桌面云技術(shù)及應(yīng)用淺析

摘要：本文在桌面云應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了桌面云的技術(shù)架構(gòu)，對(duì)比常用的PC架構(gòu)，分析了桌面云的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)和不足，并在當(dāng)前技術(shù)不斷進(jìn)步的新環(huán)境下，分析了超融合技術(shù)、顯卡虛擬化技術(shù)以及軟件正版化要求對(duì)桌面云的影響，對(duì)于重新認(rèn)識(shí)桌面云技術(shù)及桌面云的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：桌面云;超融合;顯卡虛擬化;軟件正版化

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）35-0251-02

個(gè)人電腦（PC）經(jīng)過(guò)二三十年的發(fā)展，硬件性能越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用軟件越來(lái)越豐富，價(jià)格卻越來(lái)越低，如今PC電腦在各行各業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)非常普及，為個(gè)人和企業(yè)解決了很多實(shí)際問(wèn)題，無(wú)論是個(gè)人學(xué)習(xí)娛樂(lè)，還是企業(yè)日常辦公，人們都離已不開(kāi)PC電腦。

企業(yè)在使用PC的過(guò)程中，也遇到一些問(wèn)題，比如隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，企業(yè)的PC能耗支出不斷增加，管理維護(hù)成本不斷攀升，企業(yè)的重要數(shù)據(jù)分散在員工的PC上，給企業(yè)的lT管理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。隨著云計(jì)算、虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展，桌面云技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1 桌面云簡(jiǎn)介及應(yīng)用

桌面云采用云計(jì)算和服務(wù)器虛擬化的技術(shù)，將電腦的桌面以虛擬機(jī)形式運(yùn)行在后臺(tái)虛擬化服務(wù)器上，以云計(jì)算的服務(wù)方式，將桌面虛擬機(jī)提供給最終用戶使用。用戶可以在專用的瘦客戶機(jī)、普通PC、筆記本電腦或者平板電腦上，通過(guò)遠(yuǎn)程桌面協(xié)議，訪問(wèn)桌面云中的虛擬化桌面。

桌面云的使用體驗(yàn)和PC電腦基本沒(méi)有差異，完成與PC相同的功能，實(shí)現(xiàn)日常辦公、圖形圖像處理等工作。但卻給企業(yè)帶來(lái)成本降低、管理簡(jiǎn)便、易于維護(hù)、安全可靠等好處，得到了一些行業(yè)的認(rèn)可和應(yīng)用。桌面云技術(shù)在政務(wù)辦公、銀行證券、呼叫中心、學(xué)校機(jī)房、研發(fā)設(shè)計(jì)單位等都有較大規(guī)模的應(yīng)用案例。

2 桌面云的技術(shù)架構(gòu)

桌面云技術(shù)的架構(gòu)主要由桌面云管理軟件、虛擬化服務(wù)器、瘦客戶機(jī)、遠(yuǎn)程桌面協(xié)議等幾個(gè)部分組成：

2.1桌面云管理軟件

桌面云管理軟件是實(shí)現(xiàn)桌面云的核心，它協(xié)調(diào)后端服務(wù)器和前端瘦客戶機(jī)的通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)云平臺(tái)中桌面模板、桌面虛擬機(jī)、用戶配置文件、策略等各項(xiàng)功能的管理，為運(yùn)維人員提供統(tǒng)一的桌面云管理界面。

2.2虛擬化服務(wù)器

虛擬化服務(wù)器為桌面云提供了硬件運(yùn)行平臺(tái)，主要采用開(kāi)源的KVM虛擬化或者VMWARE的ESXi虛擬化技術(shù)，在普通x86架構(gòu)的機(jī)架式服務(wù)器上，通過(guò)出廠前的軟件預(yù)安裝，實(shí)現(xiàn)開(kāi)箱即用功能，管理人員可以在較短的時(shí)間內(nèi)，創(chuàng)建桌面云虛擬機(jī)。

2.3遠(yuǎn)程桌面協(xié)議

遠(yuǎn)程桌面協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于提升用戶體驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)后端桌面虛機(jī)到前端瘦客戶機(jī)的音視頻數(shù)據(jù)、輸入輸出接口數(shù)據(jù)的傳輸，起到了關(guān)鍵的作用。主要有微軟的RDP協(xié)議、思杰的HDX（ICA）協(xié)議、VMWere的PCoIP協(xié)議、以及Redhat公司的SPICE協(xié)議等。

2.4瘦客戶機(jī)

瘦客戶機(jī)采用低功耗的硬件設(shè)計(jì)，運(yùn)行專用的精簡(jiǎn)Linux系統(tǒng)或者嵌入式windows系統(tǒng)，裝有遠(yuǎn)程桌面協(xié)議客戶端程序，連接到后端的桌面云虛擬機(jī)。用戶實(shí)際看到的桌面應(yīng)用程序并不是直接在瘦客戶機(jī)上運(yùn)行的，而是在后端服務(wù)器的桌面云虛擬機(jī)上運(yùn)行的。相比于普通PC，瘦客戶機(jī)更加小巧，采用瘦客戶機(jī)連接桌面云是一種標(biāo)準(zhǔn)的使用方案。

