前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的云計算環境下計算機管理系統論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1校園計算機終端管理系統的技術選擇
虛擬磁盤技術是采用虛擬磁盤實現將磁盤集中到服務器，適用于局域網環境終端及應用類型種類不是太多的終端類型，可以根據需要選擇不同的系統和應用模板工作快速實現不同類型的教學應用切換。關電源后所有針對系統的改變丟失，主要只需維護模板，平時幾乎沒有軟件的維護工作量，設備硬件故障也僅僅需要替換硬件并加入系統即可。虛擬磁盤技術經過十來年的發展已經非常成熟。由于以前硬盤成本較高，本地終端往往不安裝硬盤和操作系統，俗稱無盤工作站。這種方式非常適合大面積部署教學桌面。由于虛擬化的優勢已經被業內廣泛地認同以及服務器虛擬化廠商對虛擬化的大規模宣傳，今年來一些采用虛擬磁盤技術的桌面管理軟件廠商也將此稱為虛擬桌面，只是與VDI不同的是稱呼上千奇百怪。這種技術的優點在于：（1）管理工作量低，管理員只需在服務器端構建終端系統與應用軟件的鏡像，無需分別為每臺終端安裝相應軟件；（2）故障修復快，當終端使用中出現軟件故障時只需重啟就可以獲得一個全新的操作環境，目前的技術已經可以使其恢復到重啟前的工作狀態而不丟失中間數據；（3）可以完成實時計算量較大的工作及有一定個性化的工作需求，例如高清視頻播放，3D設計等。但這種技術也存在以下的問題需要在部署時加以考慮：（4）系統鏡像與硬件的關聯度高。由于終端是通過網絡啟動的，服務器端的終端系統鏡像包含了終端硬件的驅動，當終端硬件類型較多時，會使得鏡像的數量較大且復雜，管理工作量增大；（5）系統運行的可靠性與單機部署存在較大差異。單機工作時如果出現宕機的故障其影響面只是單臺機器，但如果是無盤工作站系統的服務器端出現宕機，其關聯的終端都將無法工作，影響面要大得多；（6）終端跨網段連接服務器的問題。當局域網劃分多個VLAN時，校園內無盤終端很可能分布在多個VLAN中，服務器也可能與終端不在同一網段，這時候就需要終端連接與服務器之間不受同網段訪問的限制。（7）工作負荷主要集中在開機時刻，易形成開機風暴，開機后服務器負荷急劇下降，其次是工作是眾多客戶端的數據回寫。
2方案設計與測試
當學校為學員宿舍、教室、公共實驗室以及圖書館閱覽室等地配置計算機時，配置方案面臨的問題是：如何使這些地方的公用計算機穩定地工作而管理員能夠最高效地處理和解決這些計算機出現的故障以及使用中的問題？虛擬磁盤技術廣泛地應用在這些場合，而云計算技術在合理配置服務器資源以及應用配置的靈活性方面是具有極大優勢的，因此這兩種技術的結合可以使系統運行更加高效。即，采用：“服務器虛擬化+遠程桌面+虛擬磁盤”的方式部署大面積桌面管理環境。根據我校的情況，絕大部分終端適宜采用“服務器虛擬化+虛擬磁盤”作為主要的工作方式，在產品選型和硬件配置上的設計和測試時予以重點考慮。云計算技術應用可以使服務器的配置更加高效。學員宿舍、教室以及圖書館閱覽室等地配置計算機的應用環境與計算機實驗室的應用環境有所不同：1、這些場合在線的計算機數量往往是不確定的，例如宿舍配置1000臺電腦，而同一時間在線的計算機數量有時可能只有100－500臺；2、計算機實驗室服務器的訪問量常常是風暴式的，例如所有計算機同一時間啟動，而且往往在同一時間運行同一應用任務，而宿舍等場所就大不相同，不會在同一時間開機，運行的任務也相對比較個性化。