软件教育云虚拟化解决方案(服务器虚拟化桌面虚拟化).doc

青海警察学院方物软件教育云虚拟化解决方案青海警察学院方物软件教育云虚拟化解决方案 服务器虚拟化 服务器虚拟化 桌面虚拟化 桌面虚拟化 北京方物软件有限公司北京方物软件有限公司 20132013 年年 6 6 月月 1919 日日 目目 录录 1 1 概述概述 1 1 1 传统服务器环境存在的问题 1 1 2 传统桌面环境目前面临的挑战 2 1 3 采用方物虚拟化 3 1 3 1 服务器虚拟化 3 1 3 2 桌面虚拟化 3 1 4 方物服务器虚拟化的价值 4 1 5 方物桌面虚拟化的价值 5 2 2 方物虚拟化优势分析方物虚拟化优势分析 7 2 1 具有桌面集中管理的优势 7 2 2 具有分布式计算的优势 8 2 3 具有成本节约的优势 9 2 4 总结 9 3 3 方物服务器虚拟化解决方案方物服务器虚拟化解决方案 10 3 1 需求分析 10 3 2 方案设计 11 3 3 总体软硬件配置推荐 12 4 4 方物桌面虚拟化解决方案方物桌面虚拟化解决方案 13 4 1 需求分析 13 4 1 1 桌面 IT 系统维护困难 13 4 1 2 教学业务缺乏连续性和延续性 13 4 1 3 新教学软件 新技术上线速度慢 13 4 1 4 硬件安全防护需提升 14 4 1 5 降低 IT 成本 14 4 2 方案概述 14 4 3 虚拟桌面架构方案构成部分详细说明 15 4 3 1 虚拟化数据中心服务器硬件配置建议 15 4 3 2 网络存储设计 17 4 3 3 虚拟化数据中心服务器软件配置 18 4 3 4 虚拟桌面架构所用虚拟机的配置 18 4 3 5 网络流量 19 4 4 方案特点与价值 20 4 5 总体软硬件配置推荐 20 5 5 方物虚拟化方案对比国外产品优势分析方物虚拟化方案对比国外产品优势分析 21 5 1 部署便捷 21 5 2 界面友好 易用性好 22 5 3 安全性和可靠性更好 22 5 4 用户体验更好 22 5 5 功能更丰富 23 5 6 细节更实用 23 6 6 方物虚拟化特性简介方物虚拟化特性简介 24 6 1 服务器虚拟化优势设计 24 6 1 1 原有应用的迁移 P2V 24 6 1 2 高可用性设计 24 6 1 3 动态迁移设计和电源管理设计 24 6 1 4 负载均衡设计 24 6 1 5 群集热添加设计 24 6 2 虚拟桌面与桌面池 24 6 2 1 桌面池分类 25 6 2 2 桌面发布 26 6 2 3 链接桌面 27 6 2 4 快速部署和统一升级 27 6 2 5 桌面负载均衡 28 6 3 虚拟应用 28 6 3 1 获取应用服务器上的应用列表 28 6 3 2 应用发布 28 6 3 3 应用负载均衡 29 6 4 个人数据盘 29 6 5 终端支持 30 6 5 1 PC 电脑 30 6 5 2 无线云终端 瘦客户机 30 6 5 3 移动终端 平板电脑 智能手机 30 6 6 外设支持 31 6 6 1 USB 移动磁盘 31 6 6 2 智能卡与加密狗 31 6 6 3 USB 外设 31 6 6 4 打印机 32 6 6 5 串口和并口设备 32 6 7 图像和多媒体支持 32 6 8 用户身份验证 32 6 8 1 AD 域身份验证 32 6 8 2 单点登录 33 6 9 IP 和时间段访问控制 33 6 10 数据安全性保障 34 6 10 1 数据可靠性 35 6 10 2 数据泄密管理 35 6 11 管理与维护 36 6 11 1 全中文 Web 管理界面 36 6 11 2 日志与事件管理 36 7 7 专业服务专业服务 37 7 1 配置和管理虚拟数据中心 37 7 2 根据业务需求配置VACCESS 37 7 3 支持服务 38 8 8 公司介绍公司介绍 39 9 9 典型配置典型配置 41 10 10 典型案例典型案例 43 10 1 哈尔滨工业大学 43 10 2 中国空间技术研究院神舟学院 44 1 1 概述概述 IT 组织目前仍在设法解决过去十年里 IT 急速发展所造成的不良后果 基础架构成本高昂 响应速度缓慢以及管理不一致等 这些都让许多 IT 组织 饱受其苦 为具备可持续的竞争优势 适应业务的发展 IT 组织需要 提高资源的利用率 从而降低基础架构的成本 提高对业务需求的响应速度 以便更迅速地部署项目 提高运营的一致性和可预测性 1 1 1 1 传统服务器环境存在的问题传统服务器环境存在的问题 传统的机房服务器环境的部署和管理方法均采用每台物理服务器对外提供 一种对外应用服务 这样的部署方式在机房扩建 机房管理和应用升级等各个 方面存在着极大的弊端 具体如下 硬件成本高 一台物理服务器只提供一种应用服务 这意味着一个大的企 业后台可能需要数十台的物理服务器 价格昂贵 高空间占用 随着应用服务的增加 机房需要不断的增加物理服务器 占 用大量的机房空间 高能耗 大量的高功耗物理服务器在机房运行 对能耗有很高要求 这对 机房的供电设计提出了更大的挑战 同时也增加了大量的电力费用 维护成本高 一个庞大的机房环境需要两到三位专门的机房人员进行维护 再加上硬件的损耗 更新维护 成本高昂 业务中断时间较长 在传统的部署架构下 如果一台物理服务器出现了故 障 则整个业务将中断 