云桌面發展和應用難點分析

蔣勇

摘 要： 云桌面（Cloud Desktop）作為云計算領域的垂直解決方案，是目前業界研究和應用的熱點，是基于云計算的應用中技術最為成熟、用戶接受度最高的應用解決方案。本文從云桌面的發展現狀及趨勢開始，系統介紹了云桌面的特點及分類、方案架構、關鍵技術及應用實踐，重點闡述了云桌面在實際應用中影響用戶體驗的最關鍵技術，包括帶寬優化、無代理殺毒等，并介紹了業界通決方案及難點，闡述云桌面的應用。

關鍵詞：云桌面實踐 云桌面技術關鍵點

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0006-01

上世紀80年代，PC的出現改變了整個世界，創造了全球IT產業迅猛發展的浪潮。云計算技術的出現被譽為是IT業界新的產業革命，未來將如何改變傳統PC的使用方式？

據IDC統計，PC出貨量持續下滑，流失的PC銷量主要流向兩個方向，個人市場流向了移動平板，企業市場流向了云桌面。相對的，云桌面（瘦終端）的市場穩步增長，2017年出貨量可達90萬?？梢灶A見，云桌面會掀起未來PC行業的改革浪潮，是近年來乃至未來數年的熱點。

一、云桌面概念及發展分類

云桌面是云計算模式下類IT的創新辦公應用系統，可以將計算、存儲、管理服務發布給使用者，實現向任何地點的任何設備交付應用和桌面服務，即數據的存儲和管理都集中在云端，用戶界面使用遠程協議傳輸到用戶的終端設備上。

云桌面自2011年進入中國，已經在教育、能源、運營商、專網、大商業等行業有了很多應用。

云桌面有多種部署模式，出現最早且應用最多的云桌面架構是VDI（虛擬桌面架構）方式。VDI形式是把一個物理機裝上虛擬化軟件后，變成多個虛擬機，每個虛擬機分配給一個桌面用戶使用，即每個用戶獨占一個云端虛擬機。

在實際應用中，有的桌面用戶對資源需求較少，如網管等，獨占虛機會造成資源浪費，所以就出現了另一種云桌面架構，SBC（Server-Based Compute），也叫虛擬化應用。SBC形式是在一個物理機上直接安裝Windows Server 2008或2012操作系統（即應用服務器），再裝上應用程序，可以多人共同使用這個操作系統，這就是會話桌面；也可以操作系統上安裝某應用程序，多人共同使用這個應用程序，這就是會話應用。

近年來，另一種技術悄然而生，這就是VOI（Virtual OS Infrastructure），也稱為物理PC虛擬化或虛擬終端管理。VOI架構充分利用終端本地的計算能力，桌面操作系統和應用軟件集中部署在云端，啟動時云端以數據流的方式將操作系統和應用軟件按需傳送到客戶端，并在客戶端執行運算。

二、云桌面應用關鍵技術難點

1.帶寬優化

云桌面在云端的處理結果是通過網絡傳輸到用戶端，所以對網絡的依賴性極強，在網速不夠或網絡質量不好時，用戶體驗也隨之下降，使用卡頓甚至無法使用。如何在同等信息量下使屏幕信號占用更少帶寬，在低帶寬下甚至公網條件下依舊可以流暢使用桌面，是目前業界的一個難題。

業界先進的處理方式是使用x.264進行編碼，也稱為流式桌面：檢索圖像的實際變化區域（只編碼變化部分），利用x.264強大的壓縮功能及緩存幀信息特性，取得非常好的低帶寬效果。測試效果來看，帶寬降低率可達50%，即傳輸相同量的內容，僅需原來一半的帶寬。舉例來說，這種x.264編碼桌面在1Mbps帶寬條件下和其他編碼方式桌面2Mbps下幾乎相同的體驗。

2.外設重定向

外設重定向問題直接影響用戶使用體驗，是桌面用戶調研時用戶反饋最多的問題。在技術上，可以采用將外設使用獨立通道，和其他屏幕信號通道分開，提高通道優先級等措施，但是新的外設層出不窮，非標準外設也非常多，所以持續和及時的優化和支持是目前解決這一問題的最好途徑。

3.無代理殺毒

云桌面應用時，防病毒也是重中之重。通常用戶習慣使用單機版殺毒軟件，如360、趨勢等，這些殺毒軟件自身占用虛機資源多，并且在進行病毒掃描時，幾乎會占用90%以上的虛擬機資源，導致用戶在使用桌面時出現卡頓、拖動鼠標無反應等情況。無代理殺毒，即每個虛擬機上不再需要安裝殺毒代理客戶端。該方式在物理機上集中部署一個無代理中控，實現病毒庫更新、殺毒掃描策略、檢測日志等，用戶可以無感知享受病毒防護服務，是目前效果最好的一種殺毒方式。這種實現方式，不能將殺毒軟件直接安裝部署使用，桌面廠商必須在虛擬化層和殺毒軟件廠商進行合作開發，將無代理中控嵌入到虛擬化軟件中，合作開發量較大，目前能夠支持這種殺毒方式的云桌面廠商并不多。

4.圖形桌面

在3D等圖形桌面的應用中，由于上層應用軟件計算量大，僅靠CPU計算已經不能滿足要求，需要GPU（Graphic Processor Unit）顯卡的支持。在云端的桌面物理服務器上要安裝GPU顯卡。

業界有兩種主要的圖形桌面處理方法：GPU透傳和GPU虛擬化。

GPU透傳

每個圖形用戶綁定獨立的顯卡。如果一個顯卡有多個物理CPU，則可以綁定其中的一個CPU。這種方式成本較高，每一個GPU顯卡或一個物理CPU只能分配給一個用戶使用。

GPU虛擬化

GPU虛擬化，將服務器上的GPU虛擬成一個一個的vGPU給Hyper-V上的每個虛擬機使用。使用GPU虛擬化技術之后，可以讓運行在數據中心服務器上的虛擬機實例共享使用同一塊或多塊GPU處理器進行圖形運算，這種安全且高效的桌面訪問方式，被越來越多的用戶追捧。但是圖形應用程序對顯卡的要求各不相同，在VDI項目實施前一定要確認應用與vGPU的兼容性。而且GPU虛擬化層的更新周期非常長，而實際的GPU控件卻更新很快，所以GPU虛擬化并不能廣泛應用。

三、總結

本文對業界云桌面的發展背景及趨勢作了詳細介紹，并對云桌面分類、各種應用場景及對應技術架構進行了分析，分析了云桌面實際應用中影響云桌面使用體驗的關鍵技術問題。可以預見，云桌面是業界研究和應用的熱點，目前云桌面已經進入推廣期，未來會有更廣泛的應用。