虚拟工具
3.1 虚拟工具简介
用户还可以通过第三方虚拟工具运行Windows原生应用,其中最为著名的就是Wine。
Wine(“Wine Is Not an Emulator”的首字母缩写)是一个能够在多种POSIX-compliant操作系统(诸如Linux,Mac OSX及BSD等)上运行Windows应用的兼容层。
W i n e并不像虚拟机或者模拟器那样虚拟运行Windows,而是运用API转换技术实现Linux到Windows相应函数的对应,通过模拟Windows程序调用的动态链接库及Windows NT kernel进程来运行Windows程序[7]。
3.2 国产操作系统上的虚拟工具方案
Wine作为开源项目吸引了很多爱好者,其中延伸项目主要有两大商业产品:一个是Cross Over,另一个是Cedega,前者以提供应用软件支持为主,后者则更多关注游戏娱乐。
在本虚拟工具方案中采用的是Cross Over商业发行版。在本版本中已经比较好地解决了显示和字体问题,使用户在国产操作系统上流畅地运行MS Office成为可能。
为提供更好的用户体验,中标麒麟桌面操作系统为通过Cross Over虚拟运行的Windows应用在开始菜单中提供了入口,这样更加方便用户的访问,对于用户来说,他就像在访问一个本地原生应用一样方便,其中的虚拟部分对他来说是透明的。
Wine通过将Windows API调用翻译成为动态的POSIX调用,从而能够完全独立于Windows系统而运行Windows应用程序,避免了系统性能、内存占用等一系列问题。更重要的是,Wine是通过黑盒测试的逆向工程实现了对Windows的兼容,所以它有效避免了Windows的版权争议(前面两种方案是需要额外购买Windows版权的)。但也正是由于这一原因,Wine并不能完全实现Windows DLLs,因为Windows的DLLs是封闭源代码的,所以无法做到百分百兼容,故很多Windows应用的运行不可避免地会存在较多问题。所幸,用户可以借助一些Wine的商业发行版本来对某个应用做针对性的优化,从而提高可用性。
4 结语
通过在中标麒麟操作系统上的实际应用验证,3种虚拟化方案均切实可行。桌面虚拟化方案整体性较好,但对硬件配置、服务器数据存储和处理能力、网络传输能力等有较高要求,比较适合后期也准备部署桌面虚拟化的大中型企业和单位;本地虚拟机,是比较成熟的单机多操作系统并行方案,比较适合在一台物理计算机上有频繁使用国产操作系统和Windows需求的用户。虚拟工具,可以完全独立于Windows运行Windows应用程序,更适合只是对某几个特定Windows应用有需求的国产操作系统用户。各种方案都有其各自的优缺点,用户可以根据自身应用情况和投入规模来进行选择。在过渡时期并行使用原Windows应用,同时应加大投入,开发基于国产操作系统的新应用,逐步实现信息自主可控,最终摆脱受制于人的局面。
摘要：为解决应用迁移过渡时期,国产操作系统替代微软Windows实施过程中遇到的实际问题,文章对虚拟化技术的应用开展研究,重点对如何利用虚拟化技术运行现有Windows应用进行归纳,提出了桌面虚拟化、本地虚拟机、虚拟工具等多种可行方案,并在中标麒麟操作系统的应用部署中得到验证;同时,通过分析每个方案的优缺点和适用场景,对用户实际应用过程中的选择提供参考依据,这将有助于促进国产操作系统的推广应用。
关键词：操作系统,桌面,虚拟化
参考文献
[1]肖力.深度实践KVM:核心技术、管理运维、性能优化与项目实施[M].北京:机械工业出版社,2015.
[2]姜凯,李帮锐,谢一凡,等.桌面虚拟化实战宝典[M].北京:电子工业出版社,2014.
[3]徐浩,兰雨晴.基于SPICE协议的桌面虚拟化技术研究与改进方案[J].计算机工程与科学,2013,35(12):20-25.
[4](美)吕斯特.虚拟化技术指南[M].陈奋,译.北京:机械工业出版社,2011.
