系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1. 技術(shù)背景

根據(jù)用戶在云端共享層次（參見《IT系統(tǒng)組成》教程）的不同，有如下幾種實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

1）共享信息和技術(shù)（Ⅰ 型）

這是最輕量級(jí)的，所有的人都用同一個(gè)賬戶登錄，進(jìn)入同一個(gè)用戶環(huán)境，可運(yùn)行同一個(gè)程序集中的程序，每個(gè)人的數(shù)據(jù)集對(duì)其他人可見。用戶一退出，其計(jì)算痕跡全部被刪除。本方法特別適用于公共場所，如圖書館的多媒體閱覽室、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)室、智能會(huì)議室、查詢終端等。

2）獨(dú)占信息、共享技術(shù)（Ⅱ 型）

這是較輕量級(jí)的，即每個(gè)用戶獨(dú)占數(shù)據(jù)集和少量應(yīng)用軟件，共享硬件、系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)）和大部分應(yīng)用軟件。這就是多用戶系統(tǒng)，Linux 操作系統(tǒng)是一個(gè)典型的多用戶系統(tǒng)，Windows 的遠(yuǎn)程桌面服務(wù)也是多用戶系統(tǒng)。

多用戶系統(tǒng)又存在以下兩種實(shí)現(xiàn)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(yùn)行）。

遠(yuǎn)程桌面方式，用戶直接登錄到云端并進(jìn)入自己的用戶環(huán)境。

這兩種方法都要求事先在云端創(chuàng)建賬號(hào)，并配置用戶環(huán)境。在第一種方法中，當(dāng)用戶雙擊快捷方式時(shí)，會(huì)自動(dòng)登錄云端（賬號(hào)和密碼事先配置好），然后在云端計(jì)算。第二種方法是人工登錄到云端桌面。

App 方式可以實(shí)現(xiàn)“單一入口、分工計(jì)算”的目的，即若干臺(tái)云端服務(wù)器可以分工計(jì)算，比如有的服務(wù)器運(yùn)行辦公軟件，有的服務(wù)器運(yùn)行多媒體軟件，有的服務(wù)器運(yùn)行游戲軟件，有的服務(wù)器專門用于科學(xué)計(jì)算，等等，然后把這些程序都整合到用戶的桌面上來。

為了實(shí)現(xiàn)這種“單一入口、分工計(jì)算”的目的，必須采用單點(diǎn)登錄（用戶集中認(rèn)證）和家目錄漫游。用戶的桌面可以在本地，也可以在云端（專門用一臺(tái)服務(wù)器存放桌面），桌面上的快捷方式可以由用戶自己創(chuàng)建（但規(guī)定了可選擇的程序集），也可以由系統(tǒng)管理員推送過來。當(dāng)用戶數(shù)達(dá)到幾百、上千甚至上萬時(shí)，采用 RemoteApp 方式較合適。

3）獨(dú)占信息和應(yīng)用軟件，共享硬件和操作系統(tǒng)（Ⅲ 型）

這是基于操作系統(tǒng)層面的虛擬機(jī)，也稱為“容器”（常說的 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(tǒng)、用戶認(rèn)證系統(tǒng)，以及應(yīng)用軟件集，但是同一臺(tái)物理機(jī)器上的 VPS 共享底層的操作系統(tǒng)內(nèi)核，用戶使用 VPS 就像使用一臺(tái)單獨(dú)的物理機(jī)器（但是涉及操作系統(tǒng)內(nèi)核修改的操作是禁止的，比如我們經(jīng)常會(huì)在 Linux 下重構(gòu)內(nèi)核，這在 VPS 中是不允許的）。

從整臺(tái)物理機(jī)來看，由于內(nèi)存中只有一個(gè)操作系統(tǒng)在運(yùn)行，所以與全虛擬機(jī)相比，物理機(jī)能輸出更大的有效計(jì)算能力，也能承載更多的“容器”，容器數(shù)量幾乎多出一倍。另外，與上面兩種方法相比，VPS 能達(dá)到更好的數(shù)據(jù)隔離效果。本技術(shù)方案特別適合個(gè)性化用戶和要求數(shù)據(jù)隔離良好的應(yīng)用，絕大多數(shù) VPS 提供商都會(huì)采用。

4）虛擬機(jī)（Ⅳ 型）

虛擬機(jī)共享硬件和 Hypervisor 層（有的是操作系統(tǒng)，有的是虛擬層），獨(dú)占操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和信息。

與 Ⅲ 型相比，虛擬機(jī)具備更佳的隔離效果，用戶透明度更高，遠(yuǎn)程用戶幾乎不能分辨自己使用的到底是虛擬機(jī)還是物理機(jī)，在物理機(jī)上能進(jìn)行的操作在虛擬機(jī)里都能進(jìn)行。但是由于一臺(tái)物理機(jī)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，所以資源浪費(fèi)更大。對(duì)于一些要做深度開發(fā)的技術(shù)工程師（如程序開發(fā)員），建議給他們創(chuàng)建虛擬機(jī)，允許他們配置虛擬機(jī)硬件、安裝操作系統(tǒng)、安裝開發(fā)工具等。

5）物理機(jī)（Ⅴ 型）

這是最重量級(jí)的，即獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)層以上的全部信息和技術(shù)，直接給用戶分配物理機(jī)。用戶通過遠(yuǎn)程管理卡連接到物理機(jī)，從而可以開關(guān)機(jī)、配置 BIOS 參數(shù)、安裝操作系統(tǒng)、配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、安裝應(yīng)用軟件等。物理機(jī)的隔離效果最佳，用戶個(gè)人體驗(yàn)最佳，但是成本也最高。對(duì)于一個(gè)單位組織的IT工程師，建議給他們分配物理機(jī)。