云桌面虚拟化方案.doc
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1、淳化职教中心桌面虚拟化解决方案(2016年4月)目录1。项目概述41.1项目背景41.2解决方法51.3方案目标61.4方案设计和优势71.5设计目标81.6桌面云的优势92.方案概述112.1。安全性112。2.可靠性122.3.高可用性143。方案设计143.1.桌面云拓扑图143。2.桌面云方案详述143.2.1。虚拟桌面基础架构软件143.2.2.桌面虚拟化163。2.3.桌面虚拟化接入网关173.3。应用场景设计183。3.1.日常办公场景183.4。方案优势功能介绍193。4.1。黄金、白金加速193。4。2。镜像管理203.4.3。PVlan技术213。4。4。服务器整合223.
2、4.5。外设功能233.4。6.PCoIP协议243.4.7.专用式GPU虚拟化功能(VDGA)253.5.整体安全设计263.5。1。架构安全263。5。2。数据安全263。5.3.信息通道安全设计273.5。4。虚拟机网络安全设计273。5.5。虚拟机文件安全设计293.5。6。容灾备份设计293。5.7.后期扩展性303.5.8.兼容性303.6。应急预案314。硬件、软件清单324.1。硬件清单324。2。软件清单344。3.总体清单345.项目收益分析355。1。更高的安全性355。2.运维成本减少355.3.更高的系统可管理性和更快的桌面部署速度355。4.更高的业务应灵活性和协同
3、办公能力355.5。更高的桌面稳定性365.6.低噪低碳、节能减排366.经济及社会效益分析376。1.经济效益376.2.社会效益387。专业服务398。附录418。1.云计算国家政策418.2.云计算国家标准418。3。云计算趋势数据421. 项目概述1.1 项目背景目前学校都是使用传统的PC进行办公,随着云计算和虚拟化技术的不断发展,未来几年会对传统办公方式进行革新,而传统的PC暴露出来的问题越来越多,维护量不断增加。政府单位在PC运维方面向来棘手,病毒、木马入侵和没完没了的应用软件升级、操作系统补丁及反威胁更新更是让这项工作困难重重。即便有基于网络的安装和补丁治理工具来减轻负担,信息部
4、门还是把太多时间花到了桌面上,处理个人软件、个人数据文件、多个版本的ActiveX控件、驱动程序或者DLL冲突、恶意软件感染、配置不当的硬件等引起的诸多问题。通过对目前学校办公现状进行的有效分析发现,虽然传统的办公方式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: 故障多 病毒感染,文件丢失:PC结构复杂,硬件易丢失;操作系统复杂,软件故障率高。U盘拷贝文件,易感染病毒,易丢失文件。 难以完全阻止非法接入:PC本地有 USB口、串口、并口都可以外接设备,没有有效的管理办法禁止非法
5、设备的接入,存在数据泄密的风险; 难以保证数据的安全: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,若这些数据是单位内部的关键信息资产,容易使关键信息泄露。另一方面,PC工作环境下其上保存着保密的数据,这些数据如何保证安全,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瓦左右,每台PC个人电
6、脑平均运行12小时以上,一台PC一年耗电8001000度电左右,对于上千台规模的PC工作环境,一年的耗电量是一个非常惊人的数字。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和降低成本。结果,日常办公的PC资源利用率严重不均匀,PC资源的总体利用率通常低于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P