根据硬件的故障情况的复杂和维护人员的及时到位 一个业务往往中断几个小时到两天不等 灵活性差 对于传统的机房服务器环境而言 如果要新增加一种应用服务 则需要 it 人员向上级审批服务器的购置 等到服务器购买完毕还需要重新完整 的搭建一套应用服务系统 周期缓慢 部署不够灵活 资源利用率低 对于传统的服务器环境 一台高配的物理服务器往往只是 在运行一个很小的应用 资源利用只有 5 15 资源大大浪费 1 2 1 2 传统桌面环境目前面临的挑战传统桌面环境目前面临的挑战 一直以来 桌面计算普遍使用的是功能全面的 胖客户端 PC 在许多情 况下 此类 PC 提供了价格 性能与功能的最佳组合 但是 在不少使用案例 中 胖客户端 PC 并不是理想的解决方案 其缺点包括 难以管理 面对广泛分布的 PC 硬件 用户日益要求能在任何地方访问其 桌面环境 因此集中式 PC 管理极难实现 此外 众所周知 由于 PC 硬件种 类繁多 用户修改桌面环境的需求各有不同 因此 PC 桌面标准化也是一个难 题 总体拥有成本高 PC 硬件相对较低的成本优势 通常无法抵消 PC 管理 和支持工作的高昂成本 目前 PC 管理工作包括部署软件 更新和修补程序等 由于这些工作需要对多种 PC 配置的部署进行测试和验证 因而会耗费大量的 人力 同时 由于标准化程度不高 支持人员经常需要亲临现场解决问题 这 就进一步增加了支持成本 难以保护数据的安全 确保 PC 上的数据能成功备份并能在 PC 出现故障 或文件丢失时恢复 是一个巨大的挑战 即使数据能成功备份 PC 失窃的风险 也威胁着重要数据的安全 资源未充分利用 PC 的分布式特性使人们难以通过集中资源的方式提高 利用率和降低成本 结果 PC 的利用率通常低于 5 远程办公室需要重复的 桌面基础架构 移动工作人员可能需要使用复杂的远程桌面解决方案 1 3 1 3 采用方物虚拟化采用方物虚拟化 1 3 1 1 3 1 服务器虚拟化 服务器虚拟化 针对传统服务器环境的种种弊端 国际上整个软件和硬件市场均在积极配 合寻找一种更好的解决方案 在 IBM EMC 及微软 VMware 等硬件和软件厂 商的紧密协作下 市场终于推出了服务器虚拟化的解决方案 更好的解决传统 服务器环境的种种问题 方物软件推出的服务器虚拟化产品在国内较为成熟 功能和性能方面可与国外主流厂商媲美 利用方物软件服务器虚拟化解决方案 FVI vServer and vCenter 可将一 台高配物理服务器虚拟成多台对外应用服务器 使多种应用服务运行于同一台 物理服务器之中 同时各个应用服务相隔离 互不干扰 同时采用一些精细的 部署和监控策略 可达到快速部署应用服务和保证业务高延续性等高级功能 使用方物软件服务器虚拟化 管理员可以轻松的进行如下操作 简单的管理虚拟服务器 使用快照 克隆 备份等功能 可以实现对虚拟 服务器的全面管理 且操作简单 可以更好的保证虚拟服务器的运行安全 快捷的添加新的应用服务器 在方物服务器虚拟化环境下 添加一个新的 对外应用服务器只需要简单的部署一个新的虚拟电脑 方便快捷 无需再重新 购置硬件或是出现安装系统 利用 vCenter 的一些高级功能 vCenter 的高级功能 HA 容错 Vmotion 等等 可以保障虚拟服务器对外业务的高延续性 同时简化机房维护 灵活的添加新的物理服务器 在方物服务器虚拟化环境下 管理员可以将 新的物理服务器简单的添加到之前已经部署好的集群之中 扩容方便快捷 1 3 2 1 3 2 桌面虚拟化 桌面虚拟化 针对桌面存在上述的缺点 各个组织在不断针对多种情景评估并实施能够 替代胖客户端 PC 的解决方案 具体而言 各家公司纷纷采用在服务器系统上 承载桌面映像的方法 以集中资源并提高其桌面计算基础架构的可管理性 利用方物桌面虚拟化构建基于服务器的桌面解决方案 不仅可以解决 PC 桌面面临的各种难题 还能优化可用性 可管理性 总体拥有成本和灵活性 借助方物桌面虚拟化 在使用方物 vServer 软件虚拟化的服务器上运行的虚拟机 中 可以构建完整的桌面环境 操作系统 应用程序和配置 管理员可使用 方 物 vCenter 软件集中管理环境中的所有虚拟机 最终用户可使用远程显示软件 从 PC 或瘦客户端访问其桌面环境 利用方物桌面虚拟化 管理员可以 构建独立于硬件的桌面环境 在同一系统上同时运行多个虚拟机 系统中的每个虚拟机都相互独立 彼此隔离 只需几分钟时间即可利用模板完成新虚拟机的部署 1 4 1 4 方物服务器虚拟化的价值方物服务器虚拟化的价值 方物软件服务器虚拟化解决方案解决了传统物理服务器环境中的种种问题 同时降低了部署和维护的难度 提供了一些高级功能来保证后台软硬件的维护 效果 保证了对外业务的灵活性和高延续性 具体优势如下 降低了应用成本 原来使用 30 台物理服务器的机房环境 使用方物软件 将可缩减到 5 台 大大的降低了硬件成本 简化了管理和维护 方物软件服务器虚拟化将管理运维的难度减低到了一 个很简单的层次 管理员只需要通过对 vCenter 的操作使用就可以完成日常的 所有管理 软件的管理代替了一件管理 大大降低了维护难度 同时高级功能 保证了对硬件的维护效果 降低了维护软硬件工作量 空间的节省 大量的物理服务器缩减成少量的物理服务器 对机柜投入 空间的要求降得很低 功耗的节省 电力费用的节省 