引言
在威睿(VMWare)針對x86的機器實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的虛擬化后，因“一個物理機可同時運行多個操作系統(tǒng)”，機房里的服務(wù)器使用率大為提升。然而在終端PC前的用戶，是否也可以取得虛機?于是有關(guān)虛擬桌面的想法應(yīng)運而生。這個想法涉及機房里的多個虛機如何經(jīng)過適度的管理將PC虛機的桌面實現(xiàn)在用戶終端，因而是整個基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu)，稱為虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施VDI(Virtual Desk-top Infrastructure)。在云計算紅火的今天，一個很合理的問題是：云里的資源如何讓用戶使用?VDI就是從“端”操作“云”資源的手段之一：“端”透過適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議和足夠的帶寬來實現(xiàn)機房里“云”的資源使用。通信協(xié)議包括遠(yuǎn)程桌面協(xié)議RDP(傳輸桌面)，以及SHCE協(xié)議(傳輸桌面和視頻)。
以上所述VDI，通常只在PC及固網(wǎng)里實現(xiàn)。然而，在中國，手機、平板電腦和上網(wǎng)本(以下統(tǒng)稱移動終端)的未來增長比PC快得多，是否VDI的虛擬桌面想法也可以透過3G移動網(wǎng)實現(xiàn)在移動終端上?在本研究報告中，我們把移動的VDI稱為虛擬移動基礎(chǔ)設(shè)施VMI(Virtual Mobile Infrastrucmre)。當(dāng)然，VMI也是“端”使用“云”資源的手段之一。我們研究如何將Android和WinMobile的手機操作系統(tǒng)桌面，傳輸?shù)揭苿咏K端。
VMI與兩方面的操作系統(tǒng)有關(guān)：
(1)服務(wù)器上的虛機操作系統(tǒng)。與VDI不同的是，手機的操作系統(tǒng)并不像PC機那樣，被Windows的用戶占了95%以上。當(dāng)前較為流行的手機操作系統(tǒng)有：Android、Symbian、WinMobile和iPhone。另外win7、Android和Chmme的上網(wǎng)本也被看好。本研究僅包含兩個代表性的手機操作系統(tǒng)Android、WinMobile6.0和PC的操作系統(tǒng)；
(2)移動終端上的操作系統(tǒng)。如果在機房里運行手機虛機及其應(yīng)用，那么用戶的移動終端即使品牌不同，只要安裝適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)程桌面協(xié)議客戶端，都能接收到同一手機操作系統(tǒng)的桌面，甚至PC的桌面(當(dāng)然PC的屏幕太大，有適配手機屏幕的問題，但使用手指滾動屏幕的技術(shù)能緩解這一問題)。這樣“跨移動終端平臺”的VMI產(chǎn)品優(yōu)勢也許能為移動電信、銷售機構(gòu)、甚至學(xué)校所接受，因為這些機構(gòu)的用戶的移動終端(尤其是手機)的品牌很難統(tǒng)一。此外，手機應(yīng)用開發(fā)商也因此不必做跨平臺的開發(fā)。
1 VMI的需求
以上只是略述VMI的背景，但其詳細(xì)的需求如下：
手機虛機的制作:如果要得到手機虛機的屏幕，首先當(dāng)然必須在機房里的x86服務(wù)器上創(chuàng)建手機虛機。這有兩種情況：一是有的手機操作系統(tǒng)能夠直接運行在x86的平臺上，譬如谷歌的Android；另一種情況則是(大部分的)手機操作系統(tǒng)只能在ARM的芯片上運行。因而ARM指令必須要經(jīng)過翻譯才能在x86的服務(wù)器上運行。所以基本上，這是兩個不同的管理程序(Hypervisors)。
