桌面虚拟化技术的更新迭代方向

作者:智业云 日期:2019-05-14 热度:

第一代桌面虚拟化技术

 

  目前,提供桌面虚拟化解决方案的主要厂商包括微软、VmwareCitrix、智业云,而使用得远程访问协议主要利用两种协议:(早期由Citrix开发的,后来被微软购买并集成在)Windows中的RDP协议,这种协议被微软和Vmware的桌面虚拟化产品使用,(而基于VmwareSunRay等硬件产品,也都是使用RDP协议;)第二种就是Citrix自己开发的目前独有的ICA协议,Citrix将这种协议使用到其应用虚拟化产品与桌面虚拟化产品中。

 

  网络管理员都有这样的麻烦,不停地升级应用软件、安装操作系统补丁、以及更新网络反病毒系统,让计算机管理工作难上加难。若是由于某个补丁或是更新没有及时安装,便给大规模的部署应用流下了“后遗症”,更是让网络管理员头疼。即便是有不少补丁或是更新管理工具来稍微减轻负担,但网络管理员还是得花费诸多的精力在此类问题上。

 

  桌面虚拟化VDI应运而生,它是一种基于中心服务器的计算机运作模型,它沿用了传统瘦客户端模型,但是让系统管理员与终端用户能够同时获得两种方式的优点:将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理;同时用户能够获得完整的PC使用体验。网络管理员仅维护部署在中心服务器的系统即可,不需要在为客户端计算机的程序更新以及软件升级带来的问题而担心。这样,就帮助网络管理员很好地解决了操作系统补丁安装、更新问题。

 

  桌面虚拟化技术的本质是将桌面的操作环境与机器运行环境分离,实现在任何地点,通过非特定设备(例如不同的台式机、笔记本、PDA、甚至包括手机)都可以实现对桌面的访问与操作。有人可能会产生疑问,既然桌面虚拟化是将操作环境与运行环境分开,那“远程桌面”应该是最早具有“桌面虚拟化”意义的技术吗?但是为什么今天才会提这个技术,而且被大家认为是一个未来的趋势呢?这关键在于,传统的远程桌面技术是接入到一个真正安装在一个物理机器的操作系统。如果要大面积作为企业应用的技术,不但要投入一个个PC,同时还要对应的投入很多终端,是得不偿失的行为,所以仅仅作为远程控制和远程访问的一种工具。虚拟化技术的出现。允许一台物理硬件同时安装多个操作系统,采用虚拟桌面化,极大地降低了整体的IT采购成本和运作维护成本,很大程度提高了计算机的安全性以及硬件系统的利用率,桌面虚拟化将技术收益做到大过采购成本,这也使得其逐渐推广成为了必然。

 

  自计算机诞生以来,计算机硬件系统性能的发展速度要远远快于计算机软件的发展速度。尤其是集成电路的集成度越来越高,体积越来越小,性能却成倍增长。但是,系统性能的利用率却没有任何增长。于是说桌面虚拟化的产生和CPU平均使用率太低直接挂钩,CPU平均使用率低导致了资源的浪费。据统计,UNIX服务器的CPU平均利用率不足29%,而基于Windows的服务器CPU更是不到13%。这表明:一方面,是计算机硬件资源的浪费,而另一方面大量使用者却为渴望,却无法拥有一个完整、独立和互不干扰的计算机环境来分享剩余的硬件资源而苦恼。为了解决这些问题,也为了更好的实现节能高效的对服务器的运用,在同一个独立的计算机硬件平台上,同时安装多个操作系统,并同时运行这些操作系统的系统结构被设计出来,使得桌面虚拟化技术的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虚拟机,而用户无法访问。重点是这种改变或者说这种技术要能为更多的人使用,即互联应用才有它的价值。所以虚拟桌面的核心与关键,不是后台服务器虚拟化技术讲桌面虚拟,而是让用户能够通过各种手段,任何时间,任何地点,通过任何设备都能够访问到自己的桌面,即远程网络访问的能力。

 

  桌面虚拟化的出现,极大地提高了计算机资源的利用率,使用虚拟化技术合并物理机器后,一台服务器可以支持几十甚至几百个桌面同时运行,服务器的平均资源利用率可提高到90%,这已达到了单个计算机最优的饱和工作量。而且降低了整机系统总成本,大幅度降低了能耗。应用虚拟化平台时,单台服务器的成本投入需要适当增加,即高配置的单台机器要比低配置的单台机器更适于部署虚拟化系统,同时,也能获得更显着的效益。更形象地讲,就是VDI可能使得2倍的硬件投入可以从虚拟化部署中获得4倍甚至更多的收益。

 

第一代桌面虚拟化技术

 

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第一代技术实现了远程操作和虚拟技术的结合,降低的成本使得虚拟桌面技术的普及称为可能,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:分久必合,合久必分。从最早主机-哑终端集中模式,到PC分布模式,到今天的虚拟桌面模式,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个虚拟机,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,第二代桌面虚拟化技术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个镜像(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文件服务器上,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无盘工作站的模式)。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个镜像。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199xp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。

 

目前看来,3大厂商在这个层面采用了不同的拆分技术,这也是由于其自身的发展历史,称为不同的流派,Vmware作为“剑宗”的代表,采用物理的拆分方法,即基于服务器的差异磁盘的技术,实现差异的镜像,比如200个用户可以使用一个共同的“母盘”xp镜像,每个用户自己的差异信息,包括应用(Vmware自己的应用虚拟化thin app实际是一个打包方法,需要存储在本地)与配置信息,使用时将两者结合提供服务,这种完全基于二进制的拆分方法是典型的服务器虚拟化厂商的技术,大大降低存储量。但是这种技术仍然要求管理员一定程度上对每个用户的镜像进行管理,因为仍然存在这种一一对应。

 

Citrix作为应用虚拟化的传统厂商,则采用了自己很成熟的“逻辑”拆分法,按照逻辑分类将其拆分,即操作系统,应用与配置文件进行拆分,用时进行按需组装,这样能够保证不同逻辑单元的相互独立性,防止一方发生变化,对其他方面造成的影响,例如应用与系统的升级和维护,是典型的“气宗”代表,这也与其“Xen”——禅的品牌相当切合。

 

  微软则介于2者之间,根据官方的介绍,用户可以把自己的vpc制作好的虚拟机上传到服务器上,可以看到是一个用户与镜像一一对应的管理方法。当然微软自己具有Terminal ServiceRDP,可以采用和Citrix一样的方法;而它又有Soft Grid (现在叫App-v,类似Thin App的打包技术)与Virtual Server的差异磁盘技术,也可以采用Vmware的技术路线。不过根据现在其与Citrix在桌面虚拟化技术方面开展的广泛合作来看,应该会偏向于“气宗”的发展路线。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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编辑:智业云计算