一种面向流式加载模式的设备部署方法及系统

本发明涉及终端集群部署，尤其涉及一种面向流式加载模式的设备部署方法及系统。

背景技术：

1、在各类场景中均可能会涉及到对终端集群进行批量部署与管理，例如学校电脑机房管理、企业员工个人终端管理、事业单位设备管理、大型线上考试考场布置等等。然而，在终端数量较多的场景下，采用人工部署的方式，需要对终端进行硬件初始化、环境安装、系统配置等大量工作，智能化程度低，需要花费大量人力与时间的开销，并且存在后续管理困难的问题。

2、为了解决上述问题，现有技术中通常是使用服务端-用户端的架构，并利用虚拟化技术在用户端部署系统镜像运行环境，中心服务器通过网络通信进行系统镜像的批量分发与变更，实现统一部署和批量管理，具有一次可部署终端数量多、支持系统镜像种类丰富、用户使用效果接近实机等优点。上述架构具体包含以下三类：

3、1、vdi(virtual desktop infrastructure)虚拟桌面架构，该架构将存储和数据运算全部集中到服务器，通过构建不同的虚拟化硬件单元运行操作系统环境，并将图形化桌面传输给用户终端操作，便于集中管理和资源分配；

4、2、idv(intelligent desktop virtualization)智能桌面虚拟架构，该架构将存储集中到服务器，而将数据运算分配给各终端结点，并在各终端结点部署虚拟化运行层来构建操作系统镜像运行环境，并通过网络链路接受服务器管理的系统镜像进行加载并使用，实现可本地离线进行数据操作和单结点故障后可快速恢复的效果；

5、3、voi(virtual operating system infrastructure)虚拟操作系统架构，该架构取消了终端设备上的虚拟化运行层设计，以改善因为添加虚拟化运行层而无法使用某些负载严重的应用软件的问题，降低对于硬件资源的要求。该架构通过服务器端集中统一的维护完整的系统镜像，在运行前将完整的系统镜像传输到本地缓存，并不依赖本地硬盘，可以实现无盘启动的效果。

6、但是虚拟桌面架构(vdi)需要完全依赖于网络即时传输，对网络带宽和网络连接的稳定性要求较高，因而无法适用于离线操作，同时数据计算操作集中到了服务器，使得需要依赖服务器的硬件配置和计算能力。而智能桌面虚拟架构(idv)虽然将用户数据运算分配给各终端结点，但仍需要依靠高速传输宽带来分发镜像，镜像迁移管理会带来庞大负载，同时架构中的虚拟化运行层要求用户终端设备需要有很高的硬件配置来支持虚拟化环境。虚拟操作系统架构(voi)则仍未解决体积庞大的系统镜像反复迁移管理所带来的开销问题。且集中统一的镜像管理无法及时有效地保存用户终端个性化的配置变更，一旦批量用户需要同步更新至某一特定的系统软件配置，就需要在中心服务器端对特定系统镜像做出用户所需的特定修改，同时再将完整的系统镜像通过网络传输分发给各个终端，才能达成同步更新的目的，这其中由于镜像编辑过程需要管理员深度参与，且需要完整系统镜像的网络传输，都会增大维护与管理的难度和开销，同时也使得配置更新必须需要一个很长的周期。

7、综上，上述各系统架构仅能够实现一个用户可用的终端使用环境，由此牺牲了大量的性能体验，并且带来了大量的硬件资源开销和浪费；另外，对于实际应用场景，用户所需的使用方式会更加复杂，例如自定义配置同步、关键状态回滚、临时场景设计变更等等，中心化服务器统一编辑生成符合用户要求的系统镜像，再将完整的、体积庞大的系统镜像网络传输给各个用户终端设备，该类模式就难以及时满足、适应用户灵活多样化的需求变更。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、复杂度低、部署效率以及便捷性高、硬件资源开销小、灵活性强的面向流式加载模式的设备部署方法及系统，能够基于流式加载模式实现批量终端的快速、高效部署。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种面向流式加载模式的设备部署方法，步骤包括：

4、对目标终端网络中每个节点部署具有运行管理功能的元操作系统以用于实现流式加载模式，所述运行管理功能包括处理业务逻辑和镜像管理的功能，由所述元操作系统提供多种版本、多种类型以及多种配置信息的操作系统与软件运行环境，以及利用系统镜像模式提供所需的使用场景；

5、在使用过程中，通过所述元操作系统的部署单元将用户对目标终端网络中任何一台终端设备的更改编辑操作，以增量镜像的数据流形式分发到目标终端网络中其他终端节点上并进行镜像融合，实现各台终端设备的软件环境和设备资源配置在整个网络的所有终端设备上的同步更新和自动部署。

6、进一步的，所述元操作系统进行镜像的差分处理时，通过将指定的vhdx文件作为父亲文件并基于所述父亲文件创建对应的子文件，以实现创建差分vhdx的功能，所述子文件继承有父亲文件中的指定设置；所述元操作系统进行断点还原时，通过创建需断点还原的vhdx文件的差分子文件，将操作变更保存在所述差分子文件上，当需要进行断点恢复时，将所述差分子文件删除，再重新创建一个新的差分子文件，并由新的差分子文件继承恢复断点的系统配置，以实现系统还原。