手機虛機的管理：類似于VDI的管理，用戶必先通過連接代理取得虛機的lP地址和端口號，然后才能進(jìn)行桌面的傳輸。在取得虛機時，VMI的管理器必然有適宜的機制，使得手機虛機對某個用戶可以是靜態(tài)永不變的，或動態(tài)地按照某種規(guī)律選取的。管理員必須能夠透過管理界面，為用戶創(chuàng)建、克隆、啟動、停止、刪除虛機。(停止虛機是一般手機操作系統(tǒng)并不具備的功能。)同時要兼顧更有效率的管理和啟動虛機，因為手機虛機并不像Pc虛機的鏡像那么大，所以載人時閫較快。
遠(yuǎn)程移動桌面協(xié)議：常見的遠(yuǎn)程桌面協(xié)議有VNC、RDP以及SPICE(以下統(tǒng)稱移動終端協(xié)議MTP)。通過MTP，可以完成移動終端與虛機之問的“互動”：即虛機屏幕傳到移動終端，而鍵盤和鼠標(biāo)的動作則從移動終端傳到虛機。必須選取三種協(xié)議之一或創(chuàng)建新的協(xié)議米完成互動。無論使用何種協(xié)議方法，移動終端協(xié)議有其服務(wù)器端和客戶端。移動終端協(xié)議的服務(wù)器可以運行在Hypervisor之上(如SPICE和VNC)或虛機內(nèi)部(如RDP)。至于移動終端協(xié)議的客戶端，是運行在移動終端的操作系統(tǒng)上。由于手機品牌甚多，凡是較為通俗的智能手機或上網(wǎng)本的協(xié)議客戶端，都必須支持。
無縫桌面：“無縫”是指客戶端在連接虛機后，接收到的第一個桌面是客戶選定的某應(yīng)用的全屏桌面。如果沒有選定的應(yīng)用．默認(rèn)的桌面就是操作系統(tǒng)桌面。
PC桌面?zhèn)鬏數(shù)绞謾C以及PC應(yīng)用點播：移動終端如手機或上網(wǎng)本，不僅可以與手機虛機互動，還可以與Pc虛機互動，或與運行在虛機上的應(yīng)用互動。
內(nèi)網(wǎng)連接的擴容(Scalability of local-netVMI)：當(dāng)大量的用戶有桌面要求，系統(tǒng)在虛機能支持的虛機數(shù)量上以及用戶響應(yīng)、用戶體驗上必須保證沒有問題。
外網(wǎng)3G連接擴客(Sealability of wide-area VMI):機房里服務(wù)器的虛機桌面，利用3G載體的傳輸與移動終端互動。經(jīng)由外網(wǎng)進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)。通常有一個類似路由的接人過程。即使擴容測試已可在內(nèi)網(wǎng)處理大批量用戶的問題，但從外網(wǎng)的移動終端經(jīng)由移動電信的3G移動網(wǎng)關(guān)、骨干網(wǎng)、一直到通過防火墻、接人內(nèi)網(wǎng)到機房服務(wù)器的過程，如有瓶頸，必須消除，以支撐大數(shù)量的并發(fā)。
2 VMI管理軟件以及QVisor平臺的研制過程
2.1 國內(nèi)外Hypcrvisor技術(shù)調(diào)研
早期Hypervisor的研究:因為VMI的主要舞臺是數(shù)據(jù)中心,而為了將ARM OS運行在全是x86核的數(shù)據(jù)中心里，有必要引用仿真器QEMU。較早的x86虛擬化研究包括：2000年華盛頓大學(xué)的Denali使用微內(nèi)核技術(shù)的研究項目，威睿的全虛擬化，Xen的半虛擬化,微軟Hyper-V的半虛擬化，此外還有IBM的預(yù)虛擬化以及紅帽的QumranetKVM方法。自從2006以來．已有一些在ARM核上運行的虛機研究。例如伊利諾大學(xué)的研究就集中在ARM硬件上的Hypervisor，而不是用AMR的仿真器。Xen 3.3使用了V2E方法：除了一個很薄的域0和其它客戶域之外,在一個迷你os上運行仿真器QEMU。這個QEMU僅是為了VM運行時需要進(jìn)行一些特殊的應(yīng)用例如安全檢測，啟發(fā)了我們的想法：將全部的客戶OS郜運行在QEMU上。
