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桌面虚拟化

要了解桌面虚拟化的技术,我们就要了解桌面虚拟化的发展过程。可以比较简单地将桌面分为以下几个阶段:

大型机时代

最早的大型机出现的时候,价格比较昂贵,并且整个大型机的计算能力也是比较高,那个时候就有人提出,一台机器给多台使用的方法,不过那不是真正意义上的桌面虚拟化,是依赖于系统的多个用户的多任务形态。例如LINUX、UNIX和WINDOWS的服务器版本就可以支持多用户形态。

WINDOWS下的硬盘分区

这个可能要提起一下,这个肯定不算是虚拟化范畴,但是不可不提。在硬盘的容量不断的增加的情况下,我们便把硬盘的逻辑的分区,不同区域做不同的用途的效果,这有点类似硬盘的“虚拟化技术”

桌面虚拟化协议的鼻祖

RDP/ICA协议,在行业内的人员可能都知道RDP协议是微软从CITRIX公司购买过来后进行研发的,RDP就是以前和现在最流行的远程桌面协议( Remote Desktop Protocol),所以RDP和ICA是亲兄弟,只不过被不同的厂家养着,自然也有差异。

共享器

对于许多用户共享器也是比较了解的,一台服务器上承载一个操作系统,通过微软的协议远程分发给终端用户,终端用户只需要通过一个很简单的盒子就可以获取到桌面。桌面虚拟化和桌面协议看起来很像,但是这个可不是兄弟,桌面虚拟化是一个服务器上承载若干个系统,通过专有的桌面协议分发给终端用户。这两个大差别就决定了两个产品的不同定位,共享器在市场上风靡了一段时间后也逐渐的退出市场。

桌面操作系统虚拟化

这里的这个题目是为了区分,特别强调桌面操作系统被虚拟。其实这个概念基本可以被等同与Vmware Workstation和微软VPC的方式实现的桌面级的操作系统。当然这种应用模式,主要开发人员和测试人员经常使用的,虽然虚拟的并不一定是XP,2000 professional,vista等桌面系统。这里之所以提到这个是因为在刚起步的时候,一些厂商将此定义为桌面虚拟化技术,例如微软在推出MED-v技术之前,都是将VPC定义为微软的桌面虚拟化产品。

在这个角度定义的所谓桌面虚拟化,基本上可以被认为是用于pc上的桌面系统之上的虚拟化解决方案,只是与简单的区别与对应。其本身解决的仍然是操作系统的安装环境与运行环境的分离,不依赖于特定的硬件。但是不可否认的是,而且当成熟之后,真正得技术才开始出现。

第一代桌面虚拟化技术

第一代桌面虚拟化技术,真正意义上将的能力与虚拟操作系统结合了起来,使得桌面虚拟化的企业应用也成为可能。

首先,服务器虚拟化技术的成熟,以及服务器计算能力的增强,使得服务器可以提供多台的计算能力,以当前4核双CPU的至强处理器16G内存服务器举例,如果用户的xp系统分配256M内存,平均水平下,一台服务器可以支撑50-60个桌面运行,则可以看到,如果将桌面集中使用提供,那么50-60台的桌面采购成本将高于服务器的成本,而管理成本,安全因素,还未被计算在内,所以服务器虚拟化技术的出现,使得桌面虚拟化技术的企业大规模应用成为可能。

当然,如果只是把台式机上运行操作系统转变成为服务器上运行的,而用户无法访问,当然是不会被任何人接受的。所以虚拟桌面的核心与关键,不是后台讲桌面虚拟,而是让用户能够通过各种手段,任何时间,任何地点,通过任何可联网设备都能够访问到自己的桌面,即远程网络访问的能力。而这又转回到和的共同点,即协议的高效性上。

提供桌面虚拟化解决方案的主要厂商包括微软、VMware、Citrix,而使用得远程访问协议主要利用三种协议:早期由Citrix开发的,后来被微软购买并集成在Windows中的RDP协议,这种协议被微软桌面虚拟化产品使用,而基于Vmware 的Sun Ray等硬件产品,也都是使用RDP协议;第二种就是Citrix自己开发的独有的ICA协议,Citrix将这种协议使用到其产品与桌面虚拟化产品中。第三种是加拿大的Teradici公司开发的的PCoIP协议用于VMware的桌面虚拟化产品,用于提供高质量的用户体验。

