CN117873506A - 一种基于voi的镜像运行实现方法及*** - Google Patents

一种基于voi的镜像运行实现方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及云计算技术领域，提供了一种基于VOI的镜像运行实现方法及***。该方法包括，在VOI场景中，在客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。通过本发明，客户端可以下载多个模板镜像，根据需要选择其中一个模板镜像启动，从而运行不同的应用环境。

Description

一种基于VOI的镜像运行实现方法及***
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种基于VOI的镜像运行实现方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
云桌面技术作为云计算虚拟化技术的一种方式，通过集中管理降低IT***硬件的维护成本。
云桌面技术主要包括VDI及VOI。
VDI（Virtual Desktop Infrastructure 虚拟桌面基础架构）为集中存储、集中运算的虚拟桌面基础架构。
目前用户使用的操作***以虚拟机的形式在服务器端运行，用户本地的终端设备通过网络连接虚拟机，展示虚拟机画面，并提供输入控制。但是这种方式存在以下问题：
（1）建设成本高：集中存储、集中运算要求采购高性能的服务器；
（2）强依赖网络环境：主要体现在带宽和延时上，不支持离线办公；
（3）技术复杂：技术源于云平台相关技术，如openstack云平台部署，运维挑战很大；
（4）用户体验较差，场景受限：集中式架构，在大规模用户环境下，资源争抢影响用户体验；
（5）3D/视频支持欠佳：目前3D虚拟化技术虽然能够支持虚拟桌面3D软件及游戏，但成本远高于PC机；
（6）外设（鼠标、键盘、打印机、扫描仪等）兼容性弱。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于VOI的镜像运行实现方法及***，通过本发明，客户端可以下载多个模板镜像，根据需要选择其中一个模板镜像启动，从而运行不同的应用环境。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种基于VOI的镜像运行实现方法。
一种基于VOI的镜像运行实现方法，包括：
在VOI场景中，在客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；
服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；
响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。
进一步地，在制作***镜像模板之前还需要制作网络引导***，包括：在CentOS7***中制作，安装软件包；制作Kickstart文件；制作LiveCD，生成ISO文件，并裁剪ISO文件的文件大小。
更进一步地，所述裁剪ISO文件的文件大小的过程包括：挂载ISO文件，解压其中的squashfs文件***，根据需要，删减不必要的软件包，再重新制作ISO文件。
进一步地，所述网络引导***存储在服务器中，所述网络引导***包含VOI管理界面。
更进一步地，所述VOI管理界面的一侧显示终端本地***信息，另一侧显示服务器的目标信息。
进一步地，所述制作***镜像模板的过程包括：采用Virt-p2v，将客户端的Windows操作***转换为***镜像模板。
进一步地，所述***镜像模板的格式为VHD格式。
进一步地，所述下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板的过程包括：请求的客户端网络引导，在VOI管理界面操作，从服务器下载所需的***镜像模板，同时编写自定义启动菜单；
关机，再次本地硬盘引导，显示自定义启动菜单，选择并引导特定的***镜像。
进一步地，所述服务器基于上传的***镜像模板创建目标的过程包括：
服务器为***镜像模板创建三个快照，分别命名为A、B、C，其中A作为基础快照，保持不变；
引导B快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖C，并改写引导记录使用C引导；
引导C快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖B，并改写引导记录使用B引导；
如此两个快照来回切换，以实现***镜像还原。
本发明的第二个方面提供一种基于VOI的镜像运行实现***。
一种基于VOI的镜像运行实现***，包括：服务器和多台客户端，所述服务器与多台客户端通讯；
在VOI场景中，客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；
服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；
其他客户端向服务器发送请求；
服务器响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端；
请求的客户端引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明所述的终端在本地运行，不依赖服务器的虚拟化技术，对服务器的计算性能要求低，因此建设成本低。
（2）本发明所述的终端在本地运行，对网络和服务器的依赖性较低，支持离线运行。
（3）本发明所述的终端在本地运行，不依赖服务器的虚拟化技术，运维成本低。
（4）终端本地无任何硬件虚拟化层，没有性能损耗，桌面性能完全保持传统PC的体验。
（5）本发明可充分利用终端本地资源以处理计算及图形密集型应用。
（6）本发明所述的终端在本地运行，不存在外设兼容性问题，支持各种计算机外设以适应复杂的应用环境及未来的应用扩展。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明示出的基于VOI的镜像运行实现方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和***的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
术语解释：
VOI（Virtual OS Infrastructure），即虚拟操作***架构。