更少的物理服务器使得机房的供电负荷更 小 也节省了电力消耗和电力费用 业务的高延续性 方物软件服务器虚拟化解决方案 提供 HA FT VMotion DRS DPM 等高级功能 可在某一台物理服务器宕机的情况 下仍然保证该业务转移到另外一台物理服务器上运行 从而保证了业务的高延 续性 新业务部署的灵活性 部署新的业务 只需要使用 vCenter 再开发一台虚 拟服务器 省去了购置硬件的周期 省去了部署系统的时间 可直接安装应用 使得虚拟服务器上线 资源充分利用 使用方物软件服务器虚拟化可使得物理服务器的资源利用 率达到 60 以上 充分的使用了硬件资源 减少了浪费 1 5 1 5 方物桌面虚拟化的方物桌面虚拟化的价值价值 方物桌面虚拟化方案使用虚拟化切断了桌面和关联的操作系统 应用程序 和硬件之间的联系 通过将桌面操作系统 应用程序和用户数据封装到相互隔 离的层次 此解决方案允许 IT 人员独立地更改 更新和部署每个组件 从而 获得更高的业务灵活性并缩短响应时间 最终获得的访问模型将更加灵活 能 够提高安全性 降低运营成本和简化桌面管理 方物桌面虚拟化方案将操作系统 应用程序和用户数据封装到相互隔离的 层次 以改善桌面管理 并为用户提供各自桌面的个性化视图 客户在实施了使用方物桌面虚拟化的桌面解决方案后 可以获得如下好处 提高资源利用率 由于一台服务器可以运行多个桌面环境 因此客户能够 有效集中硬件资源 同时 该解决方案十分灵活 您可以轻松地重新使用计算 资源 并以动态形式将其分配给桌面环境 降低成本 通过集中管理和资源并消除远程办公室的 IT 基础架构 实现 桌面硬件的标准化 方物桌面虚拟化方案可将桌面计算的总体成本减少达 45 之多 提高安全性 由于所有数据都保持在企业防火墙内 因此方物桌面虚拟化 方案可以尽量减少风险和数据丢失 内置 SSL 加密提供从非受管的设备到虚拟 桌面的安全隧道 改善管理和控制 通过方物 vAccess 软件和 vCenter 软件 可以集中管理 数据中心的所有桌面 即时为新用户 部门或办公室调配桌面 从中央映像创 建即时克隆 并创建动态桌面池 以便快速调配和更新 此外 桌面管理员还 能使部署过程的更多步骤自动化 提高业务灵活性和用户灵活性 方物桌面虚拟化方案能适应不断变化的业 务需求 如添加新桌面用户或用户组等 用户可以从单个客户端访问多个桌面 环境 同时还能为来自网络任何位置的每个用户提供一致的体验 管理员可在 瞬间存档或丢弃非活动的桌面环境 以收回资源并立即分配给其他用途 提高数据保护能力 管理员只需遵循目前在数据中心使用的备份过程 即 可确保可靠的桌面备份 虚拟机的硬件独立性极大地简化了桌面恢复工作 另 外 由于所有数据均驻留在数据中心 因此保护数据安全的工作也得到了简化 可靠的业务连续性和灾难恢复 方物桌面虚拟化方案基于业界领先的方物 vServer 虚拟化软件 能够将桌面备份和恢复作为数据中心内的业务流程实现 自动化 降低碳排放量和能源成本 瘦客户端设备的功耗通常只相当于传统 PC 的 1 10 通过将方物桌面虚拟化方案与瘦客户端设备结合使用 可以降低能源 成本 并将碳排放量降低 80 之多 2 2 方物虚拟化优势分析方物虚拟化优势分析 方物虚拟化方案是一种全新的基于服务器的计算模型 其突出优点在于 增强数据安全性 将数据保留在数据中心之内 有利于提高数据的安全性 降低硬件开支 整合的实施以及升级周期的缩短 最大限度地降低了服务 器和客户端设备的硬件成本 简化管理 集中执行修补和应用程序安装 同时还能集中进行流式传输 免去了加载网络的麻烦 实现员工移动作业 用户桌面可随用户移动 用户可以通过多种设备从 任意位置重新连接至自己的桌面 集中放置资源 基于服务器的计算模型可将资源置于一个公用池中 有利 于提高公司的资源使用能力 2 1 2 1 具有桌面集中管理的优势具有桌面集中管理的优势 性能和可靠性优势 方物虚拟化方案是第一个允许用户会话在服务器群中 使用资源的计算模型 它实现了用户会话的集中式执行 无需依赖 Windows 内 核来协调多用户会话 此外 方物虚拟化方案还能够实现服务器群的自我平衡 并能以透明方式在主机之间迁移用户 这大大扩展了可在基于服务器的计算模 型上部署的应用程序数量和类型 零停机维护 在任何方物 vServer 虚拟化服务器上执行硬件维护 都不需 要等待用户注销 也不需要中断用户会话 通过将方物 vServer 虚拟化服务器 切换到维护模式 可将所有活动的虚拟桌面会话迁移至服务器群中的其他位置 使用此功能 IT 人员可在正常工作时间执行维护 而不会对用户产生任何影响 集成的服务器与桌面管理平台 公司第一次能够统一管理用户桌面和服 务器 IT 人员可以简化数据中心的流程 改善服务器支持小组与桌面支持小组 之间的协作 一种备份和灾难恢复功能设计即可同时满足服务器和桌面这两大 领域的需求 在企业范围内实现标准化 虚拟化技术是将软件从硬件中抽离出来 并创 建可移动的虚拟机 因此 利用方物虚拟化方案可以在企业范围内更便捷地实 现数据中心和办公桌面的标准化 简化 IT 操作 提高管理效率 方物虚拟化方案可以简化人工和资源密集 型 IT 操作 例如跨越不同的硬件 操作系统和软件应用程序环境进行服务器 的部署与维护 这样 只需较少的 IT 人员就能管理更多的工作负载 此外 方物 