职业技术学院桌面云总体设计方案V2.0.docx
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1、职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 职业技术学院 桌面云 总体设计 方案 目 录 XXXXCLOUD桌面云解决方案技术建议书 . 1 1 项目概述 . 4 1.1 项目需求 . 4 1.1.1 项目背景 . 4 1.1.2 项目需求 . 5 1.1.3 功能需求 . 5 1.2 设计原则 . 6 2 XX桌面云解决方案及优势 . 6 2.1 桌面云总体架构 . 7 2.2 高效强大 HDP协议提供卓越用 户体验 . 10 2.3 端到端的安全与高可靠性解决方案设计 . 11 2.3.1 端到端安全解决方案 . 11 2.3.2 高可靠性解决方案 . 14 2.4 高效资源利用与高效运 维
2、 . 16 2.4.1 完整复制桌面云方案说明 . 17 2.4.2 普通链接克隆桌面云方案说明 . 18 2.4.3 高效运维方案 . 19 2.5 XX桌面云解决方案优势 . 23 3 XX学院桌面云设计方案 . 26 3.1 总体设计方案 . 26 3.2 网络设计方案 . 29 3.2.1 桌面云逻辑组网图 . 29 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 3.2.2 网络带宽需求 . 30 3.2.3 网络 QoS设计要求 . 31 3.2.4 IP资源需求 . 33 3.3 安全设计方案 . 34 3.3.1 用户名 +域密码认证方案 . 34 3.3.2 USB端口管控方案 .
3、 34 3.3.3 固定 TC/TC组认证 . 34 3.4 系统可扩展性方案 . 41 3.4.1 集群内主机可扩展性 . 41 3.4.2 虚拟桌面管理节点可扩展性 . 41 3.4.3 存储扩展性 . 41 3.5 运维管理方案 . 42 3.5.1 总体架构 . 42 3.5.2 运维解决方案特点 . 43 3.5.3 虚拟桌面管理 . 44 3.5.4 权限管理 . 46 3.5.5 软件管理 . 48 3.5.6 资源管理 . 49 3.5.7 监控管理 . 52 3.5.8 告警管理 . 53 3.5.9 拓扑管理 . 54 3.5.10 配置管理 . 56 3.5.11 日志管
4、理 . 58 3.5.12 统计管理 . 59 3.5.13 智能调度管理 . 59 3.5.14 开放管理 . 61 3.5.15 TC统一管理 . 63 3.6 配置方案 . 65 3.6.1 桌面数量规划 . 65 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 3.6.2 瘦终端 . 65 3.6.3 服务器 . 65 3.6.4 存储设备 . 66 3.6.5 网络设备 . 67 3.7 部署方案 . 69 3.7.1 机柜物理部署方案 . 69 3.7.2 管理软件及虚拟机部署方案 . 70 4 XX学院桌面云项 目收益分析 . 72 4.1 与传统 PC桌面比较分析 . 72 4.2
5、TCO分析(可选) . 76 4.3 项目价值 . 79 5 附录:设备选型方案 . 81 5.1.1 服务器选型方案 . 81 5.1.2 存储选型方案 . 83 5.1.3 瘦终端选型方案 . 88 5.1.4 负载均衡和接入网关设备选型方案 . 90 5.1.5 网络设备选型方案 . 92 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 1 项目 概述 1.1 项目需求 1.1.1 项目背景 XXXX职业技术学院(简称“ XX职院”) XX;自行设计的校园网络布有 9000多个有线信息点,学院数据中心数字资源最大存储容量 40T。拥有计算机中心、网络中心、外语听力训练调频台、多媒体教室和大型语
6、音室等,采用计算机网络、多媒体、闭路电视等现代化手段教学,各项教学生活设施完善,实验实训设备精良,校内实训基地初具规模。 2005年,学院顺利通过教育部高职高专人才培养工作水平评估, 2008年通过 XX省高校思想政治理论课建设评估。 XXX。 XXXX职业技术学院业务终端一直使用 功能全面的 传统 PC。在 大多数 情况下, PC 提供了价格、性能与功能的最佳组合。 但同时 , 在实际应用过程中 , PC也存在各种弊端和诸多不便,主要体现在以下几方面 : 难以 保证非法接入: PC 本地有 USB 口、串口、并口都可以外接设备,没有有效的管理手段,禁止非法设备的接入,存在数据泄密的风险。 难