[5]马博峰.VMware,Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践[M].北京:机械工业出版社,2013.
[6]任永杰,单海涛.KVM虚拟化技术:实战与原理解析[M].北京:机械工业出版社,2013.
虚拟桌面系统 篇7
关键词：虚拟桌面,Linux,KVM,QEMU,SPICE
0 引 言
虚拟桌面是典型的云计算应用,它能够在“云”中为用户提供远程的计算机桌面服务。本文介绍一个基于开源Linux技术,尤其是KVM模块和QEMU项目开发的虚拟桌面管理系统的实现和应用。
1 虚拟桌面与传统本地桌面
在计算模式的范畴下,桌面指的是用户的整个计算环境,包括操作系统、设备驱动、应用程序、软件补丁、配置数据、用户喜好和代码、文档等。传统的本地桌面管理方式是,用户在台式机、便携式电脑等个人计算机上搭建自己的计算环境,将桌面和特定硬件绑定在一起,形成了以设备为中心的IT基础架构,由此带来了很多的挑战,比如应用程序更新、软件修补、安全漏洞,等等。
目前,一种被业界称为虚拟桌面基础架构的新技术潮流正越来越引起人们的关注。虚拟桌面基础架构允许将整个个性化的最终用户桌面操作环境集中起来,这样,从一个中心站点就能够对其进行有效地访问、管理和保护。对企业而言,不仅能够降低运营成本,提高服务水平,以及满足法规遵从和信息安全要求,同时还能保持相同的(某些时候甚至是改进的)最终用户体验。同传统本地桌面相比,虚拟桌面基础架构是一种以用户为中心的计算模式,通过消除用户桌面和特定硬件之间的绑定关系,使用户从设备中解脱出来。
虚拟桌面相对于传统本地桌面的优势:
(1) 访问灵活 虚拟桌面的一个最大优势在于:用户几乎可以在任何时间、从任何地点、用任何设备来访问。
(2) 管理容易 每个桌面只是服务器上的一个包含了操作系统、相关补丁和应用程序的映像文件。部署新桌面非常容易,只需要创建该映像的一个拷贝或副本,然后将它作为一个实例启动起来。管理也只需要连接到该桌面就可以进行。
(3) 数据安全 在虚拟桌面基础架构下,关键数据的备份、机密和敏感数据的保护都很方便,因为数据驻留在服务器,没有离开企业数据中心的安全边界。
(4) 成本更低 虽然使用虚拟桌面并不能很明显地减少初始部署成本,但是通过延长硬件使用寿命、减少能量损耗、减轻维护复杂性等方式使得总体拥有成本更低。
虚拟桌面相对于传统本地桌面的劣势:
(1) 离线使用 虚拟桌面基础架构的最大缺点是客户端设备和运行虚拟桌面的后端服务器之间必须要有网络连接。当今的用户是移动的,具备 Internet 知识,此外,有线和无线宽带网络正在变得越来越普遍,有很多种选项可以增加现有连接的弹性以及提供连接的备份方法,从而使得几乎在全球范围内都可以访问 Internet。
(2) 不适合图形密集型应用 在虚拟桌面环境中,应用程序的图形屏幕需要通过网络从后端传送到客户端,这意味着它并不非常合适图形密集型应用程序或多媒体流。
正如其他所有技术一样,虚拟桌面也并非万能的技术,不可能完全取代传统本地桌面。正确认识到虚拟桌面所适合的目标用户群体,是非常必要的。一般说来,虚拟桌面的适宜目标群体包括:希望拥有“专属”、“多样”的计算环境,并可灵活访问(例如学校、培训机构)的学习型用户;诸如测试工程师(他们频繁更换和还原系统,所以要求部署方便)之类的员工;诸如远程雇员和远程办公人员(他们很少有机会到办公室的电脑前面进行工作)之类的分布式员工;诸如数据录入员和呼叫中心员工(他们只需要非常有限的桌面环境)之类的任务导向型员工;为对信息保护(包括知识产权)问题非常敏感的企业而工作的知识导向型员工(例如研发机构的工程师);为有严格的纵向监管和法规遵从要求的企业(特别是金融行业和政府部门)而工作的员工。
2 KVM与QEMU
虚拟桌面系统最关键的部分是虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor,也称为hypervisor)。虚拟机监视器允许多个虚拟机,或称为来宾操作系统,并发地运行在一台计算机上。这里的虚拟机从用户角度,就是本文的虚拟桌面。它们是相互隔离的,将底层硬件平台视为自己所有。但实际上,是虚拟机监视器提供了这种幻像。