3 桌面云的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1節(jié)能降噪、綠色環(huán)保

這也是桌面云相比PC架構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)之一。普通PC的處理器加上顯卡和內(nèi)存硬盤等各種設(shè)備，功耗在200瓦左右，而采用桌面云技術(shù)的瘦客戶機(jī)，整臺(tái)瘦客戶機(jī)的功耗只有20瓦左右。盡管PC的整體功耗也在逐步地下降，但瘦客戶機(jī)的能耗依然具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。具有上百臺(tái)電腦的中小企業(yè)，一年的整體能耗費(fèi)用節(jié)約非常可觀。瘦客戶機(jī)全部采用低功耗部件，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，實(shí)際使用中無(wú)噪音污染，且瘦客戶機(jī)小巧玲瓏，只有手掌大小，可以掛在顯示器后方，減少辦公桌面的空間占用，辦公環(huán)境較PC環(huán)境更優(yōu)越。

3.2降低總體擁有成本

采用桌面云所需維護(hù)人員極少，維護(hù)成本低。采用普通PC架構(gòu)，管理維護(hù)人員將大量的時(shí)間用于系統(tǒng)安裝、硬件故障處理，平均一兩百臺(tái)PC就需要配備一名維護(hù)人員，企業(yè)規(guī)模越大，維護(hù)人員的人力成本越高。而采用桌面云架構(gòu)，桌面系統(tǒng)可以從已有桌面模板快速創(chuàng)建，瘦客戶機(jī)故障極低，用戶數(shù)據(jù)存放在后端，出現(xiàn)硬件故障后，直接更換瘦客戶機(jī)即可。管理千臺(tái)規(guī)模的桌面云只需要兩三人即可完成運(yùn)維任務(wù)，大大減少人員的成本。

瘦客戶機(jī)比PC的壽命長(zhǎng)，比PC價(jià)格便宜。普通PC使用3年到4年后，進(jìn)入硬件故障高發(fā)期，需要淘汰更新，而瘦客戶機(jī)能耗低、沒(méi)有活動(dòng)部件，壽命更長(zhǎng)，一般可用5年甚至10年。從整體上來(lái)考慮，采用桌面云的總體擁有成本更低。

3.3數(shù)據(jù)集中存放后端，保密性好、更安全可靠

在數(shù)據(jù)安全方面，普通的PC架構(gòu)，數(shù)據(jù)存放在PC端，存在數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。PC端很少采用冗余架構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)，容易造成重要數(shù)據(jù)丟失，增加管理維護(hù)成本。桌面云架構(gòu)中，所有瘦客戶機(jī)都不存放數(shù)據(jù)，重要的數(shù)據(jù)都存放在桌面云的后端服務(wù)器上，后端設(shè)備的安全級(jí)別較高，有完善的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制策略，能有效保護(hù)企業(yè)重要數(shù)據(jù)的安全可靠。

4 桌面云的缺點(diǎn)和不足

4.1桌面云的初次建設(shè)成本較高

單從采購(gòu)成本來(lái)看，對(duì)于已有一定規(guī)模PC的企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果員工需要工作電腦，只要直接采購(gòu)PC即可，每次采購(gòu)成本較低。而采用桌面云架構(gòu)，企業(yè)必須一次性投入桌面云管理軟件、后端服務(wù)器設(shè)備、還要采購(gòu)一定數(shù)量的瘦客戶機(jī)，初次采購(gòu)價(jià)格較高，如果企業(yè)只從價(jià)格上考慮，桌面云的技術(shù)方案不容易被企業(yè)接受。

4.2桌面云對(duì)運(yùn)維人員的技術(shù)要求較高

對(duì)運(yùn)維人員的技術(shù)要求來(lái)看，采用PC架構(gòu)，運(yùn)維人員主要處理一些網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件以及硬件故障等，對(duì)運(yùn)維人員的要求較低。而采用桌面云架構(gòu)，需要運(yùn)維人員具備云計(jì)算、虛擬化技術(shù)，掌握桌面云后端的管理和維護(hù)，有一定的技術(shù)難度。

4.3桌面云方案不易被接受

PC架構(gòu)已深入人心，使用PC來(lái)解決問(wèn)題的觀念不容易改變。PC架構(gòu)能夠滿足企業(yè)的信息化要求，在原有的思維慣性下，用戶容易選擇成熟保守的PC方案，不容易接受一個(gè)全新的桌面云架構(gòu)。作為企業(yè)的信息化技術(shù)人員，也很難說(shuō)服企業(yè)高層，采用全新的桌面云架構(gòu)替代原有的PC架構(gòu)，往往也沒(méi)有足夠的話語(yǔ)權(quán)來(lái)推廣桌面云。

