桌面虚拟化在非线性编辑系统中的应用

引言

为了更好地制作高清影视节目、新闻节目、音乐节目、商业广告、政府及企事业单位宣传片等，幻维数码构建了基于新一代的非线性编辑系统AVID Media Composer，作为首个可数字化视频内容的软件，AVID Media Composer正在用创建、管理、存储、发布和创收电影、电视和音乐方面的强大技术重塑整个媒体行业的价值链。采用桌面虚拟化作为AVID Media Composer的用户终端，很好地适配了云计算带来的高可用和弹性部署要求。

一、5G融媒时代 原系统亟待升级

上海广播电视台旗下幻维数码承担着SMG节目的后期剪辑工作，目前采用的方式是将HP工作站放在数据中心的机柜上，通过KVM延长器，将六类网线延伸至节目部办公区域的员工点位上连接显示器键盘和鼠标，以供剪辑人员进行剪辑工作。这样的工作方式给工作站提供了良好的运行环境，让剪辑人员没有机会接触到U盘等移动设备，确保了数据的安全性。但随着年限的增长，目前的工作方式难以支撑幻维数码的后期剪辑制作，越来越多的管理问题暴露出来，主要体现在：

(1)原有设备采购于2013年前，经过多年高强度使用后，零部件经常发生损坏情况，增加了运维人员的工作量。CPU、内存、硬盘、显卡也跟不上目前的主流配置，严重影响了剪辑人员的工作效率；

(2)目前供剪辑人员使用的工作站有20台，分别放置于数据中心的三个机柜内，占用了大面积机房空间的同时，每天也会产生大量的电力耗费；

(3)虽然数据中心和节目部位于同一个楼层，但通过KVM延长器所布的网线仍然较长，经过长距离的传输后图像会有所损伤，影响了剪辑人员的使用体验；

(4)在移动办公方面，特别是在疫情期间，剪辑人员不能前往公司办公，目前市面上的桌面共享软件如Teamview、向日葵等视频共享软件延迟很大并且不支持音频同步，通过VPN拨号登录后，使用RDP协议远程登录桌面不能加载显卡驱动。因此，目前的系统架构并不支持远程办公。

面对上述问题，目前的方式已不能满足节目部需求，系统升级迫在眉睫。随着云计算的发展，桌面虚拟化相比于传统PC有着低成本、高安全性、便于维护、简化管理、灵活使用等特点，是此次系统升级首选方案。（见图1）

图1：系统升级方案

二、桌面虚拟化 “云桌面”助力“云办公”

桌面虚拟化是指将计算机的终端系统进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。用户可以通过任何设备，在任何地点、任何时间通过网络访问属于其个人的桌面系统。桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统(虚拟机或者虚拟桌面)，同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。用户只需要记住用户名和密码及网关信息，即可随时随地通过网络访问自己的桌面系统。

（1）服务器端：服务器端可以细分为承载桌面系统的服务器、存储、桌面分发与管理部分，主要功能包括承载虚拟桌面系统的托管、数据的集中存储与管理以及虚拟桌面的分发与管理。

（2）终端部分：终端是用户用来接收服务器端托管的桌面系统的工具。桌面虚拟化系统对终端性能的要求很低，它可以是传统的计算机，也可以是移动终端，甚至可以是只有信息接收与发送功能的瘦客户端。

总体来说，利用服务器、存储等加上虚拟化套件构建服务器端，原本存储在本地终端的资源可以通过虚拟化技术托管在服务器端。运维人员可以根据用户需求在服务器端动态地分配资源给终端用户，这样用户可以得到更好的使用体验，服务器资源也能够得到更合理的利用。

三、桌面虚拟化在幻维数码非线性编辑系统中的解决方案

3.1架构实现

幻维数码节目部目前的物理机为HPZ820和HP Z840工作站，配置为：

在确定采用桌面虚拟化来替代现有的物理机方案后，需要选用一套桌面虚拟化的解决方案，目前业界公认的排名第一的企业云桌面解决方案为Vmware的Vsphere esxi 6.7+Vcenter6.7结合Citrix的Xendesktop7.19。只需要在Vmware Vsphere服务器虚拟化环境下增加配置Citrix Xendesktop相关服务，即可便捷地实现服务器虚拟化与桌面虚拟化的共同部署。

