1 引言
無論是網(wǎng)絡管理員還是普通用戶，在日常管理或使用計算機時，都有這樣的麻煩：不停地升級應用軟件、安裝操作系統(tǒng)補丁、以及更新網(wǎng)絡反病毒系統(tǒng)，讓我們覺得甚是繁瑣；作為網(wǎng)絡管理員更是頭疼，若是由于某個補丁或是更新沒有及時安裝，便給大規(guī)模的部署應用流下了“隱患”。即便是有不少補丁或是更新管理工具來稍微減輕負擔，但網(wǎng)絡管理員還是得花費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（Desktop virtualization或者Vir-tual Desktop Infrastructure，我們通常簡稱為VDI）應運而生。VDI是一種基于中心服務器的計算機運算模型，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獲得兩種模型的優(yōu)點：將所有桌面虛擬機在數(shù)據(jù)中心進行托管并統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡管理員僅維護部署在中心服務器的系統(tǒng)即可，不需要在為客戶端計算機的程序更新以及軟件升級帶來的問題而擔心；同時將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性，普通用戶可以通過任何設備，在任何地點，任何時間訪問在網(wǎng)絡上屬于個人的桌面系統(tǒng)，能夠獲得完整的PC使用體驗。
2 桌面虛擬化技術發(fā)展歷程
1959年，計算機科學家Christopher Strachey發(fā)表了一篇名為《大型高速計算機中的時間共享》的學術報告，他在文中首次提出了虛擬化的基本概念。20世紀60～70年代，虛擬化進入了萌芽發(fā)展狀態(tài)。IBM發(fā)明操作系統(tǒng)虛擬機技術，允許用戶在一臺主機上運行多個操作系統(tǒng)，讓用戶盡可能的充分利用和共享昂貴的大型機資源。20世紀70～80年代，虛擬化技術進入低谷期，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和個人電腦的普及計算機硬件變得越來越便宜。當初為共享昂貴硬件而設計的虛擬化技術只是在高檔服務器（如IBM小型機）中繼續(xù)存在。在進入上世紀90年代末期以后，虛擬化技術迎來了復興。時至今日，虛擬化技術進入了一個全面發(fā)展時期。
2.1 桌面虛擬化技術的前身
在我們還不知道什么叫桌面虛擬化的時代，這種技術的前身從不同的領域產(chǎn)生，發(fā)展直至成熟，使得現(xiàn)在的桌面虛擬化技術成為現(xiàn)實。這主要包括了2種技術：
2.1.1 遠程桌面
遠程桌面技術，幾乎所有從事IT技術的人都使用過。內(nèi)置在WindowsXP中的遠程桌面使用了RDP（Remote Desktop Protocol）協(xié)議，使得用戶可以從其他的電腦上遠程登錄、訪問與使用目標桌面。RDP協(xié)議最早微軟用于Windows Server上的Terminal Servic（e終端服務）的訪問協(xié)議，實現(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用的條件下，遠程使用服務器上的各種應用。這種技術是將目標機上運行界面?zhèn)鬏數(shù)接脩魧嶋H的操作機屏幕上，并將鍵盤，鼠標等一系列的外設輸入，傳輸?shù)侥繕藱C，實現(xiàn)交互。終端服務與遠程桌面的不同是，前者只操作應用，而后者將擁有整個桌面的控制權。
2.1.2 桌面操作系統(tǒng)虛擬化
不同于服務器虛擬化技術，這里特別強調(diào)的是桌面操作系統(tǒng)被虛擬。其實這個概念基本可以被等同與VMware Workstation和微軟VPC的方式實現(xiàn)的桌面級的操作系統(tǒng)。當然這種應用模式，主要開發(fā)人員和測試人員經(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是因為在虛擬化技術剛起步的時候，一些廠商將此定義為桌面虛擬化技術，例如微軟在推出MED-v技術之前，都是將VPC定義為微軟的桌面虛擬化產(chǎn)品。在這個角度定義的所謂桌面虛擬化，基本上可以被認為是用于pc上的桌面系統(tǒng)之上的虛擬化解決方案，只是與服務器虛擬化簡單的區(qū)別與對應。其本身解決的仍然是操作系統(tǒng)的安裝環(huán)境與運行環(huán)境的分離，不依賴于特定的硬件。但是不可否認的是，而且當服務器虛擬化技術成熟之，真正得虛擬桌面技術才開始出現(xiàn)。
2.2 第一代桌面虛擬化技術
