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IT基礎知識:桌面虛擬化的前世今生
發布時間:2016-03-30

桌面操作系統的虛擬化

  這里的這個題目是為了區分服務器虛擬化技術,特別強調桌面操作系統被虛擬。其實這個概念基本可以被等同與Vmware Workstation和微軟VPC的方式實現的桌面級的操作系統。當然這種應用模式,主要開發人員和測試人員經常使用的,雖然虛擬的并不一定是XP,2000 professional,vista等桌面系統。這里之所以提倒這個是因為在虛擬化技術剛起步的時候,一些廠商將此定義為桌面虛擬化技術,例如微軟在推出MED-v技術之前,都是將VPC定義為微軟的桌面虛擬化產品。

  在這個角度定義的所謂桌面虛擬化,基本上可以被認為是用于pc上的桌面系統之上的虛擬化解決方案,只是與服務器虛擬化簡單的區別與對應。其本身解決的仍然是操作系統的安裝環境與運行環境的分離,不依賴于特定的硬件。但是不可否認的是,而且當服務器虛擬化技術成熟之后,真正得虛擬桌面技術才開始出現。

  1、第一代桌面虛擬化技術

  第一代桌面虛擬化技術,真正意義上將遠程桌面的遠程訪問能力與虛擬操作系統結合了起來,使得桌面虛擬化的企業應用也成為可能。

  首先,服務器虛擬化技術的成熟,以及服務器計算能力的增強,使得服務器可以提供多臺桌面操作系統的計算能力,以當前4核雙CPU的志強處理器16G內存服務器舉例,如果用戶的xp系統分配256M內存,平均水平下,一臺服務器可以支撐50-60個桌面運行,則可以看到,如果將桌面集中使用虛擬桌面提供,那么50-60臺的桌面采購成本將高于服務器的成本,而管理成本,安全因素,還未被計算在內,所以服務器虛擬化技術的出現,使得桌面虛擬化技術的企業大規模應用成為可能。

  當然,如果只是把臺式機上運行操作系統轉變成為服務器上運行的虛擬機,而用戶無法訪問,當然是不會被任何人接受的。所以虛擬桌面的核心與關鍵,不是后臺服務器虛擬化技術講桌面虛擬,而是讓用戶能夠通過各種手段,任何時間,任何地點,通過任何可聯網設備都能夠訪問到自己的桌面,即遠程網絡訪問的能力。而這又轉回到和應用虛擬化的共同點,即遠程訪問協議的高效性上。

  目前,提供桌面虛擬化解決方案的主要廠商包括微軟、VMware、Citrix,而使用得遠程訪問協議主要利用三種協議:早期由Citrix開發的,后來被微軟購買并集成在Windows中的RDP協議,這種協議被微軟桌面虛擬化產品使用,而基于Vmware 的Sun Ray等硬件產品,也都是使用RDP協議;第二種就是Citrix自己開發的目前獨有的ICA協議,Citrix將這種協議使用到其應用虛擬化產品與桌面虛擬化產品中。第三種是近年來VMware推出了其自有的PCoIP協議,用于提供高質量的虛擬桌面用戶體驗。

  協議效率決定了虛擬桌面使用的用戶體驗,而用戶體驗是決定了桌面產品生命力的關鍵,(微軟的成功與Vista的沒落無不證明了這一點)。從目前官方的文檔與實際測試來看,通常情況下,ICA協議要高于RDP協議,需要30-40kbps的帶寬,而RDP在60kbps,這些都不包括看視頻,玩游戲以及3D制圖狀態下的帶寬占用率。正是由于這個差別,虛擬桌面的用戶體驗有比較大差別。

  一般情況下,在LAN環境下,一般的應用RDP和ICA都能正常運行,只不過是RDP協議造成網絡占用較多,但對于性能還不至于產生很大影響,但是在廣域網甚至是互聯網上,RDP協議基本不可用。而在視頻觀看,Flash播放,3D設計等應用上,即使局域網,RDP的性能也會受到較大影響(在優酷上有很多視頻進行比較),ICA的用戶體驗會很流暢。而且根據Citrix官方剛剛推出的HDX介紹,這方面的新技術會得到更快地推進。

  而微軟和Vmware也意識到了這一差別,微軟轉而加大RDP協議的研發與優化,近年來VMware也推出了其自有的PCoIP協議,用于提供高質量的虛擬桌面用戶體驗。最新的VMware view 5.0產品提高了PCoIP協議的性能,并將帶寬占用率降低了75%,也為虛擬桌面的領跑協議。