實驗室為了保證課程進行，通常按極限狀態設計系統的配置，如果這樣的設計用在宿舍等環境，服務器資源的利用率會比較低。在云平臺上，可以在服務器資源池中根據需要配置多臺服務器的群集，在群集中用負載均衡的方式可以做到非常高效而且根據不同時段的應用變化靈活地調整資源配置。我校共有五棟學員宿舍樓，為每間宿舍配備一臺電腦，數量約為700臺，每棟樓劃分一個獨立VLAN，另外還有圖書館電子閱覽室以及教室電腦約100臺。我們首先在宿舍區進行了無盤電腦系統部署并進行了測試。系統構建方案如下：方案中配置了3臺物理服務器和一臺存儲服務器，每臺服務器配置2個6核的雙線程CPU、32G內存，虛擬服務器采用2虛擬核心（未超配時相當于1個物理核）。采用了蔚云云計算平臺搭建了一個私有云。蔚云云計算平臺與比較流行的Vmware相比，除了可以實現硬件虛擬化外還可實現容器虛擬化，虛擬化的效率很高；蔚云云計算平臺也不象Vmware那樣需要一個中心控制機來管理整個云平臺，所有管理配置同時寫入到所有群集節點，它可以在任何一臺機器上進行管理，這樣可以有效防止管理節點的單點故障；由于蔚云云計算平臺上具有磁盤緩存加速，可以避免大量終端開機時對磁盤的重復讀取，而VMWARE上不能進行配置；蔚云云計算平臺是以計算（虛擬化）、存儲（網絡存儲和分布式存儲）、網絡（虛擬交換機）管理為基礎上進行擴展的桌面管理，不像VMWARE那樣，購買的是桌面許可，平臺不能用于服務器虛擬化用途，可以有效保護硬件投資和統一調度硬件資源，即依然保留了云平臺的完整功能的使用；提供災備功能，無需第三方軟件而且使用更方便，可保障關鍵業務故障時快速恢復；具有更好的開放性，如VDI桌面可以根據性價比和實際應用需求在RDP/SPICE/ICA等多種桌面協議進行選擇等。為了保證服務器安全和便于配置，將所有虛擬服務器配置在同一VLAN，配置了一個單一桌面管理服務器集群，進行終端負載均衡。由于各終端是分布在不同VLAN的，所以無盤系統必須支持跨路由的終端連接。在系統部署時選擇了兩個無盤系統分別部署在不同的虛擬服務器上并分別連接兩部分終端進行對比測試，兩個系統測試結果表明都可以達到應用需求，其中一個系統是在Linux平臺開發的，在部署的穩定性、靈活性和工作效率方面更加優越；而另一個系統的系統是在Windows平臺開發的，因此操作界面更加友好。
（1）終端有緩存與無緩存啟動時網絡流量
其中第一個圈內所示為無緩存終端啟動時網絡流量；第二個圈內是有緩存終端在第一次啟動時（終端緩存數據尚未建立）的流量，與無緩存終端相仿；右邊兩個圈內所示是終端緩存數據建立后再啟動時的網絡流量，相比無緩存啟動的流量大為減少。
（2）測試終端運行時回寫數據的網絡流量
無盤終端運行時有大量臨時數據需要回寫到服務器，下圖所示為用某無盤系統，單臺服務器在線終端數52臺，終端無緩存時的情況?？梢钥吹椒掌骶W絡端口和硬盤都有一定回寫數據量但不會產生很大壓力，當檢測有緩存硬盤或4G內存緩存的終端時發現回寫數據幾乎沒有，只有當終端運行大文件下載等應用時才有回寫。觀察可以看到回寫數據量與終端運行的應用類型、終端配置以及緩存策略設置都有關系。
（3）測試服務器負載均衡與熱備工作模式下系統容錯情況