7、以保 证 数据的安全: PC 通常是应用系统的客户端,可接收、处理、存储应用系统的数据,若这些数据是企业的关键信息资产,容易使企业关键信息泄露。另一方面, PC 工作环境下, PC 上保存着员工的智力数据,也是企业资产的一部分。这些数据 如何 能在 PC 出现故障或文件丢失时恢复,是一个 当前 IT 系统的一个 巨大的挑战。 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。 高能耗、高排放 : 一台 PC 的能耗在 200
8、 瓦左右,每台 PC 个人电脑平均运行 12小时以上,一台 PC 一年耗电 800-1000 度电左右,对于企业上万台规模的 PC 工作环境,一年的耗电量是一个非常惊人的数字。这当今提倡绿色环保、低碳经济的大环境下,确实是一个巨大的挑战。 资源未 能 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职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 和降低成本。结果, PC 的资源 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。 总体拥有成本高 (TCO): 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
9、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。 针对 上述 问题 , 建议使用桌面云技术取 代 传统 PC。具体而言,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。 1.1.2 项目需求 XX职院桌面云主要应用场景有:在线考试、课件展示。 应用场景 主要需求 机房实训室 规模 180 系统要求 WINDOWS XP/Windows 7操作系统。 支持 PC机、瘦客户机访问虚拟机
10、桌面平台; 虚机规格 vCPU=4U,Memory=4GB, 系统盘 =40GB,数据盘 =50GB 软件要求 MS OFFICE, Internet Explorer,Acrobat Reader,视频播放软件 ,通讯软件 ,常用输入法; 外设要求 支持 USB打印机、 USB键盘鼠标。 身份认证 域帐号 +域密码 1.1.3 功能需求 桌面云系统应实现以下功能目标。 1) 虚拟桌面站点需接入互联网,允许进行互联网的浏览、文件上下载等常见操作。 2) 系统要支持集中管理能力,如:对操作系统镜像统一管理、软件补丁统一分发、TC终端统一管理。 3) 系统要支持互联网终端接入桌面云需求。 4) 系
11、统要支持安全架构设计,具有完善的安全防护能力。 5) 系统支持高可用性、动态迁移等可靠性设计。 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 6) 系统支持通过扩容存储与计算资源实现用户平滑扩容。 1.2 设计原则 根据本项目需求及具体技术指标的分析,本项目要求系统具备以下设计原则: 高安全性 安全接入,分权分域,集中管控:桌面云提供一体化的安全准入控制,集成现有的安全规程,依据相应的权限策略实现对不同安全域,不同接入类型用户的集中管控,保障核心数据,以及对不同业务资源的灵活分配、分权管理与审计。 高效体验 桌面云系统提供最佳的访问体验,用户不再受 PC、 Windows 系统的频繁故障的影响。实
12、现不同网络环境的一致访问体验,提升桌面的可用性与连续性。桌面云系统简单,易用,并提供友好用户界面与自助维护界面。 高可靠性 采用先进虚拟化技术,资源池化,提供热迁移,存储热迁移。所有设备均应经过大规模组网运行验 证。系统的业务、管理、存储功能应该由独立的平面承载,所有设备、模块节点具备冗余部署能力,确保系统及业务的可靠运行,并且系统应具有平滑扩容的能力。 高可服务性 降低运维成本,提高工作效率,减轻管理维护人员的工作强度与不必要的的重复劳动。桌面云系统将应用、桌面的升级、变更、维护等工作交由后台统一管理与运行;具备良好的综合定位分析及故障恢复能力,从而降低对业务的影响。供应商具备为项目长期服务
