XX公司桌面云系统的设计与实施.docx

硕士论文开题报告论文名称： XX公司桌面云系统的设计与实施姓 名： 学 号： 专 业： 学院指导教师： 企业指导教师： 企业导师单位： 论文起止时间： 目 录1.课题来源和意义11.1课题来源11.2课题背景11.3选题意义22.国内外相关研究现状43.论文研究方案53.1研究目标53.2研究内容53.3拟解决的关键问题53.4研究方法及技术路线63.4.1 研究方法63.4.2 技术路线64.关键技术难点及系统解决方案74.1 企业概况74.2 业务流程分析74.3 功能需求分析94.4 系统架构初步方案设计114.5 系统功能结构方案设计124.6 网络拓扑135.预期研究成果及创新点136.论文工作计划136.1 论文工作计划146.2 本人工作内容147.参考文献14151.课题来源和意义1.1课题来源云计算是一种基于网络的计算服务供给方式，它以跨越异构、动态流转的资源池为基础提供给客户可自治的服务。云计算使得资源得以规模化、集中化，从而促进IT产业的进一步分工，让IT系统的建设和运维统一集中到云计算运营商处，普通用户都更加关注于自己的业务，从而提高了信息化建设的效率和弹性，促进社会和国家生产生活的集约化水平。桌面云相对于传统PC是一种全新的计算模式：数据的计算和存储都在数据中心的服务器和存储设备上，是一种集中式的计算模式，用户侧的终端设备只用于输入和输出，显示器上显示的只是服务器上传输过来的图像变化量。桌面云系统可以让企业不必再为每位员工单独配置一台PC机，并承担把应用和数据分散于众多难于管理的PC终端的风险，而是把所有的数据集中于服务器端，每位员工只需要通过价廉物美的云终端接入，即可获得和以前使用PC时一样的体验，而数据安全性、IT维护效率却要提高很多。桌面云在解决企业信息安全、资源利用率提升、简化 IT 管理、节能减排等方面有着得天独厚的优势，通过虚拟化技术，把数据中心的计算资源和存储资源发布给终端用户共享使用，大幅度提高服务器资源利用率，同时通过严格的访问控制，确保数据中心所存储数据的安全性。1.2课题背景随着XX公司公司IT规模的日益强大，业务对IT的依赖也越来越大，为每个用户提供安全高效的桌面环境是油田公司的基本要求。如果用户无法使用他们的桌面或应用程序，业务就无法高效的运作。IT技术部门的人员为了解决终端用户的各种问题与故障，需要面对以下困难：1、许多计算机已经不能很好的应付用户的使用需求，用户抱怨计算机的速度越来越慢。2、IT技术人员配备比较紧张，为了解决前端用户的计算机问题，不能很好的精力放在核心的应用管理上。3、IT管理的压力越来越大，如何快速交付新的应用程序和桌面到最终用户，也是一个比较大的挑战。4、专业技术人员使用的油田专业应用软件，安装维护使用程序复杂，如何快速部署应用程序，提高工作效率成为维护人员和使用人员亟待解决的问题。XX公司公司于2009年开始建设虚拟应用平台，经过近几年的建设，目前已完成数字油田应用系统和中石油统建系统的发布，用户群已达500余人。随着云技术的日益发展，桌面云的优势在于可以充分利用服务器资源，减少成本的投入，因此桌面云的推广和应用已成为趋势。为了适应XX公司迈向智能油田，如何在XX公司内部全面推广云桌面和云应用已成为当前迫切的任务。 1.3选题意义桌面云采用虚拟化技术来实现XX公司的桌面基础架构，将应用程序与操作系统解结合，为应用程序提供了一个虚拟的运行环境。在这个环境中，不仅包括应用程序的可执行文件，还包括它所需要的运行时环境。桌面云应用在XX公司的价值体现在以下几方面： 1. 数据安全桌面云只是将运行的图像更新通过网络传输，显示在远程显示设备上，数据与文件不会通过网络进行传输。