VOI为集中存储、分布运算的构架，无任何硬件虚拟化层，类似“无盘工作站时代”的作业模式，该模式是在服务器端存储***数据，在客户终端上运行桌面。客户终端启动后，从服务器端将操作***和应用加载到本地缓存，即可正常使用。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了基于VOI的镜像运行实现方法，包括：
在VOI场景中，在客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；
服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；
响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。
下面对本实施例进行详细描述：
1、首先制作网络引导***，客户端网络引导时下载运行。
尽量减少网络引导***的大小，以便缩短网络引导时间。
（1）在CentOS7***中制作，使用yum命令安装软件包virt-p2v-maker。
（2）制作Kickstart文件
Kickstart是红帽发行版中的一种安装方式，以配置文件的方式描述Linux***安装时的各项参数和安装的软件。
执行virt-p2v-make-kickstart命令，生成p2v.ks文件。
（3）制作LiveCD
基于p2v.ks文件，执行livecd-creator命令生成livecd-p2v.iso文件。
（4）手工裁剪上个步骤生成的ISO文件，减小文件大小。
具体为：挂载ISO文件，解压其中的squashfs文件***，根据需要，删减不必要的软件包，帮助文档等，再重新制作ISO文件。
其中，网络引导***作为一个完整的操作***，以镜像文件的方式存储在服务器上，这个镜像文件仅几百兆大小，对应于文中的ISO文件。终端开机后，可以选择引导设备，如果选择本地硬盘引导，则启动本地硬盘上安装的操作***。如果选择网络引导，则通过网络从服务器临时下载封装好的网络引导***，并引导下载的操作***，此时操作***自身整体加载到内存中运行。
2、编写网络引导***中的VOI管理界面，客户端网络引导时开机运行。
livecd-p2v.iso中自带一个开机运行的VOI管理界面，用以转换硬盘中的操作***，生成一个qcow2或raw格式的镜像文件。
自带的VOI管理界面功能单一，界面简陋。本发明编写自己的VOI管理界面，按照上文中的裁剪步骤，替换ISO中的自带界面。
整体分为左右两个部分，左侧面板显示终端本地***信息，右侧面板显示服务器的模板信息。
总体流程包括镜像上传、模板下载及客户端引导本地***镜像。
镜像上传：在终端中安装Windows10***，再安装代理程序，关机。开机选择网络引导，在VOI管理界面左侧面板选择上传镜像。
模板下载：服务器基于上传的***镜像创建模板，定义模板属性（如：是否还原），客户端网络引导，在VOI管理界面右侧面板点击下载模板。
客户端引导本地***镜像：客户端下载模板后，关机。开机选择本地硬盘引导，引导下载的本地***镜像。
VOI管理界面程序作为网络引导***的一部分，一并封存于镜像文件中，事先存储在服务器上。终端选择网络引导时，下载网络引导镜像，并引导下载的操作***，此时VOI管理界面程序自动运行。
3、镜像上传过程中关键点
Virt-p2v是Red Hat的开源迁移工具，用以将物理机器的操作***转换为虚拟机镜像，只支持qcow2与raw两种镜像格式，本发明利用virt-p2v将客户端的Windows10操作***转换为***镜像。
客户端引导本地***镜像要求***镜像文件为VHD格式，如果将virt-p2v的结果qcow2/raw文件再转换为VHD格式，将大幅延长镜像上传的整体耗时。
本发明备份并改造服务器执行p2v操作时调用的qemu-img程序，镜像转换时直接调整为VHD格式，一步到位。
4、客户端引导本地***镜像
本发明利用开源工程Ventoy引导镜像文件。编写自定义启动菜单，并自定义引导菜单的文件名字，硬盘引导时直接显示自定义启动菜单，选择并引导特定的***镜像。
5、模板还原的实现要点
服务器创建模板时利用开源工程vhd-util-convert为***镜像模板创建三个快照，分别命名为A、B、C，其中A作为基础快照，保持不变。
引导B快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖C，并改写引导记录使用C引导。
引导C快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖B，并改写引导记录使用B引导。
如此两个快照来回切换，实现***镜像还原的目的。
6、代理程序简介
代理程序安装在Windows10***中，作为***服务开机自动执行。
制作***镜像之前需要先安装代理程序，设置Windows注册表，禁止VHD自动扩展。
如此客户端引导本地***镜像时，不会自动扩展到其最大容量，节省硬盘空间。
另外需要关闭Windows休眠，否则p2v过程会失败。
客户端引导本地***镜像之后，其中的代理程序配合实现***还原。
VOI场景中，客户端可以下载多个模板镜像，根据需要选择其中一个模板镜像启动，从而运行不同的应用环境。
如：模板镜像1中预装了视频剪辑软件，那么启动模板镜像1之后，用户就得到了一个包含视频剪辑软件的操作***。
如：模板镜像2中预装了3D设计软件，那么启动模板镜像2之后，用户就得到了一个包含3D设计软件的操作***。
VOI场景中，***运行时表现为一个常规的操作***，直接在物理机上运行，可以常规操作，如日常办公、上网冲浪、收发邮件、播放视频音乐等。
VOI场景中，在终端中安装操作***，并预装所需应用程序，然后基于终端现有操作***制作模板，上传服务器。
其它终端根据需要下载模板，然后本地运行，就得到与模板终端一模一样的运行环境。
VOI适合但不限于教育行业，不同的学科制作不同的模板，方便教学管理。
本发明支持从一组VHD镜像中选择其一引导；无需修改镜像文件中的操作***内核或组件，保持其原生态；支持基于现有操作***制作模板镜像。
实施例二
本实施例提供了一种基于VOI的镜像运行实现***，包括：服务器和多台客户端，所述服务器与多台客户端通讯；
在VOI场景中，客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；
服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；
其他客户端向服务器发送请求；
服务器响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端；