最初,虚拟机监视器是运行在现有操作系统的一个用户级软件,这种类型的虚拟机监视器有时被称为托管式(hosted hypervisor),包括VMware Workstation/Server、Microsoft Virtual PC/Server以及Parallels Workstation。另一种类型的虚拟机监视器有时也被称为裸机式(bare-metal hypervisor),例如VMware ESX、Microsft Hyper-V和Citrix XenServer,尽管如此归类,它们实际上并不是直接运行在裸机上,还是在一个父操作系统内部运行。
KVM[1](Kernel-based Virtual Machine,基于内核的虚拟机)模块是一个相对新的、简单而强大的虚拟化引擎,它自版本2.6.20开始集成到Linux内核[2]中,将Linux主机变成一个虚拟机监视器,使它有了本地虚拟化能力。同以前的虚拟化技术相比,KVM使用硬件辅助的虚拟化技术,并不需要修改来宾操作系统,因此它可以在Linux中支持任何的平台,只要部署在支持的处理器上[3]。
通常Linux进程有两种运行模式:内核模式和用户模式。KVM在此基础上引入了一种新的进程模式。这种新模式称为来宾模式,顾名思义,主要用于执行来宾操作系统代码(或至少一部分代码)。我们知道,运行模式的定义就是为了区分运行内容和目的,内核模式表示代码执行的特权模式,而用户模式表示非特权模式(用于那些运行在内核之外的程序)。来宾模式的存在就是为了执行来宾操作系统代码,但是只针对那些非 I/O 的代码。在来宾模式内,包含前两种标准模式,这样来宾操作系统如果在来宾模式下运行,可以支持标准的内核模式和用户模式,运行它自己的内核和用户空间应用程序。来宾操作系统的用户模式可以用来执行I/O操作,这是单独进行管理的。
KVM只提供了一个虚拟化框架,它必须要一种用户空间工具来提供PC环境仿真能力,因此使用了QEMU[4]。QEMU是一个平台虚拟化解决方案,在KVM之前就已经存在,可以仿真一个具有处理器和外围设备(包括图形适配器、磁盘、网络设备等)的完整计算机系统。在客户操作系统上执行I/O的功能是由QEMU提供的,客户操作系统所生成的任何I/O请求都会被中途截获,并重新发送到QEMU进程模拟的用户模式中。
3 虚拟桌面系统的实现框架
图1揭示了沃帆虚拟桌面管理(VirtFan Virtual Desktop Management)系统的内部实现。虚拟化软件安装在服务器之上,借助KVM的虚拟化能力。所有虚拟桌面实际上都是服务器上的QEMU进程,仿真来宾操作系统及其上的硬件。这些进程由虚拟桌面管理守护进程统一管理。此外,该虚拟化软件还集成了HTTP服务以方便管理,和一个SPICE(Simple Protocol for Independent Computing Environment)[5]服务,方便用户从客户端设备来连接虚拟桌面。
由于集成基于Web的管理软件,虚拟桌面管理系统采用Django[6]框架进行开发。虚拟桌面管理后台进程监听来自客户端的请求,在需要创建虚拟桌面时,构造特定的参数调用qemu-kvm命令进行创建。该虚拟桌面运行起来后,将在特定的端口上进行监听,使用SPICE协议的客户端连接请求会被桌面中内置的SPICE服务进程处理。此外,vvdm客户端还可以使用特定的协议与虚拟桌面管理进程通信,进行一些个性化的管理操作。
本文中的虚拟桌面系统有五个主要概念:宿主机、虚拟桌面、模板、桌面池和存储域。虚拟桌面系统的管理也围绕着这些概念而展开。
宿主机即当前正在管理的虚拟机服务器,它也是所有虚拟桌面驻留在的地方。宿主机管理包括宿主机信息、CPU/内存/网络利用率、重启系统、重启服务等。
桌面是虚拟机服务器上仿真来宾操作系统的进程,通过标准协议从客户端远程访问。虚拟桌面管理的关键在于理解虚拟桌面的生命周期,经历多个状态,如图2所示。其中,椭圆形灰底框表示虚拟桌面的状态,圆角矩形白底框表示对虚拟桌面可以执行的管理动作。