嵌入式Xen:這個方法起初是將Xen的源碼移植到ARM指令。其次將此嵌入式Xen的硬件驅(qū)動虛擬化。有一些大學(xué)的研究是屬于這方面的：就是把Xen 1.0代碼移植為ARM指令，但MMU方面的工作并末完成。移植了一個Choices Hypervisor到ARM芯片上并將ARM指令擴充以便在QEMU仿真器內(nèi)使用類似英特爾的VT技術(shù)。
基于QEMU的優(yōu)化移動Hypervlsor為多種芯片(SPARC、ARM等)做了仿真工作，運行在Linux微內(nèi)核L14上。他們做了下列優(yōu)化：(1)功能級別的指令塊處理;(2)用自己的內(nèi)存管理方法，取代QEMU軟件MMU；(3)L4微內(nèi)核是一個代碼行數(shù)很少的內(nèi)核．性能極佳。優(yōu)化方法散布在三個層面：(I)微內(nèi)核L4；(2)QEMU；(3)客戶0S。比起嵌入式Xen方法集中在一個Hypervisor內(nèi)，該方法似乎更為有效。但由于每個客戶OS都需要將一個仿真器QEMU載人內(nèi)存。消耗掉不少內(nèi)存．于是能支持的虛機個數(shù)比起嵌入式Xen就少很多。如果QEMU可被共享，那就更佳。不過，共享QEMU是Xen3.3的V2E用在Pc虛機上的方法，只不過Xen 3.3用了自己的Xen任務(wù)調(diào)度器和MMU，而方法則是用了M的改進(jìn)的任務(wù)調(diào)度器和MMU。此外，還欠缺了一個服務(wù)器來管理虛機，以方便測試．并需要提供API與諸如VDI或VMl的應(yīng)用相接。
至今國內(nèi)外尚未有任何類似VMI的產(chǎn)品。主要是因為手機操作系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)，大多數(shù)公司(例如澳大利啞的OpenKernel Lab、被RedBend收購的ViauMogjc、以及威睿)將之用在客戶端，而不是服務(wù)器。我們參考上述的研究，根據(jù)自己的創(chuàng)見。提出了在服務(wù)器上建立一個移動的Hypervisor的想法，稱之為QVisor。至于多客戶分派手機虛機．建立對話期，控管虛機池的機制，則是參考VDI的管理軟件而得的設(shè)計。
2.2 移動虛擬化VMI軟件的原理
移動虛擬化要建立的系統(tǒng)是基于一個事實：手機虛機能運行在x86服務(wù)器上。既然大部分的手機虛機僅能在ARM芯片上運行．手機虛機必須要先在ARM-x86的仿真器上運行，而該仿真器又能在x86的服務(wù)器上運行。
圖1顯示仿真器和x86的主機操作系統(tǒng)之問還有一個Hy-pervisor層。Hypervisor的功能是啟動仿真器，優(yōu)化內(nèi)存的使用，并與虛機管理器對接，傳達(dá)手機虛機的啟動、克隆、結(jié)束、性能回報等指令。手機虛機和Pc虛機最大的不同處在于它本身通常沒有“結(jié)束”這一功能，必須另外設(shè)定；而且手機操作系統(tǒng)也欠缺硬盤功能，但可以通過閃存卡驅(qū)動接入。我們的解決方案將Hypervisor稱為QVisor平臺，集合了上述功能。
虛機管理器不止是通過應(yīng)用接口傳遞VMI管理軟件的指令和回應(yīng)，也調(diào)節(jié)各虛機之間的資源使用情況。此外，虛機管理器可以單獨運行成為軟件服務(wù)器，不一定要和運行手機虛機的x86主機共存。這是因為虛機管理器不但可以管多臺主機上的虛機，還能處理主機集群的問題。我們的解決方案將虛機管理器稱為QServer。
圖1也顯示透過軟件交換機，不單移動網(wǎng)上的手機和上網(wǎng)本可透過和VMI的應(yīng)用服務(wù)器接入QVisor平臺，任何固網(wǎng)上的PC、瘦終端、感應(yīng)器或離線VDI的終端也可以取得手機虛機(例如Android)的桌面。此外，手機和上網(wǎng)本也可以接人VDI的應(yīng)用服務(wù)器。也就是說，這些移動終端也可使用PC虛機的資源。
