桌面虛擬化場景應(yīng)用研究

林陽洸

摘 要：針對目前桌面虛擬化建設(shè)熱點，以達到簡化IT基礎(chǔ)設(shè)施，節(jié)約IT投資和人力資源，提高業(yè)務(wù)可用性等為目的，通過對桌面虛擬化技術(shù)多維度分析，從理論上去研究和推演下不同業(yè)務(wù)場景下桌面虛擬化技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：桌面虛擬化 應(yīng)用場景 虛擬桌面 虛擬應(yīng)用 瘦客戶機

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0022-03

近年來，信息虛擬化、云計算[1]、大數(shù)據(jù)、移動設(shè)備等技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，給整個信息產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)和運作模式帶來重大變革，這些新技術(shù)的發(fā)展趨勢還在進一步加強。虛擬化從理論上來理解，是對一組類似資源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過一種通用的方式來查看并維護資源。而桌面虛擬化技術(shù)一般是指將計算機的終端系統(tǒng)（也稱作桌面）進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性。

1 桌面虛擬化的技術(shù)分析

桌面虛擬化，是指借助于計算機技術(shù)把計算機桌面進行抽象化處理，把所有客戶端的去處合為一體，集中在企業(yè)數(shù)據(jù)中心運行，從而可以方便用戶隨時隨地使用其個人桌面，達到增加使用桌面的靈活性和安全性，滿足不同的應(yīng)用需求的目的[2]。

如果說服務(wù)器虛擬化技術(shù)解決了服務(wù)器集中管理問題，交換機的虛擬化則解決了交換機集中管理問題，而桌面虛機化解決的則是終端及用戶集中管理的問題。但明顯前兩者本身就已經(jīng)相對集中而數(shù)量相對少，后者卻嚴重呈離散分布和數(shù)量龐大。從傳統(tǒng)技術(shù)角度上，集中難度更高。目前一些終端管理技術(shù)（如：微軟AD域SMS系統(tǒng)、藍代斯克LANDesk、北信源等）只是從軟件（邏輯層面）上解決終端的集中問題，并沒有很好解決硬件層面的問題，還存在很多管理難和實現(xiàn)復(fù)雜的問題，而桌面虛機化才是真正從物理和邏輯兩個層面去解決終端集中的問題。以下將用筆者個人的角度去定義一些虛擬化的關(guān)鍵元素，并對桌面虛擬化技術(shù)進行分析。

1.1 從發(fā)展歷史看桌面虛擬化

在信息發(fā)展的歷史上，其實很早就有桌面虛擬化的影子，下面以個人角度從技術(shù)方面劃分下桌面虛擬化發(fā)展階段，這也是從需求發(fā)展而來，從雛形、發(fā)展到逐漸成熟的過程。

第一階段，多用戶階段。這個時期，出現(xiàn)造價昂貴的大型機，為充分發(fā)揮大型機價值而出現(xiàn)讓多個用戶登錄使用的多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，這個應(yīng)該算是桌面虛擬化的雛形。

第二階段，遠程終端階段。這個時期，大型機硬件分區(qū)技術(shù)和虛擬化技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)CITRIX公司ICA遠程共享協(xié)議，其后微軟從CITRIX公司購買此項技術(shù)發(fā)展成為現(xiàn)在著名RDP遠程桌面協(xié)議，結(jié)合終端服務(wù)實現(xiàn)從單用戶到對多用戶的支持。這個階段筆者覺得才形成桌面虛擬化的初級形態(tài)。

第三階段，桌面虛擬化初級階段，因為這個階段桌面虛擬化概念定義才出現(xiàn)，真正形成桌面虛擬化技術(shù)框架，而且也出現(xiàn)專門的桌面虛擬化產(chǎn)品。如CITRIX公司的XenApp/XenDesktop、Vmware公司的ThinApp、微軟公司的MED-v等。

第四階段，桌面虛擬化發(fā)展階段，也就是目前。渡過桌面虛擬化的初級階段后，桌面虛擬化技術(shù)經(jīng)歷了大量窄帶應(yīng)用、用戶體驗、不成熟協(xié)議等實踐問題，再加上目前信息網(wǎng)絡(luò)、移動設(shè)備技術(shù)等飛速發(fā)展，大量的新技術(shù)和架構(gòu)將進一步行程完善桌面虛擬化技術(shù)。

1.2 桌面虛擬化技術(shù)架構(gòu)分析

桌面虛擬化目前主要分為VDI（Virtual Desktop Infrastructure虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)）、VOI（Virtual OS Infrastructure虛擬操作系統(tǒng)架構(gòu)）和OSV（Operating System Virtualization智能桌面虛擬化）三種技術(shù)架構(gòu)。

