CN112596860A - 基于软件定义的云桌面系统及云桌面配置过程管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于软件定义的云桌面系统，它包括应用层、控制层、基础设施层和数据层；重构了对虚拟机的控制方法，实现其全生命周期管理，并提供自定义指令系统，包括分析指令、判断指令、调度指令、执行指令和通信指令五大类；根据软件定义的特点，对云桌面功能和虚拟机管理流程进行优化，使其更具个性化。本发明采用软件定义的方式，对传统终端的计算、存储和网络以及应用软件资源进行解耦，重构对虚拟机资源的控制方法，动态调整虚拟机配置，按需分配，个性与共性兼顾，功能与效能统一，解决设计师群体面临的硬件和运维成本高、工作效率低的问题，优化了资源配置，并可支持外设接入，实现虚拟与现实共存，提高系统的横向扩展性。

Description

基于软件定义的云桌面系统及云桌面配置过程管理方法
技术领域
本发明涉及计算机信息技术领域，涉及一种基于软件定义的云桌面系统。
背景技术
云计算是基于互联网的计算模式，以网格计算、分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等关键技术为基础，将计算从用户终端集中到云端，通过云端服务器为用户提供数据存储、软件应用等服务，被广泛应用于社会发展的各个领域中。在云计算技术的应用模式下，用户可以通过网络获得计算机硬件、软件以及运行平台等在内的所有资源，将资源从云端下载到客户终端，并且通过计算机分布式计算完成资源的优化配置，从而满足数据的使用和存储功能。其具体应用模式主要有软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)。
其中最为关键的虚拟化计算，可将所有硬件设备资源集成在一起，虚拟化企业信息系统硬件资源，将OA系统、HR管理等集成到云平台上，为企业提供日常协同办公、数据信息共享、即时沟通、项目管理等云端SaaS服务，为企业信息化发展提供强大的支撑，有效的提高企业办公的虚拟化和共享化，同时降低了企业的运营成本。
而云桌面便是云计算和虚拟化结合最具典型的应用案例，它利用虚拟技术对网络软件和硬件设备进行虚拟化处理，以此实现集中化管控和安全存储功能，提高资源的利用率和拓展性，大大节约成本，保证应用的灵活高效。但是现有的云桌面系统只能实现普通办公需求，且不支持按需分配和外设接入，当面向影视动画、视觉设计、游戏制作、建筑设计等不同的领域的设计群体时，无法满足其高配置硬件设备要求和多样化的设计资源需求；因而设计师群体仍然使用本地电脑配置，通常一般设计模型包含信息量大，模型体量大，对于电脑硬件要求高，硬件投入成本高；并且Maya、3Dmax等建模软件及插件的采购价格比较高，软件升级频繁，产生大量持续性费用，技术软件投入成本大。
因此，我们提供一种基于软件定义的云桌面系统，通过对云桌面资源优化和重组，动态调整虚拟机配置，解决设计师群体硬件和运维成本高以及工作效率低的问题，满足不同行业不同用户个性化的需求，提供灵活配置的云桌面解决方案。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了基于软件定义的云桌面系统，采用自定义云桌面资源配置和流程管理，多个虚拟桌面能够在一台或多台显示器上显示，用户可按需调用，实现多种工作模式，为设计师群体提供高效、灵活、低成本的高品质云上协同办公体验。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于软件定义的云桌面系统，其特征在于：它包括应用层、控制层、基础设施层和数据层；重构了对虚拟机的控制方法，实现其全生命周期管理，并提供自定义指令系统，包括分析指令、判断指令、调度指令、执行指令和通信指令五大类；根据软件定义的特点，对云桌面功能和虚拟机管理流程进行优化，使其更具个性化。
所述系统架构由应用层，控制层，基础设施层和数据层构成；
所述应用层实现桌面数据交互，可为用户提供多种办公模式，如在线/离线模式，实时/非实时模式，前台/后台运行模式等。
所述控制层是云桌面架构的核心层，负责对虚拟机资源调度、管理和监控，将来自用户或应用系统的资源操作请求依据策略进行合理调度。包括核心控制器(也称主控)、自定义虚拟机管理和调度执行器。