而且由于只需要开一个端口，网络安全性也大大提高。利用加密手段，整个系统的安全性将得到大大提高，同时可以控制终端PC的USB等外设接口，防止终端的信息泄密。2. 端到端的应用交付通过在用户电脑上单独安装或管理应用系统，可以使应用的测试、提供、管理和支持变得更加轻松，成本更低。另外，底层可以根据用户、应用和位置自动匹配最佳的交付方式，从而显著地改善应用性能。3. 高效运维管理通过将操作系统的安装、运行环境与用户实际的操作环境进行分离，实现了对 PC 机的管理和使用的分离，实现了便捷、完整的桌面生命周期管理。管理员只需要分配新的账号，新用户就可以立即通过任何设备访问属于其桌面系统；根据用户需求，管理员可以给单个帐号分配多个虚拟桌面；此外，管理员可以通过设置集控模式，建立统一模板并分发来升级用户的操作系统及应用程序，轻松高效地实现统一运维。4. 信息安全保障通过或集中控制、保护和维护知识产权，可以极大地降低数据丢失和被盗的风险。采用应用虚拟化，数据在没有得到特别授权的情况下不会离开数据中心，这样可以满足合规性和安全要求。而且内置式端点扫描及策略控制会根据每个用户的职务、设备特点和网络状况来确定用户的应用和数据接入范围。这些动态属性还能够确定用户可以在什么地方存储和打印敏感信息。如此强大的数据和应用安全措施降低了敏感信息不小心暴露的可能性，增强了系统备份和信息存储的能力，从而提供了更强的容错能力和灾难恢复能力。5. 集中化的软件管理通过应用虚拟化把研发用开发工具软件以及办公软件集中部署到数据中心服务器，统一进行升级和维护。终端采用云终端，每次开机后通过网络启动到云计算平台获取操作系统，终端操作系统和软件免维护，在服务器端集中维护，简化IT 管理。6. 连续可用性、高可靠性以及快速的应用性能应用负载管理、自动化服务器恢复和故障转移实现了应用的高可用性，带来了“永远在线”的用户体验。利用在系统中(包括应用、服务器、网络和桌面)监测终端用户体验和详细报告可快速解决问题。7. 移动办公用户可以通过网络，在任何时间，任何地点访，通过任何设备访问属于自己的桌面，提高了提供工作效率。 8. 降低TCO(总拥有成本)减少投资成本：客户端可以采用云终端，投资成本低于传统 PC 的50%，同时延长现有所有设备使用寿命，能够将年折旧减少 50%；减少运维成本：传统一个专业机房管理员能够管理100个桌面，而通过桌面虚拟化，一个管理员可以管理1000个桌面，运维成本大大降低；降低运行成本：云终端的功率接近传统 PC 的六分之一，使用桌面虚拟化可以减少近 80%的电量消耗，每台 PC 每年消耗电量在500度左右，则云终端可以每年节省400多度电量，按每度电量1元钱，每个云终端每年能节省400多元。2.国内外相关研究现状目前我国用户对虚拟化与云计算的需求已经逐渐从追赶潮流走向解决实际问题，越来越多的用户真正认识到了这些技术的价值，以及相关技术产品可以为企业运营带来的效率。国际一线的虚拟化与云计算研发和配套厂商也都认识到了中国的市场的价值，均已经在国内设立了分支机构，区域代理渠道也已形成体系。从“服务虚拟化”到“桌面虚拟化”一旦部署，整行企业及机构信息化的命脉就交付给了虚拟化，而不容乐观正是这一命脉在2013年仍然掌握在国外厂商的手中，80%市场份额被VMware、Citrix、IBM、HP等拿走，而中国自己的虚拟化技术研发仍然是成长期，可竞争的领域仅在“桌面虚拟化”方面。而且受国人认识度制约，市场份额在2013年仍然没有超过Citrix。在部分行业发展缓慢。2013年市场推广上最大变化在于，售前人员已经无需细致的向客户解释究意什么是虚拟化产品，因为随着2011-2012年沉淀的国外厂商进行的测试铺垫，国人对此已经有了充分的了解，大多数客户处于面对众多同类产品的观望对比后选择的阶段。