簡單來說VDI架構(gòu)給的是一個圖形化系統(tǒng)運行的顯示結(jié)果，所以這種基于服務(wù)器的模式對服務(wù)器的配置有極高要求。VOI架構(gòu)則不一樣，提出虛擬容器概念，讓虛擬系統(tǒng)從引導(dǎo)階段就開始接管計算機硬件平臺，直接工作在本機硬件平臺之上。OSV架構(gòu)是基于X86標準計算機系統(tǒng)下實現(xiàn)PC桌面的集中管理、控制、存儲、維護的技術(shù)，使用集中管理、分布運算機制，實現(xiàn)了用戶桌面數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，統(tǒng)一派發(fā)，與計算機硬件分離。技術(shù)對比情況見表1。

1.3 桌面虛擬化的使用方式

桌面虛擬化的使用方式其實就兩種，下面討論下這兩種使用方式。

第一種桌面交付，其實就是我們討論得最多的虛擬桌面，這種使用方式追求提供給用戶等同于常規(guī)PC一樣的使用體驗。這也是最常規(guī)的桌面虛擬化使用方式，一般還分為提供用戶自定義的桌面和統(tǒng)一的桌面兩種方式。

第二種應(yīng)用交付，也叫虛擬應(yīng)用，這種使用方式針對性比較強，對單一或少量的業(yè)務(wù)使用優(yōu)勢明顯，而且更有利于減少桌面虛擬化服務(wù)端資源使用和硬件無關(guān)聯(lián)性。

1.4 桌面虛擬化的重要相關(guān)技術(shù)

信息是一個很龐大的技術(shù)體系，而桌面虛擬化技術(shù)的成功還需要依托多種關(guān)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，對桌面虛擬化技術(shù)有著重大的影響力。

（1）服務(wù)器技術(shù)（含服務(wù)器虛擬化技術(shù)），這是桌面虛擬化的先決條件。成熟、高性能的服務(wù)器部署架構(gòu)決定了桌面虛擬化終端穩(wěn)定運行和便利擴容。（2）存儲技術(shù)，選擇恰當(dāng)?shù)拇鎯υO(shè)備可以有效保護投資和確保項目的成功性。比如價格昂貴的高速高可用的高端存儲負責(zé)桌面虛擬化的系統(tǒng)鏡像和配置加載，容量大、相對價格便宜的低端存儲負責(zé)存儲桌面虛擬化的用戶和應(yīng)用數(shù)據(jù)。（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)從幾百Kbps的窄帶到10M、100M、1 000M甚至是10G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從2G、2.5G、3G發(fā)展到現(xiàn)在4G通信技術(shù)。（4）桌面虛擬化終端。在大規(guī)模桌面虛擬化部署角度，更多關(guān)注的目標是瘦客戶（Thin Client）。目前的瘦客戶主要分為ARM和X86兩種硬件架構(gòu)，不同的桌面虛擬化技術(shù)的應(yīng)用對瘦客戶機的硬件架構(gòu)和性能依賴也不一樣。未來，桌面虛擬化終端應(yīng)該包含的更廣泛，可以是普通用計算機、筆記本、手機、平板等。（5）云計算。通過與基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS（Infrastructure as a Service）結(jié)合，桌面虛擬化演變成桌面云DaaS（Desktop As a Service）。IaaS提供基礎(chǔ)資源平臺，桌面虛擬化和云平臺的融合就達到類似于軟件服務(wù)SaaS（Software as a Service）一樣的效果，這就是DaaS。（6）流傳輸技術(shù)，影響桌面虛擬化中涉及圖形視頻的技術(shù)，類似串流技術(shù)Streaming，透過網(wǎng)際網(wǎng)路傳輸數(shù)位多媒體數(shù)據(jù)，聲音和影像以流的方式實時傳送給用戶。

2 桌面虛擬化應(yīng)用場景研究

桌面虛擬化應(yīng)用場景研究是一個大范疇和考究細節(jié)的內(nèi)容，有著諸多的影響因素。比如受國家安全策略影響，目前重要企業(yè)主要使用和部署的桌面虛擬化系統(tǒng)正在由國外轉(zhuǎn)為國內(nèi)品牌，但國內(nèi)廠商在這個領(lǐng)域起步較晚，軟件的成熟度和穩(wěn)定性還較差。在這里，將拋棄軟件成熟度和產(chǎn)品差異性，更多地從應(yīng)用需求、投資、人力、安全等角度去推演桌面虛擬化在不同需求場景下的最佳實現(xiàn)。