VMI應(yīng)用服務(wù)器上運行的是VMI的管理軟件。有兩個重要的功能，一是連接代理，其次是虛機池的管理。連接代理是在接到用戶的接人請求后，完成身份驗證、創(chuàng)建Session、并向虛機池管理器請求分派手機虛機。當(dāng)?shù)玫教摍C之后，把虛機網(wǎng)址、端口號傳給用戶。這樣用戶的遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議(RDP、SPICE、VNC等)客戶端就可直接與協(xié)議的服務(wù)器傳送手機屏幕。連接代理能使用“無縫屏幕”的技術(shù)，讓用戶收到的第一個屏幕，就是訂閱的虛機應(yīng)用屏(第一個屏也可以設(shè)置為操作系統(tǒng)桌面)。這是考慮到如果合作對象是移動電信公司，其用戶可以訂閱該公司提供的不同“應(yīng)用套餐”。虛機池管理器負(fù)責(zé)按照虛機的模板制作手機虛機，并按池的策略預(yù)先克隆足夠的虛機，以應(yīng)付大規(guī)模的手機用戶請求。以上的功能與VDI的管理軟件大致相同，不同的是手機虛機的啟動要比PC快得多，簡化了池中預(yù)留虛機的延遲考慮。我們的解決方案將VMI應(yīng)用服務(wù)器稱為TranVMI。
2.3 完成移動虛擬化的初步研究開發(fā)
移動虛擬化的初步研究開發(fā)，經(jīng)歷了三個階段。
首先，我們按照TranVMI的設(shè)計，開發(fā)出手機從(1)威睿的ESX平臺，或(2)VMI基礎(chǔ)平臺QVisor接收到“無縫PC屏幕或手機屏幕”的技術(shù)。
其次，在為優(yōu)化虛機內(nèi)存使用情形下，我們開發(fā)出類似TranVDI的虛機管理器QServer(運軟公司的VDI產(chǎn)品)，成為VMI的QServer。因而虛擬機得以被更好的管理，譬如虛機上的代理可經(jīng)由QServer傳達(dá)心跳和虛機性能的信息，這樣有利于調(diào)適。
最后，我們分別對微軟和谷歌的手機操作系統(tǒng)進(jìn)行了改良，將WinMobile成功運行在QVisor上。另外，我們也成功地將谷歌x86版的Android操作系統(tǒng)直接運行在x86的服務(wù)器上，并使用VDI的QSenrer經(jīng)過TranVMI與手機相連，但此方法效果不如QVisor。
2.4 完成跨手機平臺的應(yīng)用管理
以下為完成跨手機平臺的應(yīng)用管理的幾個實施案例：
(1)TranVMI管理軟件 + Android，直接運行在x86平臺
TranVMI后臺為Android x86版在Dell服務(wù)器上運行，我們使用了將Linux KVM改良的TranVMM Hypervisor，并經(jīng)過Tran-VDI的QServer來管理。前端為WinMobile手機或上網(wǎng)本(已完成測試，見第3節(jié)的內(nèi)網(wǎng)擴容測試結(jié)果)。
(2)TranVMI管理軟件 + Android,運行在QVisor平臺
在QVisor平臺上運行，并經(jīng)過TranVMI的QServer來管理虛機。前端為Andwid手機、iPhone手機或iPad上網(wǎng)本(與聯(lián)通進(jìn)行合作)。
(3)TranVMI管理軟件 + WinMobile，運行在QVisor平臺
TranVMI具備無縫傳屏技術(shù)和應(yīng)用管理的實施，后臺為WinMobile虛機。TranVMI也連接后臺為PC虛機在TVM 4.0平臺上運行，并經(jīng)過TVM 4.0的VM Manager。未來計劃將前端擴展到：Android手機、iPhone手機、WinMobile手機、Nokia手機、其他主流Windows上網(wǎng)本或iPad上網(wǎng)本。
2.5 基于智能傳屏技術(shù)開發(fā)手機虛擬化服務(wù)器
(1)SPICE協(xié)議
