云桌面计算机机房方案设计与实施

徐斌

摘要：云计算已经逐步落地，但集中在服务器虚拟化上，在终端上显得单薄无力。该文分析了高校中传统计算机机房的不足之处，然后提出了云桌面的解决方案。在分析了云桌面的技术基础上，提出云桌面的设计方案，并介绍了实现的过程。

关键词：云计算；计算机机房；云桌面

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）23-0102-02

The Design and Implementation of Cloud Desktop Computer Room

XU Bin

（Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031，China）

Abstract： Cloud computing has gradually matured， but focus on server virtualization. It seems thin and weak on the terminal virtualization. This paper analyzes shortcomings of traditional computer room in University， and then made a cloud desktop solutions. This paper proposes cloud desktop design and describes the process of implementation after analyzing the technical basis of cloud desktop.

Key words： cloud computing；computer room；cloud desktop

高职教育是技能型教育，特别强调实践技能教学，所以高职学院都有大量的实训室，其中有较多的实训室其实是装有不同应用软件的计算机机房，。云计算已逐步落地，服务器的虚拟化已经逐步普及，现在高校数据中心的建设服务器虚拟化几乎是必选的方案。但传统终端在云计算时代开始显得单薄无力，终端仍然采用分散管理的PC模式。在大多数情况下，传统PC终端模式提供了性价比与功能的最佳组合。但在实际应用过程中也存在诸多弊端：

1）数量众多的PC管理难，硬软件维护工作量大；

2）不同的计算机机房装了不同专业的实训教学软件，对机房限定了使用对象，造成资源利用率低下；

云桌面解决方案是能解决上述问题的方案。云桌面将PC桌面环境通过云计算模式从物理机器分离出来，成为一种可以对外提供的桌面服务。桌面环境所需的计算、存储资源集中于中央服务器上，云桌面通过网络传送到终端。

1 云桌面系统的结构

对于云桌面系统是一种基础设施，其组成架构较为复杂，通常可以分为终端设备层、网络接入层、云桌面控制层、虚拟化平台层、硬件平台层5个部分（如图1所示）。

图1 云桌面系统示意图

1.1终端设备

终端设备层是指通过校园网访问云桌面的各类终端，通常有瘦客户机、移动设备及利旧PC。瘦客户机（Thin Client）是基于PC工业标准设计的小型行业专用PC，使用专业嵌入式处理器、小型本地闪存和精简版操作系统，可以提供比普通PC更加安全可靠的使用环境，以及更低的功耗，更高的安全性。移动设备凭借便携性、灵活性等特点受到很多用户的青睐。对计算机机房来说，瘦客户机和利旧PC较多。

1.2 网络接入层

云桌面系统的学生可以在机房通过有线网络接入云桌面环境，也可以在其他地方通过无线、VPN等方式接入云桌面环境。在网络接入层里，网络设备除了提供基础的网络接入承载功能外，还提供了对接入终端的准入控制、负载均衡和带宽保障等功能。

1.3 云桌面控制层

云桌面控制层提供桌面管理的能力，由云桌面的系统级管理员统一管理。管理员可以对终端用户使用的虚拟桌面进行方便的管理，对虚拟桌面的操作系统类型、内存大小、处理器数量、网卡数量和硬盘容量进行设置，并且在用户的虚拟桌面出现问题时能够快速地进行问题定位和修复。还可以查看和管理物理和虚拟化环境内的所有组件和资源，如物理的主机、存储和网络以及虚拟的模板、镜像、虚拟机，同时能简单通过此单一控制台对虚拟化资源进行综合管理，如虚拟桌面的全生命周期管理和控制、高级检索、资源调度、电源管理、负载均衡以及高可用和线迁移等功能。

1.4 虚拟化平台层

虚拟化平台是云计算平台的核心，也是虚拟桌面的核心，承担着虚拟桌面的“主机”功能。对于云计算平台上的服务器，通常都是将相同或者相似类型的服务器组合在一起作为资源分配的母体，即所谓的服务器资源池。在服务器资源池上，通过安装虚拟化软件，让计算资源能以一种虚拟服务器的方式被不同的应用使用。