13、和保障的能力。 2 XX 桌面云解决方案及优势 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 2.1 桌面云总体架构 图 1-1 XX 桌面云总体架构 Web Intrface负载均衡&接入网关云终端桌面会话管理(FusionAces)云资源管理及调度瘦终端用户License/TCMGuasDB负载均衡&接入控制ITAUser DatAplicionsOS桌面云资源池User DatGraphicsApOSGPU直通/共享虚拟机FusionManagerHDC存储资源池FusionSpherCNA管理员FusionComputeWebSrvrOpeating System服务器虚拟
14、化CNAMailervrADDNSDHCP基础服务 XXAccess 桌面虚拟化 以 服务器 虚拟化为基础 ,允许多个用户桌面以虚拟机的形式独立运行,同时共享 CPU、内存、网络连接和存储器等底层物理硬件资源。这种架构将 虚机 彼此隔离开来,同时可以实现精确的资源分配,并能保护用户免受由其他用户活动所造成的应用程序崩溃和操作系统故障的影响。 XXAccess 采用业界领先的高清保真 HDP 桌面协议,并可将授权用户安全连接至集中式虚拟桌面。它与 XXSphere 协同工作,可提供一个完整的端到端桌 面虚拟化解决方案,此解决方案不仅能增强控制能力和可管理性,还可以提供与 PC 一致的桌面体验,
15、XXAccess能简化虚拟桌面的管理、调配和部署。用户能够通过 XXAccess 安全而方便地访问虚拟桌面,升级和修补工作都从单个控制台集中进行,因此可以有效地管理数百甚至数千个桌面,从而节约时间和资源。数据、信息和知识财产将保留在数据中心内,而且永远不外流。 配备XXAccess 桌面虚拟化方案具备下列优势: 集控制能力和可管理性于一身:由于桌面在数据中心运行,因此管理员可以更轻松地对其进行部署、管理和维护。 与 PC 一致的体 验:用户可以灵活访问与普通 PC 桌面功能相同的个性化虚拟桌面。 降低总体拥有成本 (TCO):桌面虚拟化可以减低其管理和资源成本。 XXAccess 支持 GPU
16、 直通、 GPU 共享虚拟机,使用户远程使用图形桌面成为可能,降低了图形桌面的 TCO。 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 XXAccess 各部件简要介绍如下: 瘦终端 TC/SC 为用户提供用户桌面的显示输出,以及键盘鼠标输入, TC/SC 通过桌面接入网关代理访问对应的桌面,同桌面接入网关之间采用 SSL 加密的 HDP 协议进行信息传递,可以通过策略开放或者禁止 TC/SC USB 等外设至虚拟机的重新 定向;用户通过在 TC/SC 上输入域用户名和密码访问对应桌面 。 负载均衡 &接入网关 主要提供两个功能,一是对 WI 节点提供负载均衡;另一个是对虚拟桌面提供接入网
17、关与 HDP Over SSL 加密功能。负载均衡 &接入网关提 供 硬 件与软 件两 种形式。 桌面软件 XXAccess XXAccess 是 XX 提供的桌面管理与投送软件。 Web Interface: WI 为用户提供 Web 登录界面,在用户发起登录请求时,将用户的登录信息(加密后的用户名和密码)转发给 HDC, WI 将 HDC 提供的虚拟机列表呈现给用户,为用户访问虚拟机提供入口。在桌面云解决方案,可通过 SVN 为多台 WI 实现负载均衡。通过在 WI 上配置多个 HDC 的 IP 地址, WI 可实现对 HDC 的负载均衡。 HDC (Huawei Desktop
18、Controller): XX 桌面控制器 (HDC)是桌面云管理系统的核心组件,完成虚拟桌面业务发放,虚拟桌面管理,虚拟桌面登录管理,虚拟机的策略管理功能。 GaussDB: GaussDB 为 ITA、 HDC 提供数据库,用于存储数据信息,例如,虚拟机与用户的关联、桌面组、虚拟机命名规则、定时任务信息。 ITA 节点: ITA 为用户管理虚拟 IT 资产提供接口与 Portal 功能,实现虚拟机创建与分配、虚拟机状态管理、虚拟机镜像管理、虚拟桌面系统操作维护等功能。 License 节点: 桌面云 License 的管理与发放系统, License 服务器用于控制器接入桌面云的用户数 。
19、 TC 管理( TCM) : 对瘦终端 进行集中管理,包括版本升级、状态管理、信息监控、日志管理等。 AD/DNS/DHCP: AD 域控用于用 户登录鉴权, DHCP 用于域内 IP 分配, DNS 用于域内计算机名、桌面云登录域名的解析。 图 1-2 XX 云平台总体架构 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 XX云平台 XXSphere主要有虚拟化基础引擎 XXCompute、云管理 XXManager两个节点组成。一套云平台部署一对 XXManager主备节点, XXManager通过自动发现功能发现其管辖下的物理设备资源(包括机框、服务器、刀片、存储设备、交换机)以及他们的组网关