在此基础之上，2014年是中国虚拟化市场高速增涨的一年，市场的主动需求也将成为新的带动力，但是市场已经充分成熟，整体格局的变动不会有大的变化，2014年的竞争更多会存于“整体解决方案”的服务之上。而国内厂商在产品的研发上，会注重如何更适应用国内用户的使用习惯，应用的简化、易用性的增强，用户申请创建、配发、运用虚拟桌面可以和下载手机应用一样的方便，有望在“桌面虚拟化”上争取更大的份额。3.论文研究方案3.1研究目标XX公司公司桌面云系统的设计与应用项目是XX公司公司数据公司本项目组通过对当前云计算的主流技术和发展方向以及特性的研究，结合XX公司数字油田等应用部署了XX公司桌面云系统，建立了集中管理、资源动态利用、统一安全管理的桌面云环境，实现了员工办公计算机、移动计算机、智能终端等安全、可靠地访问油田信息资源，来提高资源利用率，保护数据安全，降低能耗，节省成本的目标。3.2研究内容 结合XX公司的实际情况，通过对需求进行分析，本着桌面云系统的实用性、安全性及未来的易维护、易扩展等特性，对XX公司桌面云系统进行设计和开发，主要的研究内容包括以下几点：1、桌面云系统的实施： 搭建系统的硬件环境，及虚拟桌面云环境；建立发布模版、部署发布策略； 迁移油田应用至新平台；2、优化现有云桌面的部署策略：规划部署XX公司云桌面部署用户群； 搭建XX公司自建域； 3、研究桌面云资源调度、安全性和可靠性： 研究适合XX公司信息化发展的桌面云资源调度系统； 编制XX公司云桌面安全解决方案； 编制XX公司云桌面可靠性解决方案。 3.3拟解决的关键问题此项目主要解决XX公司面临的以下问题：1、 XX公司相关应用业务的不断增长带来的信息化要求越来越高，如何快速简便的将应用软件部署到各一线单位，提高油田单位的工作效率；2、 XX公司以往数据存储分散问题，对XX公司的保密性文件数据进行有效保护；3、 缓解IT技术人员的工作压力，提高技术人员的工作效率。3.4研究方法及技术路线3.4.1 研究方法本文将主要采用文献研究法、具体调查法和实验法等研究方法。 一、文献研究法通过阅读研究国内外相关文献、著作，从而能全面的正确的了解国内外对云计算及虚拟桌面云的研究和利用，参考虚拟化桌面云部署的成功案例，查找自身的不足，取其精华、去其糟粕保证此项目的成功完成；二、具体调查法通过对XX公司现有数据网络资源的实地调查，以及对各单位的具体需求进行有目的、有计划的、系统的调查和研究，并对调查收集到的资料进行分析、综合比较、归纳，从而得出正确、完整的资料，以便制定出合理的实施方案；三、实验法通过收集到相关资料，利用手上已有的资源，制定出几个不同的实施方案，选取一个实验点，对几个不同的实施方案进行验证，从而发现其中的问题，从而得出一个最佳方案。3.4.2 技术路线开发平台选择- VMware vSphere 5.0vSphere是VMware公司推出一套服务器虚拟化解决方案，它是一款可以独立安装和运行在祼机上的系统，因此与其他我们以往见过的VMware Workstation 软件不同的是它不再依存于宿主操作系统之上。在ESXi安装好以后，我们可以通过vSphere Client 远程连接控制，在ESXi 服务器上创建多个VM（虚拟机），在为这些虚拟机安装好Linux /Windows Server 系统使之成为能提供各种网络应用服务的虚拟服务器，ESXi 也是从内核级支持硬件虚拟化，运行于其中的虚拟服务器在性能与稳定性上不亚于普通的硬件服务器，而且更易于管理维护。4.