一种基于虚拟化基础架构的多媒体桌面交付方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于虚拟桌面基础架构(VDI, Virtual Desktop Infrastructure)领域,特别涉及一种基于虚拟桌面基础架构且结合了无盘工作站技术的多媒体桌面交付方法和系统。
【背景技术】
[0002]虚拟桌面基础架构(VDI, Virtual Desktop Infrastructure)是一种以虚拟桌面集中托管并交付为目标的服务器计算模型，虚拟桌面实例是以远程服务器或刀片服务器为宿主运行的虚拟机，用户通过远程显示协议(如RDP、ICA、PCoIP、SPICE等)接入远程服务器上托管的虚拟机，获得同操作PC机桌面一样的使用体验。
[0003]如说明书附图1 VDI软件系统的原理示意图所示，VDI软件系统包括；VDI管理端101、一个或多个计算管理节点102、SAN存储系统103、远程桌面客户端104等。其中，VDI管理端101负责管理计算节点、存储、虚拟机生命周期管理、用户及其权限管理等；计算节点102负责接收来自VDI管理端的管理指令，包括虚拟机资源分配(计算、内存、存储、网络资源等)、虚拟机生命周期管理、存储管理等；SAN存储系统103负责为VDI系统提供存储资源，主要用于存储虚拟机的虚拟磁盘；远程桌面客户端104负责连接运行于计算节点上的虚拟机，为用户提供虚拟桌面操作环境。
[0004]虚拟桌面基础架构与传统的IT系统架构相比具有下面的优点，包括:
1)集中管理。对IT管理员来说，由于虚拟桌面是在服务器端集中管理的，易于维护，便于快速部署、快速响应用户桌面的需求变化；
2)桌面访问的便利性高。对桌面用户来说，可以从任何位置(局域网或广域网)、从任何设备访问到自己的桌面，而不仅仅是只能通过某一台设备来访问。用户可以通过PC、笔记本、Pad、瘦客户机来访问自己的桌面，也可以在公司、在家、在旅途中访问自己的桌面；
3)数据安全性高。用户交互的仅仅是位于客户端的显示、鼠标、键盘，而用户数据和计算都在服务器端，这种架构大大提升了数据安全性；
4)TC0低。VDI配合云终端使用，可显著降低TCO成本:云终端不仅价格便宜而且功耗低，绿色节能，系统总拥有成本低。
[0005]虽然虚拟桌面基础架构具备较多优点，但是在某些应用场景中也存在一些缺陷，具体如下:
1)存在外设兼容性问题。VDI需通过外设重定向才能在远程桌面使用本地的外设，此夕卜，由于外设种类繁多，经常会碰到外设重定向失败的问题，影响到用户的使用体验；
2)对多媒体应用支持不好。对于视频、3D、虚拟现实、图形图像处理等计算资源消耗型的重型应用支持不好。虽然可以通过在服务器端购置专业级显示设备缓解这一问题，但是一方面购置费用高昂，另一方面实际运行效果也不好。
[0006]目前，外设兼容性和多媒体应用支持的问题是虚拟桌面基础架构向更广泛的行业和用户拓展的主要障碍，这是由其系统架构和技术原理决定的。为了解决上述问题以便更好地满足用户对桌面虚拟化产品的需求，需要寻求其他技术手段来帮助解决，无盘工作站系统是目前解决上述问题的常用技术。
[0007]无盘工作站系统，一般是指通过网络下载并启动磁盘镜像工作的计算机，计算机本地不带硬盘或带的硬盘较小，使用TCP/IP协议，通过网络启动模块与远程服务器连接，下载操作系统镜像文件到本地客户机，或者将操作系统镜像映射为客户机网络磁盘，然后再启动并运行操作系统。
[0008]如说明书附图2无盘工作站系统的启动原理示意图所示，无盘工作站系统包括无盘工作站201、DHCP服务器202、TFTP服务器203等。其中，DHCP服务器202负责给无盘工作站分配IP地址，发送TFTP服务器的IP地址信息、网络启动引导文件名等；TFTP服务器203负责向无盘工作站发送系统启动所需的引导文件、系统镜像等。无盘工作站201的网络启动功能是通过计算机B1S的PXE固件来实现的，PXE技术是由Intel公司提出的一项工业技术标准。通过开启计算机B1S设置的PXE选项，无盘工作站201开机后将进入PXE固件模块运行。无盘工作站201通过DHCP协议与DHCP服务器202交互获取自身和TFTP服务器的IP地址、获取网络启动引导文件名，然后从TFTP服务器203下载网络启动引导文件和启动所需的系统镜像文件。
