基于桌面虛擬化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

摘要：虛擬化桌面是指將計算機(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。隨著全球網(wǎng)絡(luò)化、信息化的飛速發(fā)展，虛擬化技術(shù)也得以廣泛應(yīng)用，桌面虛擬化技術(shù)因其具有諸多優(yōu)勢廣受關(guān)注：桌面虛擬化作為“云計算”的關(guān)鍵技術(shù)之一，以其低成本、低功耗、高安全、易管理等特性成為發(fā)展最快、最具應(yīng)用前景的新技術(shù)。用戶使用智能手機(jī)、筆記本等移動終端通過網(wǎng)絡(luò)訪問自己的桌面環(huán)境移動辦公與生活，既安全又靈活。本文通過桌面虛擬化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，為廣大使用者提供一個可信度非常高的參考。

關(guān)鍵詞：虛擬化;桌面虛擬化;結(jié)構(gòu);現(xiàn)狀及改善

1"概述

緊緊圍繞“實現(xiàn)一體化、現(xiàn)代化、智能化”的總體目標(biāo)，以《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司“十二五”信息化規(guī)劃》為依據(jù)，根據(jù)廣東電網(wǎng)公司提出“優(yōu)化信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，提高軟硬件資源的效能”的創(chuàng)先工作任務(wù)，引入綠色I(xiàn)T理念，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心，降低設(shè)備總體能耗的要求，東莞供電局于2010年開展服務(wù)器虛擬化項目建設(shè)，對IDC服務(wù)器資源進(jìn)行了全面整合，并取得了良好的成效。通過將計算機(jī)桌面進(jìn)行虛擬化，用戶可以使用不同終端設(shè)備，如個人電腦、智能手機(jī)、上網(wǎng)本等，通過網(wǎng)絡(luò)訪問自己的桌面環(huán)境，既安全又靈活。桌面虛擬化技術(shù)已成為發(fā)展最快、最具應(yīng)用前景的新技術(shù)。

2"桌面虛擬化定義

2.1"虛擬化定義

虛擬化是一個廣義的術(shù)語，是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運(yùn)行，是一個為了簡化管理，優(yōu)化資源的解決方案。如同空曠、通透的寫字樓，整個樓層沒有固定的墻壁，用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間，進(jìn)而節(jié)省成本，發(fā)揮空間最大利用率。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同需求進(jìn)行重新規(guī)劃以達(dá)到最大利用率的思路，在IT領(lǐng)域就叫做虛擬化技術(shù)。結(jié)合東莞供電局的實際需求，在試點(diǎn)部門，生產(chǎn)班組，營業(yè)廳、呼叫中心、第三方外委等開展桌面虛擬化推廣應(yīng)用，提高桌面終端的使用控制，降低維護(hù)工作量，提高桌面終端的安全性、可用性，完善現(xiàn)有的安全保障體系，增強(qiáng)信息安全設(shè)備的性能和可靠性，提高運(yùn)維水平。整合現(xiàn)有IT資源，提高基礎(chǔ)平臺設(shè)施的綜合利用率。

虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運(yùn)行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計算機(jī)的工作效率。

虛擬化技術(shù)有很多定義，下面就給出了一些這樣的定義。

“虛擬化是以某種用戶和應(yīng)用程序都可以很容易從中獲益的方式來表示計算機(jī)資源的過程，而不是根據(jù)這些資源的實現(xiàn)、地理位置或物理包裝的專有方式來表示它們。換句話說，它為數(shù)據(jù)、計算能力、存儲資源以及其他資源提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖。”"——"Jonathan"Eunice，Illuminata"Inc。

“虛擬化是表示計算機(jī)資源的邏輯組（或子集）的過程，這樣就可以用從原始配置中獲益的方式訪問它們。這種資源的新虛擬視圖并不受實現(xiàn)、地理位置或底層資源的物理配置的限制?！?——"Wikipedia

“虛擬化：對一組類似資源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過一種通用的方式來查看并維護(hù)資源?！?——"Open"Grid"Services"Architecture"Glossary"of"Terms。在虛擬化技術(shù)進(jìn)一步完善后，桌面虛擬化應(yīng)運(yùn)而生。

