電信運營模式的轉(zhuǎn)變將電信企業(yè)推到了新的發(fā)展階段，即通過體制、管理、技術(shù)、業(yè)務等全方位的創(chuàng)新來實現(xiàn)企業(yè)的增長。2002年開始，中國移動推行集中維護體制至今已走過了近10年的歷程，全網(wǎng)設備的監(jiān)控集中管理是其中最有成效的一項工作。集中監(jiān)控實施后，勞動效率翻了幾番，專業(yè)水平明顯提升。但面對日益增加、越來越多的網(wǎng)管監(jiān)控桌面設備數(shù)量，如何降低管理成本、提高管理效率、減小管理難度，是一個非常突出的現(xiàn)實問題。

　　1、集中監(jiān)控中心引入桌面虛擬化技術(shù)的問題

　　以內(nèi)蒙古移動監(jiān)控中心為例，目前監(jiān)控大廳內(nèi)部署著100臺以上的PC機，每臺PC機都運行一個、兩個或多個網(wǎng)管軟件客戶端程序，同時支撐所有網(wǎng)管系統(tǒng)的監(jiān)控需求。網(wǎng)管中心集中監(jiān)控室的主要工作是面向全區(qū)所有的網(wǎng)絡設備，利用網(wǎng)管系統(tǒng)實施7x24小時全網(wǎng)設備的一點值班、集中監(jiān)控。與傳統(tǒng)的監(jiān)控中心相同，內(nèi)蒙移動的監(jiān)控大廳也全部采用PC機作為工作平臺，告警記錄、工作流程處理都是通過PC機及網(wǎng)管客戶端軟件完成。但PC機自身并不是為了7x24小時運行而設計的，在監(jiān)控這種要求7x24小時運行的環(huán)境中，設備頻繁更新。隨著網(wǎng)管應用軟件對硬件系統(tǒng)的要求越來越高，PC機的配置逐步提高，相應的投人也在增加。其次，從工作環(huán)境考慮，大量PC機的散熱對監(jiān)控中心造成較大的壓力，尤其在PC機運行一段時間以后，問題更為突出，即使經(jīng)常需要增加空調(diào)制冷量，仍無法徹底解決散熱問題。另外，多達100臺PC機長期運行產(chǎn)生的噪音非常大，經(jīng)常在噪音中工作，對員工身體影響不好。從維護方面考慮，恢復PC機不僅要診斷、分析、更換硬件，還要連帶修復操作系統(tǒng)和網(wǎng)管客戶端軟件，這樣的低效率是不能適應網(wǎng)管監(jiān)控工作需要的。目前，監(jiān)控中心桌面系統(tǒng)數(shù)量多，使系統(tǒng)維護、故障恢復等常規(guī)保障維護工作量繁重。日常的PC機管理包括部署軟件、更新系統(tǒng)、打補丁等，會耗費大量的人力和時間。分布式的PC機的資源利用率低下，很難集中在一起整合、分配資源，無法提高資源的利用效率、降低成本。據(jù)統(tǒng)計，大部分PC機的平均利用率低于5%。對于大且PC的用戶還需要復雜的管理工具。而終端設備的安全漏洞也容易使IT系統(tǒng)受到攻擊，安全隱患嚴重.因而，集中監(jiān)控中心的桌面管理必須整合，向高安全、易維護，易使用、手段多樣的模式轉(zhuǎn)變。

　　2、桌面虛擬化技術(shù)

　　虛擬化技術(shù)((Virtualization)是伴隨著計算機技術(shù)產(chǎn)生而出現(xiàn)的，在計算機技術(shù)的發(fā)展歷程中一直扮演重要的角色�！疤摂M化”是表示計算機資源的抽象方法。是為一組類似資源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許用一種通用的方式來查看并維護資源.在虛擬化技術(shù)中，虛擬的實體是各種各樣的IT資源，常見的有服務器、桌面、存儲設備、應用和網(wǎng)絡等。

　　桌面虛擬化是將用戶的桌面環(huán)境與使用終端解耦合，把操作系統(tǒng)、應用程序及與服務器工作負荷有關的I/O封裝在一個虛擬機的文件中，服務器存放每個用戶的完整桌面環(huán)境，服務器虛擬化軟件讓多個虛擬機可以在一臺硬件服務器上運行。這些虛擬機可以取代幾乎任何物理計算設備，其中包括桌面PC,換言之，桌面虛擬化技術(shù)是服務器虛擬化技術(shù)(如VMware的vSphere4)的延伸應用。實踐中。將桌面系統(tǒng)映像存放在數(shù)據(jù)中心的服務器上面統(tǒng)一部署和管理，是一個可以解決集中監(jiān)控中心問題的理想架構(gòu)�？梢哉f，虛擬桌面技術(shù)是應對PC桌面挑戰(zhàn)、優(yōu)化資源和管理及靈活控制總成本的有效方法。