7、进一步的，所述元操作系统进行操作系统的配置与生成的步骤包括：

8、创建空的vhdx的虚拟磁盘文件，并分配对应的磁盘符、磁盘容量以及磁盘模式；

9、将所述虚拟磁盘文件格式化成指定格式，分配对应的名称和盘符并挂载；

10、将原始系统镜像iso文件的内容导入所述虚拟磁盘文件中，完成系统的安装，生成一个新的系统文件。

11、进一步的，所述元操作系统中当需要进行其他操作系统的同步时，将需要同步的终端上的vhdx文件和当前终端上vhdx文件进行合并，其中通过在服务端维护一个父亲vhdx文件，并对每台终端都维护一个同一层级的子vhdx文件，根据所述父亲vhdx文件与各子vhdx文件确定合并过程中继承顺序。

12、进一步的，所述元操作系统中核心业务处理模块imagetool包括：

13、application应用模块，配置为用于实现处理模式的启动切换、镜像文件的创建生成以及镜像文件的融合以及虚拟磁盘镜像文件的系统安装；

14、imagetool工具模块，配置为用于完成命令的执行、虚拟机管理工作、建立终端之间连接以及产生json对象信息存储至指定存储空间；

15、和项目构建模块，配置为用于整合整个项目运行所需要的依赖包，构成项目独立执行的运行环境。

16、进一步的，所述application应用模块包括：

17、bootonce启动模块，配置为用于完成元操作系统业务处理模式工作完成后的启动切换；

18、

19、createvhdx模块，配置为用于完成新镜像文件以及差分镜像文件的创建生成；

20、mergevhdx模块，配置为用于完成镜像文件的融合功能；

21、exportisointovhdx模块，用于完成对空白的虚拟磁盘镜像文件的系统安装功能。

22、进一步的，所述imagetool工具模块包括：

23、diskpartcli模块，配置为用于根据diskpart具体的命令格式，通过参数设置函数拼接出需要的命令字符串后与虚拟机建立连接，生成diskpart程序可执行的文本文件；

24、vhdxcli模块，配置为用于完成命令的具体执行过程；

25、qemucli模块，配置为用于完成qemu虚拟机管理工作，所述qemu虚拟机管理工作包括开启虚拟机、关闭虚拟机以及检测虚拟机状态；

26、sshclient模块，配置为用于在当前终端和qemu虚拟机之间或当前终端与当前终端之间，以命令的方式建立连接；

27、commons模块，配置为包括retstate模块以及retjson模块，所述retstate模块配置为用于进行命令执行结果状态的判断以及保存判断后信息，所述retjson模块配置为用于通过拼接出json文本，返回具有具体运行信息的json对象；

28、logger模块，配置为用于将所述commons模块产生的json对象信息写入指定存储空间；

29、configuitl模块，配置为用于配置整个imagetool项目中所需要的配置信息。

30、进一步的，当接收到用户发送的变更使用场景请求时，所述元操作系统通过内置的系统启动模式切换到业务处理模式，再通过预先设置好的业务逻辑执行对应程序代码，以及对系统镜像和启动环境分区文件进行变更，完成后再重新切换回用户使用模式，所述用户使用模式为在启动引导分区部署后，元操作系统通过设置一个固定的vhdx文件入口，使得用户实际使用系统的模式。

31、进一步的，所述元操作系统采用双模式切换机制，所述双模式切换机制中当启动第一系统时，生成统一的系统引导启动入口，读取对应的启动文件后加载启动文件进入启动引导管理器，再读取启动项文件最终进入vhdx系统，并将待启动的vddx虚拟磁盘文件统一更名；当启动第二系统时，由引导程序找到对应的启动文件，接着读取启动扇区内的配置信息，以及读取第一系统相关的启动配置信息，以实现链式启动第一系统，在完成业务操作后，修改默认启动配置，使得下一次默认启动第一系统启动项，并且跳过启动项选择的过程。

32、一种面向流式加载模式的设备部署系统，包括目标终端网络，所述目标终端网络包括多个节点，目标终端网络中每个节点部署有具有运行管理功能的元操作系统以用于实现流式加载模式，所述运行管理功能包括处理业务逻辑和镜像管理的功能，由所述元操作系统提供多种版本、多种类型以及多种配置信息的操作系统与软件运行环境，以及利用系统镜像模式提供所需的使用场景；

33、所述元操作系统的部署单元在使用过程中，将用户对目标终端网络中任何一台终端设备的更改编辑操作，以增量镜像的数据流形式分发到目标终端网络中其他终端节点上并进行镜像融合，实现各台终端设备的软件环境和设备资源配置在整个网络的所有终端设备上的同步更新和自动部署。

34、与现有技术相比，本发明的优点在于：

35、1、本发明通过采用流式加载模式进行终端集群批量部署，对于具有大量节点的终端网络，将其中的每个节点都部署元操作系统，然后在使用过程中，用户对其中任何一台终端设备所进行的更改编辑操作，则通过增量系统镜像的形式通过网络链路以数据流的形式分发到其他终端节点上去，同时在对应节点上自动进行镜像的融合，实现一台设备的软件环境和设备资源配置能够在整个网络的所有终端设备上同步更新和自动部署，而不需要用户再额外配置操作系统及内置软件环境。

36、2、本发明通过利用流式加载模式实现终端集群批量部署，只需传输使用增量镜像，能够极大的减轻网络传输的压力，大大缩短更新周期，使得可以支持频繁的进行用户的配置更新；并且整个部署过程不需要额外的安装和冗余复杂的配置过程，可以大大减轻设备维护和更新对于人力的依赖，还能够充分发挥硬件资源的能力，将管理功能下放到各节点，使各终端节点具有具有单独处理业务逻辑和镜像管理的能力，可以大大减少虚拟化开销，同时能够有效的提升硬件资源的利用率，降低对于设备性能的要求、减少不必要的开销，大大优化用户在实际过程中的使用体验。