基于IDV架構(gòu)的云桌面實驗室運維管理實踐

基于IDV架構(gòu)的云桌面實驗室運維管理實踐宮宇［摘要］通過對當(dāng)前高校實驗室pc運維管理存在的難點分析，基于桌面虛擬化技術(shù)VDI和IDV的對比分析，結(jié)合當(dāng)前實驗室PC使用的實際需求，采用基于IDV架構(gòu)的云桌面解決方案。通過實踐證明該方案能同時解決實驗教學(xué)的使用需求和運維管理難題。［關(guān)鍵詞］運維管理;VDI;IDVdoi：10.3969/j.issn.1673-0194.2022.17.0831實驗室PC運維管理介紹口東北財經(jīng)大學(xué)實驗教學(xué)中心下設(shè)31個實驗室，分為公共基礎(chǔ)實驗室和專業(yè)實驗室兩類，部署1200多臺PC?？诿總€實驗室通過劃分獨立VLAN和IP子網(wǎng)，通過接入層交換機光纖匯聚到核心交換機，實現(xiàn)不同實驗室之間、實驗室和服務(wù)器之間的互訪以及安全策略的實施，通過硬件防火墻NAT實現(xiàn)校園網(wǎng)訪問?？诿總€實驗室PC的運維模式是采用多分區(qū)+保護還原卡+網(wǎng)絡(luò)同傳?？诙喾謪^(qū)是指教學(xué)分區(qū)、考試分區(qū)和數(shù)據(jù)分區(qū)。數(shù)據(jù)分區(qū)的作用是保存系統(tǒng)基礎(chǔ)鏡像和各類實驗教學(xué)軟件以備使用和維護。多個教學(xué)和考試分區(qū)劃分的目的是解決不同實驗、考試所需要的系統(tǒng)環(huán)境和實驗軟件的兼容性。保護還原卡使系統(tǒng)免受病毒、文件誤操作等影響。網(wǎng)絡(luò)同傳實現(xiàn)實驗室局域網(wǎng)內(nèi)桌面系統(tǒng)數(shù)據(jù)同傳。實驗室PC運維管理難點口中心目前承擔(dān)全校實驗、考試等多場景上機應(yīng)用，導(dǎo)致PC的使用和運維已超負(fù)荷。傳統(tǒng)運維模式已無法實現(xiàn)實驗室高效運轉(zhuǎn)，主要存在以下幾個方面問題。集中統(tǒng)一管理傳統(tǒng)運維模式無法實現(xiàn)實驗室PC的集中統(tǒng)一管理。對運維管理人員而言不論是系統(tǒng)制作、軟件安裝還是日常巡檢都會消耗大量時間和精力。用戶體驗性差面對教學(xué)、考試等多種需求，實驗室通常需要固定部署多個教學(xué)鏡像，而大量教學(xué)軟件安裝在同一個教學(xué)鏡像，會導(dǎo)致軟件沖突和系統(tǒng)臃腫、藍(lán)屏等問題，多系統(tǒng)給用戶造成選擇難題。PC兼容性差口由于PC的采購批次、數(shù)量、機型的不同，其硬件配置和保護還原卡均不相同，無法實現(xiàn)在硬件替換和網(wǎng)絡(luò)同傳的資源共享。PC功耗大口單臺PC功耗在300W，導(dǎo)致整個實驗室上電瞬間負(fù)載電流過大，導(dǎo)致電源空開跳閘現(xiàn)象時有發(fā)生，影響正常教學(xué)。桌面虛擬化VDI和IDV桌面虛擬化又稱云桌面，是指將服務(wù)器物理資源（內(nèi)存、CPU、存儲等）通過虛擬化技術(shù)合理分配生成若干虛擬桌面，用戶通過網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議連接和使用虛擬桌面。桌面虛擬化主要分兩類：VDI和IDV[1]。桌面虛擬化的廠商國外有VMware、Citrix[2-3]，國內(nèi)包括華為、銳捷、深信服等。口3.1VDI3.1VDI架構(gòu)技術(shù)分析口VDI就是傳統(tǒng)意義上的桌面虛擬化。其典型特征是“集中式計算，集中式管理”。VDI組成包括：云服務(wù)器、管理平臺、VDI云終端（又稱為瘦終端［4］）、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。云服務(wù)器是通過虛擬化技術(shù)將服務(wù)器的物理資源進行整合生成虛擬桌面，VDI終端以特定網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議訪問對應(yīng)虛擬桌面。管理平臺負(fù)責(zé)調(diào)度和操控云服務(wù)器資源，實現(xiàn)對虛擬桌面、VDI終端的策略管理［5］。VDI的計算資源都集中在云服務(wù)器上，為保證可靠性，建議將其做集群處理以免單點故障并將資源整合提高虛擬桌面性能，實現(xiàn)資源的靈活調(diào)度。VDI依賴網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致其對3D、視頻處理、以及外設(shè)兼容性等方面都存在不足［6］。3.2 IDV架構(gòu)技術(shù)分析口IDV其典型的特征是“集中管理、分布式計算”。IDV組成包括：云服務(wù)器、管理平臺、IDV終端（又稱為胖終端）、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。云服務(wù)器提供統(tǒng)一配置和桌面鏡像管理功能，通過基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將桌面鏡像發(fā)送到IDV終端，IDV終端通過虛擬化技術(shù)分配本地計算資源運行虛擬桌面。管理平臺負(fù)責(zé)鏡像管理和IDV終端的策略管理?？贗DV在保持集中管理的同時，將云桌面的運行位置從服務(wù)器端移到了IDV終端本地，利用其本地物理資源運行云桌面，減輕了服務(wù)器的運行成本，即使網(wǎng)絡(luò)中斷或服務(wù)器宕機，IDV終端可以離線運行。IDV終端是X86架構(gòu)，通過虛擬化技術(shù)充分發(fā)揮底層硬件資源，在軟件兼容性、3D、視頻處理以及外設(shè)兼容性要優(yōu)于VDI終端?？贗DV云桌面實驗室構(gòu)建及運維經(jīng)驗口對于高校而言，教學(xué)和考試都需要得到可靠保證，因此通過對多家廠商桌面虛擬化技術(shù)方案分析，滿足教學(xué)、考試、運維的需求，決定采用銳捷的IDV架構(gòu)解決方案。口IDV云桌面實驗室構(gòu)建口本次