2.2"桌面虛擬化定義

桌面虛擬化將用戶的桌面環(huán)境和與其他的終端設(shè)備解耦合。服務(wù)器上面存放的是每個用戶的完整桌面，用戶可以使用不同的終端設(shè)備，如個人電腦、智能手機(jī)、PAD等，通過網(wǎng)絡(luò)訪問該桌面環(huán)境。桌面虛擬化具有以下優(yōu)勢：

首先，簡化運(yùn)維工作、降低運(yùn)維成本。能夠使用軟件從集中位置來配置PC和其他客戶端設(shè)備，系統(tǒng)管理與維護(hù)集中在數(shù)據(jù)中心，而虛擬桌面使用者可分布到各地。

其次，安全性更高。桌面虛擬化將終端的資源集中到后臺數(shù)據(jù)中心中，系統(tǒng)管理者可對終端進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證、管理和更為靈活的資源調(diào)度分配。終端用戶接收到的只是通過桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議傳輸?shù)膱D片，而虛擬機(jī)和企業(yè)數(shù)據(jù)始終存放在數(shù)據(jù)中心，大大提高安全性。

再次，更易對桌面及數(shù)據(jù)進(jìn)行備份與容災(zāi)。由于桌面環(huán)境被保存為一個個虛擬機(jī)，通過對虛擬機(jī)進(jìn)行快照、備份，就可以實現(xiàn)全備份，出現(xiàn)故障時，也能夠快速恢復(fù)。

3桌面虛擬化技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在系統(tǒng)構(gòu)成方面，桌面虛擬化技術(shù)由服務(wù)器、虛擬化桌面主機(jī)、連接代理和瘦客戶機(jī)四部分構(gòu)成。其中，服務(wù)器主要用于對桌面操作環(huán)境進(jìn)行資源分配、應(yīng)用部署、數(shù)據(jù)備份等;虛擬化桌面主機(jī)則是由服務(wù)器創(chuàng)建的虛擬桌面環(huán)境，在該環(huán)境下用戶可以通過相關(guān)的遠(yuǎn)程連接協(xié)議實現(xiàn)與硬件設(shè)備的連接和操作;連接代理主要用戶控制用戶可控制或可訪問的虛擬桌面;瘦客戶機(jī)則是提供人機(jī)交互的主要終端設(shè)備。

4.虛擬化桌面的優(yōu)勢

4.1更廣泛與簡化的終端設(shè)備支持。作為云計算的一種方式，由于所有的計算都在服務(wù)器上進(jìn)行，不再要求高端的終端設(shè)備，通過桌面虛擬化，瘦客戶端又像無盤工作站那樣得到應(yīng)用，而且智能手機(jī)、上網(wǎng)本，甚至電視等都成為可用設(shè)備，這也恰恰是云計算的靈魂所在。由于計算全發(fā)生在計算中心，大大降低了客戶端的壓力，使得更簡化的客戶端得以廣泛使用。因此，終端設(shè)備的可選擇性更加廣泛，滿足不同的應(yīng)用需求。

4.2終端設(shè)備采購、維護(hù)成本大大降低。虛擬化桌面IT架構(gòu)的簡化，帶來的直接好處就是降低了終端設(shè)備的采購和維護(hù)成本。更重要的是，瘦客戶端的報廢周期一般為6-8年，比PC長一倍，則終端投資二期就直接減少。另外，現(xiàn)有的PC系統(tǒng)也可以大大延長使用周期，只要外設(shè)可以使用，就可以轉(zhuǎn)化為普通終端，間接降低了電子垃圾的產(chǎn)生數(shù)量。

4.3集中管理、統(tǒng)一配置，使用安全。管理員可以在數(shù)據(jù)中心對所有桌面和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一配置和管理。如系統(tǒng)升級、應(yīng)用安裝等，避免了由于終端分布造成的管理困難和成本高昂。可以有效的對操作系統(tǒng)打補(bǔ)丁和統(tǒng)一的防病毒防護(hù)，由于傳遞的只是最終運(yùn)行圖像，所有的數(shù)據(jù)和計算都發(fā)生在數(shù)據(jù)計算中心，則機(jī)密數(shù)據(jù)和信息不需要通過網(wǎng)絡(luò)傳遞，安全性大大增強(qiáng)。另外這些數(shù)據(jù)也可以通過管理員設(shè)置權(quán)限不允許客戶端訪問和下載。

