桌面虚拟化场景应用研究

摘 要：针对目前桌面虚拟化建设热点，以达到简化IT基础设施，节约IT投资和人力资源，提高业务可用性等为目的，通过对桌面虚拟化技术多维度分析，从理论上去研究和推演下不同业务场景下桌面虚拟化技术的应用。

关键词：桌面虚拟化 应用场景 虚拟桌面 虚拟应用 瘦客户机

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0022-03

近年来，信息虚拟化、云计算[1]、大数据、移动设备等技术得到了迅猛发展，给整个信息产业的架构和运作模式带来重大变革，这些新技术的发展趋势还在进一步加强。虚拟化从理论上来理解，是对一组类似资源提供一个通用的抽象接口集，从而隐藏属性和操作之间的差异，并允许通过一种通用的方式来查看并维护资源。而桌面虚拟化技术一般是指将计算机的终端系统（也称作桌面）进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。

1 桌面虚拟化的技术分析

桌面虚拟化，是指借助于计算机技术把计算机桌面进行抽象化处理，把所有客户端的去处合为一体，集中在企业数据中心运行，从而可以方便用户随时随地使用其个人桌面，达到增加使用桌面的灵活性和安全性，满足不同的应用需求的目的[2]。

如果说服务器虚拟化技术解决了服务器集中管理问题，交换机的虚拟化则解决了交换机集中管理问题，而桌面虚机化解决的则是终端及用户集中管理的问题。但明显前两者本身就已经相对集中而数量相对少，后者却严重呈离散分布和数量庞大。从传统技术角度上，集中难度更高。目前一些终端管理技术（如：微软AD域SMS系统、蓝代斯克LANDesk、北信源等）只是从软件（逻辑层面）上解决终端的集中问题，并没有很好解决硬件层面的问题，还存在很多管理难和实现复杂的问题，而桌面虚机化才是真正从物理和逻辑两个层面去解决终端集中的问题。以下将用笔者个人的角度去定义一些虚拟化的关键元素，并对桌面虚拟化技术进行分析。

1.1 从发展历史看桌面虚拟化

在信息发展的历史上，其实很早就有桌面虚拟化的影子，下面以个人角度从技术方面划分下桌面虚拟化发展阶段，这也是从需求发展而来，从雏形、发展到逐渐成熟的过程。

第一阶段，多用户A段。这个时期，出现造价昂贵的大型机，为充分发挥大型机价值而出现让多个用户登录使用的多用户多任务操作系统，这个应该算是桌面虚拟化的雏形。

第二阶段，远程终端阶段。这个时期，大型机硬件分区技术和虚拟化技术的发展，出现CITRIX公司ICA远程共享协议，其后微软从CITRIX公司购买此项技术发展成为现在著名RDP远程桌面协议，结合终端服务实现从单用户到对多用户的支持。这个阶段笔者觉得才形成桌面虚拟化的初级形态。

第三阶段，桌面虚拟化初级阶段，因为这个阶段桌面虚拟化概念定义才出现，真正形成桌面虚拟化技术框架，而且也出现专门的桌面虚拟化产品。如CITRIX公司的XenApp/XenDesktop、Vmware公司的ThinApp、微软公司的MED-v等。

第四阶段，桌面虚拟化发展阶段，也就是目前。渡过桌面虚拟化的初级阶段后，桌面虚拟化技术经历了大量窄带应用、用户体验、不成熟协议等实践问题，再加上目前信息网络、移动设备技术等飞速发展，大量的新技术和架构将进一步行程完善桌面虚拟化技术。

1.2 桌面虚拟化技术架构分析

桌面虚拟化目前主要分为VDI（Virtual Desktop Infrastructure虚拟桌面基础架构）、VOI（Virtual OS Infrastructure虚拟操作系统架构）和OSV（Operating System Virtualization智能桌面虚拟化）三种技术架构。

简单来说VDI架构给的是一个图形化系统运行的显示结果，所以这种基于服务器的模式对服务器的配置有极高要求。VOI架构则不一样，提出虚拟容器概念，让虚拟系统从引导阶段就开始接管计算机硬件平台，直接工作在本机硬件平台之上。OSV架构是基于X86标准计算机系统下实现PC桌面的集中管理、控制、存储、维护的技术，使用集中管理、分布运算机制，实现了用户桌面数据的统一管理，统一派发，与计算机硬件分离。技术对比情况见表1。

1.3 桌面虚拟化的使用方式

桌面虚拟化的使用方式其实就两种，下面讨论下这两种使用方式。

第一种桌面交付，其实就是我们讨论得最多的虚拟桌面，这种使用方式追求提供给用户等同于常规PC一样的使用体验。这也是最常规的桌面虚拟化使用方式，一般还分为提供用户自定义的桌面和统一的桌面两种方式。

