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1、1福建工程学院福建工程学院本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告软件 学院 计算机科学与技术 专业设计（论文）题目 基于 Linux 的云校园桌面虚拟化系统的设计与实现学生姓名 罗若文 学号 3138114126 起迄日期 2014 年 10 月至 2015 年 5 月 设计（论文）地点 软件学院 指导教师 柯晓昱 讲师 2014 年 11 月 23 日2毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告1. 结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写文 献综述。一、选题的依据和意义云计算：Cloud computing,它有四个关键要素，第一，云认为硬件
2、和软件都是资源，并通过网络以服务的方式提供给用户；第二，这些资源都可以根据用户的实际需求进行动态的配置和扩展；第三，这些资源虽然可能在物理上是以分布式方式存在，但最终在逻辑上都是以单一整体的形式呈现给最终的用户；第四，用户根据自己的实际需要使用云中的资源，而不需要管理它们1。而云校园网：Cloud Campus Network，简称 CCN。是服务于高校整体发展战略、服务于教学科研业务、服务于广泛师生用户的网络基础设施和公共支撑平台，云校园网是一种按需分配、按需使用的服务交付和使用模式，云校园网是一种普适接入、统一架构、虚拟化、泛载、可信、绿色低碳的信息服务环境1。虚拟桌面也是比较典型的云计算
3、应用，它能够在云中为用户提供远程的计算机桌面服务2。现为了用户搭建统一的软件资源平台、应用平台和服务平台，用户可以直接定制和使用云桌面提供的各类应用、内容、和个人主机租用服务。用户只需通过个人 PC、手机或其他云终端设备，并通过移动或固定网络就能轻松获取公共计算资源3。在云校园中学习办公桌面环境是让学生老师提高学习和工作效率的技术手段，这桌面上运行的各种学习软件、应用系统是人们协同工作和学习的良好工具。随着 IT 在办公和学习环境的不断普及和深入，几乎所有的用户都拥有个人的办公和学习桌面电脑，在获得便利的同时也带来了相应的管理维护上的挑战4。本报告给出的解决方案，实现在云校园网内搭建虚拟桌面子
4、系统，可以在云校园网中实现虚拟桌面取代传统电脑，用户只需要通过安装简易的瘦终端，通过网络使用包含操作系统、工具软件、游戏等各类应用服务。二、国内外研究现状云后端的桌面虚拟化规模很大，可扩张型很强。桌面虚拟化的后端是云3(cloud)，云可以使用虚拟化集群实现，比如亚马逊的云平台5，也可以使用其他分布式方法，比如 google 的云计算平台6。如果使用服务器虚拟化实现的云作为桌面虚拟化的后端，桌面的分配和把虚拟机的桌面通过远程桌面的方式传输给用户的方案类似。近几年，随着“云”概念的流行，虚拟桌面技术也越来越热。甚至，Citrix曾经把 2010 年称为“桌面虚拟化元年”7。根据 Gartner
5、的统计,今年已有 18%的服务器负载是在虚拟化服务器上运行的，而桌面虚拟化占到 PC 市场份额还不到 1%。但是发展前景普遍看好，预计到 2013 年，全球专业 PC 市场的 40%以上都会被桌面虚拟化所代替。其市场前景非常广阔。在一份美国 IT 权威杂志的调查报告中显示，目前在欧美国家中，用户对虚拟桌面的了解程度达到了 33%。有 27%的企业正在使用桌面虚拟化，有 16%的企业正在规划和部署中，而预计 1-2 年内部署 VDI 的企业合计占到了 20%,其余企业表示暂无计划8。同时，在虚拟桌面的部署中，用户认为用户体验和满意度成为衡量成功的关键指标。由此可见要迎来虚拟桌面的主流应用，在云校
6、园中运用虚拟桌面进行教学和办公,还有许多工作要做。 2.毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：三、课题主要研究内容3.1 系统概述本系统通过使用 CentOS 7 的 KVM 组件实现多个虚拟系统。采用 JavaEE的 SSH 技术来搭建 KVM 服务器管理系统，通过 B/S 模式来访问管理 KVM 服务器中虚拟机系统的相关操作，对虚拟机系统资源动态分配管理，有用户资料的管理，处理用户申请等操作。而用户通过使用帐号和密码进行登录，得到虚拟机系统连接串，并通过 VNC viewer 远程登录 KVM 中的虚拟机系统。同时用户可以根据自身的资格申请不同的虚拟机系统资源如：内存、CP
7、U、硬盘等资源。用户可以根据自身的需求来定制自己的虚拟机系统。3.2 功能结构设计4服务端管理虚拟机管理虚拟机资源管理用户个人中心查 看 虚 拟 机添 加 虚 拟 机修 改 虚 拟 机删 除 虚 拟 机启 动 虚 拟 机关 闭 虚 拟 机管 理 虚 拟 机 磁 盘管 理 虚 拟 机 内 存管 理 虚 拟 机 C P U维 护 信 息删 除 用 户修 改 用 户查 询 用 户管 理 申 请 资 源修 改 信 息图 3-1 系统服务端功能结构图注 册 用 户客户端管理虚拟机管理申请资源个人中心查 看 虚 拟 机销 毁 虚 拟 机启 动 虚 拟 机关 闭 虚 拟 机申 请 磁 盘申 请 内 存申 请
8、 C P U修 改 信 息申 请 虚 拟 机恢 复 出 厂维 护 信 息注册图 3-2 系统客户端功能结构图3.3 该系统大概功能如下：3.3.1 客户端主要内容：（1）账户和系统登录一对多的方式，一个用户可以申请多个系统。（2）虚拟系统资源申请用户可以申请系统或虚拟机系统的 cpu、硬盘、内存等资源。（3）虚拟系统管理用户登录虚拟系统后的自主管理。5（4）个人中心管理和查看个人基本信息。3.3.2 服务端主要内容：（1）用户管理用户的增删改查，默认用户的信息。（2）虚拟系统管理默认用户可以购买到基本的系统资源。（3）资源管理基本资源管理，受理用户的资源申请。（4）个人中心管理和查看个人基本信