4.4降低耗電、節(jié)能減排。傳統(tǒng)PC的能耗一般在200W以上，而瘦客戶端的能耗卻僅僅是25W左右。所以，由于使用了瘦客戶端，耗電量會大大降低，實現(xiàn)了桌面虛擬化，具有規(guī)模效應(yīng)，瘦客戶端數(shù)量越多，收益和效率越突出。

4.5提高商業(yè)合作效率與生產(chǎn)力。通過桌面虛擬化，數(shù)據(jù)可以透明的向后臺數(shù)據(jù)中心集中。等協(xié)作結(jié)束后，只需收回虛擬機(jī)資源即可，無需為其再單獨(dú)購買終端，同時也提高了生產(chǎn)力。另一個可以提高效率的要素是桌面虛擬化的平臺無關(guān)性。只需上網(wǎng)登錄你的賬號就可以訪問自己的桌面和應(yīng)用，即使不用PC，只要有一部智能手機(jī)，無論何操作系統(tǒng)，甚至是iPad等平板電腦，都可以通過終端軟件接受虛擬桌面和虛擬應(yīng)用。

5.虛擬化桌面的不足之處

5.1初始成本較高。桌面虛擬化并不是免費(fèi)的服務(wù)，初始成本相對較高。進(jìn)行基礎(chǔ)架構(gòu)的改造，要購買虛擬化軟件的許可，也需要操作系統(tǒng)的授權(quán)。部門越多，桌面數(shù)量越多的單位越適用于桌面虛擬化，而小規(guī)模的單位使用桌面虛擬化反而會增加成本。因此桌面虛擬化使用于規(guī)模較大的單位或部門。

5.2目前的虛擬桌面性能還比不上單臺PC機(jī)桌面。由于虛擬桌面是通過后臺虛擬機(jī)來提供計算能力，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)到桌面展現(xiàn)，所以與傳統(tǒng)的PC機(jī)在性能上相比還是有一定差距。但是利用虛擬桌面應(yīng)付一般的辦公應(yīng)用，如Office、Web應(yīng)用、郵件、視頻播放、Flash播放、數(shù)據(jù)庫/ERP的管理等還可以。若要進(jìn)行高速運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理，如3D動畫、高清視頻等，虛擬桌面還有待網(wǎng)絡(luò)帶寬等硬件設(shè)施的進(jìn)一步的展。所以有特殊需求的用戶，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇本方案。

5.3虛擬桌面的高度可管理性增加用戶的信任危機(jī)。管理員從單位資源合理分布出發(fā)，希望更好更集中地管理虛擬化資源，所以與辦公無關(guān)的應(yīng)用通常不會提供，但用戶可能希望有一個更為自由的辦公環(huán)境，所以虛擬桌面有可能會引起用戶的排斥，當(dāng)然正常的辦公與設(shè)備安全運(yùn)行更為重要，因此很難兩全齊美。

6、桌面虛擬化應(yīng)用分析及改善

由于各系統(tǒng)服務(wù)器和用戶終端的日常維護(hù)占用了很大一部分工作量，同時，用戶使用的復(fù)雜性，也給管理者帶來了不小的困難。雖然通過限制用戶權(quán)限，控制訪問加設(shè)防病毒、防火墻等方法手段可以解決部分問題，但一旦出現(xiàn)故障（如病毒爆發(fā)等），管理員可能需要從管理端或各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排查，工作量大且成本高昂。用戶只需與傳統(tǒng)電腦操作一樣通過瘦客戶端登錄在數(shù)據(jù)中心的桌面系統(tǒng)，為管理員免去了大量工作，同時用戶的所有操作都源于數(shù)據(jù)中心，便大大減輕了管理員的工作負(fù)擔(dān)。

6.1桌面虛擬化平臺架構(gòu)調(diào)優(yōu)

東莞供電局桌面虛擬化平臺擴(kuò)容改造，實現(xiàn)了對桌面虛擬化平臺進(jìn)行性能優(yōu)化、故障預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)隔離功能，構(gòu)建了從主機(jī)層、網(wǎng)絡(luò)層到存儲層均無單點(diǎn)故障的高可用虛擬化平臺架構(gòu)，滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)對虛擬機(jī)的的運(yùn)行需求，為東莞供電局信息化的高速發(fā)展提供可靠、高效、安全的支撐能力。

