1 桌面虛擬化技術分析
虛擬化是各個系統(tǒng)集成廠商所共用的一個概念,即通過劃分計算機的軟硬件資源,形成多個虛擬的應用執(zhí)行環(huán)境。目前的桌面虛擬化應用有2個關鍵特征:一是將分散在分點的應用系統(tǒng)都集中管理在總的服務器中;二是提高了客戶端的利用率和應用效率。隨著近幾年虛擬化技術不斷發(fā)展,桌面虛擬化技術在分布式設備管理中有非常明顯的優(yōu)勢,桌面虛擬化是管理者應對數量多、分布式設備管理的一個新的解決方案和基礎架構理念。
1.1 桌面虛擬化平臺基礎架構
Phantosys桌面虛擬化是一套以終端硬盤扇區(qū)數據管理及存儲為基礎的運算模式,即以從事使用者服務管理與供應工作的平臺,實際上是在傳統(tǒng)設備的、以硬盤為基礎的運算架構中增加硬盤扇區(qū)數據存取路徑的層次,并在路徑中加入管理功能。圖1為Phant—osys桌面虛擬化平臺基礎架構。
圖1 桌面虛擬化平臺基礎架構
在Phantosys DVP架構之下,硬盤的存取與管理路徑系由3個組件組成:Phantosys本地扇區(qū)數據緩存(LocalCache)架構、Phantosys EDSC(EthernetDiskSector Communication)網絡硬盤扇區(qū)數據傳輸協議及Phantosys DesktopVirtual Platform PIM群集文件架構。Phantosys通過EDSC網絡硬盤扇區(qū)數據傳輸協議、本地硬盤扇區(qū)緩存技術和跨平臺群集文件系統(tǒng)技術實現了多桌面應用環(huán)境的模塊化組合和動態(tài)生成以及隨需提供,確保了桌面運行的效果和傳統(tǒng)的設備沒有任何差異和改變,建立了在桌面虛擬化技術領域中全新的技術方向和解決方案。
1.2 EDSC協議
EDSC磁盤扇區(qū)傳輸協議是一套計算機硬盤扇區(qū)數據管理與傳輸服務供應協議,是系統(tǒng)平臺的通信基礎,位于客戶端操作系統(tǒng)之下、直接對客戶端的硬盤扇區(qū)數據進行管理和控制,能夠支持主流操作系統(tǒng)(Windows系列、Linux系列)。位于OSI 7層網絡模式中的數據鏈路層(在需要的時候也可轉換為網絡層協議),能夠將各種服務套件以扇區(qū)緩存的方式動態(tài)架構到運算平臺(亦即客戶端)的硬盤內,內含多組協議指令,呵用以執(zhí)行客戶端硬盤扇區(qū)數據的存取與管理工作(例如安裝、刪除、存儲空間調整、復制、存取管理、桌面環(huán)境整合),以此達成應用服務的管理與供應工作。
1.3 本地硬盤扇區(qū)緩存技術
本地硬盤扇區(qū)緩存技術可以讓客戶端的硬盤不再安裝任何分區(qū)格式和文件系統(tǒng),本地硬盤在系統(tǒng)架構里成為一個緩存設備,并且這種緩存機制是位于BIOS之上、操作系統(tǒng)之下的?蛻舳嗽诘谝淮握{用一個操作系統(tǒng)或軟件的時候,本地硬盤扇區(qū)緩存將調用過的數據以扇區(qū)的方式載入到客戶端硬盤,當客戶端重復調用相同的系統(tǒng)或軟件時,就可以直接從本地硬盤直接取用,不用再從平臺服務器調取,并且客戶端在系統(tǒng)運行期間的一切硬盤I/0存儲動作都是基于本地的,如此可以充分發(fā)揮客戶端的完整硬件性能,并且對服務器、網絡的壓力極低。
1.4 跨平臺群集文件系統(tǒng)技術
跨平臺的群集文件是指在平臺服務器端的負責客戶端桌面系統(tǒng)供應的資源池文件,這個文件系統(tǒng)能夠將各靜不同文件格式、不同原廠的操作系統(tǒng)和應用軟件耦合在一起,利用單個資源池文件就能為客戶端提供各種主流操作系統(tǒng)(Windows系列、Linux系統(tǒng))和基于這些操作系統(tǒng)之上的應用軟件的生成、調用和管理。
2桌面虛擬技術在分布式設備管理中的方案設計
2.1 桌面虛擬技術方案總體規(guī)劃
基于學,F有的系統(tǒng)架構、應用及需求,為能保證在最短時間內穩(wěn)定地使系統(tǒng)上線,并且保證今后若干年內系統(tǒng)良好的可擴展性和可升級性,采用桌面虛擬技術實現的目標如下:
(1)通過對服務器、存儲硬件等物理資源的共享和虛擬化,提供給用戶與使用傳統(tǒng)設備基本一致的操作體驗,并能夠動態(tài)地對用戶之間進行計算資源的調配,支持在增加硬件配置和許可數等條件下靈活的擴展功能。