　　3、集中監(jiān)控中心桌面虛擬化的應用

　　3.1組網(wǎng)方案

　　采用虛擬桌面，承擔PC工作負荷的是位于硬件服務器上的多個虛擬機中的一個，服務器則放在監(jiān)控大廳以外的數(shù)據(jù)中心、遠程站點(如設備機房等)。管理者可以使用計算設備(如小型瘦客戶端)、顯示器和鍵盤等外設與之相連，這種墓礎架構(gòu)通常稱為虛擬桌面架構(gòu)，即VDI——讓使用者可以從數(shù)據(jù)中心部署虛擬桌面。在監(jiān)控大廳內(nèi)，這種模式用瘦客戶機代替了普通的PC主機，降低了功耗。舉例來說，一般瘦客戶端的功耗只有幾瓦(如Sun的Sun Ray設備的功耗只有4W)，而傳統(tǒng)桌面PC的功耗多達250~300W。同時，這種模式還提高了安全性。虛擬桌面的操作系統(tǒng)包括在數(shù)據(jù)中心里面，因而比傳統(tǒng)桌面PC更易于保護起來，避免惡意攻擊，還可以從這個集中位置處理安全補丁。桌面硬件用某種瘦客戶端設備取代，還能防止使用USB驅(qū)動器等可移動存儲設備，提高了各類數(shù)據(jù)的保密性，并在硬件上阻止計算機病毒的帶入。此外，這種模式還簡化部署及日常的管理.把數(shù)據(jù)中心的桌面PC集中起來，還能讓新桌面的配置速度快于傳統(tǒng)桌面，通常只要部署封裝現(xiàn)有虛擬桌面PC文件的副本即可.不需要前往每個工作區(qū)，就能迅速為虛擬PC打上補丁。因此.可以說在集中監(jiān)控中心引入虛擬桌面環(huán)境可以解決許多問題，優(yōu)化資源管理、靈活控制總成本。

　　集中監(jiān)控中心的虛擬桌面架構(gòu)分為桌面設備部分和虛擬化平臺部分。系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖1。
 

　　桌面設備從原有的PC機轉(zhuǎn)變?yōu)槭菘蛻魴C，而原來PC機內(nèi)部的計算能力(CPU、內(nèi)存、硬盤等)都通過后臺機房的虛擬平臺，以虛擬機的方式提供給皮客戶機顯示。度客戶機可以看做翰入箱出設備，顯示的圖像都是通過網(wǎng)線連接到虛擬平臺的一個虛擬機而獲得的。這樣，雖然桌面設備更換為體積更小、更節(jié)電、散熱和噪音極低的度客戶機，但使用感覺上沒有任何差別。

　　桌面設備部分全部采用Sun Ray 2FS度客戶機。Sun Ray系統(tǒng)是獨立的系統(tǒng)，功能就是將Sun Ray瘦客戶機連接到虛擬桌面.作為前端用戶的交互界面.Sun Ray系統(tǒng)是一個三層系統(tǒng)，底層是Sun Ray夜客戶機.中間層為負責Sun Ray啟動和控制與后臺連接的服務器層，上層是給Sun Ray操作系統(tǒng)或應用環(huán)境的服務提供層(虛擬化平臺)。就監(jiān)控中心的現(xiàn)實情況(監(jiān)控中心必須是信息樞紐和集中展現(xiàn)中心).每臺瘦客戶機都需要同時連接本地顯示器和大屏幕系統(tǒng)，也就是需要兩路外部輸出，一路連接桌面顯示器，另一路輸出經(jīng)視頻線遠程連接到大屏的切換矩陣上，并由XP內(nèi)部的顯示器設置同時將顯示介面摘出到兩個屏幕上。

　　在虛擬桌面架構(gòu)中，由干桌面部分已經(jīng)簡化為瘦客戶機，這就需要將大量原有桌面設備的處理能力集中到平臺系統(tǒng).而且在平臺上采用虛擬技術(shù)實現(xiàn)。在虛擬平臺上需要為每臺瘦客戶機配里獨立的虛擬機，實現(xiàn)一一對應。虛擬機內(nèi)部安裝網(wǎng)管軟件客戶端程序及相應的操作系統(tǒng)。這種平臺系統(tǒng)架構(gòu)結(jié)合虛擬技術(shù)帶來的極高的靈活性，對后期維護和系統(tǒng)部署有利。通過虛擬技術(shù)實現(xiàn)的高穩(wěn)定性和快速故障恢復，也將提升整體系統(tǒng)的可用性.