所述基础设施层是由软件定义的资源池，具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源，包括标准设备管理和专用设备管理；通过在公服务器部署多种镜像，根据不同专业需求交付不同的桌面环境，满足不同场景下的云桌面个性化需求。
进一步，标准设备管理即自定义虚拟机资源，包括虚拟硬件资源和软件工具；专用设备管理包括VDI标准虚拟设备接口和传感器、摄像机等外设组件，通过建立专用传输通道，以便外设组件可以和虚拟设备进行数据交互，实现虚拟与现实共存。
所述数据层负责对云桌面的平台数据和工作数据进行存储和管理，并可外扩其他接口，兼容其他存储备份系统，如云存储系统等。
基于软件定义的云桌面系统，采用自定义指令集对虚拟机配置流程进行管理，所述自定义指令集包括5大类自定义指令，具体描述如下：
1、分析指令：包括用户分析和任务分析两大类；用户分析包括用户需求分析、用户行为分析以及用户使用效能分析，保障用户精准使用云桌面功能。
所述用户需求，如设计开发、协同办公、移动办公等；用户行为包括工作场景、常用软件、工作习惯等；使用效能包括内存使用率、CPU使用率、磁盘IO和网络带宽等；任务类型，如工业制作、建筑设计、游戏开发、影视动画等。
2、判断指令：包括虚拟机状态判断、镜像模型判断、虚拟机集群判断等，以优化虚拟机配置效率。
所述虚拟机状态一般包括创建、使用和删除；镜像模型即可选择的运行环境模板，一般包括操作系统和预装的软件；虚拟机集群由多个虚拟机搭建而成，根据任务的差异化，对虚拟机进行部署和配置。
3、调度指令：包括虚拟机调度、软件工具调度、数据资源调度等，以提升云桌面的可用性。
进一步，所述虚拟机调度即根据任务需求在集群内进行灵活调度；所述软件工具包括办公软件、设计软件等，所述数据资源包括用户数据和平台数据，可根据用户按需调度。
4、执行指令：包括创建、调度、克隆、迁移、停止指令等，以提升系统的执行力。
所述创建指令包括虚拟机创建和特定镜像创建；调度指令包括虚拟机、工具软件、数据等资源的调度；克隆指令即虚拟机的复制并组网；迁移指令即虚拟机的迁移；停止指令即应用程序的停止和虚拟机的停止。
5、通信指令：包括用户与虚拟机之间、虚拟机之间的集群通信等，以保障数据传输的安全性和精准性。
本发明还公开了一种云桌面配置过程管理方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
1、用户发出创建请求，主控区接收到请求指令，对用户需求进行分析，匹配规则库，选择相应的镜像模板，创建虚拟机。
进一步，若是所有的规则都不匹配，则新建特定镜像模板，根据用户需求，预装相应的操作系统和应用软件。
2、根据用户行为和使用效能分析策略，克隆虚拟机并搭建虚拟机集群，对虚拟机进行动态的部署和配置，通过虚拟机的快速部署和实时迁移，以提高资源的利用率同时使达到负载均衡的目的。
进一步，通过虚拟机状态管理可查看并监测集群中各个虚拟机状态节点、资源利用情况以及行为日志，以便对虚拟机进行全生命周期的管理；
所述虚拟机状态节点包括创建虚拟机、连接远程桌面、移至虚拟机集群、克隆虚拟机、迁移虚拟机、断开远程桌面和停止虚拟机。
3、通过对虚拟机内部资源的调整，调度和分配虚拟机内部硬件、网络、软件资源，实现应用程序的可伸缩性，以满足用户个性化的云桌面功能需求。
进一步，通过设置VDI标准虚拟设备接口，建立传输通道、音频通道和视频通道等，以便其他外设组件可以和虚拟设备进行交互，实现多媒体功能。
4、执行部署任务，验证部署结果。
5、断开云桌面连接，关闭虚拟机。
本发明的有益效果：
本发明所提供的一种基于软件定义的云桌面系统，采用软件定义的方式，对传统终端的计算、存储和网络以及应用软件资源进行解耦，重构对虚拟机资源的控制方法，根据设计师群体的行为习惯和使用效能，动态调整虚拟机配置，按需分配，个性与共性兼顾，功能与效能统一，解决设计师群体面临的硬件和运维成本高、工作效率低的问题，优化了资源配置，并可支持外设接入，实现虚拟与现实共存，提高系统的横向扩展性。
附图说明
图1本发明实施例的基于软件定义的云桌面系统架构图。
图2本发明实施例的自定义虚拟机管理示意图。
图3本发明实施例的云桌面配置过程管理方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
【实施例1】
如图1所示，是本实施例的基于软件定义的云桌面系统架构图。本实施例的基于软件定义的云桌面系统，它包括应用层、控制层、基础设施层和数据层；重构了对虚拟机的控制方法，实现其全生命周期管理，并提供自定义指令系统，包括分析指令、判断指令、调度指令、执行指令和通信指令五大类；根据软件定义的特点，对云桌面功能和虚拟机管理流程进行优化，使其更具个性化。