请求的客户端引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。
在一些实施例中，在制作***镜像模板之前还需要制作网络引导***，包括：在CentOS7***中制作，安装软件包；制作Kickstart文件；制作LiveCD，生成ISO文件，并裁剪ISO文件的文件大小。
更为具体地，所述裁剪ISO文件的文件大小的过程包括：挂载ISO文件，解压其中的squashfs文件***，根据需要，删减不必要的软件包，帮助文档等，再重新制作ISO文件。
在一些实施例中，所述网络引导***存储在服务器中，所述网络引导***包含VOI管理界面，所述VOI管理界面的一侧显示终端本地***信息，另一侧显示服务器的目标信息。
在一些实施例中，所述制作***镜像模板的过程包括：采用Virt-p2v，将客户端的Windows操作***转换为***镜像模板。
在一些实施例中，所述***镜像模板的格式为VHD格式。
在一些实施例中，所述下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板的过程包括：请求的客户端网络引导，在VOI管理界面操作，从服务器下载所需的***镜像模板，同时编写自定义启动菜单；
关机，再次本地硬盘引导，显示自定义启动菜单，选择并引导特定的***镜像。
在一些实施例中，所述服务器基于上传的***镜像模板创建目标的过程包括：
服务器为***镜像模板创建三个快照，分别命名为A、B、C，其中A作为基础快照，保持不变；
引导B快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖C，并改写引导记录使用C引导；
引导C快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖B，并改写引导记录使用B引导；
如此两个快照来回切换，以实现***镜像还原。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，包括：
在VOI场景中，在客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；
服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；
响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。
2.根据权利要求1所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，在制作***镜像模板之前还需要制作网络引导***，包括：在CentOS7***中制作，安装软件包；制作Kickstart文件；制作LiveCD，生成ISO文件，并裁剪ISO文件的文件大小。
3.根据权利要求2所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述裁剪ISO文件的文件大小的过程包括：挂载ISO文件，解压其中的squashfs文件***，根据需要，删减不必要的软件包，再重新制作ISO文件。
4.根据权利要求2所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述网络引导***存储在服务器中，所述网络引导***包含VOI管理界面。
5.根据权利要求4所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述VOI管理界面的一侧显示终端本地***信息，另一侧显示服务器的目标信息。
6.根据权利要求1所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述制作***镜像模板的过程包括：采用Virt-p2v，将客户端的Windows操作***转换为***镜像模板。
7.根据权利要求1所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述***镜像模板的格式为VHD格式。
8.根据权利要求1所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述下载***镜像模板至请求的客户端，并引导***镜像模板的过程包括：请求的客户端网络引导，在VOI管理界面操作，从服务器下载所需的***镜像模板，同时编写自定义启动菜单；
关机，再次本地硬盘引导，显示自定义启动菜单，选择并引导特定的***镜像。
9.根据权利要求1所述的基于VOI的镜像运行实现方法，其特征在于，所述服务器基于上传的***镜像模板创建目标的过程包括：
服务器为***镜像模板创建三个快照，分别命名为A、B、C，其中A作为基础快照，保持不变；
引导B快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖C，并改写引导记录使用C引导；
引导C快照后，Windows***中的代理程序拷贝基础快照覆盖B，并改写引导记录使用B引导；
如此两个快照来回切换，以实现***镜像还原。
10.一种基于VOI的镜像运行实现***，其特征在于，包括：服务器和多台客户端，所述服务器与多台客户端通讯；
在VOI场景中，客户端预装所需应用***，基于客户端现有的操作***制作***镜像模板，将***镜像模板上传至服务器；
服务器基于上传的***镜像模板创建目标，定义***镜像模板的属性；
其他客户端向服务器发送请求；
服务器响应于其他客户端请求，下载***镜像模板至请求的客户端；
请求的客户端引导***镜像模板，以进行本地***镜像运行。
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TSENG-CHANG YEN等: "Provision of load-balanced Linux packages mirror service in private cloud", 《2012 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE AND CYBERNETICS (CYBERNETICSCOM)》, 14 February 2013 (2013-02-14) *
刘期建;冯灵林;张大敏;程宏伟;: "基于VOI模式的多媒体教学环境构建研究", 电脑知识与技术, no. 34, 5 December 2014 (2014-12-05) *

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