SPICE協(xié)議服務(wù)集成(雖然在手機上尚未完成移植SPICE，但第5節(jié)的VDI SPICE測試結(jié)果仍具有參考價值)，例如：傳虛機屏能力；傳視頻能力。
(2)其它智能傳屏協(xié)議
未來從修改VNC協(xié)議到建立運軟自己的智能傳屏協(xié)議，例如：虛機屏幕及視頻傳輸；大規(guī)模并行會話和(應(yīng)用+OS)鏡像的雙向同步，為客戶端虛擬化作準(zhǔn)備。
2.6 在移動運營商示范應(yīng)用
首先測試TranVMI的手機或上網(wǎng)本，經(jīng)過聯(lián)通的3G上網(wǎng)卡，使用聯(lián)通的移動3G網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模擴容環(huán)境中的實際成果(部分為模擬客戶端，且中間經(jīng)過RAS的外、內(nèi)網(wǎng)地址翻譯，結(jié)果見3.2節(jié)的VMI無線測試結(jié)果)。
未來與聯(lián)通的合作還應(yīng)包含兼容TMN標(biāo)準(zhǔn)的OSS體系，為用戶供應(yīng)自我服務(wù)的Web體系，和為系統(tǒng)管理員供應(yīng)的集中式系統(tǒng)管理Web系統(tǒng)，在物理設(shè)備層面、網(wǎng)絡(luò)層面以及其中運營的業(yè)務(wù)層面來保證企業(yè)級云計算基礎(chǔ)設(shè)施的生產(chǎn)、供應(yīng)、監(jiān)視、部署和運營。
3 VMI內(nèi)網(wǎng)擴容測試、VMI 3G無線測試及VDI/SPICE參考測試
3.1 VMI內(nèi)網(wǎng)擴容測試
(1)測試指標(biāo)
VMI擴容測試的技術(shù)指標(biāo)為：
主機容量一臺物理機上運行至少100個手機虛機；
主機集群量至少4臺主機在集群里；
穩(wěn)定性主機至少不間斷運行一星期。
(2)性能測試場景
TranVMI的測試是400個用戶訪問400臺Android虛機，后臺有4個物理服務(wù)器(非集群)的情況。測試時必須使用運軟模擬多VMI用戶的測試工具，其中50個用戶是實施在10個測試用Windows虛擬機上(每個虛機運行5個用戶，可見Android屏幕)，其余350個用戶是借助測試工具來模擬(可在管理界面看見350個Android虛機被連接，但由于測試環(huán)境的限制，這些Android虛機的屏幕不可見)。連續(xù)運行一星期。
(3)功能測試場景
VMI的功能包含：(1)QVisor基礎(chǔ)平臺的功能(目前沒有曝露的界面可測)；(2)TranVMI管理軟件的功能：除了模板、虛機、虛機池的管理界面可供測試外，還具有“無縫屏幕”的功能，讓用戶收到的第一個屏幕，就是訂閱的虛機應(yīng)用屏(當(dāng)然第一個屏也可以設(shè)置為操作系統(tǒng)桌面)。譬如中國聯(lián)通的用戶，可以訂閱電信公司提供的不同“應(yīng)用套餐”。另外，支持將PC的應(yīng)用屏幕傳到手機上。針對本項目大規(guī)模的擴容測試，無縫屏幕和應(yīng)用套餐暫時不用。所有可見的屏幕都是Android操作系統(tǒng)桌面屏幕。
(4)測試結(jié)果
首先，400個用戶的性能測試完全符合上述指標(biāo)、運行一星期，VMI系統(tǒng)也相當(dāng)穩(wěn)定(有一周的穩(wěn)定測試日志可供查詢)。其次，我們發(fā)現(xiàn)比較Pc虛機在同樣32GB內(nèi)存Dell服務(wù)器上運行的數(shù)目，VMI可以運行大約4～8倍數(shù)目的手機虛機。如果手機虛機沒有蓖型應(yīng)用，這樣的一臺Dell服務(wù)器可以運行大約150個Android虛機。至于用戶請求的響應(yīng)時間，測試結(jié)果如表l所示
