桌面虛擬化場景應用研究

林陽洸

摘 要：針對目前桌面虛擬化建設熱點，以達到簡化IT基礎設施，節約IT投資和人力資源，提高業務可用性等為目的，通過對桌面虛擬化技術多維度分析，從理論上去研究和推演下不同業務場景下桌面虛擬化技術的應用。

關鍵詞：桌面虛擬化 應用場景 虛擬桌面 虛擬應用 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]、大數據、移動設備等技術得到了迅猛發展，給整個信息產業的架構和運作模式帶來重大變革，這些新技術的發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。而桌面虛擬化技術一般是指將計算機的終端系統（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 桌面虛擬化的技術分析

桌面虛擬化，是指借助于計算機技術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，集中在企業數據中心運行，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，滿足不同的應用需求的目的[2]。

如果說服務器虛擬化技術解決了服務器集中管理問題，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相對集中而數量相對少，后者卻嚴重呈離散分布和數量龐大。從傳統技術角度上，集中難度更高。目前一些終端管理技術（如：微軟AD域SMS系統、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復雜的問題，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鍵元素，并對桌面虛擬化技術進行分析。

1.1 從發展歷史看桌面虛擬化

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

第一階段，多用戶階段。這個時期，出現造價昂貴的大型機，為充分發揮大型機價值而出現讓多個用戶登錄使用的多用戶多任務操作系統，這個應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，大型機硬件分區技術和虛擬化技術的發展，出現CITRIX公司ICA遠程共享協議，其后微軟從CITRIX公司購買此項技術發展成為現在著名RDP遠程桌面協議，結合終端服務實現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。

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，真正形成桌面虛擬化技術框架，而且也出現專門的桌面虛擬化產品。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，桌面虛擬化技術經歷了大量窄帶應用、用戶體驗、不成熟協議等實踐問題，再加上目前信息網絡、移動設備技術等飛速發展，大量的新技術和架構將進一步行程完善桌面虛擬化技術。

1.2 桌面虛擬化技術架構分析

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

簡單來說VDI架構給的是一個圖形化系統運行的顯示結果，所以這種基于服務器的模式對服務器的配置有極高要求。VOI架構則不一樣，提出虛擬容器概念，讓虛擬系統從引導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架構是基于X86標準計算機系統下實現PC桌面的集中管理、控制、存儲、維護的技術，使用集中管理、分布運算機制，實現了用戶桌面數據的統一管理，統一派發，與計算機硬件分離。技術對比情況見表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PC一樣的使用體驗。這也是最常規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一的桌面兩種方式。

第二種應用交付，也叫虛擬應用，這種使用方式針對性比較強，對單一或少量的業務使用優勢明顯，而且更有利于減少桌面虛擬化服務端資源使用和硬件無關聯性。

1.4 桌面虛擬化的重要相關技術

信息是一個很龐大的技術體系，而桌面虛擬化技術的成功還需要依托多種關聯技術的發展，對桌面虛擬化技術有著重大的影響力。

（1）服務器技術（含服務器虛擬化技術），這是桌面虛擬化的先決條件。成熟、高性能的服務器部署架構決定了桌面虛擬化終端穩定運行和便利擴容。（2）存儲技術，選擇恰當的存儲設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桌面虛擬化的系統鏡像和配置加載，容量大、相對價格便宜的低端存儲負責存儲桌面虛擬化的用戶和應用數據。（3）網絡技術，企業網絡從幾百Kbps的窄帶到10M、100M、1 000M甚至是10G網絡的發展，移動互聯網技術從2G、2.5G、3G發展到現在4G通信技術。（4）桌面虛擬化終端。在大規模桌面虛擬化部署角度，更多關注的目標是瘦客戶（Thin Client）。目前的瘦客戶主要分為ARM和X86兩種硬件架構，不同的桌面虛擬化技術的應用對瘦客戶機的硬件架構和性能依賴也不一樣。未來，桌面虛擬化終端應該包含的更廣泛，可以是普通用計算機、筆記本、手機、平板等。（5）云計算。通過與基礎設施即服務IaaS（Infrastructure as a Service）結合，桌面虛擬化演變成桌面云DaaS（Desktop As a Service）。IaaS提供基礎資源平臺，桌面虛擬化和云平臺的融合就達到類似于軟件服務SaaS（Software as a Service）一樣的效果，這就是DaaS。（6）流傳輸技術，影響桌面虛擬化中涉及圖形視頻的技術，類似串流技術Streaming，透過網際網路傳輸數位多媒體數據，聲音和影像以流的方式實時傳送給用戶。

2 桌面虛擬化應用場景研究

桌面虛擬化應用場景研究是一個大范疇和考究細節的內容，有著諸多的影響因素。比如受國家安全策略影響，目前重要企業主要使用和部署的桌面虛擬化系統正在由國外轉為國內品牌，但國內廠商在這個領域起步較晚，軟件的成熟度和穩定性還較差。在這里，將拋棄軟件成熟度和產品差異性，更多地從應用需求、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。