根据目前物理机的配置和业务部门的新需求，虚拟机配置规划如表1：

表1 虚拟机配置规划

根据梳理出的虚拟化配置要求，幻维采购了4台AMAX服务器作为虚拟化主机，每台配置为表2：

表2  AMAX服务器配置

根据业务部门的需求，每台虚拟化主机分配5台虚拟机以达到性能的最优化，每台虚拟化主机背后有两个10GB的以太网光纤口，两个口聚合为一组与核心Cisco Nexus7009做级联，以达到20GB的带宽和链路冗余，核心Cisco Nexus7009交换机再分别用端口绑定的方式级联Cisco 4900和Cisco Nexus N2248交换机，Cisco 4900交换机为AVID配套交换机，下联接AVID的存储ISIS 5500，Cisco Nexus 2248下联接瘦客户端给最终内网用户使用。核心交换机的上联接防火墙，防火墙用IPSEC VPN分别连接A分支机构和B分支机构，用户在家里便可以用SSL VPN拨号进公司来访问桌面虚拟机。整个网络拓扑图如图2所示：

图2：网络拓扑图

3.2   虚拟化桌面配置

云桌面的发布常用的做法是先部署模板机，再通过MCS(Ctrix Machine Creation Services)来发布虚拟桌面，最终提供给企业用户使用企业云桌面。主要的过程包括以下几个部分：

为企业云桌面部署DHCP服务器；

为企业云桌面准备模板机；

为模板机安装VDA For Windows Desktop OS；

通过MCS创建计算机目录；

创建交付组。

具体做法如图3所示：

图3：创建交付组

创建完交付组后，双击对应的交付组，将域账号和交付组中的虚拟机一一对应，用户通过在瘦客户机上输入分配的用户名和密码，即可访问到对应的虚拟化桌面操作系统，进行剪辑工作。如图4：

图4：虚拟机与域账号一一对应

通过列表比较可知，桌面虚拟化方式和传统工作站方式有较大不同，有明显进化（见表3）：

表3：桌面虚拟化方式和传统工作站方式对比

四、桌面虚拟化系统应用成效

桌面虚拟化技术的引入，改善了剪辑人员的办公条件，加强了非编系统的集中管理，提高了管理人员的工作效率，主要体现在以下几个方面：

（1）改善剪辑人员办公条件

桌面虚拟化系统上线使用以来，剪辑人员的使用评价是显示效果好、速度快，比原先物理机HP Z820要快30%，比HP Z840要快20%，可以在任何地点（本地、分支机构、家里）办公，大大提高了办公的便捷性。

（2）集中管理、统一配置

运维人员在云端制作操作系统和相关软件的模板后，通过交付组下发给相应的用户，如果日后操作系统和应用软件需要更改和升级，只需对相应模板进行修改，同步给用户即可，由此实现对非编系统的统一配置、集中化管理。

（3）提高运维人员的工作效率

运维人员在云端就能完成对桌面应用的软硬件安装配置、升级、维护等繁琐的工作，仅终端机器出现问题才需现场处理，基本实现了将硬件维护和软件维护分开。

（4）提高安全性

用户不用担心断电、断网，桌面客户端设备意外断电没有关系，再次登录云桌面，看到的内容仍然是上次断开时的，因为所有的云桌面存放在服务器虚拟化平台之上。通过使用企业云桌面，就不用担心企业的核心数据会被带出公司泄露给竞争对手，因为所有终端的USB端口都将进行集中管控，只允许上传而不允许下载文件。

（5）降低耗电、绿色办公

经过改造后的非编系统终端采用的是瘦客户机，耗电仅为30W，为传统工作站的十分之一，所以一年的电费也会降低90%左右。而且瘦客户端使用寿命长，不容易损坏，排错难度低，桌面运维工作量少，可以节约更多管理成本和使用成本。

结语

上海广播电视台旗下幻维数码桌面虚拟化非线性编辑系统自投入使用以来，以强大的安全管理、灵活的业务配置、绿色的办公环境给用户以良好的使用体验。SMG作为广电领域桌面虚拟化项目应用的先行者，希望能为行业内的非线性编辑系统建设提供宝贵的实践经验。

（作者为上海幻维数码创意科技有限公司网络工程部系统工程师）