无论是从头创建,还是基于后面介绍的模板而创建,或者从以前导出到其中的外接设备导入之后,虚拟桌面初始为已停止状态。启动虚拟桌面将使得它转入在运行状态。在该状态下,我们可以执行停止动作,重新回到初始状态,或者执行重启和迁移动作,但保持虚拟桌面状态不发生变化。对于正在运行的虚拟机可以执行暂停,这将冻结桌面,也就是说,桌面还是被显示在客户端设备上,但是用户不能够再做任何操作。已暂停的桌面必须执行继续动作,正连接到这个桌面的用户才可以继续在桌面上进行工作了。此外,在运行的虚拟机还可以被“挂起”,相当于使系统休眠,已挂起的虚拟桌面执行恢复,会重新转入在运行的状态。
如果是从头创建,虚拟桌面的部署一般包含以下几步:创建虚拟机;安装操作系统和应用程序;配置虚拟机(例如网络等);启动虚拟机。整个过程耗时较长,可能需要几十分钟,因此一般用在搭建一个新的环境时。一旦环境搭建好,就可以制作模板了。模板从已经安装了完整环境的桌面制作而成,可以很方便地克隆出具有相同初始配置的虚拟桌面。基于已制作好的模板部署虚拟桌面省去了操作系统和软件安装的过程,基本上只是在虚拟机服务器上的映像文件拷贝,因为非常快速。
桌面池表示从同一个模板创建的一批桌面,引入的目的是为了方便为一组用户创建多个具有相同初始配置的桌面。在创建好之后,每个桌面可以被分配给一个特定的用户,成为他/他的“专有”桌面。
每个桌面、模板或者ISO文件都实际上是特定格式的文件,保存在与虚拟机服务器有关的某个地方,被称为存储域。根据其中的文件类型,存储域分为数据存储域、ISO存储域和导出存储域。根据存储类型,又分为LocalFS、NFS、iSCSI存储域。
4 虚拟桌面系统的部署方案
图3给出了虚拟机服务器的部署架构。虚拟机服务器通常被部署在与传统PC和瘦客户端同一个局域网中。通过无线路由器,移动设备通过支持SPICE协议的特定软件模块也可以访问虚拟机服务器上的桌面。管理员可以从任何管理控制台登录到虚拟机服务器执行管理任务,例如创建桌面或桌面池,制作模板等等。
如果客户端上已经安装了本地操作系统(Windows或Linux),您可以下载并安装相应的SPICE客户端软件。运行后,在弹出的标准SPICE连接对话框输入要连接的虚拟机服务器的IP地址以及该桌面对应的端口号。
如果客户端设备上没有本地操作系统,您可以安装特定的虚拟桌面系统客户端软件。在重启后,会看到桌面连接对话框。在其中输入虚拟机服务器的IP地址,和虚拟桌面的端口号,就可以连接到该虚拟桌面。按下特殊的键组合将从当前桌面断开连接,这时连接对话框再次弹出,可以连接到新的虚拟桌面。
以一组用户创建虚拟桌面为例,简要描述一下本文虚拟桌面系统的应用场景:
(1) 在支持虚拟化能力的硬件上安装虚拟化服务器端软件;
(2) 安装虚拟化客户端软件,或者下载标准SPICE客户端;
(3) 从任何管理控制台登录系统;
(4) 选择本地ISO文件上传到虚拟机服务器上;
(5) 从空白模板创建一个虚拟桌面;
(6) 从管理界面中运行这个桌面;
(7) 通过特定的端口连接到这个桌面;
(8) 安装操作系统和必要的应用程序;
(9) 基于这个桌面制作模板;
(10) 从这个模板创建桌面池;
(11) 从管理界面中运行池中的桌面。
现在,用户就可以通过特定的端口连接到各自的桌面。
5 结 语
本文介绍了基于KVM和QEMU构建虚拟桌面系统的设计思想、实现框架、部署方案以及应用场景等。该系统在学校机房和企业测试部门的应用过程中,效果明显。接下来将对该系统进一步完善,包括改善用户的桌面体验、和已有的用户认证系统进行集成、提供虚拟桌面的快照和回滚,以及通过服务器集群以支持更大范围的虚拟桌面部署等。
参考文献
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[2]Linux Kernel Sources[OL].2012.http://www.kernel.org/.
