1 、引言
在當前企業(yè)信息化過程中,桌面管理面臨著應用環(huán)境復雜,管理集成度低,終端安全難以保障等種種困境。面對企業(yè)桌面管理中遇到的問題,如何降低高昂的桌面管理成本,如何高效地進行統(tǒng)一管理,保障業(yè)務安全性和連續(xù)性,成為一個個擺在企業(yè)管理者面前的緊迫問題。X86平臺虛擬化技術(shù)的日臻成熟,桌面虛擬化技術(shù)的興起為解決企業(yè)桌面管理中的種種問題指明了方向。
2、桌面虛擬化技術(shù)簡介
2.1 什么是桌面虛擬化
桌面虛擬化(Desktop virtualization,或者稱為Virtual DesktopInfrastructure,VDI)是指將計算機的桌面進行虛擬化,用戶可以通過任何終端設備,不受地點和時間限制,訪問在網(wǎng)絡上的屬于個人的桌面系統(tǒng)。VDI是一種基于服務器的計算模型,同時借用了傳統(tǒng)的瘦客戶端模型,讓管理員與用戶能夠同時獲得兩種方式的優(yōu)點:將所有桌面虛擬機在數(shù)據(jù)中心進行托管并統(tǒng)一管理;同時用戶能夠獲得完整PC的使用體驗。也就是說,我們只需要一個瘦客戶端設備,或者其他任何可以連接網(wǎng)絡的設備,通過專用程序或者瀏覽器,就可以訪問駐留在服務器端的個人桌面以及各種應用,并且用戶體驗和我們使用傳統(tǒng)的PC是一模一樣的。由于桌面虛擬化技術(shù)本身是一種利用網(wǎng)絡、動態(tài)可伸縮的虛擬化資源計算模式,符合云計算的特點,所以人們也經(jīng)常稱桌面虛擬化技術(shù)為桌面云技術(shù)。
2.2 桌面虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢
桌面虛擬化系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的PC辦公系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢:(1)集中管理、統(tǒng)一配置,降低辦公系統(tǒng)總體擁有成本;(2)數(shù)據(jù)集中存儲,提高數(shù)據(jù)安全性;(3)隨時隨地、任意設備接入,更靈活方便的訪問方式;(4)按需動態(tài)調(diào)配硬件資源,提高硬件資源使用率,發(fā)揮硬件資源最大效能;(5)瘦客戶端能耗很低,占用空間小,應用更環(huán)保。
2.3 主流桌面虛擬化方案簡介
在當前的桌面虛擬化應用領域主要有三個廠商,即微軟、思杰(Citrix)和VMware。微軟的桌面虛擬化產(chǎn)品剛推出不久,還沒有成熟的案例,當前的桌面虛擬化市場主要是被Citrix和VMware瓜分。Citrix作為應用虛擬化領域的絕對領導者,其獨有的高效的ICA協(xié)議和積累了20年的對外設重定向等技術(shù)的積累,使得其在桌面遠程訪問的效率和外設的廣泛支持性上,占有絕對的領先位置。其最新桌面虛擬化產(chǎn)品XenDesktop 5.6成為對其他虛擬化產(chǎn)品進行評判的標準。VMware作為服務器虛擬化的老大,為了擴大產(chǎn)品線,也開發(fā)了自己的桌面虛擬化產(chǎn)品View。其后臺架構(gòu)在成熟且強大的服務器虛擬化平臺vSphere上,遠程訪問使用了自有的PCOIP協(xié)議,提供了與真實PC機相媲美的用戶體驗。當前VMware View的最新版本是5.1。
實際上XenDesktop與View相比各有優(yōu)勢。前文談到,Citrix是靠應用虛擬化起家的,所以XenApp、ICA協(xié)議和客戶端設備映射技術(shù)是它的強項。ICA協(xié)議是一種高效的占用帶寬少的遠程桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議,如果虛擬桌面部署在窄帶的公網(wǎng)上,建議采用XenDesktop方案。而VMware是靠服務器虛擬化起家的,其vSphere架構(gòu)是服務器虛擬化行業(yè)的領導者,將成千上萬臺虛擬桌面放在vSphere上面還是比較放心的,而且同樣硬件配置的服務器,vSphere上可以創(chuàng)建更多的虛擬機,平均單個虛擬機的成本更低。另外,XenDesktop方案支持使用其他廠商(微軟和VMware)的服務器虛擬化平臺,所以說最完美的方案是采用vSphere平臺加XenDesktop,但這樣要花兩份錢,成本自然就上去了。