7、C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。1.2 解决方法现如今在学校业务和应用对于计算机网络和计算机终端的依赖性越来越高,特别是一些对精细化管理有着高标准的需求。结合我们的深度调研发现,桌面虚拟化在学校内尤为适用。根据学校办公需求及具体运维情况的分析,本系统通过以下功能特点实现桌面平台的精细化管理: 保护投资单位只需要给每个工作人员创建一个云桌面(VM)和配备少量终端,工作人员通过自己的帐号登录云桌面.当某个人休假、外出时云桌面自动处于休眠状态,将资源提供给其他云桌面使用。单位不用给每个员工配备云终端
8、(TC),只需要给每间办公室配备一到两台云终端即可. 使用灵活员工可以在单位内通过云终端进行登录自己的云桌面,也可以在家中通过笔记本电脑、PC机登录自己在学校中的云桌面。 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。 高可控性用户的操作,管理员的操作,所有系统中的配置修改,所有的系统中的数据要可审计,可控。 高可靠性采用先进虚拟化技术,资源池化,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
9、,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和保障的能力。1.3 方案目标方案实施建成后,提供绿色便捷的桌面应用环境,同时无需对现有的网络平台作大规模的改造。技术上选择采用桌面云的方式,实现新的集中的桌面管理构架。通过桌面云的改造,项目可达到以下目标:l 桌面集中存放于机房或数据中心进行集中的部署、维护和管
10、理;l 运行在高性能的服务器上可以使桌面的性能得到提升;l 可以迅速地部署最新的操作系统和应用软件;l 提高安全性,实现终端不存密,网络不传密;l 降低维护桌面以及软件的费用;l 前端桌面使用瘦客户端,减少终端维护量,增强终端安全性;l 提供接近于本地应用的最终客户体验、并且最大限度保持原有的用 户使用习惯;l 能良好兼容现有应用平台、并且对未来可能的应用及安全构架有良好的兼容性;l 构架设计遵循开放、灵活的原则,以适应系统扩充以及日后的需求变更;l 桌面云方案可以适应主流的服务器、客户端的硬件配置,对现有的服务器、PC等设备,可充分利用,便于日常维护;l 方案的可扩展性强,在业务规模增大时,
11、可快速扩容部署,总体造价合理。1.4 方案设计和优势深圳市京华科讯科技有限公司(京华科讯)针对本项目提供了端到端的桌面虚拟化解决方案.针对该项目提供产品兼容性好,高性能,高可靠,整体交付,专业的技术团队支撑。京华科讯主要优势如下:l 京华科讯虚拟化平台针对虚拟桌面的应用场景OA办公软件、音视频体验进行性能调优,使用虚拟桌面可以达到甚至超越PC桌面的体验效果。l 提供端到端整体虚拟桌面解决方案(终端、协议、软件、服务器)。l 所有软件均为国产自研发,包括:服务器虚拟化软件(JingServer)、桌面虚拟化软件(ViewServer)、桌面一体机(DIB)、瘦客户机(ARM TC、X86 TC)
12、等.l 京华科讯桌面云平台管理节点1+1冗余, 通过管理节点自动检测双机热备,避免通常虚拟化方案使用单独的物理管理节点导致的单点故障,甚至是业务中断的问题,确保了业务运行的可靠性.l 京华科讯虚拟化产品JingCloud以B/S架构为基础,提供WEB方式的远程集中运维管理.运维管理方式以服务为导向、基于策略且能够实现流程化的管理模式.京华科讯虚拟化管理平台可以实现VDI桌面、IDV(流桌面)的不同应用场景的统一交付,提高了虚拟桌面的易用性和可维护性。提供全中文管理界面,特别适合于IT运维人员较少、运维压力较大的机构使用.l 京华科讯提供与虚拟桌面配套的安全管理平台,对瘦终端硬件及用户虚机系统提
