云桌面淺識

周平 鄒帥 邱斌 孫浩

摘要：該文主要闡述了云桌面的概念、特點及關鍵技術;通過與傳統桌面的對比，對企業實施云桌面做了總結與展望。

關鍵詞：云桌面;虛擬化;DP;GPU

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）23-0234-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

A Brief Understanding of Cloud Desktop

ZHOU Ping， ZOU Shuai， QIU Bin， SUN Hao

（Xinjiang Informaition Industry Co.，Ltd， Urumqi 830000， China）

Abstract：This paper mainly expounds the concept， characteristics and key technologies of Cloud Desktop. Through Comparing with the traditional PC， and Summarize and prospect the implementation of cloud desktop in Enterprises

Key words：Cloud Desktop; Virtualization; Desktop Protocol; GPU

1 背景

信息化發展到今天，PC成為每個企業必備的辦公設備，但隨著PC的普及和使用過程中，越來越多的問題和挑戰開始暴露出來。

首先是信息安全的問題，由于所有的數據和信息都分散存儲在PC本地硬盤中，使得數據丟失和信息泄露的途徑非常多，付出大量成本來防止信息泄露，但收效卻非常有限。

其次是PC數量、業務應用的不斷爆發式增長，PC的管理維護工作也逐漸不堪重負，管理人員的大量時間被用于解決各種PC故障，終端的故障時間長、PC發放和業務發放效率低，都影響業務的正常有效開展。資源的固化也導致了另外一種形式的浪費，如PC資源利用率低，空閑的資源無法被有效利用，另一方面，應對瞬息萬變的外部市場時，卻受限于硬件限制無法做到及時的響應。基于PC的辦公桌面對業務發展、業務創新的制約逐漸凸顯。

2 現狀

云桌面是一種成熟的云計算應用，把原來分散在終端（PC）上的計算、存儲等資源集中到數據中心，通過云平臺實現桌面硬件資源虛擬化和集中管理，用戶通過智能終端，接入個人桌面空間。

隨著云計算的發展，云桌面技術逐步成熟，更多的企業、政府以及學校開始關注并采用VDI桌面的形式來替代傳統PC，以提高辦公效率，通過集中管控，降低運維成本。但當前的VDI桌面存在一些局限性，如大部分方案GPU是通過純軟件來虛擬的，只具備最基本的GPU功能，缺少3D功能的支持，造成對3D特性或GPU重度依賴的應用軟件無法使用或運行。GPU直通方案無法完全發揮出虛擬化的優勢，圖形設計/制造類軟件無法正常使用等原因，成為VDI桌面還沒有全面替代傳統PC的重要原因之一。

3 關鍵技術

云桌面的目標是讓用戶通過任何終端、任何網絡接入和使用數據中心的數據和應用。

3.1 傳統資源虛擬化

云計算的本質是資源的集中、池化和動態分配。云桌面基于云平臺軟件，通過云平臺的服務器虛擬化技術提供虛擬桌面，支持彈性資源調度、彈性伸縮等，通過存儲虛擬化技術提供鏈接克隆等優勢特性。

3.2 GPU資源的使用

GPU的使用，主要在2個場景下，一是GPU資源的虛擬化，二是GPU直通獨占方式。

3.2.1 GPU資源虛擬化

在虛擬GPU領域的三大廠商，NVIDIA、AMD和Intel。Intel（GVT-g）、AMD（MxGPU）和NVIDIA（vGPU）。GPU虛擬化的方案有：1.設備模擬;2. API圖形指令轉發;3. 物理GPU指定給虛擬機獨占;4. GPU全虛擬化。目前主流的虛擬化方案采用的是第3和4種方案。

AMD采用的是第3種方案，基于開源KVM MxGPU虛擬化，將物理 GPU 的處理能力引入虛擬環境，使用戶能夠在物理機和虛擬機上輕松運行媲美本地臺式機性能的工作站級顯卡的專業應用程序。

NVIDIA的GPU虛擬化方案較多，主要有以下3種產品：

Tesla系列：為科學家和研究人員提供密集型科學計算。主要應用至HPC高性能計算、 超級計算及應用。

Quadro系列：為專業人士提供專業級桌面視覺產品。可以低成本的應用至專業繪圖、VR、深度學習。

GeForce系列：為消費者提供娛樂產品。

3.2.2 GPU直通

直通原理：服務器的GPU以直通方式分配給虛擬機，這樣虛擬機就可以使用GPU獲取3D加速能力。該方案優勢是兼容性好，性能高，但成本高，推薦高清制圖中復雜圖紙編輯、圖紙總裝或者體驗要求苛刻的場景下使用。

此方案的限制：GPU虛擬機不支持HA;只支持Windows 7/Windows10桌面;特定服務器、特定CPU支持特定顯卡;費用比較昂貴。

3.2.3 主流顯卡對比

3.3 桌面協議

桌面協議DP（desktop protocol）是服務端和客戶端之間輸入輸出、人機交互的紐帶。

DP具備高性能、高安全、高體驗的能力。通過桌面協議，用戶可以通過終端遠程連接其在云平臺的虛擬桌面，桌面的圖像可以高效投送至遠端的顯示器上，而遠端終端上的外設可以方便地基于各種策略映射至云平臺的虛擬桌面上，實現用戶桌面的卓越體驗效果。

桌面協議的能力是影響桌面用戶體驗的關鍵，業界的桌面協議包括ICA/HDX（思杰）、PCoIP（VMware）、RDP（微軟）、SPICE（Redhat）、HDP（Huaweil）等。

3.4 部署架構

云桌面可以看作是基于IaaS的一種云計算應用，也可以看作是PaaS層的應用。最終用戶通過終端接入網絡中個人虛擬桌面空間，實現隨時隨地、按需、安全的接入工作網絡。

4 總結

云計算、大數據、物聯網、移動化、社交IT等新技術不斷發展，人們的生活、工作習慣以及環境也在發生巨大的改變，IT能力及信息資產將成為企業核心競爭力。

企業建設實施云桌面，一方面實現資源集中高效管理、資源高效利用，對于不同運算需求提供彈性靈活、動態高效的解決方案，大幅縮減桌面分發時間和計算資源，整體提升桌面運維效率。另一方面，解決了傳統桌面的安全問題，通過終端與信息分離，本地終端無任何存儲數據，桌面數據在后臺數據中心，僅通過桌面協議將桌面（屏幕、鍵盤、鼠標等信息）的圖像投送至終端的顯示器上，避免PC泄密的問題，保障用戶數據和資源的機密性、完整性和可用性成。

最終通過營造一種全新、安全、共享、便捷、高效的綠色工作方式，提升IT效率以促進企業業務發展。

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【通聯編輯：謝媛媛】