所述系统架构由应用层，控制层，基础设施层和数据层构成；
所述应用层实现桌面数据交互，可为用户提供多种办公模式，如在线/离线模式，实时/非实时模式，前台/后台运行模式等。
所述控制层是云桌面架构的核心层，负责对虚拟机资源调度、管理和监控，将来自用户或应用系统的资源操作请求依据策略进行合理调度。包括核心控制器(也称主控)、自定义虚拟机管理和调度执行器。
所述基础设施层是由软件定义的资源池，具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源，包括标准设备管理和专用设备管理；通过在公服务器部署多种镜像，根据不同专业需求交付不同的桌面环境，满足不同场景下的云桌面个性化需求。
进一步，标准设备管理即自定义虚拟机资源，包括虚拟硬件资源和软件工具；专用设备管理包括VDI标准虚拟设备接口和传感器、摄像机等外设组件，通过建立专用传输通道，以便外设组件可以和虚拟设备进行数据交互，实现虚拟与现实共存。
所述数据层负责对云桌面的平台数据和工作数据进行存储和管理，并可外扩其他接口，兼容其他存储备份系统，如云存储系统等。
基于软件定义的云桌面系统，采用自定义指令集对虚拟机配置流程进行管理，所述自定义指令集包括5大类自定义指令，具体描述如下：
其中图2是本实施例的自定义虚拟机管理示意图。
1、分析指令：包括用户分析和任务分析两大类；用户分析包括用户需求分析、用户行为分析以及用户使用效能分析，保障用户精准使用云桌面功能。
所述用户需求，如设计开发、协同办公、移动办公等；用户行为包括工作场景、常用软件、工作习惯等；使用效能包括内存使用率、CPU使用率、磁盘IO和网络带宽等；任务类型，如工业制作、建筑设计、游戏开发、影视动画等。
2、判断指令：包括虚拟机状态判断、镜像模型判断、虚拟机集群判断等，以优化虚拟机配置效率。
所述虚拟机状态一般包括创建、使用和删除；镜像模型即可选择的运行环境模板，一般包括操作系统和预装的软件；虚拟机集群由多个虚拟机搭建而成，根据任务的差异化，对虚拟机进行部署和配置。
3、调度指令：包括虚拟机调度、软件工具调度、数据资源调度等，以提升云桌面的可用性。
进一步，所述虚拟机调度即根据任务需求在集群内进行灵活调度；所述软件工具包括办公软件、设计软件等，所述数据资源包括用户数据和平台数据，可根据用户按需调度。
4、执行指令：包括创建、调度、克隆、迁移、停止指令等，以提升系统的执行力。
所述创建指令包括虚拟机创建和特定镜像创建；调度指令包括虚拟机、工具软件、数据等资源的调度；克隆指令即虚拟机的复制并组网；迁移指令即虚拟机的迁移；停止指令即应用程序的停止和虚拟机的停止。
5、通信指令：包括用户与虚拟机之间、虚拟机之间的集群通信等，以保障数据传输的安全性和精准性。
【实施例2】
本实施例的云桌面配置过程管理方法，具体操作步骤如下：
图3是本实施例的云桌面配置过程管理方法流程图。
1、用户发出创建请求，主控区接收到请求指令，对用户需求进行分析，匹配规则库，选择相应的镜像模板，创建虚拟机。
进一步，若是所有的规则都不匹配，则新建特定镜像模板，根据用户需求，预装相应的操作系统和应用软件。
2、根据用户行为和使用效能分析策略，克隆虚拟机并搭建虚拟机集群，对虚拟机进行动态的部署和配置，通过虚拟机的快速部署和实时迁移，以提高资源的利用率同时使达到负载均衡的目的。
进一步，通过虚拟机状态管理可查看并监测集群中各个虚拟机状态节点、资源利用情况以及行为日志，以便对虚拟机进行全生命周期的管理；
所述虚拟机状态节点包括创建虚拟机、连接远程桌面、移至虚拟机集群、克隆虚拟机、迁移虚拟机、断开远程桌面和停止虚拟机。
3、通过对虚拟机内部资源的调整，调度和分配虚拟机内部硬件、网络、软件资源，实现应用程序的可伸缩性，以满足用户个性化的云桌面功能需求。
进一步，通过设置VDI标准虚拟设备接口，建立传输通道、音频通道和视频通道等，以便其他外设组件可以和虚拟设备进行交互，实现多媒体功能。
4、执行部署任务，验证部署结果。
5、断开云桌面连接，关闭虚拟机。
以上的实施例仅为说明本发明实施的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。

Claims (6)

1.一种基于软件定义的云桌面系统，其特征在于：它包括应用层、控制层、基础设施层和数据层；重构了对虚拟机的控制方法，实现其全生命周期管理，并提供自定义指令系统，包括分析指令、判断指令、调度指令、执行指令和通信指令五大类；根据软件定义的特点，对云桌面功能和虚拟机管理流程进行优化，使其更具个性化。