协议效率决定了虚拟桌面使用的用户体验,而用户体验是决定了桌面产品生命力的关键,(微软的成功与Vista的没落无不证明了这一点)。从官方的文档与实际测试来看,通常情况下,ICA协议要优于RDP和PCoIP协议,需要30-40kbps的带宽,而RDP在60kbps,这些都不包括看视频,玩游戏以及3D制图状态下的带宽占用率。

正是由于这个差别,的用户体验有比较大差别。一般情况下,在LAN环境下,一般的应用RDP和ICA都能正常运行,只不过是RDP协议造成网络占用较多,但对于性能还不至于产生很大影响,但是在甚至是互联网上,RDP协议基本不可用。而在视频观看,Flash播放,3D设计等应用上,即使局域网,RDP的性能也会受到较大影响(在优酷上有很多视频进行比较),ICA的用户体验会很流畅。而且根据Citrix官方刚刚推出的HDX介绍,这方面的新技术会得到更快地推进。而微软和Vmware也意识到了这一差别,微软转而加大RDP协议的研发与优化,VMware也和加拿大的Teradici公司合作使用其开发的PCoIP协议,用于提供高质量的用户体验。最新的VMware view 5.0产品提高了PCoIP协议的性能,并将带宽占用率降低了75%,也为虚拟桌面的领跑协议。

特别强调的是,这三家厂商后台的,微软采用的是Hyper-v,Vmware使用的是自己的vSphere,Citrix可以使用XenServer、Hyper-v和vSphere。

第二代桌面虚拟化技术

第一代技术实现了远程操作和的结合,降低的成本使得虚拟桌面技术的普及成为可能,但是影响普及的并不仅仅是采购成本,管理成本和效率在这个过程中也是非常重要的一环。

纵观IT技术应用历史,架构的变化和三国中名言一样:。从最早主机-亚终端集中模式,到PC分布模式,到今天的模式,其实是一个计算使用权与管理权的博弈发展。开始主机模式,集中管理,但是应用困难,必须到机房去使用;PC时代来临,所有计算都在PC上发生,但是IT的管理也变成分布式的,这也是为什么IT部门的桌面管理员压力最大,需要分布式的管理所有用户的PC,管理的成本也大幅度上升。桌面虚拟化将用户操作环境与系统实际运行环境拆分,不必同时在一个位置,这样即满足了用户的灵活使用,同时帮助IT部门实现了集中的控制,从而解决了这一问题。但是如果只是将1000个员工的pc变成1000个,那么IT管理员的管理压力可能并没有降低,反而上升了,只不过是不用四处乱跑了而已。

为了提高管理性,第二代桌面进一步将桌面系统的运行环境与安装环境拆分、应用与桌面的拆分、配置文件的拆分,从而大大降低了管理复杂度与成本,提高了管理效率。如下图所示:

我们简单来计算一下:如果一个企业有200个用户,如果不进行拆分,IT管理员需要管理200个(包含其中安装的应用与配置文件)。而如果进行操作系统安装与应用还有配置文件的拆分,假设有20个应用,则使用应用虚拟化技术,不用在桌面安装应用,动态将应用组装到桌面上,则管理员只需要管理20个应用;而配置文件也可以使用Windows内置的功能,和文件数据都保存在上,这些信息不需要管理员管理,管理员只需要管理一个文件服务器;而应用和配置文件的拆离,使得200个人用的操作系统都是没有差别的Windows XP,则管理员只需要管理一个镜像(用这一个镜像生成200个运行的虚拟的操作系统,简单来讲可以理解成类似于的模式)。所以总的来说,IT管理员只需要管理20个应用,1个文件服务器,和1个。管理复杂性大大下降。

这种拆分也大大降低了对存储的需求量(少了199个xp的存储),降低了采购和维护成本。更重要的是从管理效率上,管理员只需要对一个镜像或者一个应用进行打补丁,或者升级,所有的用户都会获得最新更新后的结果,从而提高了系统的安全性和稳定性,工作量也大大下降。