(2)要求界面響應速度與傳統(tǒng)設備相比無明顯差距,支持常用外設如掃描儀、攝像頭、打印機等,提供通用打印驅動,方便用戶打印。
(3)必須支持多種前端協議,提供多種協議的統(tǒng)一管理及接人。支持網絡帶寬自適應,能夠根據帶寬,自動調整網絡數據的傳輸率和圖像清晰度調整。要求支持底層DMZ、防火墻功能,支持虛擬交換機/路由功能,以及鏡像克隆功能。
(4)要求虛擬設備能夠運行所有的Windows軟件,無需做額外的改造或配置。同時能夠支持管理員在后臺統(tǒng)一、方便地完成如下任務:分配、調整各物理資源,在虛擬設備上安裝操作系統(tǒng)及各種應用軟件、進行配置及安全管理等。
(5)高可用性、高可靠性保證,并支持容災功能,要求實現在線遷移,以保證物理服務器故障的零停機、零數據丟失的持續(xù)可用性;可與主流備份軟件兼容,提供高級備份技術與功能,例如重復性數據刪除、顆粒度恢復、Lanfree高速備份功能。
2.2 桌面虛擬技術應用的網絡設計
由于Phantosys Desktop Virtual Platform中,客戶機的操作系統(tǒng)和所有文件及數據均由服務器控管,所以對網絡環(huán)境的品質要求較高。與服務器相連的交換機必須使用千兆端121,條件允許與客戶端連接的交換機也可使用千兆端口。
2.2.1 綜合布線系統(tǒng)設計
核心交換機為全千兆骨干交換機,并具備足夠的光纖模塊服務器直連核心交換機的千兆RJ45端口;核心交換機與各個機房的匯聚交換機之間采用光纖鏈接;接人層交換機至少需具備一個全雙工千兆RJ45端口與匯聚交換機全雙工千兆RJ45端口點對點連接;接人層交換機到每個Client網乍間采用點對點的超五類布線,保證全雙工百兆到桌面。
2.2.2要確保PXE協議、EDSC協議能夠正常通信
(1)PXE是INTEL推出的一種預引導網絡協議。在遠程啟動過程中,客戶端通過PXE向服務器發(fā)生請求,要求服務器分配一個IP地址,再用TFTP或MTFTP協議下載一個啟動軟件包到本機內存中并執(zhí)行,由這個啟動軟件包完成終端基本軟件設置,從而引導預先存在于服務器中的終端操作系統(tǒng)。
(2)如果Phantosys DVP與對應的客戶端不在一個Vlan中,必須在網絡中將Phantosys DVP使用到的協議端口在Vlan間傲轉發(fā),以確保通信。
2.3 桌面虛擬化在教學應用環(huán)境集中管理應用
2.3.1 定制多操作系統(tǒng)的教學支撐環(huán)境
在服務器端安裝絕大部分的主流操作系統(tǒng)如Win2000Pro、Win2000Server、WinXPHome、WinXP—Pro、Win2003Server、Vista、Windows7、大多數的Linux發(fā)行版本等,配合各種教學應用軟件,供客戶端使用。
2.3.2 定制個性化的教學環(huán)境
實驗室可以根據每個教師、每個班級、每個專業(yè)不同的軟件特點、教學需求,生成量身定做的系統(tǒng)和資料盤,供教師隨需組合、調用,甚至在一個機房里,進行分組教學(每組調用的系統(tǒng)、軟件不同),這樣使一個普通機房用途個性化、多樣化,提高了教育投資的利用率、最大限度地滿足越來越復雜的教育需要。
2.3.3 在線的集中更新升級維護
教師上課時只需要啟動自己所需的環(huán)境(一個沒有其他不相關軟件干擾、不存在病毒問題的開放式的教學環(huán)境),這種環(huán)境建立的過程可在線完成,即管理人員可以在空閑的時候隨便找一臺客戶機進行補丁安裝、軟件安裝、病毒庫升級等所有需要做的更新,然后分享給所有的計算機即可。在線更新的技術可以幫助管理員從繁重、單一的計算機GHOST中解脫出來,將更多的寶貴精力放到更重要的事。
3 結束語
針對數量多、分布式的設備應用管理,桌面虛擬化是個新的解決方案和基礎架構理念。對使用者而言可以讓桌面用戶調用操作系統(tǒng)、OA辦公軟件、
財務軟件等應用;對IT管理者而言獲得了在中心機房集中管理桌面應用、對桌面應用實現統(tǒng)一配置與管理的能力。因為桌面集中管理、虛擬化和隨需交付,為桌面用戶提供充分靈活操作空間的同時,又提高了管理水平,保證了實驗教學的順利進行。
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本文標題:桌面虛擬化技術在分布式設備管理中的研究與應用
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