2.根据权利要求1所述的基于软件定义的云桌面系统，其特征在于：
所述应用层实现桌面数据交互，可为用户提供多种办公模式，如在线/离线模式，实时/非实时模式，前台/后台运行模式等；
所述控制层是云桌面架构的核心层，负责对虚拟机资源调度、管理和监控，将来自用户或应用系统的资源操作请求依据策略进行合理调度；包括核心控制器(也称主控)、自定义虚拟机管理和调度执行器；
所述基础设施层是由软件定义的资源池，具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源，包括标准设备管理和专用设备管理；通过在公服务器部署多种镜像，根据不同专业需求交付不同的桌面环境，满足不同场景下的云桌面个性化需求；
所述数据层负责对云桌面的平台数据和工作数据进行存储和管理，并可外扩其他接口，兼容其他存储备份系统，如云存储系统等。
3.根据权利要求2所述的基于软件定义的云桌面系统，其特征在于：
所述标准设备管理即自定义虚拟机资源，包括虚拟硬件资源和软件工具；所述专用设备管理包括VDI标准虚拟设备接口和传感器、摄像机等外设组件，通过建立专用传输通道，以便外设组件可以和虚拟设备进行数据交互，实现虚拟与现实共存。
4.根据权利要求1至3之一所述的基于软件定义的云桌面系统，其特征在于：采用自定义指令集对虚拟机配置流程进行管理，所述自定义指令集包括五大类自定义指令，具体描述如下：
分析指令：包括用户分析和任务分析两大类；用户分析包括用户需求分析、用户行为分析以及用户使用效能分析，保障用户精准使用云桌面功能；
所述用户需求，如设计开发、协同办公、移动办公等；用户行为包括工作场景、常用软件、工作习惯等；使用效能包括内存使用率、CPU使用率、磁盘IO和网络带宽等；任务类型，如工业制作、建筑设计、游戏开发、影视动画等；
判断指令：包括虚拟机状态判断、镜像模型判断、虚拟机集群判断等，以优化虚拟机配置效率；
所述虚拟机状态一般包括创建、使用和删除；镜像模型即可选择的运行环境模板，一般包括操作系统和预装的软件；虚拟机集群由多个虚拟机搭建而成，根据任务的差异化，对虚拟机进行部署和配置；
调度指令：包括虚拟机调度、软件工具调度、数据资源调度等，以提升云桌面的可用性；
所述虚拟机调度即根据任务需求在集群内进行灵活调度；所述软件工具包括办公软件、设计软件等，所述数据资源包括用户数据和平台数据，可根据用户按需调度；
执行指令：包括创建、调度、克隆、迁移、停止指令等，以提升系统的执行力；
所述创建指令包括虚拟机创建和特定镜像创建；调度指令包括虚拟机、工具软件、数据等资源的调度；克隆指令即虚拟机的复制并组网；迁移指令即虚拟机的迁移；停止指令即应用程序的停止和虚拟机的停止；
通信指令：包括用户与虚拟机之间、虚拟机之间的集群通信等，以保障数据传输的安全性和精准性。
5.一种基于软件定义的云桌面配置过程管理方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
步骤一、用户发出创建请求，主控区接收到请求指令，对用户需求进行分析，匹配规则库，选择相应的镜像模板，创建虚拟机；
步骤二、根据用户行为和使用效能分析策略，克隆虚拟机并搭建虚拟机集群，对虚拟机进行动态的部署和配置，通过虚拟机的快速部署和实时迁移，以提高资源的利用率同时使达到负载均衡的目的；
步骤三、通过对虚拟机内部资源的调整，调度和分配虚拟机内部硬件、网络、软件资源，实现应用程序的可伸缩性，以满足用户个性化的云桌面功能需求；
步骤四、执行部署任务，验证部署结果；
步骤五、断开云桌面连接，关闭虚拟机。
6.根据权利要求5所述的基于软件定义的云桌面配置过程管理方法，其特征在于：步骤一中，若是所有的规则都不匹配，则新建特定镜像模板，根据用户需求，预装相应的操作系统和应用软件。
步骤二中，通过虚拟机状态管理可查看并监测集群中各个虚拟机状态节点、资源利用情况以及行为日志，以便对虚拟机进行全生命周期的管理；
所述虚拟机状态节点包括创建虚拟机、连接远程桌面、移至虚拟机集群、克隆虚拟机、迁移虚拟机、断开远程桌面和停止虚拟机。
步骤三中，通过设置VDI标准虚拟设备接口，建立传输通道、音频通道和视频通道等，以便其他外设组件可以和虚拟设备进行交互，实现多媒体功能。
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