13、供安全监控,提供对用户行为的监控,提供统一的软件、补丁分发,资产管理等功能.l 京华科讯公司虚拟化产品的服务由京华科讯原厂提供,京华科讯公司有专业的本地化交付与售后支持团队,以及超过100名从事虚拟化技术的研发团队,可快速解决后期问题,以及接纳客户的定制化需求.基于京华科讯全套自有产品的售后支持经验,避免了虚拟化产品通常的由于涉及部件多、定位复杂、厂家互相推诿扯皮、解决问题缓慢的情况.1.5 设计目标为了解决需求分析中提到的问题,桌面云平台建成后,应提供简单易用、易管理、安全度高、便于扩展、绿色便捷的桌面办公环境。可以采用全新的云终端设备,平滑切换到桌面云平台进行办公。桌面云平台建设无需对现有
14、的网络平台作大规模的改造,实现全新的集中式桌面管理架构,提供端到端的安全防护。对于用户来说桌面云不改变用户的使用方式,使用起来非常简单,可以在几分钟内轻松掌握。通过桌面云平台建设可达到以下目标:l 桌面集中部署在机房内,统一进行维护和管理;l 桌面云平台提供了完善的安全防护机制,桌面内无需安装任何杀毒软件即可安全稳定的运行。系统采用底层网络入侵防御、数据包过滤、27层策略防火墙、6000种以上的常见网络攻击及文件安全防御,实时或离线更新方式,保障桌面网络和文件安全;l 桌面云应用模式有效的避免了通过电脑USB口、串并口、光驱等设备造成的泄密等安全事故;l 可以在不影响使用的情况下迅速部署最新的
15、操作系统和应用软件;l 通过部署桌面云平台可以有效降低维护成本,多数场景下甚至可以降低80以上的人工、经费预算和设备预算成本;l 前端使用免维护ARM终端,减少终端维护量,增强终端的安全性;l 提供接近于本地的用户体验效果,最大限度保持原有的用户使用习惯;l 能良好兼容现有应用平台、并且对未来的可能部署的应用及安全架构有良好的兼容性;l 架构设计遵循开放、灵活的原则,以适应系统扩充以及日后的需求变更;l 桌面云方案可以适应主流的服务器、客户端的硬件配置,对现有的服务器、老旧PC、显示器、键盘鼠标等设备可充分利用,利用老旧设备对桌面云进行平滑过渡,降低项目建设成本;l 采用分布式存储来统一存放用
16、户数据,统一管理、共享、备份; l 方案的可扩展性强,在业务规模增大时,可快速扩容部署,总体造价合理。通过部署桌面云实现统一管理、数据集中、安全程度高、方便快捷、随取随用的“云办公。1.6 桌面云的优势桌面云平台采用较为成熟的桌面虚拟化技术,提供丰富的管理功能和体验效果。桌面虚拟化是为使用人员快速提供一个全新的办公桌面,所有管理均在后台远程实现,极大的增加了使用的便利性和安全性,同时能够带来如下益处:l 桌面用户不在局限于固定的工作位置,可通过全网中任意一个终端登录自己的桌面系统,这种方式极大的提升了办公效率;l 桌面云方案会给维护带来很大的便利,只要做好备份管理和模板管理就能够应对桌面系统的
17、死机、蓝屏、系统损坏等多种问题,当桌面出现故障时可以通过快照进行快速恢复,或者使用虚拟机模板迅速复制一个新桌面.硬件故障可以直接用备件更换,一般桌面问题均可在5分钟之内解决;l 通过使用虚拟机的快照功能,可迅速将故障虚拟机恢复到上一时刻的保存点.建议虚拟机系统和用户数据相分离,这样出现任何系统问题均可以直接恢复,不会影响用户的数据;l 可以极大地减少新桌面的上线时间,缩短的时间包含硬件采购周期和操作系统及应用系统部署时间,虚拟机通过批量克隆技术可在短时间之内完成;l 单一功能应用的场景下可以使用桌面“还原卡”功能,在桌面每次重启时对系统盘进行还原,确保系统不会因中毒而影响正常使用,免维护; l
18、 可以通过配置外设管理策略对外设进行管控,支持颗粒度管控,能够有效防止了终端泄密;l 桌面云底层采用网络主动防御和文件病毒查杀安全模块,可以保证虚拟桌面的安全运行,提高系统安全性;l 桌面云可有效降低能耗,采用仅10W的低功耗x86ARM终端,综合场景降低能耗可达8085%。 2. 方案概述桌面云系统是一款专门针对教育、政府、企业、军工等单位提供前端到后端的完整桌面云系统软件,桌面云系统提供了主机管理、模板管理、虚拟机管理及桌面管理等模块,通过简单操作即可快速构建政府的桌面云环境。桌面云系统以服务形式向终端用户交付桌面,所有操作均由管理员在后端的WEB界面统一完成,提高了IT运维的灵活性,简化