20、系;提供虚拟资源与物理资源管理功能(统一拓扑、统一告警、统一监控、容量管理、用量计费、性能报表、关联分析,生命周期),并且对外提 供统一的管理 Portal。 XXManager还包括统一硬件管理 UHM( Unified Hardware Management)功能, UHM提供对硬件自动发现,硬件自动配置、统一监控(带内和带外)、硬件统一告警、硬件拓扑、异构硬件支持。 XXCompute提供基础的虚拟化功能,提供服务器、存储、网络的虚拟化功能,并向上对 XXCompute提供接口。每套 XXCompute主要由一对主备管理节点 VRM组成。一对 VRM对应一个物理集群 (或者叫站点 )。一
21、个物理集群中可以把多台服务器划分成一个资源集群(又叫 HA资源池 ),一个计算资源池有相同的调度策略,为了使用热迁移相关的调度策略要求资源池主机 CPU同制。计算资源池不包括网络资源与存储资源。一个物理集群中可以包含多个资源集群。 职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 多个物理集群(此时对应多对 VRM)可以级联,由 XXManager 统一管理。友商的虚拟化集群(如: VMware Vsphere 集群),也可以交由 XXManager 统一管理。 2.2 高效强大 HDP 协议提供卓越用户体验 图 1-3 自研 HDP 桌面协议保障卓越用户体验 HDP是 XX自研的新一代云接入桌面协议
22、, HDP相对传统的桌面协议,具有文字与图像显示更清晰细腻、视频播放更清晰流畅、声音音质更真实饱满、兼容性更好、带宽低等特点,具体包括: 多虚拟通道,灵活控制 1. 支持最大支持 32 个虚拟通道,每个虚拟通道可承载不同的上层应用协议。通过虚拟通道既可以保证每个通道的通讯安全,也可以通过每个通道的优先级 QoS 保证用户的基础体验(比如定义键盘鼠标的虚拟通道为最高优先级)。 2. 丰富的协议管理策略, 包括会话带宽、文件重定向、 USB 外设、端口、打印、语音、多媒体等内容,这些策略可以应用于到指定的 IP、用户或用户组等类型,极大的丰富了管理手段,减少了大用户数下复杂需求的管理复杂度。 可根
23、据单个用户,用户组,设备类型进行单独的通道策略控制,充分保证每个用户的通讯安全。 高保真的显示技术 1. HDP 支持多种图像压缩算法,可根据不同应用类型(普通文本、自然图像,视频,3D 图形的智能检测)采用不同压缩算法。 2. 非自然图像采用无损压缩:自动识别整幅图像中的文字、 windows 图框、线条等非自然图像,对非自然图像采用无损压 缩;相片、图片等自然图像采用合适的压缩率进行有损压缩。 HDP 在显示“文字、图标、 OA 常用办公的界面”等非自然图像的职业技术学院桌面云总体设计方案 V2.0 PSNR 指标达到 50000dB 以上, SSIM 指标达到 0.999955,接近无损
24、的表现。 3. 重复图像数据不传输:自动识别图像中的未变化部分,只有变化的部分数据会传输,极大降低带宽。 4. 视频播放提供服务服务器渲染与客户端渲染两种模式。根据 TC 能力自动选择渲染模式。 HDP 协议在显示时自动识别是视频数据采用高效的 H.264 或 MPEG2 进行编码,根据网络质量过行帧率自动动态调整,根据显示器的分辨率和播放视频 窗口的大小自动调整视频数据流大小,大大地提高视频播放的清晰度与流畅度。 5. TC 利用 XX 海思芯片硬件接口进行视频解码加速,使视频播放更清晰流畅,最大支持 1080P 的视频播放。 高保真的音频技术 1. 高保真 Music 压缩算法:自动识别声
25、音场景, VOIP 场景下采用针对人声优化的电信语音算法,音乐场景采用专业的高保真音乐编解码算法,极大提升音乐播放品质。 2. 通过对语音场景自动识别、嘈杂音的自动降噪、 TC 端语音透传、更高的声音采样率(默认采用 44.1K 的采样率,友商一般 16K)等技术, HDP 能够提供更加清晰实时的声音,准确 还原声音细节, PESQ 超过 3.4。 高效快速的外设兼容性 1. HDP 支持多种协议的外设,主要包括 USB、 TWAIN、串口、打印机外设和 PC/SC 等。XX 的 HDP 协议是自研的,可根据客户外设需求快速适配兼容。 2. XX 桌面云提供一键式信息收集工具收集客户使用外设情



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