vCenter 提供的统一监控和管理平台可显著提高系统管理员的工作效率 使每个系统管理员能够监控并有效管理更大的基础架构资源池 业务连续性优势 现在 集中式计算实现了可移动性 那些需要使用自己 PC 的用户将获益良多 应用程序管理的新选择 利用模板和克隆技术 管理员可为各个部门建立 计算机模板 进而根据需要快速部署新的用户桌面 2 2 2 2 具有分布式计算的优势具有分布式计算的优势 方物虚拟化方案保留了与分布式计算相关的很多优势 通过为每位用户提 供自己的操作系统 方物虚拟化方案保留了分布式计算的很多强大功能 其中 包括 最终用户隔离 方物虚拟化方案不需要期待操作系统对多个用户保持稳定 也不需要假设运行中的软件的多个变体能够保持稳定 方物虚拟化方案可保护 每位用户免受其他用户所产生的问题的影响 这种保护消除了多用户系统可能 出现的一次影响 30 到 40 位用户的操作系统崩溃事件 同时方物虚拟化方案 用户还可以保持分布式计算所具有的隔离水平 高级用户在安装软件和重新启 动桌面时 将不会影响其他用户 改善性能隔离 PC 用户需要对自己的 CPU 内存和磁盘资源享有完全访 问权限 方物虚拟化方案允许在最多 32 个逻辑 CPU 上以近乎线性的方式来扩 展 虚拟桌面会话 并可以实现服务器群级别的会话移动性 方物 vCenter 调度 程序可在最大的服务器上为高负载用户查找空闲 CPU 周期 还可使用 动态迁 移技术将选定的虚拟桌面移到负载较轻的其他主机 2 3 2 3 具有成本节约的优势具有成本节约的优势 在考虑总体拥有成本时 简单的成本评估无法得到真实的情况 每个桌面 管理模型和执行模型都有隐含的成本和风险 方物虚拟化方案可节省成本的主 要领域包括 硬件部署物流 方物虚拟化方案可简化新基础架构的部署 硬件维护 方物虚拟化方案提供了特别简单而又十分高级的管理选项 无 需停机即可执行硬件维护 应用程序管理 在方物虚拟化方案环境中 数据中心的各种设备彼此临近 有助于在虚拟桌面及其支持服务器之间进行千兆位以太网连接 这使得应用程 序流式传输的性能得到了显著改善 此外 共享映像策略的实施以及虚拟机模 板的使用 也大大简化了应用程序管理 2 4 2 4 总结总结 方物虚拟化方案为改进的桌面基础架构解决方案提供了核心构造块 方物虚拟化方案为构建解决 PC 计算难题的桌面解决方案提供了可能 提高可管理性 提高灵活性 简化安全管理 有助于降低管理成本 3 3 方物服务器虚拟化解决方案方物服务器虚拟化解决方案 3 1 3 1 需求分析需求分析 学校的主要应用应用包括传统学校的三大应用 如统一身份认证系统 统一门户网 站系统等 及五到六个传统应用 例如学管信息管理系统等 数据中心机房服务器设 备服务器众多 服务器利用率低 管理复杂 服务器一旦宕机业务出现长时间 中断 这些问题影响到学校的管理人力资源 同时也让教学业务存在一定的中 断风险 为保证系统安全性和可靠性 数据库服务器一般采用双机热备的方式 应 用服务器一般采用负载均衡或冷备方式 导致服务器数量众多 安全性和可靠 性虽然得到提高 但备机系统资源平时并没有利用到 浪费了备机系统资源 资源利用率低 同时也增加了维护成本以及维护工作量 部份服务器系统压力 低 系统资源没有得到充分利用 硬件故障维护 升级或者扩容时候需要停机进行操作 造成应用系统中断 影响了正常业务应用系统使用及开展 一般设备采购从采购意向到设备交货需要漫长的时间 需要经历需求确认 选定厂商 选定型号 选定供货商 价格谈判 设备备货 设备运输 设备安 装 业务部署 业务上线等等多个环节 而且每个环节都需要牵扯到公司的采 购人员 IT 人员 业务人员 公司领导等多个部门 少则 2 周 多则数月 大 大降低了业务灵活度 影响了公司的竞争力 为解决服务器数量增加所带来的问题 提高服务器资源的使用率 降低设 备采购成本 提高业务的连续性以及为将来新应用系统建设提供一个灵活的资 源使用平台 需对现有服务器进行虚拟化整合 3 2 3 2 方案设计方案设计 方案采用方物服务器虚拟化构建学校后台数据中心云服务平台 整合服务 器资源 配合方物服务器虚拟化的高级功能 降低管理维护难度 同时保障业 务的高延续性和灵活性 针对此次项目总体大概 10 个虚拟服务器的需求 我们设计三台服务器安装 vServer 作为集群平台的底层 使用 vCenter 作为虚拟服务器的管理 后端使用 一台网络存储作为数据的存储中心 使用另外一台存储作为备份存储 拓扑图如下 重要功能概述 HA 高可用性 HA 高可用性只当物理服务器 A 宕机之后 原来在服务器 A 上运行的虚拟服务器将可自动转移到物理服务器 B 和物理服务器 C 中运行 保障了业务的延续性 FT 容错 比 HA 更强大的镜像功能 对于一些高要求的虚拟服务器 设置 FT 功能 将实现应用在服务器 A 上运行的时候在服务器 B 上同时运行一个同 样的副本 当 A 服务器出现故障 B 服务器立即接管应用 实现业务的零终端 动态迁移 VMtion VMtion 功能将实现主动的虚拟服务器迁移功能 这样 就可以定期的将服务器 A 上的应用迁移到 B 和 C 上 以便对服务器 A 进行维 护检测工作 集群服务器的热添加 随着学校业务的增多 当学校需要购置新的服务器 的时候 新的服务器安装 vServer 之后可以直接添加到原有的集群当中 