IT基礎(chǔ)知識(shí)：桌面虛擬化的前世今生
發(fā)布時(shí)間：2016-03-30
桌面操作系統(tǒng)的虛擬化
這里的這個(gè)題目是為了區(qū)分服務(wù)器虛擬化技術(shù)，特別強(qiáng)調(diào)桌面操作系統(tǒng)被虛擬。其實(shí)這個(gè)概念基本可以被等同與Vmware Workstation和微軟VPC的方式實(shí)現(xiàn)的桌面級(jí)的操作系統(tǒng)。當(dāng)然這種應(yīng)用模式，主要開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員經(jīng)常使用的，雖然虛擬的并不一定是XP，2000 professional，vista等桌面系統(tǒng)。這里之所以提倒這個(gè)是因?yàn)樵谔摂M化技術(shù)剛起步的時(shí)候，一些廠商將此定義為桌面虛擬化技術(shù)，例如微軟在推出MED-v技術(shù)之前，都是將VPC定義為微軟的桌面虛擬化產(chǎn)品。
在這個(gè)角度定義的所謂桌面虛擬化，基本上可以被認(rèn)為是用于pc上的桌面系統(tǒng)之上的虛擬化解決方案，只是與服務(wù)器虛擬化簡(jiǎn)單的區(qū)別與對(duì)應(yīng)。其本身解決的仍然是操作系統(tǒng)的安裝環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境的分離，不依賴(lài)于特定的硬件。但是不可否認(rèn)的是，而且當(dāng)服務(wù)器虛擬化技術(shù)成熟之后，真正得虛擬桌面技術(shù)才開(kāi)始出現(xiàn)。
1、第一代桌面虛擬化技術(shù)
第一代桌面虛擬化技術(shù)，真正意義上將遠(yuǎn)程桌面的遠(yuǎn)程訪問(wèn)能力與虛擬操作系統(tǒng)結(jié)合了起來(lái)，使得桌面虛擬化的企業(yè)應(yīng)用也成為可能。
首先，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的成熟，以及服務(wù)器計(jì)算能力的增強(qiáng)，使得服務(wù)器可以提供多臺(tái)桌面操作系統(tǒng)的計(jì)算能力，以當(dāng)前4核雙CPU的志強(qiáng)處理器16G內(nèi)存服務(wù)器舉例，如果用戶(hù)的xp系統(tǒng)分配256M內(nèi)存，平均水平下，一臺(tái)服務(wù)器可以支撐50-60個(gè)桌面運(yùn)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(tái)的桌面采購(gòu)成本將高于服務(wù)器的成本，而管理成本，安全因素，還未被計(jì)算在內(nèi)，所以服務(wù)器虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，使得桌面虛擬化技術(shù)的企業(yè)大規(guī)模應(yīng)用成為可能。
當(dāng)然，如果只是把臺(tái)式機(jī)上運(yùn)行操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成為服務(wù)器上運(yùn)行的虛擬機(jī)，而用戶(hù)無(wú)法訪問(wèn)，當(dāng)然是不會(huì)被任何人接受的。所以虛擬桌面的核心與關(guān)鍵，不是后臺(tái)服務(wù)器虛擬化技術(shù)講桌面虛擬，而是讓用戶(hù)能夠通過(guò)各種手段，任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，通過(guò)任何可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都能夠訪問(wèn)到自己的桌面，即遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的能力。而這又轉(zhuǎn)回到和應(yīng)用虛擬化的共同點(diǎn)，即遠(yuǎn)程訪問(wèn)協(xié)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(yuǎn)程訪問(wèn)協(xié)議主要利用三種協(xié)議：早期由Citrix開(kāi)發(fā)的，后來(lái)被微軟購(gòu)買(mǎi)并集成在Windows中的RDP協(xié)議，這種協(xié)議被微軟桌面虛擬化產(chǎn)品使用，而基于Vmware 的Sun Ray等硬件產(chǎn)品，也都是使用RDP協(xié)議;第二種就是Citrix自己開(kāi)發(fā)的目前獨(dú)有的ICA協(xié)議，Citrix將這種協(xié)議使用到其應(yīng)用虛擬化產(chǎn)品與桌面虛擬化產(chǎn)品中。第三種是近年來(lái)VMware推出了其自有的PCoIP協(xié)議，用于提供高質(zhì)量的虛擬桌面用戶(hù)體驗(yàn)。