3、VMware View 桌面虛擬化方案介紹
3.1 VMware View 桌面虛擬化架構(gòu)概述
VMware View 桌面虛擬化架構(gòu)主要由下面四部分組件構(gòu)成:VMware vSphere(含vCenter Server),View Connection Server,View Composer和View客戶端。
View后臺構(gòu)建于vSphere之上,vSphere平臺由多臺安裝ESXi操作系統(tǒng)的物理主機組成。每臺ESXi主機上可以承載幾十到幾百臺虛擬機。vCenter Server是vSphere架構(gòu)的管理者,它提供基本的數(shù)據(jù)中心服務,如訪問控制、性能監(jiān)控和配置功能。它將各臺計算服務器中的資源統(tǒng)一在一起,使這些資源在整個數(shù)據(jù)中心中的虛擬機之間共享。
View Connection Server是虛擬桌面訪問管理器,管理客戶端與虛擬桌面的連接,同時提供View Administrator服務,允許管理員進行配置設置、管理虛擬桌面和設置桌面的權(quán)限以及分配應用程序。
View Composer是創(chuàng)建鏈接克。↙inked Clone)虛擬桌面的組件,可以安裝在vCenter Server實例上或單獨的服務器上。Composer可以從指定的父虛擬機創(chuàng)建鏈接克隆池,鏈接克隆與父虛擬機共享一個基礎映像,因此存儲需求明顯減少,而且還可以極大地降低桌面維護成本。
View桌面虛擬化系統(tǒng)客戶端可以是PC、筆記本電腦、上網(wǎng)本、瘦客戶機、平板電腦或手機等智能設備。這些終端設備需要安裝客戶端軟件View Client,該軟件有不同版本,分別可以在 Windows、Linux、Mac PC或iPhone、Android等平臺上運行。
3.2 VMware View 桌面虛擬化方案的特點
(1)強大而穩(wěn)定的后端服務器虛擬化平臺vSphere是View的最大優(yōu)勢。vSphere是服務器虛擬化事實上的標準,其HA功能可為虛擬機提供高可用性;FT功能確保零停機時間和零數(shù)據(jù)丟失;DRS功能可以動態(tài)分配和平衡計算容量。
(2)VMware桌面虛擬化平臺在存儲方面做了大量的優(yōu)化,其Thin Provisioning技術(shù)實現(xiàn)存儲按需分配,鏈接克隆技術(shù)極大地減少重復的存儲空間和虛擬桌面的安裝部署時間。
(3)VMware在內(nèi)存共享方面也做了大量的優(yōu)化,其內(nèi)存過量使用(Memory Overcommitment)技術(shù)可以提高單位服務器硬件上可承載的虛擬機密度。
(4)View中采用了一種高性能的顯示協(xié)議 PC over IP(PCoIP),PCoIP 是一種動態(tài)自適應協(xié)議,它自我調(diào)整后可通過LAN和WAN提供最佳的用戶體驗。
4、企業(yè)桌面虛擬化系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)
4.1 需求分析
某中型研發(fā)企業(yè),員工總數(shù)約800人,每人都需要使用電腦,但平均每人每天使用電腦時間不到2個小時。電腦安裝Windows XP操作系統(tǒng),主要使用電子郵件和MS Office等辦公軟件,另外還有一些基于Web的應用。以前一直使用傳統(tǒng)PC,為了節(jié)省成本,2~3個人共用一臺電腦,PC總量約300臺。在日常使用中經(jīng)常出現(xiàn)兩個問題:⑴信息安全問題。由于多人共用一臺電腦,其中一個人的機密信息可能被其他電腦共用人獲取。⑵使用時間沖突問題。共用電腦的人可能需要在同一時間使用電腦,但受電腦條件限制,只能一個人使用。該企業(yè)急需引入一種解決方案,既保持用戶使用傳統(tǒng)PC操作體驗,又能很好的解決上述兩個問題。
4.2 總體設計
項目的設計目標是通過桌面虛擬化方式,為員工提供一個標準化的操作桌面,既保持用戶以前的操作習慣,又能保證數(shù)據(jù)安全,同時增加隨時隨地訪問各自專有桌面的特性。