实现 业务的热扩容 3 3 3 3 总体软硬件配置推荐总体软硬件配置推荐 根据以上服务器虚拟化要求 推荐配置如下 项目参数数量备注 服务器Cpu 两颗六核心 cpu 主 频 2G 或以上 内存 48G ECC DDR3 网卡 两个或四个 硬盘 128G SSD 硬盘三块 电影 双冗余电源 Raid 0 1 5 其他 略 3 台 虚拟化软件方物 FVI vServer vCenter 1 套 网络存储容量 8T2 套一套作为数据中心 一套作为备份 具 体容量根据业务需求 核定 注 以上是推荐配置 可根据配置进行产品选型 4 4 方物桌面虚拟化解决方案方物桌面虚拟化解决方案 4 1 4 1 需求分析需求分析 4 1 1 4 1 1 桌面桌面 ITIT 系统维护困难系统维护困难 学校内的 PC 数量往往有几百台之多 如果针对几百台 PC 机进行维护和 部署新教学应用 对于运维人员是非常复杂而繁重的 目前一直使用独立的 PC 机方式进行运行和管理 但这种传统有运行方式 虽然对于学生来说比较灵活 方便 自由度也较高 但是会给管理员带了大量的运维工作 每台 PC 的独立 运行 不仅增加了授课教师及机房管理员的维护工作 同时也带了很多的不安 全因素 例如 每台 PC 机都有自己独立的操作系统 如果一旦出现操作系统 损坏 如病毒感染 学生误操作 软件冲突等 只能花费大量的时间重新安装 操作系统及相应的驱动程序 应用软件等 同时 出于安全等因素的考虑 每 台操作系统都需要逐台进行操作系统的升级 打补丁等操作 这种重复性的工 作不仅耗费了大量的时间 更大大的增加了管理成本 整个微机教室都组成一个局域网络 一旦有病毒入侵 很容易漫延至整个 教室 影响教学工作的正常开展 如果需要更换课程 就必须由教师或机房管 理员提前花费大量的时间重新配置操作系统及逐台安装应用程序 工作量巨大 且效率低下 4 1 2 4 1 2 教学业务缺乏连续性和延续性教学业务缺乏连续性和延续性 以往学校采用每台 PC 机屏蔽 I O 硬件或安装 系统保护卡 的方式 去 保护单点 PC 的数据安全 防止学生随意安装软件 破坏原有由管理人员部署 的教学环境 但与此同时 这种方式也限制了老师和学生的课件 作业的拷入 拷出和留存 此外 目前对于服务器并没有很好的方式去保护 一旦多媒体教 室中的服务器宕机 很有可能造成授课中断 而教学软件等应用的连续性保护 也是学校十分关心的问题 4 1 3 4 1 3 新教学软件 新技术上线速度慢新教学软件 新技术上线速度慢 对于学生学习的教材不同 他们上课所需要的操作系统以及配套使用的信 息化类教学软件 比社会 市场的主流软件至少落后 1 2 年以上 甚至有些教 学软件根本在学校中是无法使用 造成这种情况主要由于学校采购周期较长 基本在一年以上 有些软件的部署复杂程度较高 不能标准的快速部署 而且 对于硬件和网络环境也是有要求的 所以如何加快新技术 主流软件的上线应 用和快速部署也是校方关注的问题 4 1 4 4 1 4 硬件安全防护需提升硬件安全防护需提升 对于多媒体教室不仅要保护好应用和软件 同时要保护好硬件的安全 从 而保障教学环境 但是仍然会出现 PC 硬件丢失 系统崩溃等事情 所以需要 监控学生的上机情况 保障硬件安全 4 1 5 4 1 5 降低降低 ITIT 成本成本 学校的资金来源都是财政拨款 并不是个盈利单位 所以多媒体教室的硬 件性能一般 尤其是 PC 机中 有很多性能落后需要淘汰的机器 而这种反复 采购 淘汰 再采购 在淘汰的方式实际上是一种严重的资源浪费 如何在保 障教学环境的前提下 降低校园计算机的资金投入也是校方一直在探讨的问题 4 2 4 2 方案概述方案概述 图 1 方物桌面虚拟化方案总体架构 1 方物虚拟化基础架构 方物虚拟化基础架构由方物 vServer 产品和 vCenter 产品构成 它允许将每台物理服务器分成多个共享资源的虚拟服务器 并进行统一的调度和管理 2 方物虚拟化交付网关 由方物 vAccess 产品实现 它提供以下功能 对 后台对各虚拟桌面进行统一调度和管理 与用户进行交互和认证 根据用户授 权将相应的虚拟桌面交付给用户 进行数据访问控制等 3 方物虚拟化终端 方物支持 2 种终端接入 一种是 vClient 方式 可以 运行在 PC 或瘦客户机上安装方物 vClient 客户端 另一种是云终端方式 通过 内嵌的方物终端系统来访问虚拟桌面 4 3 4 3 虚拟桌面架构方案构成部分详细说明虚拟桌面架构方案构成部分详细说明 4 3 1 4 3 1 虚拟化数据中心服务器硬件配置建议虚拟化数据中心服务器硬件配置建议 根据用户 800 个用户的虚拟桌面访问需求 可以用 14 台 4 路六核 128GB 内 存的机架服务器 建议每个服务器配置 60 个虚拟机桌面 此外再额外创建 2 个虚拟机 分别用于创建 vCenter 虚拟机 和 vAccess 虚拟机 分别用于虚拟架构后台的管理和虚拟桌面的调度管理 配置依据如下 两种负载方式 Light worker 和 Heavy worker 使用 RDP 协议作远程显 示 一台配置为两颗双核 2 2GHz CPU 16GB 内存的服务器可以支撑的并发用户 数见下表 Workload Number of Desktops Desktop