9、息。四、本系统拟采用的解决方法基于 JavaEE SSH（Struts2.1+Spring3.1+Hibernate4）框架，采用Myeclipse8（jsp）作为开发平台，并结合 CentOS7 系统上的 KVM 技术和 VNC技术，开发基于 B/S 模式的云校园桌面虚拟化系统的设计与实现。4.1 核心问题：如何在校园网内访问服务器上虚拟系统？4.2 拟采用的解决方案：在 KVM 上搭建虚拟机系统，通过 Java 调用 shell命令 qemu-kvm 来开启虚拟机系统和 VNC server 端口，然后在客户端上用 VNC viewer 访问服务器上 KVM 虚拟机上虚拟机系统。4.3 方
10、案提出的动机：目前，在云校园平台的建立，而教学和办公还是采取传统的学习和办公模式，采用多人使用同一台电脑桌面。这样一来资料的携带的不方便，以及办公学习的桌面的变换使得办公和学习的效率低下。同时老实的 PC 机已经跟不上新的学习软件所需要的计算机资源。在这 IT 行业的迅速发展，管理和分配不同用户使用适合的桌面已经不再是技术上的难点。所以本系统要完成云校园虚拟桌面的功能，实现方便快捷的分配虚拟桌面给用户，并提供不同的用户根据需要个性化的申请需要的系统资源。4.4 方案描述：本系统要基于 CentOS7 操作系统，在 CentOS7 上搭建tomcat 服务器来承载该系统，是使用 JavaEE 技
11、术编写，利用 B/S 模式来管理系统的后台。其中核心部分是利用 CentOS7 上的 KVM 技术搭建虚拟机系统，利6用 Java 调用 shell 命令控制 KVM 服务器上的虚拟机系统的开启、关闭、添加和删除以及虚拟机系统的资源管理等操作。使用 VNC 技术来实现客户端和 KVM服务器的虚拟机系统之间的通信。并开通虚拟机系统资源申请通道，用户根据自身的需求，可以申请虚拟机系统的资源来配置用户的虚拟桌面。通过这样的方案从而实现云校园的虚拟桌面。4.5 主要技术简介4.5.1 JavaEEJavaEE 是一种利用 Java 2 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。
12、JavaEE 技术的基础就是核心 Java 平台或 Java 2 平台的标准版，JavaEE 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次、随处运行“的特性、方便存取数据库的 JDBC API、CORBA 技术以及能够在 Internet 应用中保护数据的安全模式等等，同时还提供了对 EJB（Enterprise JavaBeans） 、Java Servlets API、JSP（Java Server Pages）以及 XML 技术的全面支持。其最终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。4.5.2 SSH（Struts+Spring+Hibernate）SSH 不是
13、一个框架，而是多个框架（Struts+Spring+Hibernate）的集成，是目前较流行的一种 Web 应用程序开源集成框架，用于构建灵活、易于扩展的多层 Web 应用程序。集成 SSH 框架的系统从职责上分为四层：表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层（实体层） 。Struts 作为系统的整体基础架构，负责 MVC 的分离，在 Struts 框架的模型部分，控制业务跳转，利用 Hibernate 框架对持久层提供支持。Spring 一方面作为一个轻量级的 IoC 容器，负责查找、定位、创建和管理对象及对象之间的依赖关系，另一方面能使 Struts 和Hibernate 更好地工作。4.
14、5.3 MySQL 数据库MySQL 是一个关系型数据库管理系统，由瑞典 MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 公司。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统，在 WEB 应用方面 MySQL 是最好的 RDBMS(Relational Database Management System：关系数据库管理系统)应用软件之一。MySQL 是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL 所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最7常用标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策（本词条“授权政
15、策” ） ，它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。由于其社区版的性能卓越，搭配 PHP 和 Apache 可组成良好的开发环境。4.5.4 CentOS7CentOS 是基于 Red Hat Enterprise Linux (收费昂贵但口碑极佳) 的源代码再编译出来的免费版，因此不仅继承 RHEL 优越的稳定性，还提供免费更新，因此在服务器提供商、中小型公司中装机量几乎是最大的 Linux 发行版，现在也已正式加入红帽公司。4.5.5 KVMKernel-based Virtual Mach
16、ine 的简称，是一个开源的系统虚拟化模块，自Linux 2.6.20 之后集成在 Linux 的各个主要发行版本中。它使用 Linux 自身的调度器进行管理，所以相对于 Xen，其核心源码很少。KVM 目前已成为学术界的主流 VMM 之一。4.5.6 RFB 协议（VNC）VNC (Virtual Network Computer)是虚拟网络计算机的缩写。VNC 是一款优秀的远程控制工具软件，由著名的 AT&T 的欧洲研究实验室开发的。VNC 是在基于 UNIX 和 Linux 操作系统的免费的开源软件，远程控制能力强大，高效实用，其性能可以和 Windows 和 MAC 中的任何远程控制软件媲美。 在 Linux 中，VNC 包括以下四个命令：vncserver，vncviewer，vncpasswd，和 vncconnect。大多数情况下用户只需要其中的两个命令：vncserver 和 vncviewer。五、工作进度安排起起 迄迄 日日 期期工工 作作
