系統設計

1. 技術背景

根據用戶在云端共享層次（參見《IT系統組成》教程）的不同，有如下幾種實現技術。

1）共享信息和技術（Ⅰ 型）

這是最輕量級的，所有的人都用同一個賬戶登錄，進入同一個用戶環境，可運行同一個程序集中的程序，每個人的數據集對其他人可見。用戶一退出，其計算痕跡全部被刪除。本方法特別適用于公共場所，如圖書館的多媒體閱覽室、教育培訓機構的計算機室、智能會議室、查詢終端等。

2）獨占信息、共享技術（Ⅱ 型）

這是較輕量級的，即每個用戶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。這就是多用戶系統，Linux 操作系統是一個典型的多用戶系統，Windows 的遠程桌面服務也是多用戶系統。

多用戶系統又存在以下兩種實現方法：

App 方式，即在本地創建快捷方式，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，用戶直接登錄到云端并進入自己的用戶環境。

這兩種方法都要求事先在云端創建賬號，并配置用戶環境。在第一種方法中，當用戶雙擊快捷方式時，會自動登錄云端（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 方式可以實現“單一入口、分工計算”的目的，即若干臺云端服務器可以分工計算，比如有的服務器運行辦公軟件，有的服務器運行多媒體軟件，有的服務器運行游戲軟件，有的服務器專門用于科學計算，等等，然后把這些程序都整合到用戶的桌面上來。

為了實現這種“單一入口、分工計算”的目的，必須采用單點登錄（用戶集中認證）和家目錄漫游。用戶的桌面可以在本地，也可以在云端（專門用一臺服務器存放桌面），桌面上的快捷方式可以由用戶自己創建（但規定了可選擇的程序集），也可以由系統管理員推送過來。當用戶數達到幾百、上千甚至上萬時，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，也稱為“容器”（常說的 VPS，即虛擬私有服務器）。每個 VPS 都擁有自己的 IP、根文件系統、用戶認證系統，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，比如我們經常會在 Linux 下重構內核，這在 VPS 中是不允許的）。

從整臺物理機來看，由于內存中只有一個操作系統在運行，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。本技術方案特別適合個性化用戶和要求數據隔離良好的應用，絕大多數 VPS 提供商都會采用。

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，用戶透明度更高，遠程用戶幾乎不能分辨自己使用的到底是虛擬機還是物理機，在物理機上能進行的操作在虛擬機里都能進行。但是由于一臺物理機同時運行多個操作系統，所以資源浪費更大。對于一些要做深度開發的技術工程師（如程序開發員），建議給他們創建虛擬機，允許他們配置虛擬機硬件、安裝操作系統、安裝開發工具等。

5）物理機（Ⅴ 型）

這是最重量級的，即獨占網絡層以上的全部信息和技術，直接給用戶分配物理機。用戶通過遠程管理卡連接到物理機，從而可以開關機、配置 BIOS 參數、安裝操作系統、配置網絡參數、安裝應用軟件等。物理機的隔離效果最佳，用戶個人體驗最佳，但是成本也最高。對于一個單位組織的IT工程師，建議給他們分配物理機。