云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，云计算技术得到了迅速发展，其本质是使得用户无需关心计算中心的地理位置，将计算中心的任务分隔开来，即以服务的形式交互计算机基础设施。云计算平台可以管理所提供的资源或服务，以确保可用性、安全和质量等。目前，桌面计算机主要采用PC台式机，随着信息化建设的不断深入、业务系统的不断上线，桌面PC机上安装的软件程序及客户端的种类与数量不断增加，提供的计算和存储能力也越来越强。但是，桌面PC台式机信息保密性低、资源利用率低、维护成本高，且PC台式机处理能力较强，本地磁盘存储容量大，尤其在供电营业厅，少数人员可能在营业用机上安装运行与工作无关的软件，易受到病毒或木马攻击，对数据、网络的安全造成影响。现有桌面PC台式机在安全和管理上的弊端，主要表现为:
I)安全边界难以防护
终端数量众多，分散在各处，并且由终端用户自行维护，用户的使用习惯、使用水平参差不齐，往往让终端成为安全风险集中爆发的场所。直接影响重要单位网络环境的安全，并且离散分布也给管理上带来诸多难题。
[0003]2)数据泄漏难以防范
由于终端分散存储在各处的本地磁盘中，即便采用了很好的管理手段，客户端数据安全隐患仍然日益增加，近年来由于数据泄密导致的安全事件比例日益上升，这种事件的出现对于重要单位以及核心竞争力的影响往往是毁灭性的，如何有效地解决数据防泄漏的问题日益困扰着重要单位的管理层。
[0004]3)安全漏洞层出不穷
由于PC机的安全漏洞较多，如果不能得到及时地修复，一旦被蠕虫和木马等恶意软件利用，会给重要单位网络环境的安全带来巨大威胁，并且用户的业务工作环境也有受攻击和被破坏的危险，严重影响工作的正常开展。
[0005]4)总体拥有成本高
虽然PC机硬件成本相对较低，但却常常抵不过高昂的PC机管理与支持成本。由于需要针对各种各样的PC机配置进行部署测试与审核，这种管理实属劳动密集型工作。再加上需要管理人员亲临现场来提供故障处理支持，同样也提高了系统管理维护成本。
[0006]5)资源利用效率低
传统桌面PC机的CPU等计算资源利用率一般都不到15%，造成严重的资源浪费。
[0007]桌面云(又称为云桌面)技术将桌面PC的计算和存储资源(包括CPU、内存、硬盘)集中部署在云数据中心机房，通过虚拟化技术将物理资源转化为虚拟资源，根据用户的需求将虚拟资源集成为不同规格和服务等级的桌面虚拟机，向用户提供虚拟桌面服务。
[0008]然而，现有的云桌面管理系统存在以下问题: I)无法将桌面虚拟机从一个物理机上迁移到另一个物理机上，如果运行该桌面虚拟机的物理机发生故障，则桌面虚拟机也会中断桌面服务，系统可靠性、稳定性差。
[0009]2)在运行桌面虚拟机的物理机发生故障时，无法及时将该桌面虚拟机恢复到其它可用的物理机上，也会出现服务中断。
[0010]3)无法实现多个物理机之间的负载均衡调度，资源分配和利用欠合理。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制系统及方法，支持将正在运行的桌面虚拟机从当前的物理机在线迁移到其它物理机上，迁移过程中虚拟机中桌面服务不中断；支持在运行桌面虚拟机的物理机发生故障时，快速自动将该物理机上运行的虚拟机恢复到其它可用的物理机上；支持在部分物理机工作负载过高时，将这些物理机上运行的桌面虚拟机迁移到其它低负载的物理机上，使整个虚拟化基础框架的工作负载保持平均分布。
[0012]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制系统，包括云桌面管理系统、虚拟化主管理服务器、虚拟化服务器资源池、IP-SAN存储、多个应用终端和多个云桌面客户端，虚拟化服务器资源池由多个物理机组成，每台物理机上运行有至少一个桌面虚拟机；各云桌面客户端分别通过桌面网与第一以太网交换机连接，第一以太网交换机通过桌面网与第二以太网交换机连接，云桌面管理系统通过桌面网与第二以太网交换机相连，虚拟化主管理服务器的一端通过桌面网与第二以太网交换机连接，另一端通过存储网与第三以太网交换机连接，第三以太网交换机连接IP-SAN存储；第二以太网交换机还通过桌面网与物理机连接，各物理机分别通过存储网与第三以太网交换机连接，各物理机还通过应用网与第四以太网交换机相连，第四以太网交换机连接各应用终端;