ActivationDesktop Configuration Light worker42Resume from suspended stateWindows XP SP2 512MB guest Heavy worker26Resume from suspended state Windows XP SP2 1024MB guest Light worker 的定义 Light worker 负载设计为模拟数据操作终端 Light worker 通过 vAccess 软件向后台输入数据 典型的作业包括抄录 输入 订单 制造生产流程等 Light worker 的测试步骤如下 1 连接到 Windows XP 虚拟机并登录 2 循环执行以下操作 a 启动 Internet Explorer 加载一个带有大量图片的网页 关闭 Internet Explorer b 启动 Word 输入一个小型文档 关闭 Word c 启动 Excel 打开一个 Excel 工作表 关闭 Excel d 启动 Internet Explorer 加载一个带有大量图片的网页 关闭 Internet Explore Heavy worker 的定义 Heavy worker 负载设计为模拟脑力工作者 他们在某种决策支持系统中收 集 评估 沟通信息 宕机的损失不确定 但一定是十分明显 典型作业包括 市场调研 项目管理 销售 桌面发布 决策支持 数据挖掘 财务分析 行 政管理 设计和开发等 Heavy worker 的测试步骤如下 1 连接到 Windows XP 虚拟机并登录 2 循环执行以下操作 a 启动 PowerPoint 加载一个大型 PPT 文件 浏览页面 关闭 PowerPoint b 启动 Internet Explorer 浏览 3 个不同的网页 关闭 Internet Explorer c 启动命令行提示符 执行目录列表命令 d 启动 PowerPoint 加载一个大型 PPT 文件 浏览页面 关闭 PowerPoint e 启动 Excel 打开一个 Excel 工作表 关闭 Excel f 启动 PowerPoint 加载一个大型 PPT 文件 浏览页面 关闭 PowerPoint g 启动 Word 输入一个小型文档 关闭 Word 根据测试结果 一台配置为两颗双核 2 2GHz CPU 24GB 内存的服务器可以 支撑 42 个并发 Light worker 或 26 个 Heavy worker 保守起见 我们可以假 定目前用户的用户员工的日常工作有可能属于那种重测试负载 根据用户的现状 目前先考虑做 100 个用户的虚拟化桌面方案 假定这 100 个用户全部都是同时访问虚拟机的并发用户 按照上面的整合比推定值 需要配置 4 台双路双核 或四核 24GB 的 PC 服务器 考虑到单个虚拟机如果 能够分配到更多的内存 对性能的提升也会更加明显 所以在预算允许的范围 内 可以将每台服务器的内存配置到 32GB 4 3 2 4 3 2 网络存储设计网络存储设计 为了配合使用高可用性 VMotion 等一些 Fronware vAccess 的高级功能 建议使用 NAS 存储或者 SAN 存储 存储容量设计依据桌面存储总容量 硬盘 IOPS 值和存储 RAID 方式三个因 素 考虑到后期可能扩容 暂以 1000 个用户数作为计算依据 推荐使用 180 块 15000 转的 600G SAS 硬盘 共计容量 108T 计算依据如下 1 桌面存储总容量 桌面存储总容量等于用户数和各用户使用的磁盘容量的加成总和 按照平 均每个用户 50G 的空间计算 桌面存储总容量 50G 单个用户容量 1000 用 户数 48T 2 硬盘 IOPS 值 虚拟桌面区别于传统桌面主要在 I O 方面 所以要计算存储中使用的磁盘 的 I O 性能能否满足桌面系统的需要 而磁盘存储所能提供的 I O 性能 还要受到磁盘本身 以及 Raid 实现方式 的影响 2 1 桌面业务所需 I O 根据以往经验及用户习惯分析 一般终端用户对 IO 性能要求在 15 IOPS 左 右 以 1000 个用户计算 共需要 15000IOPS 2 2 硬盘所能提供的 IOPS 值 目前 主流存储厂商的磁盘存储均使用 SAS 硬盘 SAS 硬盘的 IOPS 值如下 硬盘型号IOPS 值 2 5 英寸 15 000 rpm SAS 156 3 5 英寸 15 000 rpm SAS 146 这两种硬盘能提供 IOPS 平均值为 151 3 存储 RAID 方式 在本次项目中 建议使用 Raid1 0 作为 Raid 实现方式 由前面计算可知 虚拟桌面业务的 iops 是 3750 读 cache 命中率设置在 30 读 iops 占 20 写 iops 占 80 单块 SAS 磁盘 IOPS 为 151 那么 raid10 的情况下 需要多少块硬盘满足虚拟桌面的 I O 要求 所需硬盘数量 15000 1 0 3 0 2 2 15000 0 8 151 2100 24000 151 180 块 这里的 3750 1 0 3 0 2 表示是读的 iops 比例是 20 刨去 cache 命中 30 命中 实际只有 2100 个 iops 而 2 750 0 8 表示写的 iops 因为每一个写 在 