項目采用VMware View 5.0桌面虛擬化架構(gòu),為每個員工配置一個虛擬桌面,總計共800個虛擬桌面。后臺由8臺ESXi主機組成虛擬機服務器集群,并提供HA功能。View架構(gòu)中的vCenter Server和ViewConnection Server采用虛擬機形式分別安裝在另外的vSphere平臺上,View Composer Server與vCenter Server安裝在同一臺虛擬服務器實例上。此外,架構(gòu)中還要有Active Directory服務器和DHCP服務器。為了盡量保持PC的用戶體驗,存儲采用高性能的光纖存儲。客戶端則是將原有的PC安裝View Client改造為瘦客戶機。(如圖1)
圖1 VMware View 桌面虛擬化系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
4.3 硬件配置和選型
服務器和存儲的配置是該方案中需要花時間考慮的問題。首先確定虛擬桌面的配置標準,根據(jù)以前電腦使用特點,虛擬桌面采用Windows XP操作系統(tǒng),配置1個vCPU和1M內(nèi)存。每臺服務器的設計目標是要承載100個虛擬桌面,根據(jù)每個CPU核心可以承載6~9個虛擬桌面,由于該企業(yè)標準用戶屬于輕型任務用戶,所以按每核心支持9個虛擬桌面計算,需要12核心,即服務器CPU配置為2路6核CPU。內(nèi)存方面,由于VMware有內(nèi)存過量使用技術(shù),每臺服務器并不需要配置100G內(nèi)存,根據(jù)以往服務器虛擬化實踐經(jīng)驗,虛擬內(nèi)存使用總量可以達到物理內(nèi)存的1.5倍,所以服務器內(nèi)存可以配置72G。
存儲方面,要實現(xiàn)高性能就要采用FC SAN(光線存儲網(wǎng)絡),還要考慮兩個性能指標,即容量和IOPS(每秒讀寫次數(shù))。容量按照每個虛擬桌面系統(tǒng)盤20GB,由于采用鏈接克隆技術(shù),可以節(jié)省70%存儲空間,800個虛擬桌面系統(tǒng)盤總共需要存儲容量約為5TB;用戶數(shù)據(jù)盤按照20GB計算,800個虛擬桌面的數(shù)據(jù)盤總共需要存儲容量為16TB,合計存儲容量總共需求是21TB。IOPS方面,企業(yè)標準用戶普通操作為15個IOPS,按照300個并發(fā)用戶計算,存儲需要支持4500個并發(fā)IOPS。如果配置為RAID 10,IO性能提升較多,但空間利用率較低;如果配置為RAID 5,則IO性能損失較多,但空間利用率較高。綜合考慮以上因素,存儲最終選定EMC VNX5100光纖存儲系統(tǒng),配置60塊SAS 15Krpm 600GB硬盤,做RAID5后可以提供26TB的有效存儲容量和5000個IOPS的高性能。
根據(jù)上述CPU、內(nèi)存和存儲等方面的估算,服務器最終選定為8臺DELL PowerEdge R710服務器,配置雙路6核2.8GHz CPU,72GB內(nèi)存,兩個SAS 15Krpm 300GB硬盤(鏡像冗余,安裝ESXi 5.0),4個千兆以太網(wǎng)卡和兩個4GB光線存儲網(wǎng)卡。服務器與存儲網(wǎng)絡連接采用兩臺Cisco MDS 9124光纖陣列交換機做冗余備份。
4.4 項目收益
該企業(yè)自從實施了桌面虛擬化項目后,不僅解決了電腦數(shù)據(jù)安全問題和使用時間沖突問題,在電腦管理和維護方面還提高了效率、降低了成本。例如,以前所有300臺電腦安裝一套軟件需要十幾個工作日,現(xiàn)在利用鏈接克隆技術(shù),800臺虛擬桌面安裝一套軟件可以在24小時內(nèi)完成。通過改造原有的老舊PC為瘦客戶機,延長了PC的使用壽命。原來使用5年即更新的PC,現(xiàn)在改造成瘦客戶機,使用壽命延長至8年,減少了固定資產(chǎn)投資,降低了企業(yè)運營成本。
5 、結(jié)語
與當今應用成熟的服務器虛擬化相比,桌面虛擬化應用還處于起步階段,但已顯示出強大的生命力。數(shù)據(jù)安全性低和高昂的IT成本一直是困擾企業(yè)管理者的兩個問題。企業(yè)通過實施桌面虛擬化項目,可以提高數(shù)據(jù)安全性和辦公效率,降低IT系統(tǒng)的總體擁有成本,最終幫助企業(yè)提高核心競爭力。實踐證明,桌面虛擬化技術(shù)在企業(yè)中有廣泛應用前景。
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