第一代桌面虛擬化技術，真正意義上將遠程桌面的遠程訪問能力與虛擬操作系統(tǒng)結合了起來，使得桌面虛擬化的企業(yè)應用也成為可能。首先，服務器虛擬化技術的成熟，以及服務器計算能力的增強，使得服務器可以提供多臺桌面操作系統(tǒng)的計算能力，以當前4核雙CPU的志強處理器16G內(nèi)存服務器舉例，如果用戶的xp系統(tǒng)分配512M內(nèi)存，平均水平下，一臺服務器可以支撐25-30個桌面運行，則可以看到，如果將桌面集中使用虛擬桌面提供，那么25-30臺的桌面采購成本將高于服務器的成本，而管理成本，安全因素，還未被計算在內(nèi)，所以服務器虛擬化技術的出現(xiàn)，使得桌面虛擬化技術的企業(yè)大規(guī)模應用成為可能。
2.3 第二代桌面虛擬化技術
第一代技術實現(xiàn)了遠程操作和虛擬技術的結合，降低的成本使得虛擬桌面技術的普及成為可能，但是影響普及的并不僅僅是采購成本，管理成本和效率在這個過程中也是非常重要的一環(huán)�？v觀IT技術應用歷史，架構的變化和三國中名言一樣：分久必合，合久必分。從最早主機-啞終端集中模式，到PC分布模式，到今天的虛擬桌面模式，其實是一個計算使用權與管理權的博弈發(fā)展。開始主機模式，集中管理，但是應用困難，必須到機房去使用；PC時代來臨，所有計算都在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)實際運行環(huán)境拆分，不必同時在一個位置，這樣即滿足了用戶的靈活使用，同時幫助IT部門實現(xiàn)了集中的控制，從而解決了這一問題。但是如果只是將1000個員工的pc變成1000個虛擬機那么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方案
3.1 Citrix(思杰)
Citrix(思杰)創(chuàng)建于1989年，是應用交付基礎架構解決方案提供商。其核心產(chǎn)品之一虛擬桌面基礎架構--Citrix XenDesktop，側重在傳統(tǒng)的虛擬化架構，涉及到應用及桌面層面的虛擬化需求，為企業(yè)開創(chuàng)端對端企業(yè)應用傳遞基礎架構。XenDesktop是首次將虛擬化桌面推向了主流市場，它可以服務于數(shù)以千計的員工。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。這種方式可提高投資回報率，簡化管理工作，使企業(yè)中的每位員工都能享受到虛擬化的優(yōu)勢。
XenDesktop是虛擬桌面化的理想選擇，它可以隨時隨地支持各種設備，能通過任何PC、蘋果機、瘦客戶端和智能電話訪問桌面和企業(yè)應用。利用思杰HDX技術，通過任何網(wǎng)絡、在任何設備上交付高清用戶體驗，提供比傳統(tǒng)PC更高的可靠性和可用性。采用FlexCast交付技術，IT部能夠在任何設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)沖突并減少應用回歸測試。添加、更新和刪除 應用的操作很簡單。
3.2 VMware
在過去的幾年中，VMware憑借服務器虛擬化成為虛擬化市場老大，尤其是對桌面虛擬化的重視力度加強。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)境確立了一個新的質(zhì)量、成本和可伸縮性標準。
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，在虛擬化領域上同樣另人矚目。在桌面虛擬化方面，微軟提供了一個從數(shù)據(jù)中心到桌面完整的套件。提供了終端服務，實現(xiàn)了對整個桌面操作系統(tǒng)系列或特定的應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 基礎架構。它融合了微軟和合作伙伴的技術，支持集中化管理桌面、應用程序和數(shù)據(jù)。使用這個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、虛擬和會話的桌面，可以集中用戶數(shù)據(jù)，加快應用程序交付速度。最終用戶可以從豐富的遠程體驗、高度的安全、對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，整個桌面環(huán)境成為托管在中央數(shù)據(jù)中心服務器上的虛擬桌面。用戶使用低成本的瘦客戶端或專用的PC連接這些虛擬桌面化。它可為用戶提供卓越的體驗，以及跨平臺的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)技術的紅帽企業(yè)Linux上，具有高性能、安全的獨立系統(tǒng)管理程序，并擁有集中的管理控制臺，供管理員用于創(chuàng)建、監(jiān)控和維護虛擬桌面。使用基于獨立算環(huán)境的虛擬桌面架構的簡單協(xié)議(SPICE)，具有自適應能力的遠程提交協(xié)議，能夠提供與物理桌面完全相同的最終用戶體驗。
3.5 Oracle
