系統設計
1. 技術(shù)背景
根據用戶(hù)在云端共享層次(參見(jiàn)《IT系統組成》教程)的不同,有如下幾種實(shí)現技術(shù)。
1)共享信息和技術(shù)(Ⅰ 型)
這是最輕量級的,所有的人都用同一個(gè)賬戶(hù)登錄,進(jìn)入同一個(gè)用戶(hù)環(huán)境,可運行同一個(gè)程序集中的程序,每個(gè)人的數據集對其他人可見(jiàn)。用戶(hù)一退出,其計算痕跡全部被刪除。本方法特別適用于公共場(chǎng)所,如圖書(shū)館的多媒體閱覽室、教育培訓機構的計算機室、智能會(huì )議室、查詢(xún)終端等。
2)獨占信息、共享技術(shù)(Ⅱ 型)
這是較輕量級的,即每個(gè)用戶(hù)獨占數據集和少量應用軟件,共享硬件、系統軟件(如操作系統)和大部分應用軟件。這就是多用戶(hù)系統,Linux 操作系統是一個(gè)典型的多用戶(hù)系統,Windows 的遠程桌面服務(wù)也是多用戶(hù)系統。
多用戶(hù)系統又存在以下兩種實(shí)現方法:
App 方式,即在本地創(chuàng )建快捷方式,指到云端的程序(程序安裝在云端并在云端運行)。
遠程桌面方式,用戶(hù)直接登錄到云端并進(jìn)入自己的用戶(hù)環(huán)境。
這兩種方法都要求事先在云端創(chuàng )建賬號,并配置用戶(hù)環(huán)境。在第一種方法中,當用戶(hù)雙擊快捷方式時(shí),會(huì )自動(dòng)登錄云端(賬號和密碼事先配置好),然后在云端計算。第二種方法是人工登錄到云端桌面。
App 方式可以實(shí)現“單一入口、分工計算”的目的,即若干臺云端服務(wù)器可以分工計算,比如有的服務(wù)器運行辦公軟件,有的服務(wù)器運行多媒體軟件,有的服務(wù)器運行游戲軟件,有的服務(wù)器專(zhuān)門(mén)用于科學(xué)計算,等等,然后把這些程序都整合到用戶(hù)的桌面上來(lái)。
為了實(shí)現這種“單一入口、分工計算”的目的,必須采用單點(diǎn)登錄(用戶(hù)集中認證)和家目錄漫游。用戶(hù)的桌面可以在本地,也可以在云端(專(zhuān)門(mén)用一臺服務(wù)器存放桌面),桌面上的快捷方式可以由用戶(hù)自己創(chuàng )建(但規定了可選擇的程序集),也可以由系統管理員推送過(guò)來(lái)。當用戶(hù)數達到幾百、上千甚至上萬(wàn)時(shí),采用 RemoteApp 方式較合適。
3)獨占信息和應用軟件,共享硬件和操作系統(Ⅲ 型)
這是基于操作系統層面的虛擬機,也稱(chēng)為“容器”(常說(shuō)的 VPS,即虛擬私有服務(wù)器)。每個(gè) VPS 都擁有自己的 IP、根文件系統、用戶(hù)認證系統,以及應用軟件集,但是同一臺物理機器上的 VPS 共享底層的操作系統內核,用戶(hù)使用 VPS 就像使用一臺單獨的物理機器(但是涉及操作系統內核修改的操作是禁止的,比如我們經(jīng)常會(huì )在 Linux 下重構內核,這在 VPS 中是不允許的)。
從整臺物理機來(lái)看,由于內存中只有一個(gè)操作系統在運行,所以與全虛擬機相比,物理機能輸出更大的有效計算能力,也能承載更多的“容器”,容器數量幾乎多出一倍。另外,與上面兩種方法相比,VPS 能達到更好的數據隔離效果。本技術(shù)方案特別適合個(gè)性化用戶(hù)和要求數據隔離良好的應用,絕大多數 VPS 提供商都會(huì )采用。
4)虛擬機(Ⅳ 型)
虛擬機共享硬件和 Hypervisor 層(有的是操作系統,有的是虛擬層),獨占操作系統、應用軟件和信息。
與 Ⅲ 型相比,虛擬機具備更佳的隔離效果,用戶(hù)透明度更高,遠程用戶(hù)幾乎不能分辨自己使用的到底是虛擬機還是物理機,在物理機上能進(jìn)行的操作在虛擬機里都能進(jìn)行。但是由于一臺物理機同時(shí)運行多個(gè)操作系統,所以資源浪費更大。對于一些要做深度開(kāi)發(fā)的技術(shù)工程師(如程序開(kāi)發(fā)員),建議給他們創(chuàng )建虛擬機,允許他們配置虛擬機硬件、安裝操作系統、安裝開(kāi)發(fā)工具等。
5)物理機(Ⅴ 型)
這是最重量級的,即獨占網(wǎng)絡(luò )層以上的全部信息和技術(shù),直接給用戶(hù)分配物理機。用戶(hù)通過(guò)遠程管理卡連接到物理機,從而可以開(kāi)關(guān)機、配置 BIOS 參數、安裝操作系統、配置網(wǎng)絡(luò )參數、安裝應用軟件等。物理機的隔離效果最佳,用戶(hù)個(gè)人體驗最佳,但是成本也最高。對于一個(gè)單位組織的IT工程師,建議給他們分配物理機。