[0009]与VDI软件相比，无盘工作站系统具有如下优点:
1)计算负载均衡。无盘工作站系统可充分利用客户端的CPU、内存等计算资源，分流服务器端的计算负载。而服务器端的负载主要集中在网络和磁盘；
2)更好的多媒体性能。无盘工作站客户端可充分利用本地的CPU、显卡、声卡的多媒体硬件，表现出更好的多媒体性能；
3)更好的外设支持。无盘工作站客户端可直接访问所有外设，无需设备重定向；
4)集中管理。与VDI—样，无盘工作站系统具有集中管理与数据安全性优点，可集中管理无盘系统镜像，只需在服务器端更新或部署镜像，客户端会自动切换到最新镜像，方便快捷；
5)数据安全性。无盘工作站系统镜像位于服务器端，可通过只读或快照方式提供镜像给客户端，有一定的数据安全性。
[0010]不过，无盘工作站系统也有自己的缺点，比如:
1)启动风暴以及网络负载较重。当无盘工作站启动时以及在运行期间会出现较大的网络数据流量，造成无盘工作站启动缓慢甚至停滞；
2)网络局限性。无盘工作站系统只能局限于在局域网环境下使用，对于跨广域网的应用无法支持。
[0011]综上所述，VDI系统和无盘工作站系统都无法单独解决用户面临的所有应用问题，如果能够通过技术手段将两个系统的优点集中起来，并且能够与虚拟技术架构很好的结合起来，将会是一个完美的解决方案。
【发明内容】
[0012]本发明公开了一种基于虚拟化技术架构的多媒体桌面交付方法和系统，以网络存储作为整合基础，使得同一个系统镜像(或虚拟机虚拟磁盘)既可以VDI桌面的方式交付，又可以无盘工作站方式交付，同时可以实现用户桌面在VDI桌面、无盘桌面间的按需切换。
[0013]一种基于虚拟化技术架构的多媒体桌面交付系统，如图3所示，包含:VDI系统301、无盘工作站系统302和统一存储系统303。VDI系统301用于实现虚拟桌面生命周期管理、计算节点管理、存储管理、用户权限管理等。无盘工作站系统302，用于与DHCP服务器、TFTP服务器交互，取得系统启动引导文件和系统镜像，实现后台镜像在无盘工作站上运行，支持多媒体桌面的交付和运行。统一存储系统303用于实现虚拟机虚拟磁盘和无盘系统镜像的合并存储，使得一个系统镜像既可以交付给虚拟机运行，又可以交付给无盘工作站运行，从而实现用户桌面环境的一致性。
[0014]一种统一存储虚拟机虚拟磁盘、无盘系统镜像的方法，该方法至少包含以下步骤:
1)在VDI系统后台存储管理界面设置支持iSCSI(Internet Small Computer SystemInterface)存储以及逻辑卷管理(LVM, Logical Volume Manager)；
2)创建虚拟机虚拟磁盘时,选择创建一个逻辑卷(LV,Logical Volume),分配存储空间，用于虚拟机的启动；
3)也可以将上面的逻辑卷通过iSCSI封装工具封装成为一个虚拟磁盘，然后在客户端通过iSCSI映射工具将创建的虚拟磁盘映射成为本地的一个iSCSI目标磁盘。从而无盘工作站可以基于该目标磁盘对应的逻辑卷通过网络启动。
[0015]该系统还包括一种物理机网卡驱动的提取和导入方法，用来从无盘工作站提取所需的硬件驱动并导出驱动包；然后运行一个虚拟机，在虚拟机中导入该驱动包。这样使得导入驱动包的虚拟机，能够在提取驱动包的无盘工作站上正常运行。该方法至少包括以下步骤:
1)选择一台无盘工作站客户机作为模版机，安装操作系统，安装驱动。针对相同硬件配置的客户机可使用一个模版，这样只需给每种不同硬件配置的计算机准备一个模版机即可；
2)在模版机上运行驱动提取工具提取相关的驱动信息并将上述驱动信息输出为驱动包；
3)在VDI虚拟机中运行驱动导入工具从驱动包中将驱动文件导入到合适的位置。
[0016]该系统还包括一种桌面交付自动适配的方法，可以在VDI虚拟化软件系统后台，根据桌面连接请求实现用户桌面的自动适配，并按照用户请求的桌面运行后台桌面。该方法至少包括以下步