2.1 統(tǒng)一桌面的場景

適用：中大型企業(yè)，遠距多分支辦公機構(gòu)。無特殊應(yīng)用使用需求。

部署建議：使用統(tǒng)一的桌面交付方式和瘦客戶機。應(yīng)用場景要考慮的更多是從管理上約束和消滅用戶使用的個性。

優(yōu)點：（1）服務(wù)器資源占用少，服務(wù)器端管理簡單，僅用維護1個或少數(shù)的終端系統(tǒng)鏡像。（2）終端維護要求低，運維人員到用戶現(xiàn)場僅用簡單判斷簡單終端硬件或網(wǎng)絡(luò)故障就基本可以解決大部分故障，對于遠距多分支辦公機構(gòu)還可以有效減少維護開支。（3）安全性高，避免用戶習(xí)慣等個性問題帶來復(fù)雜的安全問題。

缺點：對于差異化復(fù)雜的業(yè)務(wù)需要多樣化支持，達不到統(tǒng)一桌面的簡單管理目的。

2.2 雙網(wǎng)分離的場景

適用：中大型企業(yè)，對數(shù)據(jù)安全高要求，需要分離辦公業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)等普通業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的使用。

部署建議：使用統(tǒng)一的桌面交付方式或應(yīng)用交付方式。應(yīng)用場景要考慮的更多是限制虛擬桌面或虛擬應(yīng)用與物理機的直接數(shù)據(jù)交換，搭建數(shù)據(jù)服務(wù)器進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲和出入口管理。

優(yōu)點：（1）有效保障業(yè)務(wù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全，避免數(shù)據(jù)泄露。（2）針對雙網(wǎng)分離場景資金和維護投入少，因為針對使用個體不需要配備兩個終端，維護兩張綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)。

缺點：（1）非真正意義的雙網(wǎng)物理分離，有效限制虛擬桌面或虛擬應(yīng)用與物理機直接數(shù)據(jù)交換的技術(shù)難度高；（2）存在屏幕截屏和錄制的數(shù)據(jù)安全先天不足問題。

2.3 應(yīng)用兼容性封裝場景

適用：軟件開發(fā)力量不足，業(yè)務(wù)對老版本系統(tǒng)環(huán)境依賴的場景。這塊需求往往由于當(dāng)前系統(tǒng)和軟件補丁更新，造成目前使用的業(yè)務(wù)程序不能兼容當(dāng)前操作系統(tǒng)或流浪器，業(yè)務(wù)系統(tǒng)必須運行在老版本的操作系統(tǒng)環(huán)境，業(yè)務(wù)系統(tǒng)必須運行特俗的操作系統(tǒng)中等情況。

部署建議：建議使用應(yīng)用交付方式。把封裝在一個操作系統(tǒng)和軟件環(huán)境下的業(yè)務(wù)系統(tǒng)當(dāng)桌面上的一個圖標，普通終端上的應(yīng)用去用。

優(yōu)點：（1）業(yè)務(wù)使用簡單。（2）有效減低人員維護量。

2.4 快速部署場景

適用：電化培訓(xùn)環(huán)境教室、IT實驗試驗測試、臨時大規(guī)模工作環(huán)境。

部署建議：使用桌面交付方式或應(yīng)用交付方式。

優(yōu)點：（1）使用桌面虛擬化方式，可以有效節(jié)約設(shè)備、操作系統(tǒng)和軟件部署時間。（2）針對實驗測試場景，虛擬桌面的還原技術(shù)比普通終端更靈活方便。

缺點：針對實驗測試場景中需要測試標準PC等物理設(shè)備的需求，存在擬真度不足的問題。

2.5 遠程訪問場景

適用：移動辦公、需要從互聯(lián)網(wǎng)訪問企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)的場景。

部署建議：使用桌面交付方式或應(yīng)用交付方式。部署成功的關(guān)鍵是管控訪問控制的安全手段和安全策略，這種場景雖然業(yè)務(wù)需求不一樣，但實際與“3.2雙網(wǎng)分離的場景”要求基本相同。

優(yōu)點：具備高靈活度、跨設(shè)備、跨平臺應(yīng)用。廣泛的設(shè)備終端支持，包含不同操作系統(tǒng)的標準電腦終端、平板電腦、智能手機、瘦客戶機等。

缺點：針對互聯(lián)網(wǎng)的使用情況，帶寬占用方式比較虛擬專用網(wǎng)VPN（Virtual Private Network）較高。

2.6 節(jié)能減排和有效降低信息化投資

適用：信息化較高的中大型企業(yè)。

部署建議：使用瘦客戶機或應(yīng)用交付方式。部署成功的關(guān)鍵是對瘦客戶機或應(yīng)用交付方式替代傳統(tǒng)終端設(shè)備的覆蓋程度。