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[4]QEMU Sources and Documentations[OL].2012.http://www.qemu.org/.
[5]SPICE Sources and Documentations[OL].2012.http://www.spice-space.org/.
[6]Django Documentations[OL].2012.https://www.djangoproject.com/.
[7]敖青云.存储技术原理分析:基于Linux2.6内核源代码[M].北京:电子工业出版社,2011.
虚拟桌面系统 篇8
随着信息化的发展, 机房是培养学生计算机实际动手能力的地方, 逐渐成为教育教学的重要场所, 机房的计算机管理问题也接踵而至。首先, 计算机无法正常运行。计算机感染病毒、学生好奇误操作而删除操作系统中的系统文件或修改注册表等造成操作系统无法正常启动。其次, 计算机硬件及软件更新速度快。软件的更新、操作系统的补丁升级和病毒库的升级使管理员的工作量明显增加。由于计算机硬件的更新速度快, 致使大量前期购置的计算机弃之不用, 造成极大的浪费。再次, 学生的实验时间和地点局限于课堂和教学机房, 实验数据无法长久保留, 课后实验环境很难再现, 极大地影响着学生学习的积极性。最后, 计算机机房承担的教学任务重。机房不但承担着日常的教学任务, 而且还得承担学生日常上机、计算机等级考试等任务。每台计算机上安装的大量应用软件使计算机性能下降, 同时有些软件不能相互兼容也影响了教学。
2 QuickDesktop桌面虚拟化系统概述
QuickDesktop桌面虚拟化系统是运用桌面虚拟化思想设计实现的一款专门针对计算机管理和维护, 由虚拟硬盘、网络引导等多项技术集成的虚拟桌面集中管理存储、操作系统, 是一款具有统一分发、统一升级、软件统一安装、远程控制功能的综合性计算机管理软件。QuickDesktop桌面虚拟化系统实现了计算机的集中管理控制、远程维护监控、方案自动切换、用户个性化设置等功能。客户端计算机可以从服务器上的同一虚拟桌面文件 (即镜像文件) 启动计算机, 也可以由本地操作系统启动。服务器端可以方便地把镜像文件分发到每台客户端计算机。客户端计算机就能快速地从该操作系统启动, 而不需要重新安装操作系统。镜像文件集中存放在服务器端, 因此对镜像文件的新建、编辑、修改等操作都可以在服务器端设置。计算机统一登录到服务器和镜像文件在服务器上的集中管理, 实现了由QuickDesktop桌面虚拟化系统集中管理维护计算机。
2.1 系统特点
(1) 计算机集中管理维护。
所有计算机都通过网络集中在服务器端进行管理和控制。客户端计算机虚拟桌面的数据文件集中存放在服务器上。这些数据的集中存放和设置方便了管理人员对计算机的控制管理和维护。服务器通过不同的镜像文件和镜像文件快照为客户端计算机提供个性化的虚拟桌面服务。QuickDesktop桌面虚拟化系统不但逐台或批量修改设置计算机的名称、IP等属性信息, 而且实现了对客户端计算机的远程操作。
(2) 远程维护监控。
QuickDesktop桌面虚拟化系统实现了在服务器上对计算机的远程控制, 如远程开关机、远程监控计算机桌面等。管理人员在服务器端就可以控制计算机的开机、关机, 同时还能通过远程维护功能监控客户端计算机, 帮助用户管理计算机。QuickDesktop桌面虚拟化系统的这些功能极大地减轻了管理员的负担, 尤其是对计算机数量众多的计算机机房, 管理人员不必逐台确认关闭、开启计算机, 而只需首先选择要操作的计算机, 然后点击“远程开机”或“远程关机”按钮就能实现计算机的开关机。