所述的虚拟化主管理服务器包括桌面虚拟机调度控制单元，桌面虚拟机调度控制单元在对物理机和桌面虚拟机性能进行监控的基础上，根据物理机和桌面虚拟机工作负载及其所属资源组设置的调度策略实现虚拟机的调度管理；
桌面虚拟机调度控制单元包括在线迁移调度模块、高可用调度模块和资源均衡调度模块:
在线迁移调度模块用于将正在运行的桌面虚拟机从当前的物理机在线迁移到其它物理机上，迁移过程中虚拟机中桌面服务不中断；
高可用调度模块用于在运行桌面虚拟机的物理机发生故障时，快速自动将该物理机上运行的虚拟机恢复到其它可用的物理机上；
资源均衡调度模块用于在部分物理机工作负载过高时，将这些物理机上运行的桌面虚拟机迁移到其它低负载的物理机上，使整个虚拟化基础框架的工作负载保持平均分布。
[0013]云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制系统还包括安全访问网关，安全访问网关通过桌面网与第二以太网交换机相连。
[0014]云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制系统还包括身份认证服务器，身份认证服务器通过桌面网与第二以太网交换机相连。
[0015]所述的云桌面客户端包括瘦客户机、平板电脑、PC机和笔记本电脑中的任意一种或多种的组合。
[0016]所述的第一以太网交换机与第二以太网交换机之间，以及第四以太网交换机与各应用终端之间均设置有防火墙。
[0017]云桌面管理系统桌面虚拟机调度控制方法，它包括一个在线迁移调度步骤、一个高可用调度和一个资源均衡调度步骤:
在线迁移调度步骤包括以下子步骤:
5101:需要进行在线迁移的桌面虚拟机资源从其当前运行的物理机上迁移到IP-SAN存储上；
5102:该桌面虚拟机资源从IP-SAN存储上迁移到指定的其它物理机上；
5103:完成在线迁移后的桌面虚拟机在新的物理机上运行，不中断地提供桌面服务； 高可用调度步骤包括以下子步骤:
5201:运行桌面虚拟机的物理机发生故障，桌面虚拟机资源从该故障的物理机上迁移到IP-SAN存储上；
5202:选择可用的物理机，将该桌面虚拟机资源从IP-SAN存储上恢复到可用的物理机上运行；
资源均衡调度步骤包括以下子步骤:
5301:资源均衡调度模块检测各物理机的工作负载；
5302:当某物理机的工作负载过高时，将该物理机上运行的桌面虚拟机迁移到IP-SAN存储上；
5303:选择低负载的物理机，将该桌面虚拟机资源从IP-SAN存储上迁移到低负载物理机上运行。
[0018]本发明的有益效果是:支持将正在运行的桌面虚拟机从当前的物理机在线迁移到其它物理机上，迁移过程中虚拟机中桌面服务不中断；支持在运行桌面虚拟机的物理机发生故障时，快速自动将该物理机上运行的虚拟机恢复到其它可用的物理机上，桌面服务不中断；支持在部分物理机工作负载过高时，将这些物理机上运行的桌面虚拟机迁移到其它低负载的物理机上，使整个虚拟化基础框架的工作负载保持平均分布，合理分配和利用系统资源。
[0019]云桌面与基于传统桌面PC机的桌面技术相比具有以下优势:
1)提高了数据的安全性，可有效防范数据的非法窃取和传播；
2)采用云端集中部署的方式，灵活配置和统一监控和调度，降低了运行维护的复杂性；
3)支持多种终端跨平台的接入方式，提高了接入的灵活性，实现了可移动办公；
4)提供了完善的云端管理监控、终端状态管理、系统状态监控、网络异常监控功能，实现了系统稳定运行；
5)在提升桌面信息安全等级、提高资源利用能力与维护效率的同时，大幅降低了整体拥有成本TC0(PC台式机的价格通常是云桌面终端的2-3倍，功耗是桌面云终端设备的8-10倍)。
【附图说明】
[0020]图1为本发明物理架构拓扑图；
图2为本发明桌面虚拟机在线迁移调度示意图；
图3为本发明桌面虚拟机高可用调度示意图；
图4为本发明桌面虚拟机资源均衡调度示意