表1第一行是測試客戶向TranVMl發(fā)400個虛機請求，其所得的響應(yīng)時問(以毫秒計)的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、錯誤百分比。這個測試做了兩次，共800個清求。由此可知，在800個請求中，大部分的用戶在3到4秒中就看到Android的第一屏，90%的用戶在5秒內(nèi)就看到，有的用戶立即看到，只有極少數(shù)等了9秒才看到。
表1第二行是測試客戶向TranVMI發(fā)400個登錄通知，其所得的響應(yīng)時間(以毫秒計)的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個測試做了兩次．共800個通知。由此可知．大部分的登錄所需時間不到1秒，90%的通知在2秒內(nèi)完成，最慢不超過3秒。
表1第三行是測試客戶向TranVMl發(fā)400個斷開虛機指令，其所得的響應(yīng)時間(以毫秒計)的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個測試做了兩次，共800個斷開指令。由此可知，用戶停用虛機的指令，是立即見效的。
功能測試號眭能測試經(jīng)過了上海市計算機軟件評測重點實驗室驗證。VMI產(chǎn)品經(jīng)此認(rèn)證．75項功能100%通過，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16260．2-2006《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第2部分：外部度量》，和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17544-1998《信息技術(shù) 軟件包質(zhì)量要求和測試》(相當(dāng)于國際標(biāo)準(zhǔn)iS09126)。
3.2 VMI無線3G測試
(1)測試場景
單臺上網(wǎng)本運行單VNC客戶端/單個虛機測試無網(wǎng)絡(luò)地址翻譯。
經(jīng)由上網(wǎng)本上所插的3G上網(wǎng)卡,通過運軟外網(wǎng)開口，連接TranVMl，取得固定(也就是把單個虛機的IP固定成為外網(wǎng)地址)Android虛機屏顯現(xiàn)在上網(wǎng)本上。
多臺上網(wǎng)本每臺運行多VNC客戶端并發(fā)測試。
安裝RAS(remote accaess server)以實現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)地址翻譯。RAS必須安裝在物理機上．有數(shù)個高速網(wǎng)卡。該物理服務(wù)器運行在高速通訊環(huán)境的機房。
修改TranVMI使能從RAS取得內(nèi)網(wǎng)Android虛機地址。(見圖2：VMI與3G網(wǎng)絡(luò)的測試環(huán)境)
單臺上網(wǎng)本運行兩個VNC客戶端，利用WCDMA華為/聯(lián)通上網(wǎng)卡(下行7.2Mbps．上行5.76Mbps)，通過RAS/TranVMl分別取得Android屏。
三臺上網(wǎng)本每臺運行10個VNC客戶端并發(fā)，通過RAS/TranVMl分別取得共30個虛擬的Android屏。
(2)測試結(jié)果
表2第一行是測試客戶向TranVMl發(fā)30個虛機請求，其所得的響應(yīng)時間(以毫秒計)的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個測試做了兩次，共60個請求。由此可知，在60個請求中，大部分的用戶在11到12秒中就看到Android的第一屏，90%的用戶在23.4秒以內(nèi)必然看到，有的用戶立即看到，只有極少數(shù)等了23.5秒以后才看到。有一個請求發(fā)生錯誤。
表2第二行是測試客戶向TranVMI發(fā)30個登錄通知，其所得的響應(yīng)時問(以毫秒計)的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個測試做了兩次，共60個通知。由此可知，大部分的登錄所需時間不到1秒，90%的通知在5秒內(nèi)完成，最慢不超過12秒。