2.1 統一桌面的場景

適用：中大型企業，遠距多分支辦公機構。無特殊應用使用需求。

部署建議：使用統一的桌面交付方式和瘦客戶機。應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。

優點：（1）服務器資源占用少，服務器端管理簡單，僅用維護1個或少數的終端系統鏡像。（2）終端維護要求低，運維人員到用戶現場僅用簡單判斷簡單終端硬件或網絡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還可以有效減少維護開支。（3）安全性高，避免用戶習慣等個性問題帶來復雜的安全問題。

缺點：對于差異化復雜的業務需要多樣化支持，達不到統一桌面的簡單管理目的。

2.2 雙網分離的場景

適用：中大型企業，對數據安全高要求，需要分離辦公業務網絡和互聯網等普通業務網絡的使用。

部署建議：使用統一的桌面交付方式或應用交付方式。應用場景要考慮的更多是限制虛擬桌面或虛擬應用與物理機的直接數據交換，搭建數據服務器進行統一的數據存儲和出入口管理。

優點：（1）有效保障業務網的數據安全，避免數據泄露。（2）針對雙網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，維護兩張綜合數據網。

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

2.3 應用兼容性封裝場景

適用：軟件開發力量不足，業務對老版本系統環境依賴的場景。這塊需求往往由于當前系統和軟件補丁更新，造成目前使用的業務程序不能兼容當前操作系統或流浪器，業務系統必須運行在老版本的操作系統環境，業務系統必須運行特俗的操作系統中等情況。

部署建議：建議使用應用交付方式。把封裝在一個操作系統和軟件環境下的業務系統當桌面上的一個圖標，普通終端上的應用去用。

優點：（1）業務使用簡單。（2）有效減低人員維護量。

2.4 快速部署場景

適用：電化培訓環境教室、IT實驗試驗測試、臨時大規模工作環境。

部署建議：使用桌面交付方式或應用交付方式。

優點：（1）使用桌面虛擬化方式，可以有效節約設備、操作系統和軟件部署時間。（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、需要從互聯網訪問企業內部業務系統的場景。

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

優點：具備高靈活度、跨設備、跨平臺應用。廣泛的設備終端支持，包含不同操作系統的標準電腦終端、平板電腦、智能手機、瘦客戶機等。

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

2.6 節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。

部署建議：使用瘦客戶機或應用交付方式。部署成功的關鍵是對瘦客戶機或應用交付方式替代傳統終端設備的覆蓋程度。

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

缺點：（1）節約軟件采購開支，存在正版采購的軟件在虛擬化中使用版權的風險。（2）采用桌面虛擬化結合瘦客戶機部署方式，常規存在瘦客戶機硬件費用、桌面虛擬化授權費用和服務器端的平臺費用等投資比傳統方式的投資不占優勢。

2.7 互聯網設備租賃業務

適用：信息化較高的中小型企業、SOHO型工作室、個人等。

部署建議：使用桌面交付方式或應用交付方式，合理的租賃費用是這種運營結構的成功關鍵。主要形態表現為互聯網的服務提供商建設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、專業圖形處理、小規?；ヂ摼W協助作業等業務需求的虛擬主機。

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

缺點：個性需求多，對桌面虛擬化資源池運營商的運維和經營結構成熟提出較高要求。

3 結語

在“3桌面虛擬化的應用場景研究”中僅是對桌面虛擬化的應用場景展開簡單的探討，對場景應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。一個企業的桌面虛擬化部署的最佳實現需要細化企業的需求和特點，再進行規劃部署，并可能應用多個不同的場景。目前國內桌面虛擬化軟件的成熟度和穩定性還較差，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展趨勢是信息化發展的趨勢方向，再經歷過發展到成熟的過程后，必定會成為企業信息化主要助力。下面再總結下桌面虛擬化技術針對場景應用的主要優劣，以便達到最佳實現的目的。

3.1 桌面虛擬化的主要優點

（1）終端部署周期短。（2）終端系統恢復簡單。（3）終端維護簡單。 （4）終端性能擴展靈活。（5）便于解決業務系統軟件兼容性問題。（6）終端管理統一。（7）企業安全防護整體提高。（8）大規模應用能有效節能減排。（9）充分利用資源池，避免傳統資源分散閑置情況。

3.2 桌面虛擬化的主要缺點

（1）針對傳統使用習慣，用戶體驗相對差。（2）國產桌面虛擬化軟件穩定性差和功能不足。（3）桌面虛擬化終端外設兼容性差或受限。（4）桌面虛擬化終端外設擴張性差或受限。（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：電子工業出版社，2009.

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