1 引言
無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)管理員還是普通用戶,在日常管理或使用計(jì)算機(jī)時(shí),都有這樣的麻煩:不停地升級(jí)應(yīng)用軟件、安裝操作系統(tǒng)補(bǔ)丁、以及更新網(wǎng)絡(luò)反病毒系統(tǒng),讓我們覺得甚是繁瑣;作為網(wǎng)絡(luò)管理員更是頭疼,若是由于某個(gè)補(bǔ)丁或是更新沒有及時(shí)安裝,便給大規(guī)模的部署應(yīng)用流下了“隱患”。即便是有不少補(bǔ)丁或是更新管理工具來稍微減輕負(fù)擔(dān),但網(wǎng)絡(luò)管理員還是得花費(fèi)諸多的精力在此類問題上。為解決此類問題,桌面虛擬化技術(shù)(Desktop virtualization或者Vir-tual Desktop Infrastructure,我們通常簡(jiǎn)稱為VDI)應(yīng)運(yùn)而生。VDI是一種基于中心服務(wù)器的計(jì)算機(jī)運(yùn)算模型,它沿用了傳統(tǒng)瘦客戶端模型,但是讓系統(tǒng)管理員與終端用戶能夠同時(shí)獲得兩種模型的優(yōu)點(diǎn):將所有桌面虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行托管并統(tǒng)一管理,網(wǎng)絡(luò)管理員僅維護(hù)部署在中心服務(wù)器的系統(tǒng)即可,不需要在為客戶端計(jì)算機(jī)的程序更新以及軟件升級(jí)帶來的問題而擔(dān)心;同時(shí)將計(jì)算機(jī)的桌面進(jìn)行虛擬化,以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性,普通用戶可以通過任何設(shè)備,在任何地點(diǎn),任何時(shí)間訪問在網(wǎng)絡(luò)上屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng),能夠獲得完整的PC使用體驗(yàn)。
2 桌面虛擬化技術(shù)發(fā)展歷程
1959年,計(jì)算機(jī)科學(xué)家Christopher Strachey發(fā)表了一篇名為《大型高速計(jì)算機(jī)中的時(shí)間共享》的學(xué)術(shù)報(bào)告,他在文中首次提出了虛擬化的基本概念。20世紀(jì)60~70年代,虛擬化進(jìn)入了萌芽發(fā)展?fàn)顟B(tài)。IBM發(fā)明操作系統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù),允許用戶在一臺(tái)主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),讓用戶盡可能的充分利用和共享昂貴的大型機(jī)資源。20世紀(jì)70~80年代,虛擬化技術(shù)進(jìn)入低谷期,隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和個(gè)人電腦的普及計(jì)算機(jī)硬件變得越來越便宜。當(dāng)初為共享昂貴硬件而設(shè)計(jì)的虛擬化技術(shù)只是在高檔服務(wù)器(如IBM小型機(jī))中繼續(xù)存在。在進(jìn)入上世紀(jì)90年代末期以后,虛擬化技術(shù)迎來了復(fù)興。時(shí)至今日,虛擬化技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)全面發(fā)展時(shí)期。
2.1 桌面虛擬化技術(shù)的前身
在我們還不知道什么叫桌面虛擬化的時(shí)代,這種技術(shù)的前身從不同的領(lǐng)域產(chǎn)生,發(fā)展直至成熟,使得現(xiàn)在的桌面虛擬化技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。這主要包括了2種技術(shù):
2.1.1 遠(yuǎn)程桌面
遠(yuǎn)程桌面技術(shù),幾乎所有從事IT技術(shù)的人都使用過。內(nèi)置在WindowsXP中的遠(yuǎn)程桌面使用了RDP(Remote Desktop Protocol)協(xié)議,使得用戶可以從其他的電腦上遠(yuǎn)程登錄、訪問與使用目標(biāo)桌面。RDP協(xié)議最早微軟用于Windows Server上的Terminal Servic(e終端服務(wù))的訪問協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了Windows Server上的多用戶模式,使得用戶能夠在本地并不安裝任何應(yīng)用的條件下,遠(yuǎn)程使用服務(wù)器上的各種應(yīng)用。這種技術(shù)是將目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行界面?zhèn)鬏數(shù)接脩魧?shí)際的操作機(jī)屏幕上,并將鍵盤,鼠標(biāo)等一系列的外設(shè)輸入,傳輸?shù)侥繕?biāo)機(jī),實(shí)現(xiàn)交互。終端服務(wù)與遠(yuǎn)程桌面的不同是,前者只操作應(yīng)用,而后者將擁有整個(gè)桌面的控制權(quán)。
