云桌面技术在高校信息化建设中的应用研究

邹壮达，谭 朔，谭 建

（湖南财政经济学院，长沙 410006）

云桌面技术在高校信息化建设中的应用研究

邹壮达，谭 朔，谭 建

（湖南财政经济学院，长沙 410006）

由于云计算拥有部署方便快捷、可统一维护等优点，近年来高校信息化建设以云计算为核心技术以成为一种趋势。高校可以使用不同的云计算技术来实现多媒体教学、实验室实训环境搭建等不同类型的云计算应用。本文首先阐述云桌面的基本概念及技术构架，然后分析各种技术构架的优缺点及其适用的教学环境，其中重点分析基于客户端本地镜像的云桌面。

云桌面；高校；信息化建设

云计算（Cloud Computing）是近几年IT技术热点和发展趋势。维基百科对于云计算的定义是：一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。

云计算技术的关键技术是虚拟化技术，包括服务器虚拟化、存储虚拟化、应用程序虚拟化、桌面虚拟化。其中桌面虚拟化技术是与用户最有直接关联的技术，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，云桌面的核心技术正是桌面虚拟化。

1　云桌面的基础技术构架及应用环境

1.1 基于微软MED-V技术的云桌面解决方案

MED-V（Microsoft Enterprise Desktop Virtualization）的实 现原理是管理员使用VPC创建一个操作系统的虚拟镜像，这个虚拟镜像包含操作系统和一系列应用程序。管理员将这个镜像放到MED-V服务器，其他成员可使用VPC客户端登陆到服务器并使用该镜像。

1.2 基于VMware View技术的云桌面解决方案

VMware View技术的虚拟桌面实现原理是将操作系统镜像放置于服务器上，操作系统运行于VMware虚拟机之上，用户可通过VMware View Client软件来登陆服务器对镜像操作系统进行使用。操作系统所使用的所有资源均位于服务器，用户看到的仅仅是桌面图像，客户端和服务器端之间传输的数据为输出/输入。

1.3 基于Citrix XenDesktop技术的云桌面解决方案

XenDesktop的实现原理和VMware View差不多，区别在于XenDesktop将为不同用户生成子镜像，以实现不同用户在子镜像中登陆，但相互之间无影响。

1.4 基于本地虚拟化镜像的云桌面解决方案

以上解决方案虽然以不同技术实现，但是其共同特点在于所有镜像均运行于服务器。所以带来了一些应用中的限制。①对网络依赖程度高，不能断线，如果网络中断客户端无法使用服务器上的镜像。②对服务器要求高，由于服务器I/O的限制服务器同时连接客户机一般不能超过50个。这个数量随着应用软件计算量的需求急剧降低。③用户之间存在服务器资源争夺，当某个用户运行消耗大量资源的应用时，会影响其他用户的流程程度。

目前有一些公司提出了一种新的解决方案，我们将这种方案称为“云桌面本地镜像”。这种解决方案的原理是先制作一个PC的操作系统镜像并上传到服务器，所有客户将这个镜像下载到本地后，在本地运行，如果镜像有所修改，那么客户机将下载修改镜像。这样的解决方案可以克服以上限制，但是同样带来新的问题。①首次下载镜像对网络带宽要求高，时间长。但是下载完成以后可以断网运行。②硬件不同的客户端必须分开做镜像，否则驱动程序不同无法在本地运行。③必须对网络进行配置，以适应跨网段时客户机可以访问到服务器。

1.4.1 虚拟镜像在本地运行的原理

操作系统镜像下载到本地，通过一个OS Delivery层来调用本地硬件。这个OS Delivery层有统一的调用API，不同的操作系统或应用将调用相同的接口。这个OS Delivery的存在，使得操作系统镜像实现了“按需下载”，也就是说在操作系统镜像全部下载完毕之前，只要不断线，就可以开机使用，使用到某个程序的时候，就优先下载相关文件，如图1所示。

图1 虚拟镜像在本地运行的原理

1.4.2 镜像分发原理

在服务器进行镜像分发的时候，如果是第一次分发，会将客户硬盘进行格式化处理，分出用于存储镜像的空间。如果非第一次分发，则会根据设置来读取存储在客户硬盘上的缓存数据，避免重新下载所带来的网络流量，如图2所示。

图2 虚拟镜像分发原理

1.4.3 虚拟桌面镜像管理

在软件变更时，可以根据基础镜像生成新的镜像快照，基础镜像也可以和镜像快照合并生成新的基础镜像。这样做的好处是变更软件后，不必像每个客户端发送新镜像的全部数据，仅发送增量数据即可，如图3所示。

2　高校不同应用场景对于不同技术原理的虚拟化桌面的应用

2.1 多媒体教室

多媒体教室的主要用途是播放幻灯片、播放多媒体，其运行的软件对资源占用不高，且软件变更较少。多媒体教室设备比较分散，一般每个教室分布一台客户机，这类应用环境适合使用镜像运行于服务器的云桌面。硬件方面部署瘦客户机，软件方面将所有应用都部署于服务器端，硬件和软件都管理方便、便于维护。

图3 桌面镜像概念

2.2 机房实验室

机房实验室设备密集度高，较大的实验室可以达到一百多个机位。应用软件复杂且变更程度高。这类应用环境适合使用本地运行的云桌面镜像，如果软件变更可提前传输镜像。

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.10.097

G647

A

1673-0194（2016）10-0139-02

2016-04-20

湖南省科技计划项目课题2014年第四批（2014GK3 017）。