  特別強調的是,這三家廠商后臺的服務器虛擬化技術都使用的是自己的產品,微軟采用的是Hyper-v,Citrix采用的是XenServer,Vmware使用的是自己的VMware Esxi。

  2、第二代桌面虛擬化技術

  第一代技術實現了遠程操作和虛擬技術的結合,降低的成本使得虛擬桌面技術的普及稱為可能,但是影響普及的并不僅僅是采購成本,管理成本和效率在這個過程中也是非常重要的一環。

  縱觀IT技術應用歷史,架構的變化和三國中名言一樣:分久必合,合久必分。從最早主機-亞終端集中模式,到PC分布模式,到今天的虛擬桌面模式,其實是一個計算使用權與管理權的博弈發展。開始主機模式,集中管理,但是應用困難,必須到機房去使用;PC時代來臨,所有計算都在PC上發生,但是IT的管理也變成分布式的,這也是為什么IT部門的桌面管理員壓力最大,需要分布式的管理所有用戶的PC,管理的成本也大幅度上升。

  桌面虛擬化將用戶操作環境與系統實際運行環境拆分,不必同時在一個位置,這樣即滿足了用戶的靈活使用,同時幫助IT部門實現了集中的控制,從而解決了這一問題。但是如果只是將1000個員工的pc變成1000個虛擬機,那么IT管理員的管理壓力可能并沒有降低,反而上升了,只不過是不用四處亂跑了而已。

  為了提高管理性,第二代桌面虛擬化技術進一步將桌面系統的運行環境與安裝環境拆分、應用與桌面的拆分、配置文件的拆分,從而大大降低了管理復雜度與成本,提高了管理效率。如下圖所示:

  我們簡單來計算一下:如果一個企業有200個用戶,如果不進行拆分,IT管理員需要管理200個鏡像(包含其中安裝的應用與配置文件)。

  如果進行操作系統安裝與應用還有配置文件的拆分,假設有20個應用,則使用應用虛擬化技術,不用在桌面安裝應用,動態將應用組裝到桌面上,則管理員只需要管理20個應用;而配置文件也可以使用Windows內置的功能,和文件數據都保存在文件服務器上。

  這些信息不需要管理員管理,管理員只需要管理一個文件服務器;而應用和配置文件的拆離,使得200個人用的操作系統都是沒有差別的Windows XP,則管理員只需要管理一個鏡像(用這一個鏡像生成200個運行的虛擬的操作系統,簡單來講可以理解成類似于無盤工作站的模式)。所以總的來說,IT管理員只需要管理20個應用,1個文件服務器,和1個鏡像。管理復雜性大大下降。

  這種拆分也大大降低了對存儲的需求量(少了199個xp的存儲),降低了采購和維護成本。更重要的是從管理效率上,管理員只需要對一個鏡像或者一個應用進行打補丁,或者升級,所有的用戶都會獲得最新更新后的結果,從而提高了系統的安全性和穩定性,工作量也大大下降。

桌面虛擬化的價值

  為何要實現桌面虛擬化?為什么要轉變傳統的PC使用方式?

  更靈活的訪問和使用。從IT技術誕生到推廣,就伴隨著一對矛盾:即用戶使用與IT管理的矛盾:

  1、早期的大機時代,用戶的使用與管理工作都位于機房內,用戶使用不方便,但是管理員管理相對簡單;

  2、PC出現,用戶無須去機房工作,更方便的使用IT技術,但是管理員的管理工作復雜化了,管理工作隨著PC的分散化,也分散化了,即使網絡出現使得管理工作一定程度地可以通過網絡完成,但是成功率依然比較低,管理能力有限;

  今天,網絡訪問不再是瓶頸,虛擬桌面技術的出現解決了這對矛盾:

  用戶可以遠程訪問桌面系統,獲得和PC完全一致的體驗;管理員也只需要在數據中心就可以輕松完成所有的管理工作。所以,桌面虛擬化技術實質上是將用戶使用與系統管理進行了有效的分離。

  這樣帶來的直接好處,就是用戶對桌面的訪問就不需要被限制在具體設備、具體地點和具體時間了。我們可以通過任何一種滿足接入要求的設備,就可以訪問我們的桌面。

  這樣,員工就可以不必在公司加班,而可以回家通過家里的設備,訪問公司的桌面,繼續工作,并同時能夠保證數據安全(因為只有圖像傳輸到家里的設備上)。

  出差同樣可以不必帶電腦,而只要找到一個能上網的設備就可以使用自己的桌面。辦公人員甚至可以通過手機以及平板電腦訪問自己的桌面。

  本文由自助銀醫一卡通-城銀科技:www.www.hfrlmy.cn