協(xié)議效率決定了虛擬桌面使用的用戶(hù)體驗(yàn)，而用戶(hù)體驗(yàn)是決定了桌面產(chǎn)品生命力的關(guān)鍵，(微軟的成功與Vista的沒(méi)落無(wú)不證明了這一點(diǎn))。從目前官方的文檔與實(shí)際測(cè)試來(lái)看，通常情況下，ICA協(xié)議要高于RDP協(xié)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(tài)下的帶寬占用率。正是由于這個(gè)差別，虛擬桌面的用戶(hù)體驗(yàn)有比較大差別。
一般情況下，在LAN環(huán)境下，一般的應(yīng)用RDP和ICA都能正常運(yùn)行，只不過(guò)是RDP協(xié)議造成網(wǎng)絡(luò)占用較多，但對(duì)于性能還不至于產(chǎn)生很大影響，但是在廣域網(wǎng)甚至是互聯(lián)網(wǎng)上，RDP協(xié)議基本不可用。而在視頻觀看，F(xiàn)lash播放，3D設(shè)計(jì)等應(yīng)用上，即使局域網(wǎng)，RDP的性能也會(huì)受到較大影響(在優(yōu)酷上有很多視頻進(jìn)行比較)，ICA的用戶(hù)體驗(yàn)會(huì)很流暢。而且根據(jù)Citrix官方剛剛推出的HDX介紹，這方面的新技術(shù)會(huì)得到更快地推進(jìn)。
而微軟和Vmware也意識(shí)到了這一差別，微軟轉(zhuǎn)而加大RDP協(xié)議的研發(fā)與優(yōu)化，近年來(lái)VMware也推出了其自有的PCoIP協(xié)議，用于提供高質(zhì)量的虛擬桌面用戶(hù)體驗(yàn)。最新的VMware view 5.0產(chǎn)品提高了PCoIP協(xié)議的性能，并將帶寬占用率降低了75%，也為虛擬桌面的領(lǐng)跑協(xié)議。
特別強(qiáng)調(diào)的是，這三家廠商后臺(tái)的服務(wù)器虛擬化技術(shù)都使用的是自己的產(chǎn)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(shù)
第一代技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作和虛擬技術(shù)的結(jié)合，降低的成本使得虛擬桌面技術(shù)的普及稱(chēng)為可能，但是影響普及的并不僅僅是采購(gòu)成本，管理成本和效率在這個(gè)過(guò)程中也是非常重要的一環(huán)。
縱觀IT技術(shù)應(yīng)用歷史，架構(gòu)的變化和三國(guó)中名言一樣：分久必合，合久必分。從最早主機(jī)-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(shí)是一個(gè)計(jì)算使用權(quán)與管理權(quán)的博弈發(fā)展。開(kāi)始主機(jī)模式，集中管理，但是應(yīng)用困難，必須到機(jī)房去使用;PC時(shí)代來(lái)臨，所有計(jì)算都在PC上發(fā)生，但是IT的管理也變成分布式的，這也是為什么IT部門(mén)的桌面管理員壓力最大，需要分布式的管理所有用戶(hù)的PC，管理的成本也大幅度上升。
桌面虛擬化將用戶(hù)操作環(huán)境與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境拆分，不必同時(shí)在一個(gè)位置，這樣即滿(mǎn)足了用戶(hù)的靈活使用，同時(shí)幫助IT部門(mén)實(shí)現(xiàn)了集中的控制，從而解決了這一問(wèn)題。但是如果只是將1000個(gè)員工的pc變成1000個(gè)虛擬機(jī)，那么IT管理員的管理壓力可能并沒(méi)有降低，反而上升了，只不過(guò)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(shù)進(jìn)一步將桌面系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境與安裝環(huán)境拆分、應(yīng)用與桌面的拆分、配置文件的拆分，從而大大降低了管理復(fù)雜度與成本，提高了管理效率。如下圖所示：