表2第三行是測試客戶向TranVMl發(fā)30個斷開虛機指令，其所得的響應(yīng)時間(以毫秒計)的平均值、中問值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個測試做了兩次，共60個斷開指令。由此可知．用戶停用虛機的指令，平均花了1.7秒，最慢的花了11秒。
3.3 VDI SPICE內(nèi)網(wǎng)視頻參考測試
雖然我們并沒有用手機虛機測試SPICE的傳輸協(xié)議，但以下的VDI測試，應(yīng)該理解為圖1的VDI第三方產(chǎn)品使用Win-dows PC虛機運行影音風(fēng)暴．經(jīng)SPICE將電影傳輸給上網(wǎng)本的移動終端。因此也可為參考。
(1)測試場景
使用SPICE遠(yuǎn)程連接5-20臺虛機同時做視頻電影rm-vb文件操作：虛機分辨率為1024×768；暴風(fēng)影音打開rmvb文件(HDTVrip，624X352，166M)；全屏觀看該電影30分鐘左右；千兆網(wǎng)絡(luò)下，主機有3個千兆網(wǎng)卡，終端百兆網(wǎng)卡。監(jiān)控主機上bond(即Linux三個網(wǎng)卡的綁定組合，與Bridge類似但能負(fù)載均衡)的輸出流量。
(2)測試結(jié)果
表3顯示，當(dāng)Pc虛機數(shù)堵達(dá)到15臺同時播放該視頻時，主機的CPU占用率已達(dá)到90%以上，且終端視頻播放已有些延遲，認(rèn)為當(dāng)前已達(dá)到極限。
根據(jù)上兩趨勢圖(圖3和圖4)看到IO等待的百分率(io-wait%)較低，而網(wǎng)卡輸出流量也未達(dá)到峰值，可確定當(dāng)前CPU能力為性能瓶頸。
3.4 VDl SPICE 3G音頻參考測試
測試設(shè)置情況與圖2類似，但是在3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用SPICE遠(yuǎn)程協(xié)議連接虛機做音頻帶寬統(tǒng)計。遠(yuǎn)程連接多臺虛機(播放音頻)場景下。根據(jù)情況的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)信息，為估算未來客戶環(huán)境中不同終端數(shù)、不同的虛機使用方式下的網(wǎng)絡(luò)帶寬作參考。
(1) 測試環(huán)境
TvM host使用Dell R7lO，配置Xeon E5520(2X4Core)CPU，32 GB Memory，3 TB SATA Disk，4 NIC(1000 M)。配置虛機的虛擬網(wǎng)卡橋接在兩塊塊物理網(wǎng)卡eth2、eth3上，eth0、eth1都綁(bond)在一起提供給SPICE連接。
3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，終端是Windows的上網(wǎng)本或筆記本，使用WCDMA華為/聯(lián)通3G上網(wǎng)卡撥號連接。
(2)測試場景
使用Spice遠(yuǎn)程連接1-3臺虛機同時做流媒體MP3文件操作：虛機分辨率為800 x600；Windows Media Player最小化播放MP3；MF3播放一次；
監(jiān)控Host上bond的輸出流量。
(3)測試結(jié)果
聽取MP3文件時聲音流暢，沒有斷續(xù)現(xiàn)象。流量統(tǒng)計如表4所示。
3.5 3G iphone切換手機虛機的測試
另外．我們測試了聯(lián)通iPhone 3G手機在3G網(wǎng)絡(luò)下，可以流暢地切換Android和WinMobile的虛機桌面。由于這個研究顯示了VMI QVisor的能力，我們制作了可以下載的全程錄影。