第二种应用交付，也叫虚拟应用，这种使用方式针对性比较强，对单一或少量的业务使用优势明显，而且更有利于减少桌面虚拟化服务端资源使用和硬件无关联性。

1.4 桌面虚拟化的重要相关技术

信息是一个很庞大的技术体系，而桌面虚拟化技术的成功还需要依托多种关联技术的发展，对桌面虚拟化技术有着重大的影响力。

（1）服务器技术（含服务器虚拟化技术），这是桌面虚拟化的先决条件。成熟、高性能的服务器部署架构决定了桌面虚拟化终端稳定运行和便利扩容。（2）存储技术，选择恰当的存储设备可以有效保护投资和确保项目的成功性。比如价格昂贵的高速高可用的高端存储负责桌面虚拟化的系统镜像和配置加载，容量大、相对价格便宜的低端存储负责存储桌面虚拟化的用户和应用数据。（3）网络技术，企业网络从几百Kbps的窄带到10M、100M、1 000M甚至是10G网络的发展，移动互联网技术从2G、2.5G、3G发展到现在4G通信技术。（4）桌面虚拟化终端。在大规模桌面虚拟化部署角度，更多关注的目标是瘦客户（Thin Client）。目前的瘦客户主要分为ARM和X86两种硬件架构，不同的桌面虚拟化技术的应用对瘦客户机的硬件架构和性能依赖也不一样。未来，桌面虚拟化终端应该包含的更广泛，可以是普通用计算机、笔记本、手机、平板等。（5）云计算。通过与基础设施即服务IaaS（Infrastructure as a Service）结合，桌面虚拟化演变成桌面云DaaS（Desktop As a Service）。IaaS提供基础资源平台，桌面虚拟化和云平台的融合就达到类似于软件服务SaaS（Software as a Service）一样的效果，这就是DaaS。（6）流传输技术，影响桌面虚拟化中涉及图形视频的技术，类似串流技术Streaming，透过网际网路传输数位多媒体数据，声音和影像以流的方式实时传送给用户。

2 桌面虚拟化应用场景研究

桌面虚拟化应用场景研究是一个大范畴和考究细节的内容，有着诸多的影响因素。比如受国家安全策略影响，目前重要企业主要使用和部署的桌面虚拟化系统正在由国外转为国内品牌，但国内厂商在这个领域起步较晚，软件的成熟度和稳定性还较差。在这里，将抛弃软件成熟度和产品差异性，更多地从应用需求、投资、人力、安全等角度去推演桌面虚拟化在不同需求场景下的最佳实现。

2.1 统一桌面的场景

适用：中大型企业，远距多分支办公机构。无特殊应用使用需求。

部署建议：使用统一的桌面交付方式和瘦客户机。应用场景要考虑的更多是从管理上约束和消灭用户使用的个性。

优点：（1）服务器资源占用少，服务器端管理简单，仅用维护1个或少数的终端系统镜像。（2）终端维护要求低，运维人员到用户现场仅用简单判断简单终端硬件或网络故障就基本可以解决大部分故障，对于远距多分支办公机构还可以有效减少维护开支。（3）安全性高，避免用户习惯等个性问题带来复杂的安全问题。

缺点：对于差异化复杂的业务需要多样化支持，达不到统一桌面的简单管理目的。

2.2 双网分离的场景

适用：中大型企业，对数据安全高要求，需要分离办公业务网络和互联网等普通业务网络的使用。

部署建议：使用统一的桌面交付方式或应用交付方式。应用场景要考虑的更多是限制虚拟桌面或虚拟应用与物理机的直接数据交换，搭建数据服务器进行统一的数据存储和出入口管理。

优点：（1）有效保障业务网的数据安全，避免数据泄露。（2）针对双网分离场景资金和维护投入少，因为针对使用个体不需要配备两个终端，维护两张综合数据网。

缺点：（1）非真正意义的双网物理分离，有效限制虚拟桌面或虚拟应用与物理机直接数据交换的技术难度高；（2）存在屏幕截屏和录制的数据安全先天不足问题。

2.3 应用兼容性封装场景

适用：软件开发力量不足，业务对老版本系统环境依赖的场景。这块需求往往由于当前系统和软件补丁更新，造成目前使用的业务程序不能兼容当前操作系统或流浪器，业务系统必须运行在老版本的操作系统环境，业务系统必须运行特俗的操作系统中等情况。