(3) OS分发。
计算机不但可以从服务器端的虚拟桌面启动, 而且可以从本地操作系统启动。本机不用费时地安装操作系统, 只需要执行“OS分发”功能就可以把服务器上的虚拟桌面文件传送到客户端计算机的磁盘上, 这样客户端计算机就能方便地从该操作系统启动。
(4) 强大的镜像与快照管理。
镜像是由QuickDesktop桌面虚拟化系统制作的虚拟桌面文件。计算机从服务器上的镜像文件启动, 也就是说镜像文件是存放在服务器端的虚拟桌面。用户可以在服务器端对虚拟桌面进行新建、合并、编辑、备份、删除等操作。快照是镜像管理的一部分。运用快照功能可以实现在任意时间点对镜像的备份和恢复。例如, 在纯净的操作系统上安装一个应用软件如CAD。在安装CAD前对镜像文件做一个快照A, 安装完成后再做一个快照B, 在需要恢复到安装之前的状态时, 只需恢复选择快照A, 然后点击“还原快照”功能按钮就能使用未安装该应用软件前的操作系统。在此基础上, 再安装其它应用软件再做快照, 这样两个软件就相互隔离互不影响, 使用时只需切换到需要的软件快照即可。
(5) 有效解决病毒感染问题。
服务器端的镜像文件启动时, 每台客户端计算机缓存文件是单独存放的。因此可以方便地删除客户端的个性化文件, 使系统恢复到原始安装状态, 实现操作系统还原的功能。QuickDesktop桌面虚拟化系统实现了操作系统文件、应用软件文件和私人数据独立存储, 系统提供了单独的存储空间供用户存放私人数据。即使系统出现故障, 用户的数据也可以完整保存。这一功能极大地提高了数据的安全性。
镜像文件集中存放在服务器端, 客户端计算机即使遭病毒入侵, 只需重启客户端计算机就能恢复到初始状态。QuickDesktop桌面虚拟化系统的这些功能可以有效解决病毒入侵问题, 保障计算机的正常运行。
2.2 应用模式
QuickDesktop桌面虚拟化系统主要用来帮助管理员管理和维护计算机, 其采用的是主从架构, 因此其应用需要一台服务器对所有计算机进行管理。目前其应用模式如图1所示。
在系统安装设置完成后, 首先选择一台模板计算机作为种子机, 把种子机的操作系统上传到服务器上制作成镜像文件 (即虚拟桌面) , 这样所有计算机就能从该虚拟桌面启动。客户端计算机从镜像文件启动时, 本地计算机会显示一个虚拟硬盘。用户操作该虚拟桌面就如同操作本地操作系统一样。应用软件的安装和补丁的升级等操作简单方便, 只需在一台计算机上安装完成, 然后在服务器端把该软件制作成快照, 其它计算机就能共享这一成果。这样就实现了软件统一安装、统一升级。
3 应用案例
3.1 南京财经大学实验中心机房
南京财经大学实验中心老实验室有60台计算机。老实验室的机器购买于2002年, 机器老化严重, 系统性能比较差、机器易出故障, 且管理人员人少任务重。QuickDesktop桌面虚拟化系统使用之后, 这些问题迎刃而解。计算机在服务器端集中管理维护, 极大地减轻了管理人员的负担。由于QuickDesktop桌面虚拟化系统对客户端计算机要求很低, 只需支持PXE网络启动即可, 目前主流的主板基本都支持, 因此该系统支持多种机型, 这样老实验室60台计算机也能充分发挥其作用。
3.2 南京邮电大学机房