優(yōu)點：（1）節(jié)能減排，瘦客戶機在能耗上僅為傳統(tǒng)終端的1/10左右，對大型企業(yè)來說部署覆蓋率越高節(jié)能減排的經(jīng)濟成效就越高。（2）降低維護開支，瘦客戶機的廣泛部署能有效節(jié)約企業(yè)針對維護和人力方面的投入資金。（3）節(jié)約軟件采購開支，減低軟件正版化的法律風(fēng)向。針對大型企業(yè)操作系統(tǒng)、辦公軟件、繪圖軟件等的正版化開支相當(dāng)龐大，比如500人每人配備1個終端的企業(yè)，都需要使用辦公軟件Office，但在同一個時間點并發(fā)需求僅50人同時使用Office，使用應(yīng)用交付方式企業(yè)僅用采購60～70套辦公軟件Office而不是500套，這無疑大大節(jié)約了企業(yè)正版化軟件的采購資金。

缺點：（1）節(jié)約軟件采購開支，存在正版采購的軟件在虛擬化中使用版權(quán)的風(fēng)險。（2）采用桌面虛擬化結(jié)合瘦客戶機部署方式，常規(guī)存在瘦客戶機硬件費用、桌面虛擬化授權(quán)費用和服務(wù)器端的平臺費用等投資比傳統(tǒng)方式的投資不占優(yōu)勢。

2.7 互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備租賃業(yè)務(wù)

適用：信息化較高的中小型企業(yè)、SOHO型工作室、個人等。

部署建議：使用桌面交付方式或應(yīng)用交付方式，合理的租賃費用是這種運營結(jié)構(gòu)的成功關(guān)鍵。主要形態(tài)表現(xiàn)為互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)提供商建設(shè)龐大的桌面虛擬化資源池，以盈利為目的，提供給租賃用戶性能強大、專業(yè)圖形處理、小規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)助作業(yè)等業(yè)務(wù)需求的虛擬主機。

優(yōu)點：（1）社會資源合理化分配。（2）減少個人用戶、小規(guī)模工作團隊臨時或短期因高性能、特殊作業(yè)需求的設(shè)備購買費用。

缺點：個性需求多，對桌面虛擬化資源池運營商的運維和經(jīng)營結(jié)構(gòu)成熟提出較高要求。

3 結(jié)語

在“3桌面虛擬化的應(yīng)用場景研究”中僅是對桌面虛擬化的應(yīng)用場景展開簡單的探討，對場景應(yīng)用的進行了比較和分析，其實只是提出解決問題的參考思路。一個企業(yè)的桌面虛擬化部署的最佳實現(xiàn)需要細化企業(yè)的需求和特點，再進行規(guī)劃部署，并可能應(yīng)用多個不同的場景。目前國內(nèi)桌面虛擬化軟件的成熟度和穩(wěn)定性還較差，這也是桌面虛擬化部署需要考慮的問題，但是桌面虛擬化的發(fā)展趨勢是信息化發(fā)展的趨勢方向，再經(jīng)歷過發(fā)展到成熟的過程后，必定會成為企業(yè)信息化主要助力。下面再總結(jié)下桌面虛擬化技術(shù)針對場景應(yīng)用的主要優(yōu)劣，以便達到最佳實現(xiàn)的目的。

3.1 桌面虛擬化的主要優(yōu)點

（1）終端部署周期短。（2）終端系統(tǒng)恢復(fù)簡單。（3）終端維護簡單。 （4）終端性能擴展靈活。（5）便于解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件兼容性問題。（6）終端管理統(tǒng)一。（7）企業(yè)安全防護整體提高。（8）大規(guī)模應(yīng)用能有效節(jié)能減排。（9）充分利用資源池，避免傳統(tǒng)資源分散閑置情況。

3.2 桌面虛擬化的主要缺點

（1）針對傳統(tǒng)使用習(xí)慣，用戶體驗相對差。（2）國產(chǎn)桌面虛擬化軟件穩(wěn)定性差和功能不足。（3）桌面虛擬化終端外設(shè)兼容性差或受限。（4）桌面虛擬化終端外設(shè)擴張性差或受限。（5）桌面虛擬化載體軟、硬件帶來新的安全問題。

參考文獻

[1] 王金波，金涬，何樂，等.虛擬化與云計算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2] 陳鵬.淺談虛擬化技術(shù)[J].信息化建設(shè)，2010（4）：112-114.