1.5 硬件平台层

硬件平台层由多台服务器、存储和网络设备组成，为了保证云桌面系统正常工作，硬件基础设施组件应该同时满三个要求：高性能、大规模、低开销。

服务器是计算资源，是云桌面系统的核心硬件部件，对于云桌面部署来说，合理规划服务器的规模尤其重要。直到两三年之前，如果不花费很大开销，服务器还不能容纳30到50个云桌面会话。但是现在，可以在一台两路服务器上安装超过24个高性能核心和至少上TB的内存。这种性能上的提升为云桌面系统提供了很大的扩展空间，而且是在使用更少的服务器的情况下。

2 云桌面解决方案部署

云桌面的组网涉及网络、服务器、存储、终端设备以及虚拟化软件等，本文以一个50终端的计算机机房为例进行云桌面解决方案的设计，该方案组网由五个体系构成。

网络：包括管理、存储、业务3部分网络，网络设备采用数据中心级别，确保虚拟化平台高性能与高可靠性，并且实现公网访问云桌面还需要VPN接入或者NAT映射。根据最佳实践经验，绝大部分应用情况下每个终端的流量不超过2Mbps，只有高清视频播放流量较高。考虑突发流量，一个普通机房的终端数量在50左右，所以机房要求上下行总带宽一般100M可以满足使用要求，如表1所示。

服务器：主要分为刀片服务器和机架服务器。推荐1个物理CPU最多虚拟8个VCPU，内存推荐1：1进行分配，不推荐超分配超过150%，并且，内存需要为物理服务器预留20%保障服务器底层虚拟化正常运行，如表2所示。标准的VDI配置用2VCPU，4G内存，这样的机房只需配置一台两路八核CPU和128G内存就够了。如重载云桌面需配置两台机架式服务器。

存储：这是桌面虚拟化的关键组成部分，以客户/服务器模式为最终用户提供应用程序以及桌面实例，存储主要使用IPSAN、FCSAN，也可以分布式存储、零存储解决方案等，可以提供更好的IOPS、高可靠性。存储要考虑两个问题首先要计算每个VDI桌面占用的存储空间，保障空间够用。第二是存储的IOPS能力。IOPS如表2所示。在存储设备搭建的时候，还可以考虑采用一些存储技术，比如虚拟存储架构；实现自动精简配置和重复数据删除；灵活扩展的快照技术，能够实现常用数据的高性能共享；以及使用存储分层技术，结合运用最具有成本效益的存储技术，以满足性能要求。本方案采用现有存储设备，存储空间和IOPS都能满足要求。

终端设备：可以使用利旧PC或者瘦终端，主要考虑终端的外设需求（串口、USB口等）、无线网卡、成本、架构等。考虑到现有大量的旧PC，利旧PC是比较经济的做法。

虚拟化软件：为云桌面提供了高性能、高可靠性。目前桌面虚拟化软件产品比较多了，除了Ctrix、VMWare等国际知名品牌外，国内也有H3C、锐捷等品牌。

安装云桌面系统图确定组网并实施基础网络建设后，即可实施云桌面业务。根据业务规模选择合理的服务器，在服务器上安装部署云桌面软件，创建云桌面模板即可（如图2所示）。

3 结束语

云桌面这些计算和存储资源也是共享的、可伸缩的，可以让多个实训室的计算和存储资源集中一起，让不同的实训室的个人桌面环境资源按需分配、交付，达到提升资源利用率，降低整体拥有成本的目的。另外云计算桌面使得计算机实训环境可以脱离固定的教室，即学生可以在其他地方通过网络使用相应实训室的云桌面，从时间上和空间为学生的学习提供更多自由选择。这也符合信息化教育技术的发展趋势，所以云桌面替换PC终端的模式的步伐将会加快。

参考文献：

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[2] 张轶.云桌面技术和建设方案设计[J].江苏通信，2013（12）.

[3] 翁国秀.云桌面技术在高校计算机实验室建设和管理中的应用[J].信息与电脑， 2012（11）.