從基礎(chǔ)軟硬件兼容性談桌面云的應(yīng)用

周平

從第一臺個人電腦誕生之日起，根據(jù)摩爾定律不管是硬件的升級換代，還是操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的不斷重構(gòu)更新，基礎(chǔ)軟硬件的兼容性問題一直伴隨存在著。計算機(jī)業(yè)界諸多巨頭廠商也都深受軟硬件兼容性問題的困擾，為解決這一難題都不惜花費巨資，嘗試各種解決方案。

微軟的Windows操作系統(tǒng)幾乎是個人電腦的另一個代名詞，Windows在帶來圖形用戶界面和便捷交互體驗的同時，突發(fā)的“藍(lán)屏”是常見的痼疾之一，操作系統(tǒng)與軟硬件兼容性問題就是”藍(lán)屏”問題的幕后黑手。微軟從WindowsXP時代起，為解決“藍(lán)屏”等問題建立了硬件質(zhì)量計劃實驗室WHQL （Windows Hardware Quality Lab），推出徽標(biāo)計劃。該計劃包括制定硬件認(rèn)證規(guī)則和程序、開發(fā)兼容性測試工具，諸如Win7的HCK（Windows Hardware Certification Kit）和Win10系統(tǒng)的HLK（Windows Hardware Lab Kit）、最后對通過測試的硬件產(chǎn)品授予微軟徽標(biāo)的使用授權(quán)，同時把其驅(qū)動程序發(fā)布到Windows driver update中供用戶下載使用。

迄今為止，微軟已經(jīng)累計為1575批次臺式機(jī)和1550批次筆記本完成了兼容性測試，可謂是任重而道遠(yuǎn)。無獨有偶，不光是Windows系統(tǒng)，國內(nèi)外的Linux廠商也都采用了同樣做法。紅帽作為國外Linux代表廠商也格外重視軟硬件的兼容性問題。紅帽會測試其他廠商的軟硬件產(chǎn)品與自家的Linux企業(yè)版及實時版、OpenStack平臺、集群存儲的兼容性，并把通過測試的軟硬件產(chǎn)品納入紅帽生態(tài)并對外發(fā)布。國內(nèi)在信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新大潮的引領(lǐng)下，基礎(chǔ)軟硬件廠商也都把兼容性測試當(dāng)做生態(tài)建設(shè)的首要任務(wù)來抓，銀河麒麟推出了PK（飛騰、銀河麒麟）體系兼容性認(rèn)證、統(tǒng)信軟件力推UOS兼容性測試、龍芯、鯤鵬也都有其自己的兼容性認(rèn)證體系。

兼容性的定義是指，在共享相同的硬件或軟件環(huán)境的條件下，產(chǎn)品、系統(tǒng)或組件能夠與其他產(chǎn)品、系統(tǒng)或組件交換信息，和/或執(zhí)行其所需的功能的程度。說直白些就是同一套軟件或外設(shè)在不同架構(gòu)的硬件或操作系統(tǒng)之下，功能和性能能否達(dá)到100%發(fā)揮，可用性、可維護(hù)性和安全性能否保持一致水平。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，解決兼容性問題有更深遠(yuǎn)的意義，因為國內(nèi)CPU芯片有X86、ARM、MIPS、Alpha多種架構(gòu)，再來分別適配統(tǒng)信的UOS和麒麟OS兩種操作系統(tǒng)，就會產(chǎn)生8種組合，再去適配眾多的應(yīng)用軟件和外設(shè)簡直是一項非常艱巨的任務(wù)。是否能找出更為簡單解決兼容性問題的方法呢？答案是肯定的，采用桌面云是一種有效的方式。

桌面云是指通過客戶端或者其他與網(wǎng)絡(luò)鏈接的設(shè)備來訪問云端桌面的一種模式，由桌面虛擬化軟件、虛擬桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議、虛擬桌面連接代理和終端（包括瘦、胖及移動終端等）共同組成。桌面云主要分為VDI（虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)）和IDV（智能桌面虛擬化）兩大技術(shù)路線，這兩大技術(shù)路線在解決軟硬件兼容性問題上各有所長，都能簡化軟硬件適配的復(fù)雜性。

先說VDI架構(gòu)，通過服務(wù)器虛擬化技術(shù)把服務(wù)器端硬件資源實現(xiàn)池化，池化資源生成虛擬桌面集群統(tǒng)一完成計算、存儲、管理等過程。終端借助網(wǎng)絡(luò)連接和桌面協(xié)議連接至服務(wù)器端，實現(xiàn)虛擬桌面的顯示和外設(shè)指令的傳輸。由于VDI是一種在服務(wù)器端進(jìn)行集中計算、集中管理的架構(gòu)，這就相當(dāng)于把復(fù)雜的軟硬件兼容性問題放在服務(wù)器端進(jìn)行了統(tǒng)一解決，所依托的技術(shù)和工具就是服務(wù)器虛擬化、hypervisor和virtual machine monitor（VMM）。把原本需要進(jìn)行大量適配兼容工作的終端完全解放出來，運行一個虛擬桌面代理程序即可。在不同架構(gòu)的電腦整機(jī)上需要進(jìn)行8次軟硬件適配的工作使用VDI方案只需1次適配即可解決，可謂是畢其功于一役。

IDV架構(gòu)是一種分布式計算、集中管理的架構(gòu)。服務(wù)器上生成虛擬桌面鏡像，通過網(wǎng)絡(luò)將鏡像推送至終端運行，在終端節(jié)點上完成虛擬桌面的程序計算和數(shù)據(jù)存儲，同時把數(shù)據(jù)上傳到云端同步保存。在服務(wù)器端可實現(xiàn)桌面鏡像、用戶、策略和數(shù)據(jù)的集中管理。跟VDI相比，把在服務(wù)器上的hypervisor層移值到了IDV胖終端上實現(xiàn)，在終端上實現(xiàn)了將操作系統(tǒng)與硬件的抽象分離。同時通過運用GPU和外設(shè)透傳等技術(shù)，各種外設(shè)識別也不再需要通過桌面協(xié)議重定向到服務(wù)器上去解決，其優(yōu)勢一是大大簡化外設(shè)與終端適配的工作量，其二是IDV胖終端的運行不再強(qiáng)依賴于網(wǎng)絡(luò)和桌面協(xié)議，這樣的特性使IDV方案更適合運用在業(yè)務(wù)實時性要求高、外設(shè)眾多、斷網(wǎng)可用的政務(wù)窗口、醫(yī)療工作站等場景上。

由此可以看出，在當(dāng)前國內(nèi)諸多芯片廠商架構(gòu)各異、操作系統(tǒng)群雄并起的大背景之下，能有效解決基礎(chǔ)軟硬件廠商的兼容性問題，能顯著降低最終客戶花在外設(shè)、應(yīng)用軟件適配上的財力和時間成本，或許桌面云技術(shù)是可以突破當(dāng)前困境的一把有利武器。