部署建议：建议使用应用交付方式。把封装在一个操作系统和软件环境下的业务系统当桌面上的一个图标，普通终端上的应用去用。

优点：（1）业务使用简单。（2）有效减低人员维护量。

2.4 快速部署场景

适用：电化培训环境教室、IT实验试验测试、临时大规模工作环境。

部署建议：使用桌面交付方式或应用交付方式。

优点：（1）使用桌面虚拟化方式，可以有效节约设备、操作系统和软件部署时间。（2）针对实验测试场景，虚拟桌面的还原技术比普通终端更灵活方便。

缺点：针对实验测试场景中需要测试标准PC等物理设备的需求，存在拟真度不足的问题。

2.5 远程访问场景

适用：移动办公、需要从互联网访问企业内部业务系统的场景。

部署建议：使用桌面交付方式或应用交付方式。部署成功的关键是管控访问控制的安全手段和安全策略，这种场景虽然业务需求不一样，但实际与“3.2双网分离的场景”要求基本相同。

优点：具备高灵活度、跨设备、跨平台应用。广泛的设备终端支持，包含不同操作系统的标准电脑终端、平板电脑、智能手机、瘦客户机等。

缺点：针对互联网的使用情况，带宽占用方式比较虚拟专用网VPN（Virtual Private Network）较高。

2.6 节能减排和有效降低信息化投资

适用：信息化较高的中大型企业。

部署建议：使用瘦客户机或应用交付方式。部署成功的关键是对瘦客户机或应用交付方式替代传统终端设备的覆盖程度。

优点：（1）节能减排，瘦客户机在能耗上仅为传统终端的1/10左右，对大型企业来说部署覆盖率越高节能减排的经济成效就越高。（2）降低维护开支，瘦客户机的广泛部署能有效节约企业针对维护和人力方面的投入资金。（3）节约软件采购开支，减低软件正版化的法律风向。针对大型企I操作系统、办公软件、绘图软件等的正版化开支相当庞大，比如500人每人配备1个终端的企业，都需要使用办公软件Office，但在同一个时间点并发需求仅50人同时使用Office，使用应用交付方式企业仅用采购60～70套办公软件Office而不是500套，这无疑大大节约了企业正版化软件的采购资金。

缺点：（1）节约软件采购开支，存在正版采购的软件在虚拟化中使用版权的风险。（2）采用桌面虚拟化结合瘦客户机部署方式，常规存在瘦客户机硬件费用、桌面虚拟化授权费用和服务器端的平台费用等投资比传统方式的投资不占优势。

2.7 互联网设备租赁业务

适用：信息化较高的中小型企业、SOHO型工作室、个人等。

部署建议：使用桌面交付方式或应用交付方式，合理的租赁费用是这种运营结构的成功关键。主要形态表现为互联网的服务提供商建设庞大的桌面虚拟化资源池，以盈利为目的，提供给租赁用户性能强大、专业图形处理、小规模互联网协助作业等业务需求的虚拟主机。

优点：（1）社会资源合理化分配。（2）减少个人用户、小规模工作团队临时或短期因高性能、特殊作业需求的设备购买费用。

缺点：个性需求多，对桌面虚拟化资源池运营商的运维和经营结构成熟提出较高要求。

3 结语

在“3桌面虚拟化的应用场景研究”中仅是对桌面虚拟化的应用场景展开简单的探讨，对场景应用的进行了比较和分析，其实只是提出解决问题的参考思路。一个企业的桌面虚拟化部署的最佳实现需要细化企业的需求和特点，再进行规划部署，并可能应用多个不同的场景。目前国内桌面虚拟化软件的成熟度和稳定性还较差，这也是桌面虚拟化部署需要考虑的问题，但是桌面虚拟化的发展趋势是信息化发展的趋势方向，再经历过发展到成熟的过程后，必定会成为企业信息化主要助力。下面再总结下桌面虚拟化技术针对场景应用的主要优劣，以便达到最佳实现的目的。

3.1 桌面虚拟化的主要优点

（1）终端部署周期短。（2）终端系统恢复简单。（3）终端维护简单。 （4）终端性能扩展灵活。（5）便于解决业务系统软件兼容性问题。（6）终端管理统一。（7）企业安全防护整体提高。（8）大规模应用能有效节能减排。（9）充分利用资源池，避免传统资源分散闲置情况。

3.2 桌面虚拟化的主要缺点

（1）针对传统使用习惯，用户体验相对差。（2）国产桌面虚拟化软件稳定性差和功能不足。（3）桌面虚拟化终端外设兼容性差或受限。（4）桌面虚拟化终端外设扩张性差或受限。（5）桌面虚拟化载体软、硬件带来新的安全问题。

参考文献

[1] 王金波，金耄何乐，等.虚拟化与云计算[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2] 陈鹏.浅谈虚拟化技术[J].信息化建设，2010（4）：112-114.