raid10 中 实际 发生了 2 个 io 所以写的 iops 为 24000 个 所以 需要 45 块硬盘满足桌面系统的 I O 要求 而就目前来说 SAS 硬盘可使用容量为 600GB 单盘 所以最终配置裸容量 为 180X600GB 27000GB 108T 做 raid10 后为 54T 可满足我们预计的 48T 容量 要求 综上计算 共需要 180 块 15000 转的 600G SAS 硬盘 4 3 3 4 3 3 虚拟化数据中心服务器软件配置虚拟化数据中心服务器软件配置 针对整个方物桌面虚拟化解决方案 我们推荐采用方物桌面虚拟化套件 其中包括 Fronware vServer Fronware vAccess 和 Fronware vCenter 三个软 件 其中 vServer 软件和 vCenter 软件用于搭建后台虚拟化架构 而 vAccess 软件用户管理和调度虚拟桌面 4 3 4 4 3 4 虚拟桌面架构所用虚拟机的配置虚拟桌面架构所用虚拟机的配置 虚拟机的配置设定如下 服务器以 CPU 核心数位一个逻辑 CPU 单位 每一个逻辑 CPU 虚拟成四个 vCPU windows XP 每个虚拟机分配 1 个 vCPU 1G 内存 50G 硬盘 windows 7 每个虚拟机分配 2 个 vCPU 2G 内存 50G 硬盘 4 3 5 4 3 5 网络网络流量流量 两种负载情况下网络的流量如下 Light worker 负载下 42 个并发客户端将占用约 0 7Mbps 带宽 Heavy worker 负载下 26 个并发客户端将占用约 8Mbps 带宽 以 Heavy worker 负载作为参照 26 个并发客户端将占用约 8Mbps 带宽 那么 250 个并发用户大概占据 87 5Mbps 左右的带宽 这对于现在最常见的千兆 网环境来说 是很容易达到的要求 因此 带宽不会本方案的主要瓶颈点 当 前的网络环境完全可以达到虚拟化客户端的访问需求 4 4 4 4 方案特点方案特点与价值与价值 1 统一部署 统一升级 虚拟桌面全部由虚拟机模板克隆而来 并且用户的数据与用户系统实现了 完全分离 在部署和升级时 只需要完成虚拟机模板的设置 即可批量复制到 所有用户的虚拟桌面上 无需用户自己动手 且不影响用户的正常业务和数据 2 减少客户端的维护 远程客户端维护量 零 基于可视化管理软件 对数据中心的资源 虚拟机进行统一管理 通过管 理中心 IT 管理人员利用模板 快照 任务调度等功能提高工作效率 实现远 程处理终端问题 虚拟化系统架构 撤换传统的 PC 将硬件事故率直降为零 3 降低设备淘汰率 提升信息化发展 随着 IT 行业发展 软件对硬件依赖程度越来越高 硬件的性能急剧提升 计算机设备的更新时间每三年就需要更新换代 投资成本巨大 采用方物虚拟 化系统架构 所有的运算处于服务器中 不依赖本地设备资源 终端设备将显 示器 键盘 鼠标 虚拟机连接 在显示器端屏幕变化信息 虚拟桌面架构不 需要终端设备更新硬件资源 极大延迟设备的更换时间 为信息化发展助力 4 降低能源损耗 每年能耗节省 购买一台高性能服务器 采用虚拟化系统架构 利用云终端代替传统的 PC 云终端整体面积小 散 热少 能耗低 5 系统安全性高 比起将操作系统和应用部署到所有终端物理工作站的老式做法 新做法 方物虚拟桌面解决方案能够为用户提供安全的桌面设计环境 而无需花费与 大规模发布桌面并保证数据安全相关的时间和费用 4 5 4 5 总体软硬件配置推荐总体软硬件配置推荐 根据以上桌面虚拟化的要求 推荐配置如下 项目参数数量备注 服务器Cpu 四颗六核心 cpu 主频 2G 或以上 内存 128G ECC DDR3 网卡 两个或四个 硬盘 128G SSD 硬盘三块 电影 双冗余电源 Raid 0 1 5 其他 略 14 台 虚拟化软件方物 FVI FDP vServer vCenter vAccess 1 套 800 桌面 license 网络存储容量 108T1 套网络存储作为数据 中心 对关键数据 可添加额外的备份 存储 此处不作设 计 注 以上是推荐配置 可根据配置进行产品选型 5 5 方物虚拟化方案对比国外产品优势分析方物虚拟化方案对比国外产品优势分析 与 VMware Citrix 等国外同类产品相比 方物虚拟化方案不仅在主要功 能上均已满足 且在部署效率 易用性 安全可靠性 用户体验 功能丰富性 和细节设计等多个方面还有所超出 5 1 5 1 部署便捷部署便捷 部署时间短 同样功能的桌面虚拟化部署 方物虚拟化方案可以在 2 个小 时内完成部署 而 VMware 需要 10 个小时 而 Citrix 需要 20 小时 来自 IBM 工程师的实际安装结果 不需要额外组件 方物虚拟化方案不需要安装额外组件 比如链接克隆功 能 方物直接在虚拟化方案中提供 而国外厂商需要单独额外组件才能提供 而且对此项重要功能单独收费 不依赖第三方软件 方物虚拟化方案不依赖于 windows server 等第三方软 件 可以独立部署 独立运行 而国外厂商的产品则必须运行在 windows server 等第三方软件上 且必须加入域才能部署 客户除了安装部署更加麻烦 外 还需要额外为第三方软件付费 5 2 5 2 界面友好 易用性好界面友好 易用性好 全中文图形界面 