　　虛擬化平臺作為核心部分，采用VMware虛擬化平臺統(tǒng)一支持。VMWare是一個“虛擬PC”軟件。它可以使兩個或更多Windows,、DOS、LINUX系統(tǒng)在一臺機器上同時運行。與“多啟動，系統(tǒng)相比，VMWare采用了完全不同的概念。多啟動系統(tǒng)在同一時刻只能運行一個系統(tǒng)，系統(tǒng)切換時需要重新啟動機器。VMWare是真正“同時”運行，多個操作系統(tǒng)在主系統(tǒng)的平臺上，就像標準Windows應用程序那樣切換。而且每個操作系統(tǒng)都可以虛擬分區(qū)、配里而不影響真實硬盤的數(shù)據(jù)，更可以用網(wǎng)卡將幾臺虛擬機連接為一個局域網(wǎng)，這一點非常符合監(jiān)控中心的實際情況。

　　采用VMware v5phere 4建立虛擬機來提供虛擬桌面，前端用VMware vCenter與Sun VDI配合接受用戶連接請求并管理連接。整個VMware虛擬平臺需要部署100多個Windows XP桌面操作系統(tǒng)。采用虛擬桌面系統(tǒng)后，原有的桌面PG機替換成瘦客戶機，與原有Avocent KVM系統(tǒng)的連接轉(zhuǎn)變成瘦客戶機與KVM系統(tǒng)的連接。此外，大屏落是監(jiān)控中心必備的，如何連接也非常重要。大屏系統(tǒng)目前的32路視頻信號有16個從KVM的控制臺輸入，其余16路通過PC主機連接，采用虛擬化可以選擇從任意的16個Sun Ray瘦客戶機接入。

　　3 .2網(wǎng)絡方案

　　目前內(nèi)蔽移動監(jiān)控中心的網(wǎng)絡環(huán)境是在不同的網(wǎng)管系統(tǒng)之間采用了邏輯隔離的方式.在交換機上劃分VLAN來保證網(wǎng)絡安全，整體架構(gòu)是:

　　(1)核心交換機負責維護所有VLAN信息，

　　(2)樓層的匯聚交換機與核心交換機之間形成Trunk連接，從而獲得所有的VLAN信息。

　　(3)匯聚交換機上的不同端口劃分在不同的VLAN內(nèi)，連接在相應端口的計算機就屬于這個VLAN。

　　由于虛擬化平臺要同時支持屬干不同VLAN的100多臺網(wǎng)管客戶端的虛擬機，為了更靈活的部署虛擬平臺，需要將原來終結(jié)在匯聚交換機‘或接入交換機)的VLAN信息傳輸?shù)教摂M平臺的虛擬交換機上，在虛擬交換機上終結(jié)，這樣就可以在崖擬平臺靈活地將不同的虛擬機劃分到不同的VLAN中。

　　實際部署方案如圖2所示。
 

　　(1)增加兩臺監(jiān)控中心核心交換機，兩臺交換機通過Trunk上連樓層核心交換機井獲得所有的VLAN信息。

　　(2)原來連接桌面設備的桌面接入交換機從直連樓層核心交換機轉(zhuǎn)為連接到新配置的監(jiān)控室核心交換機。

　　(3)所有虛擬桌面系統(tǒng)的服務器都連接在監(jiān)控中心核心交換點上，每臺虛擬平臺服務器配1多個連接物理網(wǎng)絡的端口，這些端口和監(jiān)控核心交換機之間配皿為Trunk模式。Trunk鏈路對傳物內(nèi)容無任何限制，這就允許將物理交換機的VLAN信息通過這條主干鏈路傳箱到虛擬平臺的虛擬交換機上。