南京邮电大学计算机实验室有120台机器。日常的教学实验需要安装大量的软件, 同时这些软件不能安装在同一操作系统下, 所以需要安装多个操作系统。机房还承担了计算机考试的任务, 每到考试阶段需要所有老师集体出动搭建环境, 费时费力。QuickDesktop桌面虚拟化系统安装之后, 这些问题同样迎刃而解。不同的软件安装在不同操作系统中, 并被制作成镜像文件存放在服务器上。上课时只需切换到相应的镜像文件, 多台计算机就能同时在相同的环境下启动运行。考试时搭建环境也相当简单, 管理人员只需在一台计算机上搭建考试环境, 然后把这台计算机的操作系统上传到服务器端并制作成镜像文件, 其它计算机就能通过该镜像文件启动享有相同的运行环境, 不需要逐台安装软件、搭建环境。
4 结语
QuickDesktop桌面虚拟化系统极大地方便了计算机的管理和维护, 降低了计算机的故障率, 保障了计算机正常运行。与其它计算机管理方式相比, QuickDesktop桌面虚拟化系统在机房管理中具有明显优势, 但也存在不足之处。但是总体来说, QuickDesktop桌面虚拟化系统使计算机的管理维护简单方便, 减轻了管理员的负担。QuickDesktop桌面虚拟化系统软件是管理计算机机房的较好选择。随着虚拟化和相关技术的不断成熟, 相信其功能也会不断完善。
参考文献
[1]马星光, 刘仁权, 李书珍, 等.运用虚拟化技术构建开放式计算机实验环境[J].计算机教育, 2009 (10) .
虚拟桌面研究和应用 篇9
随着高校信息化建设的发展, 各种各样的信息化应用系统也在不断的增加, 在为学生、教师和管理人员提供更多服务的同时, 也大大增加了设备采购、维护成本。而随着各种虚拟化技术的发展, 以上问题将迎刃而解, 虚拟化主要包括服务器虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化等。桌面虚拟化是虚拟化应用中的一个重要方面, 成为IT界的讨论的焦点。
2 桌面虚拟化的优势
由于计算发生在数据中心, 所有桌面的管理和配置都在数据中心进行, 管理员可以在数据中心进行对所有桌面和应用进行统一配置和管理。例如系统升级、应用安装, 等等。避免了传统由于终端分布造成的管理困难和成本高昂。尤其对于学校机房、教学中心等大规模的, 多变需求的应用场景 (频繁更换操作系统) , 非常适合。由于传递的只是最终运行图像, 所有的数据和计算都发生在数据中心, 则机密数据和信息不需要通过网络传递, 增加了安全性[1]。支持桌面系统的远程动态访问与数据中心统一托管的技术, 数据中心托管的虚拟桌面不会或很少停机, 我们通过瘦客户机、平板电脑、智能手机等可以在任何时间、任何地点访问在网络上的属于我们个人的桌面系统。桌面虚拟化, 带来的直接好处就是终端设备的采购成本降低。以瘦客户端为例, 一个瘦客户端的采购成本是PC的一半价格, 更重要的是, 瘦客户端的报废周期比PC长一倍, 则终端投资二期就直接减少。另外, 现有的PC只要外设可用, 就可以转化为普通终端, 间接降低了电子垃圾的产生数量。
3 虚拟桌面在校园网中的应用
在学院服务器虚拟化完成的基础上, 我们在校园网上采用VMwareView建立了教职工虚拟桌面。VMwareView是整个虚拟桌面的管理核心, 实现了整个架构的统一管理, VMwareView的架构如图1所示。
3.1 硬件环境。