方物虚拟化管理界面为全中文图形界面 用户体验设计 上符合国人的习惯 而 VMware 和 Citrix 都是英文界面 帮助文档 FAQ 等大都 为英文 不易学习和上手 自动部署虚拟桌面参数 方物虚拟化方案在创建虚拟桌面的过程中 就可 以自动为虚拟桌面指定各种参数 包括是否需要加入域 域服务器地址 DNS 服 务器地址 虚拟桌面主机名等 虚拟桌面创建完毕即可立即联网使用 国外同 类产品在这方面不如方物虚拟化做的齐全 5 3 5 3 安全性和可靠性更好安全性和可靠性更好 根据终端 IP 地址进行访问控制 方物虚拟化方案可以根据终端 IP 地址进 行访问控制 比如在教育行业 可以限定某教室的学生只能访问教学桌面 而 不能访问个人娱乐桌面 国外产品不具备此功能 根据时间段进行访问控制 方物虚拟化方案可以根据访问时间段来进行访 问控制的功能 比如可以限定员工在工作时间内只能访问工作用桌面 而不能 做与工作无关的事情 国外产品不具备此功能 详尽的日志管理 方物提供了极为详尽的日志管理 并按照不同操作类型 整理 可以快速查询 国外产品的日志不如方物的详尽和便捷 vAccess 双网关接入方案 方物虚拟化方案下 即便主网关出现故障 备 用网关也会立即自动接管 保证桌面连接不中断 国外产品即便提供主备模式 也不具备自动切换功能 5 4 5 4 用户体验更好用户体验更好 随身个人数据盘 方物虚拟化的个人数据盘不仅支持专用桌面池方式 而 且支持浮动桌面池方式和固定桌面方式 每个用户都可以申请获得个人数据盘 以后无论使用何种类型的虚拟桌面 只要进入该桌面 系统就会自动挂载该用 户的个人数据盘 真正做到随身桌面 随地使用 国外产品只在专用桌面池方 式下才提供个人数据盘功能 灵活可定制的外设支持 方物虚拟化不仅支持 USB 磁盘 智能卡 打印机 摄像头等主流外设 还可以根据客户需要为专业外设提供定制化支持 国外产 品不提供定制化外设支持 5 5 5 5 功能更丰富功能更丰富 虚拟应用支持 方物虚拟化方案不仅提供了虚拟桌面支持 还进一步提供 了虚拟应用支持 用户可以在不进入虚拟桌面的情况下 直接使用服务器上的 应用程序 虚拟应用程序仍然运行在服务器后台 同样具有数据安全 易部署 等优势 为用户提供了虚拟桌面之外的另一种选择 国外产品或者不支持虚拟 应用 或者将其作为另外一个单独产品 且价格高昂 Linux 桌面支持 方物虚拟化方案不仅支持主流的 windows 桌面 还可以支 持 Linux 桌面 从而将虚拟桌面扩展到了 Linux 环境 如 IT 管理人员可以利用 Linux 虚拟桌面远程管理数据中心 开发人员可以继续使用其熟悉的 Linux 开 发环境等 国外产品大都不支持 Linux 虚拟桌面环境 5 6 5 6 细节更实用细节更实用 批量处理 方物虚拟化方案可以为多个虚拟桌面批量配置静态 IP 地址 为多个用户批量设置个人数据盘等 极大方便的管理员的维护与管理 国外产 品均不具备上述功能 自服务电源管理 方物虚拟化方案支持用户自服务电源管理 用户可以自 行对虚拟桌面进行开机 关机和重启等操作 一方面使用更加方便 另一方面 可以在空闲时关闭虚拟桌面 将资源让给其他需要的用户使用 无线云终端 方物提供了无线云终端 FronView 用户可以利用云终端通过 无线网络直接连上虚拟桌面 不仅免去了局域网布线的工作量 而且实现了在 办公区域内随意移动办公 6 6 方物虚拟化特性简介方物虚拟化特性简介 6 1 6 1 服务器虚拟化优势设计服务器虚拟化优势设计 6 1 1 6 1 1 原有应用的迁移 原有应用的迁移 P2VP2V 方物服务器虚拟化方案提供专门的业务迁移工具 P2V 可以使机房原有的 应用无缝的迁移到虚拟化平台上来 实现了业务的快速部署和平滑转移 6 1 2 6 1 2 高可用性设计高可用性设计 使用方物服务器虚拟化高可用性 HA 功能及容错 FT 功能 将所有业务 部署在一个集群之中 让故障物理服务器上运行的虚拟服务器主动的迁移到正 常工作的物理服务器之中 有效的保证了虚拟服务器的正常运行 6 1 3 6 1 3 动态迁移设计和电源管理设计动态迁移设计和电源管理设计 使用方物服务器虚拟化动态迁移 VMotion 功能 动态的转移物理服务器上 运行的虚拟服务器 实现了对物理服务器的定期维护 另外提供 DPM 动态电 源管理功能 实现服务器的自动休眠维护 6 1 4 6 1 4 负载均衡设计负载均衡设计 方物服务器虚拟化试用动态资源管理功能 DRS 可实现在各物理服务器之 间保持负荷均衡化 规避了由单台服务器负载过重导致业务效率变差的风险 6 1 5 6 1 5 群集热添加设计群集热添加设计 方物服务器虚拟化将所有的物理服务器整合成一个集群 在这个集群中 任何一台物理服务器可以随时撤出集群而不影响整体业务的工作 同时 随着 业务的增多 也可以随时的将新的物理服务器添加到集群里边来 而不干扰集 群原有的业务情况 6 2 6 2 虚拟桌面与桌面池虚拟桌面与桌面池 方物桌面虚拟化方案允许管理员将虚拟桌面环境发布给用户远程使用 用 户可以用终端通过网络连接到虚拟桌面环境上 像使用本地桌面一样使用虚拟 桌面 但实际上虚拟桌面的所有计算处理都是在服务器端完成 终端与服务器 之间的交互仅仅是输入指令和输出显示图片 不存在实际数据的交互 由于桌面虚拟化将所有的