基于oVirt的开源桌面虚拟化系统设计与实现

刘斌

摘要：随着高校使用电脑规模的扩大和使用环境的日益复杂，桌面虚拟化技术因其高效、灵活和安全的虚拟电脑的管理方式，得到越来越多的高校认可。但因为商用的桌面虚拟化解决方案太昂贵，严重影响了在高校使用范围。因此，该文设计了一种基于oVirt[1]的开源桌面虚拟化系统。并将该系统应用到生产环境中进行，取得较好效果。

关键词：桌面虚拟化;oVirt;VMware;Horizon

中图分类号：G350      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）28-0018-03

1 背景

随着高校使用电脑规模的扩大和使用环境的日益复杂，桌面虚拟化技术因其高效、灵活和安全的虚拟电脑的管理方式，得到越来越多的高校认可。桌面虚拟化功能包括：可以快速地部署和管理上百台系统环境不同的虚拟电脑;可以對不同用户按照不同的权限分配虚拟电脑;甚至可以让用户在手机和pad等移动设备上使用虚拟电脑。桌面虚拟化的功能极大地方便了管理人员和使用者。目前，桌面虚拟化方式可以分为RDS[2]、VDI[3]和VOI[4]三种方式。三种方式的比较如表1所示。

我们常说的桌面虚拟化实际上主要指VDI方式，该方式在服务器端进行虚拟机计算和数据存储，不使用本地资源，因此可以使用性能较差的瘦客户机或者Web方式使用。该方式可以安全方便地在手机和Pad等移动设备上使用。该方式使用安全的加密数据传输方式，保证了用户数据的安全。虽然VDI方式具有很多优点，但其缺点也很明显，那就是商用桌面虚拟化授权十分昂贵。单核CPU授权就需要近10万，平均一个虚拟机就需要两千元。这极大限制了在国内高校的使用。因此，本文设计了基于oVirt开源桌面虚拟化系统oVirtDV（oVirt Open Source Desktop Virtualiztion），可以有效地解决这一问题。

2 oVirt虚拟化平台

2.1 oVirt简介

oVirt是一个由RedHat倡导，由开源社区管理和维护的虚拟化平台。它是RedHat的企业级虚拟化系统RHEV中核心的开源版本，很多RHEV的新特性都是从oVirt中移植过来的。表2是oVirt与目前主要的商业虚拟化平台VMware vSphere比较。

2.2 oVirt架构

oVirt虚拟化平台主要包括：Ovirt-engine计算引擎、PostgreSQL数据库、AD或LDAP域管理、REST API对外数据接口、平台管理门户、FC或iSCSI共享存储、node计算节点集群。具体架构如图1所示。

其中oVirt虚拟化平台最主要的两个部分：

1）oVirt-engine管理端：提供完成的企业级虚拟化平台管理。管理用户、管理Web门户、管理存储、管理node计算节点。

2）oVirt-node节点主机：oVirt-node数据节点端，用于基于KVM的虚拟化计算。

3 oVirtDV系统设计

oVirt基本具有了虚拟化的基础架构，但要作为桌面虚拟化系统使用还需要两个模块，即用户会话管理和系统镜像管理。用户会话管理是用于管理连接到服务器的用户的会话。系统镜像管理是管理Ovirt中已经建立的Windows或Linux系统镜像，包括不同镜像中安装的软件。oVirt-Engine的两个插件Cockpit-oVirt[10]和oVirtAppliance[11]可以基本满足这两个功能。Cockpit-oVirt可以实现用户会话连接管理，而oVirtApplicance可以实现系统镜像管理。oVirt添加这两个插件后就可以构成一个完整的桌面虚拟化系统oVirtDV。oVirtDV虚拟桌面使用的虚拟桌面传输协议是SPCIE[12] ，其性能只是略逊色于Horizon的PCoIP。 oVirt系统架构如图2所示。

商用的VMware Horizon的桌面虚拟化架构如图3所示，主要包括：ESXi、View Connection Server、vCenter Server、AD Server、View Composer 5大部分组成。其中ESXi用于虚拟化计算、网络和存储管理，AD用于用户域管理，View Connection用于管理虚拟桌面会话，vCenter用于与View Composer虚拟机镜像管理的连接。使用的虚拟桌面的传输协议是PCoIP[9]。通过与Horizon相比（表3），可以看到所有商用的桌面虚拟化系统组件都可以在oVirt找到对应的结构，因此可以认为oVirtDV是一个完整的桌面虚拟化系统。

4 oVirt系统部署

4.1 系统部署环境

在北京第二外国语学院图书馆某个改造项目中。该项目中需要虚拟化桌面作为图书检索机。

具体需求包括：

1）在28台检索机上快速部署Windows7系统并安装检索机需要的软件。

2）用户可以使用USB接口传输文件。

3）用户不可以随意更改系统配置。

4）用户在退出后，所有操作还原。

5）可以快速向检索机系统中添加或删除软件。

系统部署环境如表4所示。

4.2 系统部署过程

系统部署的整个过程（如图4所示）：

1）安装Ovirt-Engine服务器，并添加Cockpit-oVirt和oVirtAppliance插件。

2）安装ProgreSQL数据库服务器。

3）安装AD域服务器。

4）安装各计算节点服务器。

5）配置Dell Wyse瘦客户机。

6）配置瘦客户机终端程序。

4.3 部署结果

该项目的部署结果如图5所示，基本达到了项目的预期结果。与以前部署的Horizon（图6）相比，虽然有些功能上欠缺，但已经实现了桌面虚拟化系统的大部分功能。

5 结束语

本文设计的基于oVirt的开源桌面虚拟化系统oVirtDV与VMware Hrizon相比虽然还有一些差距，但已经可以满足大部分的需求，而且具有极高的性价比。各高校可以在充分测试的基础上使用该系统。oVirt使用的SPICE桌面传输性能不足和系统安全的问题，将是未来研究的方向。

参考文献：

[1] oVirt[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.ovirt.org.

[2] RDS.远程桌面服务体系结构[EB/OL].（2017-02-10）[2020-06-05].https：//docs.microsoft.com/zh-cn/windows-server/remote/remote-desktop-services/desktop-hosting-logical-architecture.

[3] VDI[EB/OL].[2020-03-02].https：//zh.wikiredia.com/index.php？wiki=vdi.

[4] VOI.IDV和VDI，桌面虚拟化对比[EB/OL].（2019-03-25）[2020-06-07].https：//blog.csdn.net/zhongbeida_xue/article/details/88795885.

[5] Horizon[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.vmware.com/cn/products/horizon.html.

[6] XenViewer[EB/OL].[2020-05-07].https：//pleasantsolutions.com/xen-viewer.

[7] KVM[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.linux-kvm.org.

[8] ESXi[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.vmware.com/products/esxi-and-esx.html.

[9] PCoIP. PCoIP[EB/OL].（2019-05-31）[2020-06-07].https：//docs.vmware.com/cn/VMware-Horizon-7/7.12/horizon-installation/GUID-E2FFCC1F-B14A-4A4E-A36C-994EACC542B6.html.

[10] Cockpit[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.ovirt.org/develop/release-management/features/node/cockpit.html.

[12] SPICE[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.spice-space.org/.

[13] PostgreSQL[EB/OL].[2020-05-07].https：//www.postgresql.org/.

[14] Dell Wyse[EB/OL].[2020-05-07]. https：//www.delltechnologies.com/zh-cn/wyse/index.htm.

【通聯编辑：谢媛媛】