4 結(jié)論
測試總結(jié)果顯示，VMI可以是一個承受大批量用戶(至少400人)的產(chǎn)品。
由于手機虛機不占太大空間．一臺標(biāo)準(zhǔn)32G內(nèi)存的硬件服務(wù)器可以運行大約4-5倍數(shù)量的PC/Windows虛機。這是Android的一大優(yōu)勢，尤其它漸為大眾所喜愛。雖然WinMobile也能達(dá)到同樣的效果，大眾的目光似乎更轉(zhuǎn)向WinPhone7。無論如何，手機應(yīng)用能借助VMI的技術(shù)，在不同品牌的智能手機上運行，對某些企業(yè)是相當(dāng)需要的。
有關(guān)SPICE的性能，一般來說，在3G移動辦公的情況下，比思杰(Citrix)的HDX協(xié)議效果好，譬如聲音的效果，不像Citrix在某些情況下有斷續(xù)聽不清的現(xiàn)象。當(dāng)然，以目前3G的帶寬來說，這兩個協(xié)議，SPICE和HDX．都無法有流暢的視頻效果。由于上網(wǎng)本、平板電腦等新型移動終端的出現(xiàn)，VMI已不再限于使用手機作為移動終端。Windows的Pc桌面和Android的手機桌面都可以呈現(xiàn)在這些新移動終端上。也就是說，VMl和VDI之間的界限變得模糊了。
5 未來研究
5.1 尚待完成的工作
下列的工作尚待完成。
(1)QVisor的穩(wěn)定性還需大力提升；
(2)使用SPICE在手機/上網(wǎng)本的客戶端，目前尚未達(dá)成；
(3)iPhone/iPad作為客戶端的鍵盤/鼠標(biāo)的驅(qū)動還未完成；
(4)除了Android和WinMobile以外，尚需虛擬化更多的手機操作系
統(tǒng)(如Symbian、iPhone)此項難度較度。
5.2 客戶端虛擬化
客戶端虛擬化CSV(Client-Side Virtualization)又稱離線VDI(offiine VDI)。未來企業(yè)對員工的移動設(shè)備管理，包括花費、策略調(diào)整、安全等，依然存在很大的問題。同時由于通信傳輸因地域接收的限制．員工可能不滿足于VMI的屏幕傳送。這時，CSV將手機OS鏡像同步到本地就非常有吸引力。用戶使用筆記本或上網(wǎng)本當(dāng)作電子書/電子公務(wù)包．配合串流技術(shù)將應(yīng)用融合在操作系統(tǒng)鏡像中，然后用戶的移動終端與機房服務(wù)器做鏡像同步。同時支持PC Hypervisor層級的安全保護(hù)(比操作系統(tǒng)環(huán)ring<3層級更深)，可以使用戶(辦公人員和學(xué)生)不易被黑客侵襲．或?qū)τ脩羯暇W(wǎng)及安裝應(yīng)用實施限制。此外也支持移動存儲，可插入第三方電腦運行。
5.3 動態(tài)移動基礎(chǔ)設(shè)施
動態(tài)移動基礎(chǔ)設(shè)施DMI(Dynamic Mobile Infrastructure)與CSV類似，但移動終端必須要用到微內(nèi)核級別的Hypervisor，與CSV的PC Hypervisor不同，能運行在較低CPU能力的移動終端上。
5.4 物聯(lián)網(wǎng)
VMI的想法可以脫離桌面，朝物聯(lián)網(wǎng)(M2M)的方向來發(fā)展。也就是說，終端可以是傳感器，而服務(wù)器端則使用手機虛機來運算，具有虛機隨需啟動、鏡像小啟動快、虛機間充分隔離、節(jié)省資源和能耗、仍然擁有服務(wù)器強大計算能力和存儲能力等優(yōu)勢，這是傳感器在當(dāng)?shù)責(zé)o法達(dá)到、而一般的非虛擬化平臺也無法企及的。當(dāng)然，新的傳感協(xié)議必須建立，能在下述傳輸對象之間平滑轉(zhuǎn)移桌面、視頻和傳感信息。如果使用SIP協(xié)議內(nèi)嵌傳感協(xié)議，還可以達(dá)到單虛機支撐多傳感器的目的。
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