　　為了盡量少改動原有網(wǎng)絡狀態(tài)，為每個虛擬機都配里兩個虛擬網(wǎng)卡，一個虛擬網(wǎng)卡連接外部的網(wǎng)管網(wǎng)絡，另一個虛擬網(wǎng)卡連掛,Sun Ray網(wǎng)絡。計劃為Sun Ray網(wǎng)絡配置接入交換機并使用專用網(wǎng)絡地址(如192.168.1.X網(wǎng)段)，Sun  Ray通過專用網(wǎng)絡地址連接到虛擬機，虛擬機通過網(wǎng)管網(wǎng)絡地址與后臺網(wǎng)管服務器通信。

　　虛擬平臺的物理服務器與接入交換機連接時，需要將網(wǎng)卡和相應的交換機端口設里為Trunk方式，允許所有 VLAN信息的穿透。這需要改動原來交換機的設籠。綜上所述，系統(tǒng)整體的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　　4、應用效果

　　采用痊客戶機后，集中監(jiān)控中心的軟件部署變得簡單，只藉要在中心機房統(tǒng)一調(diào)整就可以快速支持所有監(jiān)控終端的使用。在后臺的虛擬平臺上，采用自動部署方式通過一些簡單的設置完成批量虛擬機的創(chuàng)建和個性化。這與傳統(tǒng)的在每個桌面上安裝和調(diào)試每臺PC機相比，效率更高，也可以便捷地實現(xiàn)所有客戶機系統(tǒng)的整齊劃一，便于管理維護。此外，一旦要增加新的終端，只需要在監(jiān)控大廳增加一個瘦客戶機、連接網(wǎng)線，后臺將自動為其創(chuàng)建、分配虛擬機，可以快速創(chuàng)立所需的工作環(huán)境。這種快速部署、快速上線的方式是PC機傳統(tǒng)部署方式無法比擬的。

　　同樣，在運維管理方面，采用虛擬桌面突出的優(yōu)勢是管理成本明顯下降。由于瘦客戶機自身的穩(wěn)定性極高，基本上不需要維護管理人員的維護，他們的精力可以放在數(shù)據(jù)中心的虛擬平臺維護上。在虛擬平臺上，管理人員可以獲得原來物理平臺無法實現(xiàn)的便捷手段，特別是通過虛擬機池的形式可以實現(xiàn)虛擬機增減的自動化，模版化。在功能提供方面.無論是快速支持新需求.還是處理故障后的快速恢復，虛擬平臺都比傳統(tǒng)方式更具優(yōu)勢。即使出現(xiàn)瘦客戶機損壞的情況，監(jiān)控人員可以隨時更換位置，利用熱桌面技術(shù)。無論使用哪個瘦客戶機都可以直接調(diào)用自己的桌面環(huán)境。

　　在能耗方面，符合綠色環(huán)保要求。采用虛擬桌面后，桌面系統(tǒng)電能消耗將大大降低，對于24小時運行的系統(tǒng)來說，節(jié)能效果非常明顯。經(jīng)側(cè)算，一般的虛擬桌面系統(tǒng)比傳統(tǒng)PC的桌面系統(tǒng)節(jié)電50%以上(不同情況略有不同)，而且客戶機數(shù)量越多，效果越明顯。在虛擬平臺上，大的部署密度使一臺服務器可以同時支持數(shù)十個虛擬機運行，高密度也提高了服務器自身電能的利用率。這無疑解決了集中監(jiān)控中心的能耗、散熱和噪音等機房環(huán)境問題，為改善工作環(huán)境有很大好處。

　　5、總結(jié)

　　桌面虛擬化技術(shù)在集中監(jiān)控中心使用可以大大降低TCO(整體成本)，并提高運營效率。首先通過服務器整合，控制和減少物理服務器的數(shù)量，明顯提高每個物理服務器及其CPU的資源利用率，從而降低硬件成本。其次，降低運營和維護成本，包括數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等。此外，虛擬化技術(shù)還可以實現(xiàn)系統(tǒng)整體的負載均衡及高可用性。如果二個系統(tǒng)的某一臺服務器負載過大，可以使用虛擬化技術(shù)動態(tài)調(diào)整負載。同時，虛擬化技術(shù)還可以在服務器停機和維修的時候，把相關的系統(tǒng)快速平滑地遷移到其他服務器上，這對于系統(tǒng)災難備份也有很大意義，可以確保應用系統(tǒng)的業(yè)務連續(xù)性。 

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本文標題：桌面虛擬化在集中監(jiān)控組網(wǎng)中的應用

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