19、了运维工作。前端用户只需要了解终端和虚拟桌面的使用方式即可。桌面云系统还提供了丰富的管理策略、连接策略等,通过设定桌面连接策略,用户可以在任何时间、任何地点使用多种终端设备进行桌面的安全访问,实现传统PC无法比拟的安全性、灵活性。2.1. 安全性使用云终端可以有效提升安全性和便捷性,配合桌面云系统能够带来网络隔离、外设管控等多项安全管理功能。l 网络隔离各部门之间的虚拟桌面通过VLAN进行隔离,各部门用户端到xxx数据中心通过虚拟网关进行隔离,用户侧和服务器侧无法直接通信。桌面云平台的网络设计能够做到层层隔离、步步把关。l 数据权限管理部署桌面云系统可以有效对用户数据访问权限进行管理,采用数据
20、分层方式来进行访问授权,有效避免了越权访问、非法下载等问题;l 外设安全通过虚拟桌面的外设管理策略,可以对用户在使用USB、串口、并口等各种设备进行颗粒化管控,虚拟桌面中的任何数据均无法被拷贝出系统。l 虚拟机安全防御通过虚拟化方式实现虚拟机安全保护,无需在虚拟机内安装任何杀毒软件和防火墙即可做到虚拟桌面的安全防御。外网可采用实时在线更新病毒库,内网和保密专网可采用离线病毒升级包进行光盘刻录更新.l 协议安全桌面显示协议FreeVDI为京华科讯多年自主研发,并以SSL128位加密算法进行加密传输。l 终端安全终端采用只读ROM设计,不保存任何用户数据,不用担心终端故障造成的数据丢失或损坏,提供
21、x86、ARM双平台。2.2. 可靠性l 桌面云系统采用管理冗余、网关冗余、主机集群,从架构设计层面保证了系统的稳定性.l 数据磁盘使用 RAID冗余阵列,防止单一磁盘损坏造成数据丢失,实现最高级别的数据安全保障。通过RAID可增加数据访问速度,增加IO吞吐量。各种RAID的级别和参数如下表所示:l 服务器网卡服务器采用多网卡配置,建议多块网卡进行绑定,防止单一网卡损坏造成的业务中断。l 虚拟机虚拟机可做单点或多点快照,或者通过备份虚拟机系统完整的镜像文件来实现备份.用户数据采用分布式存储统一存放,当虚拟机出现问题时可通快照和备份快速恢复,然后挂载用户数据盘即可。l 网络隔离可以划分若干逻辑网
22、络,对不同业务部门做局域网逻辑隔离,有效防止ARP病毒造成的网络瘫痪。2.3. 高可用性服务器在后端以集群的方式提供计算资源,服务器集群采用N+1方式,一旦单一服务器出现故障宕机,备用服务器会自动接管宕机的服务器。3. 方案设计3.1. 桌面云拓扑图桌面云平台拓扑图由多个服务器、存储和网络组成桌面云数据中心。通过虚拟化技术将内存、CPU、存储等资源整合成统一的计算资源然后按需进行相关资源的分配。虚拟机文件、虚拟桌面集中的存放于数据中心机房的FCSANIPSAN,可统一的进行备份、管理和分配。3.2. 桌面云方案详述3.2.1. 虚拟桌面基础架构软件虚拟桌面基础架构软件是一款具有高可用性、灵活性
23、和扩展性的系统软件。它通过软件的方式,在服务器上,模拟运行多个标准硬件配置的虚拟服务器,并以此为基础架构,将传统的数据中心改造成为可扩展、灵活性、动态的、绿色的虚拟数据中心。主机服务器包含两个关键组件:虚拟化基础架构平台软件和虚拟化基础架构管理软件,主机服务器将物理服务器进行虚拟化,管理服务器将多个虚拟化服务器整合成为一个统一的资源池,并向外提供服务.l 弹性可扩展的资源管理统一的管理主机资源,按需自动分配计算,网络和存储资源,遵守负载均衡、数据安全性和合规性策略.提供动态的资源调度和按需供给,避免资源供应不足导致用户请求时间等待.l 全局资源管理通过计算方案、存储方案、网络方案、系统方案等标
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