2.1.2 桌面操作系統(tǒng)虛擬化
不同于服務(wù)器虛擬化技術(shù),這里特別強(qiáng)調(diào)的是桌面操作系統(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,真正得虛擬桌面技術(shù)才開始出現(xiàn)。
2.2 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)程訪問能力與虛擬操作系統(tǒng)結(jié)合了起來,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,如果用戶的xp系統(tǒng)分配512M內(nèi)存,平均水平下,一臺(tái)服務(wù)器可以支撐25-30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25-30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。
2.3 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)的普及成為可能,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)過程中也是非常重要的一環(huán)?v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)-啞終端集中模式,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(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,這樣即滿足了用戶的靈活使用,同時(shí)幫助IT部門實(shí)現(xiàn)了集中的控制,從而解決了這一問題。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有降低,反而上升了,只不過是不用四處亂跑了而已。
3 主流的桌面虛擬化技術(shù)方案
3.1 Citrix(思杰)
Citrix(思杰)創(chuàng)建于1989年,是應(yīng)用交付基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案提供商。其核心產(chǎn)品之一虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)--Citrix XenDesktop,側(cè)重在傳統(tǒng)的虛擬化架構(gòu),涉及到應(yīng)用及桌面層面的虛擬化需求,為企業(yè)開創(chuàng)端對(duì)端企業(yè)應(yīng)用傳遞基礎(chǔ)架構(gòu)。XenDesktop是首次將虛擬化桌面推向了主流市場(chǎng),它可以服務(wù)于數(shù)以千計(jì)的員工。與適用于少數(shù)用戶的第一代虛擬桌面(VDI)解決方案不同,XenDesktop采用了全新的FlexCast交付技術(shù)。這種方式可提高投資回報(bào)率,簡(jiǎn)化管理工作,使企業(yè)中的每位員工都能享受到虛擬化的優(yōu)勢(shì)。
XenDesktop是虛擬桌面化的理想選擇,它可以隨時(shí)隨地支持各種設(shè)備,能通過任何PC、蘋果機(jī)、瘦客戶端和智能電話訪問桌面和企業(yè)應(yīng)用。利用思杰HDX技術(shù),通過任何網(wǎng)絡(luò)、在任何設(shè)備上交付高清用戶體驗(yàn),提供比傳統(tǒng)PC更高的可靠性和可用性。采用FlexCast交付技術(shù),IT部能夠在任何設(shè)備上向所有用戶交付各種類型的虛擬桌面(VDI)。IT部門能夠控制數(shù)據(jù)訪問,減少管理的桌面鏡像,消除系統(tǒng)沖突并減少應(yīng)用回歸測(cè)試。添加、更新和刪除 應(yīng)用的操作很簡(jiǎn)單。
3.2 VMware
在過去的幾年中,VMware憑借服務(wù)器虛擬化成為虛擬化市場(chǎng)老大,尤其是對(duì)桌面虛擬化的重視力度加強(qiáng)。自從2009年11月,推出了VMwareView 4以來,成為業(yè)界惟一專門用于實(shí)現(xiàn)桌面虛擬化的解決方案提供商。為桌面虛擬化環(huán)境確立了一個(gè)新的質(zhì)量、成本和可伸縮性標(biāo)準(zhǔn)。
3.3 微軟