5 當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下的桌面云新特點(diǎn)

5.1超融合技術(shù)降低了桌面云的建設(shè)成本

超融合技術(shù)的推出，對(duì)于降低桌面云的成本提供了一個(gè)新的選擇。超融合架構(gòu)采用了服務(wù)器虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)分層存儲(chǔ)和分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等軟件技術(shù)，在普通x86架構(gòu)的服務(wù)器硬件設(shè)備上，利用固態(tài)硬盤來(lái)加速傳統(tǒng)磁盤的讀寫性能，實(shí)現(xiàn)了原有服務(wù)器、光纖交換機(jī)、專業(yè)存儲(chǔ)設(shè)備的功能整合，為桌面云提供了一個(gè)性價(jià)比極佳的運(yùn)行平臺(tái)。

5.2顯卡虛擬化技術(shù)的為桌面云帶來(lái)新的生機(jī)

隨著集成電路技術(shù)的不斷進(jìn)步，顯卡硬件集成度越來(lái)越高，顯卡性能不斷提升。英偉達(dá)（NVIDIA）推出多代支持虛擬化的高性能顯卡，GPU架構(gòu)經(jīng)歷麥克斯韋爾、帕斯卡、伏特、圖靈架構(gòu)，虛擬化軟件和驅(qū)動(dòng)的不斷優(yōu)化，顯卡虛擬化技術(shù)逐步趨于成熟，能夠滿足工作站級(jí)別更高性能要求。

采用桌面云架構(gòu)，將高性能虛擬化顯卡安裝在服務(wù)器端，分配虛擬化顯卡給桌面云虛擬機(jī)，通過(guò)顯卡驅(qū)動(dòng)程序的支持，在性能非常弱的瘦客戶機(jī)上，也能夠?qū)崿F(xiàn)高端工作站才有的性能，完成圖形處理、視頻處理、3D建模渲染等高強(qiáng)度工作。

5.3桌面云可以減少企業(yè)在軟件正版化的支出

隨著國(guó)家對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視，落實(shí)軟件正版化的要求越來(lái)越嚴(yán)格，企業(yè)要想正常開(kāi)展業(yè)務(wù)，必須要遵守國(guó)家的法律法規(guī)，購(gòu)買價(jià)格昂貴的圖形處理、視頻編輯、3D設(shè)計(jì)等專業(yè)軟件。在普通的PC架構(gòu)下，往往按人數(shù)、PC數(shù)量購(gòu)買相應(yīng)的正版軟件，由于員工在8小時(shí)內(nèi)，往往在需要時(shí)才會(huì)使用，正版軟件的實(shí)際利用率并不高，無(wú)形中增加了企業(yè)不必要的支出。

軟件正版化的要求重新引起對(duì)桌面云的關(guān)注。采用桌面云技術(shù)，可以根據(jù)企業(yè)的并發(fā)訪問(wèn)數(shù)來(lái)確定購(gòu)買正版軟件的數(shù)量，當(dāng)需要時(shí)再靈活地分配圖形桌面虛擬機(jī)給用戶，提高了正版軟件的利用率，能在一定程度上減少采購(gòu)數(shù)量和費(fèi)用。

6 市場(chǎng)上的主流桌面云產(chǎn)品

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，桌面云產(chǎn)品已經(jīng)形成了充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，用戶可以有多種機(jī)會(huì)，選擇滿足自己需求的桌面云產(chǎn)品。國(guó)外的代表產(chǎn)品主要有思杰Citrix的XenDesktop以及VMWere公司的Horizon。國(guó)內(nèi)的代表產(chǎn)品主要有華為的FusionAccess、深信服aDesk等，配合必要的瘦客戶機(jī)、虛擬化服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)設(shè)備，組成完整的私有桌面云解決方案。

7 結(jié)束語(yǔ)

桌面云技術(shù)雖然已經(jīng)推行多年，在一些行業(yè)也得到了較好的應(yīng)用，但在中小企業(yè)中普及的程度還不夠廣。根據(jù)桌面云的實(shí)際應(yīng)用情況，本文重新進(jìn)行深入思考和實(shí)踐，從桌面云的架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)、存在的缺點(diǎn)和不足以及新的技術(shù)機(jī)遇，逐一進(jìn)行論述，對(duì)于提高桌面云的認(rèn)識(shí)，推廣桌面云的應(yīng)用具有實(shí)際參考意義。

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【通聯(lián)編輯：梁書】

收稿日期：2019-09-16

作者簡(jiǎn)介：王偉軍，男，江蘇阜寧人，工程碩士，南京報(bào)業(yè)傳媒集團(tuán)技術(shù)部工程師，中級(jí)職稱，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、容器技術(shù)。