我們簡(jiǎn)單來(lái)計(jì)算一下：如果一個(gè)企業(yè)有200個(gè)用戶(hù)，如果不進(jìn)行拆分，IT管理員需要管理200個(gè)鏡像(包含其中安裝的應(yīng)用與配置文件)。
如果進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝與應(yīng)用還有配置文件的拆分，假設(shè)有20個(gè)應(yīng)用，則使用應(yīng)用虛擬化技術(shù)，不用在桌面安裝應(yīng)用，動(dòng)態(tài)將應(yīng)用組裝到桌面上，則管理員只需要管理20個(gè)應(yīng)用;而配置文件也可以使用Windows內(nèi)置的功能，和文件數(shù)據(jù)都保存在文件服務(wù)器上。
這些信息不需要管理員管理，管理員只需要管理一個(gè)文件服務(wù)器;而應(yīng)用和配置文件的拆離，使得200個(gè)人用的操作系統(tǒng)都是沒(méi)有差別的Windows XP，則管理員只需要管理一個(gè)鏡像(用這一個(gè)鏡像生成200個(gè)運(yùn)行的虛擬的操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)單來(lái)講可以理解成類(lèi)似于無(wú)盤(pán)工作站的模式)。所以總的來(lái)說(shuō)，IT管理員只需要管理20個(gè)應(yīng)用，1個(gè)文件服務(wù)器，和1個(gè)鏡像。管理復(fù)雜性大大下降。
這種拆分也大大降低了對(duì)存儲(chǔ)的需求量(少了199個(gè)xp的存儲(chǔ))，降低了采購(gòu)和維護(hù)成本。更重要的是從管理效率上，管理員只需要對(duì)一個(gè)鏡像或者一個(gè)應(yīng)用進(jìn)行打補(bǔ)丁，或者升級(jí)，所有的用戶(hù)都會(huì)獲得最新更新后的結(jié)果，從而提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，工作量也大大下降。
桌面虛擬化的價(jià)值
為何要實(shí)現(xiàn)桌面虛擬化?為什么要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的PC使用方式?
更靈活的訪問(wèn)和使用。從IT技術(shù)誕生到推廣，就伴隨著一對(duì)矛盾：即用戶(hù)使用與IT管理的矛盾：
1、早期的大機(jī)時(shí)代，用戶(hù)的使用與管理工作都位于機(jī)房?jī)?nèi)，用戶(hù)使用不方便，但是管理員管理相對(duì)簡(jiǎn)單;
2、PC出現(xiàn)，用戶(hù)無(wú)須去機(jī)房工作，更方便的使用IT技術(shù)，但是管理員的管理工作復(fù)雜化了，管理工作隨著PC的分散化，也分散化了，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)使得管理工作一定程度地可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成，但是成功率依然比較低，管理能力有限;
今天，網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)不再是瓶頸，虛擬桌面技術(shù)的出現(xiàn)解決了這對(duì)矛盾：
用戶(hù)可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)桌面系統(tǒng)，獲得和PC完全一致的體驗(yàn);管理員也只需要在數(shù)據(jù)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(shù)實(shí)質(zhì)上是將用戶(hù)使用與系統(tǒng)管理進(jìn)行了有效的分離。
這樣帶來(lái)的直接好處，就是用戶(hù)對(duì)桌面的訪問(wèn)就不需要被限制在具體設(shè)備、具體地點(diǎn)和具體時(shí)間了。我們可以通過(guò)任何一種滿(mǎn)足接入要求的設(shè)備，就可以訪問(wèn)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(guò)家里的設(shè)備，訪問(wèn)公司的桌面，繼續(xù)工作，并同時(shí)能夠保證數(shù)據(jù)安全(因?yàn)橹挥袌D像傳輸?shù)郊依锏脑O(shè)備上)。
出差同樣可以不必帶電腦，而只要找到一個(gè)能上網(wǎng)的設(shè)備就可以使用自己的桌面。辦公人員甚至可以通過(guò)手機(jī)以及平板電腦訪問(wèn)自己的桌面。
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