Oracle的綜合桌面虛擬化解決方案，從低安全客戶設備到高優(yōu)化虛擬桌面基礎設備軟件，提供了便捷的管理、安全性及強大的用戶訪問能力。與其他提供虛擬化解決方案的銷售商，只關注基礎設施層及整合問題有所不同，Oracle虛擬化更關注從桌面到數(shù)據(jù)中心的應用軟件能更方便的進行部署、管理和支持。同時，這些產(chǎn)品的增強特性包括：支持Windows 7虛擬桌面、符合能源之星5.0級法規(guī)標準、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)中心進入到虛擬桌面主機的通道。Oracle VDI能夠使企業(yè)簡化管理、減少運行成本、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，以達到數(shù)據(jù)安全、用戶體驗和降低總成本多重目的。
4 桌面虛擬化技術現(xiàn)狀
伴隨著虛擬化技術蓬勃發(fā)展，作為虛擬化領域的熱門技術一桌面虛擬化得到了極大的發(fā)展，桌面虛擬化技術的進步和用戶需求的逐漸興起，毫無疑問其技術將在現(xiàn)有基礎上得到更大范圍的普及和推廣，給用戶帶來一次桌面應用的革命。但是桌面虛擬化現(xiàn)階段的技術并非完美，其部署仍然面臨一定的風險。
桌面虛擬化技術上面臨著一些問題：
(1)集中管理問題。多個系統(tǒng)整合在一臺服務器中，在節(jié)省資源的同時，也面臨著一個嚴重的問題，一旦服務器出現(xiàn)硬件故障，其上運行的多個系統(tǒng)都將停止運行，對其用戶造成的影響和損失時巨大的。虛擬化的服務器合并程度越高，此風險也越大。
(2)集中存儲問題。默認情況下，用戶的數(shù)據(jù)時保存在集中的服務器上，每個虛擬桌面不知會占用多少的存儲空間，這給服務器帶來的存儲壓力將會是非常巨大的;不管分多少個虛擬機，每個虛擬機都還是建立在一臺硬件服務器基礎之上的，互相之間再怎么隔離，其實和虛擬主機一樣，用的也是同一個CPU、同一個主板、同一個內(nèi)存，用的還是同一個機器的硬盤，如果其中一個環(huán)節(jié)出錯，很可能就會導致“全盤皆輸”�？偟膩碚f，使用虛擬機并不比使用物理主機具有更高的安全性和可靠性。若是服務器出現(xiàn)了致命的故障，用戶的數(shù)據(jù)可能丟失，整個平臺經(jīng)面臨災難。
(3)虛擬化產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一標準問題。由于各個軟件廠商在桌面虛擬化技術的標準上尚未達成共識，至今尚無虛擬化格式標準出現(xiàn)。各虛擬化產(chǎn)品廠商的產(chǎn)品間無法互通或者專業(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)運行、遷移和升級將會極其困難。
(4)網(wǎng)絡負載壓力。局域網(wǎng)一般不會存在太大問題，但是如果通過互聯(lián)網(wǎng)就會出現(xiàn)很多技術難題，由于桌面虛擬化技術的實時性很強，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)對數(shù)據(jù)中心來說是一項標準，但還沒有廣泛部署到桌面，目前還達不到VDI對高帶寬的要求。而且如果用戶使用的網(wǎng)絡出現(xiàn)問題，桌面虛擬化發(fā)布的應用程序不能運行，則直接影響應用程序的使用，其對用戶的影響也是無法估計的。
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，還沒有哪種技術是不存在潛在缺陷甚至陷阱的。需求，當人們有這個需求時，一切問題都不再成為問題！現(xiàn)在人們對虛擬化已經(jīng)有了需求，而且這個需求是不斷深化的。云計算的一個核心思想就是在服務器端提供集中的計算資源，同時這些計算資源要獨立地服務于不同的用戶，也就是在共享的同時，為每個用戶提供隔離、安全、可信的工作環(huán)境。虛擬化技術將是云計算的一個基礎架構。通俗地說，云計算實際上是一個虛擬化的計算資源池，將大量用網(wǎng)絡連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構成一個計算資源池向用戶按需服務，通過不斷提高“云”的處理能力，進而減少用戶終端的處理負擔，最終使用戶終端簡化成一個單純的輸入輸出設備，并能按需動態(tài)調(diào)動資源，每個用戶都有一個獨立的計算執(zhí)行環(huán)境來享受“云”的強大計算處理能力。由此，桌面虛擬化可以為云計算的發(fā)展提供一個自適應、自管理的靈活基礎架構。隨著人們對桌面虛擬化好處的認知的提高，以及對桌面虛擬化的需求的提出，相關技術的不斷完善，桌面虛擬化必將普及，年輕的桌面虛擬化將會迎來更多的發(fā)展機遇和進一步的需求。
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