在多服務器群集中分別配置為熱備模式和負載均衡模式，終端在線情況下將其中一臺服務器強行關機以模擬服務器意外宕機的情況。觀察原先連接在宕機服務器上的終端，熱備模式下這些終端在5秒內自動切到正常運行的服務器上，任務沒有中斷，用戶端的感覺只是短暫停頓而已。而負載均衡模式下則任務中止，重新開機后此終端自動連接到正常服務器。從容錯效果來看熱備模式無疑憂于負載均衡模式，但熱備模式下需要不斷同步群集中各服務器的工作環境，需要耗費服務器及網絡資源，測試中發現同步時甚至會造成終端工作短時間停頓。
（4）測試不同終端硬件配置下系統啟動鏡像的兼容性
由于不同終端硬件配置需要不同的驅動軟件，因此無盤啟動鏡像包與硬件是相關聯的。參加測試的“和信”與“網眾”兩個軟件所制作的鏡像采用通用網卡驅動包（集合了各種網卡驅動）、操作系統與硬件驅動分離等制作系統啟動鏡像。選擇了不同年份采購的不同品牌終端三種終端對應同一啟動鏡像，三種終端均可以完成啟動。雖然還不能確定可完全做到啟動鏡像與終端硬件無關，但這種關聯度已大為降低。
3云平臺上構建無盤終端系統的分析
在云平臺上構建校園無盤終端計算機系統對提高服務器資源利用率、提高系統可靠性、提高構建過程及維護的便利性都具有很大優越性。通過服務器資源調度提高利用率。監測終端實際運行中對服務器與網絡資源的需求，在云資源池中隨時調整虛擬服務器配置，可以大大提高運行效率。多個服務器建立群集，采用負載均衡或熱備的模式以提高系統的可靠性是十分有效的。在測試中熱備模式所表現的資源占用對系統的運行產生了一定影響，因此如果采用熱備模式則群集的規模應加以控制，每兩臺部署在不同物理服務器上的虛擬服務器的為一組熱備群集較為合適。除非要求服務器故障時業務不可中斷，否則用負載均衡模式是比較合適的。在云平臺上用多臺虛擬服務器構建群集十分有效，尤其是為不同的無盤系統構建不同群集時，并不需要為每個系統分別配置物理服務器，使得這樣的配置方法由云計算技術輕易得到實現。在云平臺上構建無盤系統，構建和測試過程中可以比較隨意地配置服務器。在維護的過程中也帶來極大便利：當對一臺服務器進行維護時，可以在云平臺虛擬一臺服務器并將需維護機器的應用遷移過去，就可以在用戶服務不中斷的情況下進行正常維護。在構建無盤系統所關心的另一重要問題是啟動與回寫數據對服務器與網絡的壓力，因為這關系到服務器的帶載能力從而影響到系統設計。測試的情況可以表明終端本地的緩存能力起著很大作用，但其中一個很有趣的現象值得關注：在終端不配本地緩存硬盤的情況下，在不同的無盤系統軟件下測試其回寫數據量是有較大差別的，這就表明各無盤系統的緩存策略是存在差異的。從觀察可以看出：由于云平臺配置了比較好的數據緩沖技術，進一步降低了物理磁盤的讀寫流量。這使得服務器的負載能力大大加強，測試中增加一臺物理服務器資源可輕松增加200臺終端負載，并且計算性能和網絡IO性能大部分尚處于空閑狀態，可以用于其他服務器虛擬化/VDI等應用。云/客戶機架構被認為是近來IT技術的一個發展趨勢⑷，在不同的應用環境中采用不同的技術構架是需要認真對待的，根據實際應用需求進行選擇。云計算平臺上構建無盤終端的方案，對于滿足應用任務相對多樣化且需要大并發視頻應用和大并發高密度計算的學校環境是比較合理的選擇，它所帶來的高可用性也優于普通的無盤終端系統。與VDI比較，則服務器端計算能力需求只有1/5甚至1/10以下，而終端體驗則比VDI大幅度提高。
作者：趙濱娜 單位：廈門市行政學院