关键技术难点及系统解决方案4.1 企业概况 XX公司公司数据公司主要承担着XX公司信息化建设规划编制、实施管理和运行维护，XX公司传输网络建设管理和运维，中国石油XX公司区域中心的技术支持等工作，是中国石油信息技术支持单位之一。在早期的网络建设工作中主要考虑到为XX公司各厂处级单位网络的互联互通做好建设和维护工作，随着XX公司近年的不断扩大，及油田生产对信息化越来越大的依赖性，导致XX公司比较落后信息化建设成为油田生产发展的瓶颈，如何快速解决这个问题成为本公司迫切的任务。虚拟桌面云概念的提出，为本公司提出了一个很好的解决思路。4.2 业务流程分析 XX公司虚拟桌面云系统主要是为解决现XX公司信息化不断扩大，带来的信息化资源不足、IT技术人员不足及技术人员压力大的问题，鉴于以上的特点和要求我们初步设定方案定为使用瘦客户端和虚拟桌面中的共享桌面方式作为解决方案，因此虚拟桌面云系统主要包括虚拟桌面系统和油田生产应用系统。1、虚拟桌面管理流程分析 对于XX公司内网的使用用户，可以通过以下流程申请所需的云桌面，用户可以随时随地登陆自己的云桌面，可以充分的个性化，也可以随时进入油田公司内网进行自己的工作。 图1 虚拟桌面管理流程2、油田生产应用系统管理流程分析对于需要使用XX公司生产应用系统软件（如A2录入系统、集中报销系统、办公自动化平台（OA）、钻井数据采集传输系统、开发钻井甲供资料管理系统等）的用户，可以通过以下流程申请账号，通过审批后，可以登陆桌面云系统，进入相应申请的系统软件，方便快捷，无需再在本机PC上安装相应软件。 图2 油田生产应用系统管理流程4.3 功能需求分析 1、功能需求分析拟建系统功能初步确定为：1）、虚拟桌面平台通过安装虚拟化软件（VMware），将计算资源分割成很多台虚拟机，分为三个桌面并分给不同的用户使用；包括流桌面，此桌面节省资源适合普通用户使用，专有桌面特殊用户使用包括财务、人事人员，固定桌面适用于长期使用固定桌面用户。2）、油田生产应用系统 利用云平台虚拟化层提供的虚拟计算资源，搭建了油田生产需要的各种各样的应用软件。通过这些软件可方便快捷的进行油田信息化生产的相关资料的录入等，为油田生产提供系统支撑。3）、系统的管理功能 云平台管理系统负责管理本项目范围内的各类IT资源系统或设备，接收并执行来自虚拟桌面、应用业务的指令，根据指令完成资源部署、资源操作、资源巡查等任务，收集整理资源计量信息，为本项目的管理人员提供系统配置、管理门户等必要的管理功能。2、非功能需求分析1）、安全性需求云平台系统充分考虑用户数据的安全，避免用户受到异常攻击或敏感数据窃取。要求用户登录进行安全验证，针对不同用户设置不同的权限，并能主动评估业务系统的安全状况及提供弥补措施，并提供各种操作行为的可回溯能力。同时，对服务器系统的日常的补丁，及网络安全等都有特别的要求。2）、性能需求 对网络设备的性能需求，及服务器设备的软硬件都有严格的要求。对于每个虚拟桌面的硬件要求至少要达到内存2G，硬盘存储空间30G；同时虚拟桌面的并发数至少200台。3）、可扩展性需求各平台应具备良好的扩展能力，满足数据中心长期发展的要求。根据业务的发展预测，平台系统定期按照适度预留的原则进行建设，能在规定时间内快速响应新的用户，新的业务的新增要求。4.4 系统架构初步方案设计根据以上对虚拟桌面云系统的需求分析，我们提出符合XX公司实际情况的设计方案。该系统架构主要分为运营管理层、虚拟化层、用户访问层三层架构方式。各层有固定的功能和责任，各层相互合作，使此系统更加易于维护和扩展。1）、运营管理层：运营管理层负责对系统资源进行管理调度，系统用户管理、告警监控及故障处理等。