作為操作系統(tǒng)的主力廠商--微軟,不僅是全球最大的軟件提供商,在虛擬化領(lǐng)域上同樣另人矚目。在桌面虛擬化方面,微軟提供了一個(gè)從數(shù)據(jù)中心到桌面完整的套件。提供了終端服務(wù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)桌面操作系統(tǒng)系列或特定的應(yīng)用程序演示的虛擬化。Virtual Desktop Infrastructure(VDI)是Microsoft提供的眾多桌面優(yōu)化解決方案之一,可以幫助組織優(yōu)化IT 基礎(chǔ)架構(gòu)。它融合了微軟和合作伙伴的技術(shù),支持集中化管理桌面、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。使用這個(gè)具有成本效益的解決方案,企業(yè) IT 人員能夠集中管理基于物理、虛擬和會(huì)話的桌面,可以集中用戶數(shù)據(jù),加快應(yīng)用程序交付速度。最終用戶可以從豐富的遠(yuǎn)程體驗(yàn)、高度的安全、對(duì)信息的靈活訪問和提高的商業(yè)連續(xù)性中受益。
3.4 紅帽(Redhat)
紅帽(Redhat)企業(yè)虛擬化桌面版,整個(gè)桌面環(huán)境成為托管在中央數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上的虛擬桌面。用戶使用低成本的瘦客戶端或?qū)S玫腜C連接這些虛擬桌面化。它可為用戶提供卓越的體驗(yàn),以及跨平臺(tái)的Windows和Linux虛擬桌面支持。建立在基于包含KVM(基于內(nèi)核的虛擬機(jī))技術(shù)的紅帽企業(yè)Linux上,具有高性能、安全的獨(dú)立系統(tǒng)管理程序,并擁有集中的管理控制臺(tái),供管理員用于創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)虛擬桌面。使用基于獨(dú)立算環(huán)境的虛擬桌面架構(gòu)的簡(jiǎn)單協(xié)議(SPICE),具有自適應(yīng)能力的遠(yuǎn)程提交協(xié)議,能夠提供與物理桌面完全相同的最終用戶體驗(yàn)。
3.5 Oracle
Oracle的綜合桌面虛擬化解決方案,從低安全客戶設(shè)備到高優(yōu)化虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)備軟件,提供了便捷的管理、安全性及強(qiáng)大的用戶訪問能力。與其他提供虛擬化解決方案的銷售商,只關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施層及整合問題有所不同,Oracle虛擬化更關(guān)注從桌面到數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用軟件能更方便的進(jìn)行部署、管理和支持。同時(shí),這些產(chǎn)品的增強(qiáng)特性包括:支持Windows 7虛擬桌面、符合能源之星5.0級(jí)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、支持更大的顯示器并能提供更高的性能和安全性。Oracle桌面虛擬化(Oracle VDI)提供完整的管理解決方案,提供可從數(shù)據(jù)中心進(jìn)入到虛擬桌面主機(jī)的通道。Oracle VDI能夠使企業(yè)簡(jiǎn)化管理、減少運(yùn)行成本、增大現(xiàn)有IT資產(chǎn)的使用率、通過從傳統(tǒng)的環(huán)境到虛擬化桌面促進(jìn)安全性。Oracle VDI能支持廣泛的各種客戶端、虛擬桌面的操作系統(tǒng)、虛擬平臺(tái),以達(dá)到數(shù)據(jù)安全、用戶體驗(yàn)和降低總成本多重目的。
4 桌面虛擬化技術(shù)現(xiàn)狀
伴隨著虛擬化技術(shù)蓬勃發(fā)展,作為虛擬化領(lǐng)域的熱門技術(shù)一桌面虛擬化得到了極大的發(fā)展,桌面虛擬化技術(shù)的進(jìn)步和用戶需求的逐漸興起,毫無(wú)疑問其技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上得到更大范圍的普及和推廣,給用戶帶來一次桌面應(yīng)用的革命。但是桌面虛擬化現(xiàn)階段的技術(shù)并非完美,其部署仍然面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)。
桌面虛擬化技術(shù)上面臨著一些問題:
(1)集中管理問題。多個(gè)系統(tǒng)整合在一臺(tái)服務(wù)器中,在節(jié)省資源的同時(shí),也面臨著一個(gè)嚴(yán)重的問題,一旦服務(wù)器出現(xiàn)硬件故障,其上運(yùn)行的多個(gè)系統(tǒng)都將停止運(yùn)行,對(duì)其用戶造成的影響和損失時(shí)巨大的。虛擬化的服務(wù)器合并程度越高,此風(fēng)險(xiǎn)也越大。