3.1.1服务器。服务器硬件采用DELL刀片服务器2台, 集成刀片交换机的刀片服务器在进行机柜安装时, 不需要考虑机柜内从服务器到接入交换机/或配线架的跳线, 只需考虑刀片交换机上行端口的配线方式即可。从服务器机柜到网络机柜的电缆主要是刀片交换机上行汇聚交换机的光线, 而且数量比较少。但刀片服务器的计算单元的密度比机架式服务器更高, 所以对单个机柜的电源输出功率以及机房制冷环境的要求也更高[2]。3.1.2组网方式。采用倒U型组网 (如图2) , 不启用STP, 好管理;网络接入层不存在二层环路, 接入交换机不启用生成树协议, 网络配置管理简单。VLAN可以跨汇聚层交换机, 服务器部署灵活;服务器的接入VLAN可以跨汇聚交换机, 因此能实现VLAN跨不同的接入层交换机, 服务器可实现跨接入交换机的二层互联, 服务器接入扩展性好。接入交换机上行汇聚交换机采用捆绑链路, 因此上行链路可靠性高, 链路的带宽利用率高。
3.2 软件环境。
首先要安装域控制器, 它是View的必需组件, 为View提供统一账户和验证支持, 安装后要建立属于View的单元和用户组。然后依次安装完VMware View的各个组件后, vCenter Server中创建一个虚拟机模板, View Composer便可通过该映像生成大量虚拟桌面, 利用Composer可以创建统一业务应用桌面源, 实现统一管理。
3.3 虚拟桌面访问终端。
我院校园网虚拟桌面访问终端采用的客户端软件方式访问, 任何能上网的安装了View client工具在任何地方都可以访问属于自己的桌面。
4 虚拟桌面存储空间的实现
4.1 固定桌面。
在建立虚拟桌面时, 给一定的存储空间, 桌面和使用者一一对应, 这样用户可以再自己的空间中存储自己所需要的资料。但由于虚拟桌面在服务器中一直在运行, 不管用户是不是在使用, 这样就极大地浪费了虚拟服务器的资源。
4.2 浮动桌面加存储空间。
我们学院购买的虚拟桌面License只有80个, 而使用人数大大超过了这个数字, 所有只能使用浮动桌面, 该桌面使用完后需要注销以便别人也可以登陆, 这种做法导致所有存储在虚拟空间里的资料都会被清除掉。为了使教师可以在虚拟空间中存储一些经常用到的课件、办公文件等数据, 以便回家或者在多媒体教室可以直接调用, 需要给每个账号建立单独的存储空间。具体作法如下:4.2.1在虚拟服务器上架设一台文件服务资源管理器, 管理员可以使用它对卷和文件夹设置存储限制、防止用户将特定文件类型保存到服务器, 以及生成全面的存储报告。文件服务器资源管理器不仅帮助管理员从中心位置有效地控制和监视现有存储资源, 而且还有助于计划和实现将来对存储基础结构的更改。在该服务器上对应域控制器里的用户建立相同的用户名的文件夹, 并开启共享、权限完全控制、只允许自己访问及分配磁盘的配额。4.2.2在域控制器上架设一个分布式文件系统, 它可以将文件系统管理的物理存储资源通过计算机网络与节点相连。在分布式文件系统中将桌面用户名与文件服务资源管理器中的文件夹连接起来, 并指定路径。该方法是把存储空间与用户关联起来, 用户不论登陆那个虚拟桌面, 都可以关联到自己的存储空间, 而且该空间只能是该用户访问。这样建立的虚拟桌面可以是有限的, 使用人数可以是没有限制的, 能节省相当多的服务器资源。
结束语
桌面虚拟化技术实质上是将用户使用与系统管理进行了有效的分离, 其优势是用户不受设备、地点和时间限制灵活访问桌面及其应用, 增加数据安全性, 在使用了浮动桌面加存储空间后大大降低维护成本和能源消耗。随着桌面虚拟化技术更加广泛的应用, 必将进入“桌面即服务”的信息化时代。
摘要：主要介绍了虚拟桌面在我们学校校园网上的实施及应用, 以及为满足我们学院教职工需要存储空间的需求所做的研究。
关键词：虚拟桌面存储空间,VMware View,应用
参考文献
[1]胡嘉玺.智慧VMware vSphere运维实录[M].北京:清华大学出版社, 2011.
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