6.2實現(xiàn)資源的有效整合及充分利用

整合現(xiàn)有IT資源，構(gòu)建統(tǒng)一的桌面虛擬化信息系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)終端計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、應(yīng)用資源的有效共享、充分利用和統(tǒng)一管理，更加快速、高效、動態(tài)地支持終端云平臺的高速發(fā)展。

6.3簡化PC維護(hù)，改進(jìn)數(shù)據(jù)安全性

與傳統(tǒng)的"PC"相比，虛擬桌面的維護(hù)要容易得多。因為虛擬機(jī)的獨(dú)特特性，各項維護(hù)任務(wù)變得十分簡單，包括修補(bǔ)應(yīng)用程序、對用戶進(jìn)行供給/解除供給、遷移到新的操作系統(tǒng)以及執(zhí)行審核職責(zé)。由于能夠?qū)?shù)據(jù)從IT"環(huán)境的邊緣移到數(shù)據(jù)中心內(nèi)，從本質(zhì)上降低了"IT"部門、設(shè)計部門所面臨的安全風(fēng)險。數(shù)據(jù)訪問集中化能夠緩解數(shù)據(jù)泄漏和失竊的風(fēng)險并簡化合規(guī)性工作程序。

6.4降低總體投資成本，達(dá)到綠色節(jié)能的總體要求

項目建設(shè)引入綠色I(xiàn)T理念，降低總體投資成本，達(dá)到數(shù)據(jù)中心高效節(jié)能的效果，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境利用效率的最大化，全面構(gòu)建綠色的虛擬化數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)桌面虛擬化的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

7.整體架構(gòu)

7.1虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)。虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)可以在整個虛擬化架構(gòu)范圍內(nèi)共享多臺計算機(jī)的物理資源，允許單個物理服務(wù)器分成多個虛擬服務(wù)器，從而達(dá)到共享資源的目的。

7.2虛擬桌面交付控制器。虛擬桌面交付控制器負(fù)責(zé)新虛擬桌面的注冊，并同時將虛擬桌面的請求指向可用的系統(tǒng)。用戶通過整合的Web"Interface組件間接與控制器進(jìn)行交互。通過本地接收器或Web網(wǎng)站，將虛擬桌面交付給用戶。

7.3虛擬桌面置備。本解決方案的置備服務(wù)器在虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)上，為虛擬桌面實例提供了操作系統(tǒng)鏡像。當(dāng)虛擬桌面啟動時，操作系統(tǒng)會經(jīng)通網(wǎng)絡(luò)交付給虛擬桌面。由于只要求升級基本鏡像，因此，所有的虛擬桌面將會在下一次重啟動時，使用最新鏡像。

7.4應(yīng)用交付控制器。應(yīng)用交付控制器負(fù)責(zé)識別分配給用戶的應(yīng)用，并將其交付給虛擬桌面。應(yīng)用交付是基于用戶需求實現(xiàn)用戶桌面?zhèn)€性化的第一部分。通過分離應(yīng)用與基本桌面鏡像，便可以實現(xiàn)減少所需桌面鏡像的數(shù)量，從而將維護(hù)過程大大簡化。

7.5個性化。虛擬桌面的個性化也是當(dāng)下虛擬桌面發(fā)展的一個方向，它允許用戶按照他們的需求自定義屬于自己的工作環(huán)境。當(dāng)前，大多的產(chǎn)品采用了Microsoft的AD域控機(jī)制進(jìn)行用戶的管理和認(rèn)證。當(dāng)用戶訪問虛擬桌面時，在對其身份進(jìn)行認(rèn)證后，即可為其交付具有不同安全級別、不同應(yīng)用權(quán)限的個性化虛擬桌面。進(jìn)一步優(yōu)化個性化設(shè)置的交付，也可以使用戶無需長時間等待虛擬桌面的裝載。

8"小結(jié)

桌面虛擬化以其低成本、低功耗、高安全、易管理，已在金融、電信、電力等行業(yè)的呼叫中心、營業(yè)廳、OA辦公等領(lǐng)域得到部署應(yīng)用。中國電信、移動、聯(lián)通等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商已在多省份分公司部署進(jìn)行相關(guān)測試。桌面虛擬化正以嶄新的姿態(tài)蓬勃發(fā)展中，不久將來必將為我們所生活的世界帶來新一輪視覺沖擊、創(chuàng)新和動力。

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