(2)集中存儲(chǔ)問題。默認(rèn)情況下,用戶的數(shù)據(jù)時(shí)保存在集中的服務(wù)器上,每個(gè)虛擬桌面不知會(huì)占用多少的存儲(chǔ)空間,這給服務(wù)器帶來的存儲(chǔ)壓力將會(huì)是非常巨大的;不管分多少個(gè)虛擬機(jī),每個(gè)虛擬機(jī)都還是建立在一臺(tái)硬件服務(wù)器基礎(chǔ)之上的,互相之間再怎么隔離,其實(shí)和虛擬主機(jī)一樣,用的也是同一個(gè)CPU、同一個(gè)主板、同一個(gè)內(nèi)存,用的還是同一個(gè)機(jī)器的硬盤,如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò),很可能就會(huì)導(dǎo)致“全盤皆輸”?偟膩碚f,使用虛擬機(jī)并不比使用物理主機(jī)具有更高的安全性和可靠性。若是服務(wù)器出現(xiàn)了致命的故障,用戶的數(shù)據(jù)可能丟失,整個(gè)平臺(tái)經(jīng)面臨災(zāi)難。
(3)虛擬化產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)問題。由于各個(gè)軟件廠商在桌面虛擬化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)上尚未達(dá)成共識(shí),至今尚無(wú)虛擬化格式標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。各虛擬化產(chǎn)品廠商的產(chǎn)品間無(wú)法互通或者專業(yè),這將用戶使用系統(tǒng)與某一種虛擬化產(chǎn)品死死地綁定在一起。一旦這個(gè)產(chǎn)品系列停止研發(fā)或其廠商倒閉,用戶系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行、遷移和升級(jí)將會(huì)極其困難。
(4)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力。局域網(wǎng)一般不會(huì)存在太大問題,但是如果通過互聯(lián)網(wǎng)就會(huì)出現(xiàn)很多技術(shù)難題,由于桌面虛擬化技術(shù)的實(shí)時(shí)性很強(qiáng),如何降低這些傳輸壓力,是很重要的一環(huán);雖然千兆以太網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)中心來說是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),但還沒有廣泛部署到桌面,目前還達(dá)不到VDI對(duì)高帶寬的要求。而且如果用戶使用的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題,桌面虛擬化發(fā)布的應(yīng)用程序不能運(yùn)行,則直接影響應(yīng)用程序的使用,其對(duì)用戶的影響也是無(wú)法估計(jì)的。
5 發(fā)展前景
雖然面臨的問題很多,但并不是說桌面虛擬化將就此止步,還沒有哪種技術(shù)是不存在潛在缺陷甚至陷阱的。需求,當(dāng)人們有這個(gè)需求時(shí),一切問題都不再成為問題!現(xiàn)在人們對(duì)虛擬化已經(jīng)有了需求,而且這個(gè)需求是不斷深化的。
云計(jì)算的一個(gè)核心思想就是在服務(wù)器端提供集中的計(jì)算資源,同時(shí)這些計(jì)算資源要獨(dú)立地服務(wù)于不同的用戶,也就是在共享的同時(shí),為每個(gè)用戶提供隔離、安全、可信的工作環(huán)境。虛擬化技術(shù)將是云計(jì)算的一個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)。通俗地說,云計(jì)算實(shí)際上是一個(gè)虛擬化的計(jì)算資源池,將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度,構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶按需服務(wù),通過不斷提高“云”的處理能力,進(jìn)而減少用戶終端的處理負(fù)擔(dān),最終使用戶終端簡(jiǎn)化成一個(gè)單純的輸入輸出設(shè)備,并能按需動(dòng)態(tài)調(diào)動(dòng)資源,每個(gè)用戶都有一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算執(zhí)行環(huán)境來享受“云”的強(qiáng)大計(jì)算處理能力。由此,桌面虛擬化可以為云計(jì)算的發(fā)展提供一個(gè)自適應(yīng)、自管理的靈活基礎(chǔ)架構(gòu)。隨著人們對(duì)桌面虛擬化好處的認(rèn)知的提高,以及對(duì)桌面虛擬化的需求的提出,相關(guān)技術(shù)的不斷完善,桌面虛擬化必將普及,年輕的桌面虛擬化將會(huì)迎來更多的發(fā)展機(jī)遇和進(jìn)一步的需求。
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本文標(biāo)題:桌面虛擬化技術(shù)發(fā)展綜述
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