主要通过VMware来管理ISO文件、模板、虚拟机的分配与管理，IT管理员可以通过管理平台中心将此资源分发到相关平台或者分配和用户，并且能够根据用户的实际需求，灵活去调配虚拟机的CPU、内存、存储等资源；同时IT管理员可以获得整套系统的运行日志和报警信息等；2）、虚拟化层：虚拟化层主要是通过虚拟软件在服务器上创建多个虚拟机及相关应用，同时给每个虚拟机分配不同的物理资源，使虚拟机基本PC的功能。同时将各个虚拟桌面接入构建出虚拟二层网络，联入实际XX公司网络中，便于用户访问。3）、用户访问层： 用户访问层主要是用户通过计算机、平板电脑、手机等终端设备通过网络访问云桌面系统。系统架构图如下： 图3 系统架构图4.5 系统功能结构方案设计通过此次对虚拟桌面云系统的需求分析，设计出的桌面云系统的功能结构如下图所示： 图4 系统功能结构图桌面云系统主要有以下功能模块：资源管理：对系统物理资源包括虚拟桌面的内存及硬盘空间的划分等管理，以及对网络资源的管理，包括IP地址地址，带宽等；应用管理：主要为虚拟桌面管理及生产系统应用管理。虚拟桌面管理主要是对各个虚拟桌面系统、存储、运行的日常维护的管理，保证各用户的虚拟桌面正常运行。生产系统应用管理，主要维护油田生产相关应用软件的正常运行。账户管理：主要完成用户账号及用户权限的管理，保证桌面云系统的运行安全及用户的数据安全。安全管理：主要是对网络安全、服务器系统安全、用户数据存储安全的管理，安全对于网络来说一直是首要问题，如何能保证用户存储数据的安全，数据不丢失，这都是我们要仔细考虑的问题。外设管理：主要是服务器、网络设备、网络线路等的管理，保证桌面云系统的正常运行。监控&告警管理：主要是通过软件来实现对服务器、网络设备的告警信息及故障的监控，保证云系统的正常运行，及第一时间完成故障的处理。4.6 网络拓扑XX公司虚拟桌面云系统网络拓扑如下： 图5 网络拓扑图5.预期研究成果及创新点总结XX公司公司桌面云系统的设计及应用项目实施的优缺点，通过对当前云计算的主流技术和发展方向以及特性的研究，结合XX公司数字油田等应用制定了合理有效的项目实施方案，完善项目管理过程，最终将建立集中管理、资源动态利用、统一安全管理的桌面云环境，实现员工办公计算机、移动计算机、智能终端等安全、可靠地访问油田信息资源，来提高资源利用率，保护数据安全，降低能耗，节约成本。由此可见，XX公司公司桌面云系统的设计及应用项目的顺利实施，将会给XX公司的数据管理，数据传输及油田安全应用都带来极大地好处，为XX公司未来的发展起着相当大的作用。6.论文工作计划6.1 论文工作计划表1 论文工作计划时间安排论文工作内容2015.01-2015.03项目准备阶段-确定项目目标、实施范围及策略，制定项目总体实施计划；2015.04-2015.06项目调研阶段-调查研究XX公司各厂处的网络现状，分析实施方法，设计具体的实施方式；2015.07-2015.10项目实现阶段-根据实际调研得出的方案进行实施；2015.10-2015.11项目测试阶段-项目实施完成后，进行测试，并处于内部试用阶段，发现问题及时处理，为全面上线做好准备。完成系统管理和测试，上线确认，管理人员培训等工作；2015.12项目上线阶段-测试完成后，项目开始在各厂处级单位逐步上线，并随时解决问题。6.2 本人工作内容本人在课题的研究过程中主要承担了系统的部分设计工作及主要实施工作。7.参考文献1 白伟 李凤英，浅谈桌面虚拟化技术发展与应用现状，中小企业管理与科技 2013年12期；2 聂得欣 耿明磊，虚拟桌面系统在数字化校园中的设计应用，河南财政税务高等专科学校学报 2014年02期；3 郑兴艳，安全虚拟桌面系统的设计与实现，北京交通大学 2012年12期4 张魁，基于VMWARE VSPHERE的虚拟机管理平台设计与实现，苏州大学 2013年5期；5