云桌面發(fā)展和應(yīng)用難點分析

蔣勇

摘 要： 云桌面（Cloud Desktop）作為云計算領(lǐng)域的垂直解決方案，是目前業(yè)界研究和應(yīng)用的熱點，是基于云計算的應(yīng)用中技術(shù)最為成熟、用戶接受度最高的應(yīng)用解決方案。本文從云桌面的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢開始，系統(tǒng)介紹了云桌面的特點及分類、方案架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用實踐，重點闡述了云桌面在實際應(yīng)用中影響用戶體驗的最關(guān)鍵技術(shù)，包括帶寬優(yōu)化、無代理殺毒等，并介紹了業(yè)界通決方案及難點，闡述云桌面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：云桌面實踐 云桌面技術(shù)關(guān)鍵點

中圖分類號：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0006-01

上世紀(jì)80年代，PC的出現(xiàn)改變了整個世界，創(chuàng)造了全球IT產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的浪潮。云計算技術(shù)的出現(xiàn)被譽(yù)為是IT業(yè)界新的產(chǎn)業(yè)革命，未來將如何改變傳統(tǒng)PC的使用方式？

據(jù)IDC統(tǒng)計，PC出貨量持續(xù)下滑，流失的PC銷量主要流向兩個方向，個人市場流向了移動平板，企業(yè)市場流向了云桌面。相對的，云桌面（瘦終端）的市場穩(wěn)步增長，2017年出貨量可達(dá)90萬?？梢灶A(yù)見，云桌面會掀起未來PC行業(yè)的改革浪潮，是近年來乃至未來數(shù)年的熱點。

一、云桌面概念及發(fā)展分類

云桌面是云計算模式下類IT的創(chuàng)新辦公應(yīng)用系統(tǒng)，可以將計算、存儲、管理服務(wù)發(fā)布給使用者，實現(xiàn)向任何地點的任何設(shè)備交付應(yīng)用和桌面服務(wù)，即數(shù)據(jù)的存儲和管理都集中在云端，用戶界面使用遠(yuǎn)程協(xié)議傳輸?shù)接脩舻慕K端設(shè)備上。

云桌面自2011年進(jìn)入中國，已經(jīng)在教育、能源、運(yùn)營商、專網(wǎng)、大商業(yè)等行業(yè)有了很多應(yīng)用。

云桌面有多種部署模式，出現(xiàn)最早且應(yīng)用最多的云桌面架構(gòu)是VDI（虛擬桌面架構(gòu)）方式。VDI形式是把一個物理機(jī)裝上虛擬化軟件后，變成多個虛擬機(jī)，每個虛擬機(jī)分配給一個桌面用戶使用，即每個用戶獨占一個云端虛擬機(jī)。

在實際應(yīng)用中，有的桌面用戶對資源需求較少，如網(wǎng)管等，獨占虛機(jī)會造成資源浪費(fèi)，所以就出現(xiàn)了另一種云桌面架構(gòu)，SBC（Server-Based Compute），也叫虛擬化應(yīng)用。SBC形式是在一個物理機(jī)上直接安裝Windows Server 2008或2012操作系統(tǒng)（即應(yīng)用服務(wù)器），再裝上應(yīng)用程序，可以多人共同使用這個操作系統(tǒng)，這就是會話桌面；也可以操作系統(tǒng)上安裝某應(yīng)用程序，多人共同使用這個應(yīng)用程序，這就是會話應(yīng)用。

近年來，另一種技術(shù)悄然而生，這就是VOI（Virtual OS Infrastructure），也稱為物理PC虛擬化或虛擬終端管理。VOI架構(gòu)充分利用終端本地的計算能力，桌面操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件集中部署在云端，啟動時云端以數(shù)據(jù)流的方式將操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件按需傳送到客戶端，并在客戶端執(zhí)行運(yùn)算。

二、云桌面應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)難點

1.帶寬優(yōu)化

云桌面在云端的處理結(jié)果是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩舳耍詫W(wǎng)絡(luò)的依賴性極強(qiáng)，在網(wǎng)速不夠或網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不好時，用戶體驗也隨之下降，使用卡頓甚至無法使用。如何在同等信息量下使屏幕信號占用更少帶寬，在低帶寬下甚至公網(wǎng)條件下依舊可以流暢使用桌面，是目前業(yè)界的一個難題。

業(yè)界先進(jìn)的處理方式是使用x.264進(jìn)行編碼，也稱為流式桌面：檢索圖像的實際變化區(qū)域（只編碼變化部分），利用x.264強(qiáng)大的壓縮功能及緩存幀信息特性，取得非常好的低帶寬效果。測試效果來看，帶寬降低率可達(dá)50%，即傳輸相同量的內(nèi)容，僅需原來一半的帶寬。舉例來說，這種x.264編碼桌面在1Mbps帶寬條件下和其他編碼方式桌面2Mbps下幾乎相同的體驗。

2.外設(shè)重定向

外設(shè)重定向問題直接影響用戶使用體驗，是桌面用戶調(diào)研時用戶反饋最多的問題。在技術(shù)上，可以采用將外設(shè)使用獨立通道，和其他屏幕信號通道分開，提高通道優(yōu)先級等措施，但是新的外設(shè)層出不窮，非標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)也非常多，所以持續(xù)和及時的優(yōu)化和支持是目前解決這一問題的最好途徑。

3.無代理殺毒

云桌面應(yīng)用時，防病毒也是重中之重。通常用戶習(xí)慣使用單機(jī)版殺毒軟件，如360、趨勢等，這些殺毒軟件自身占用虛機(jī)資源多，并且在進(jìn)行病毒掃描時，幾乎會占用90%以上的虛擬機(jī)資源，導(dǎo)致用戶在使用桌面時出現(xiàn)卡頓、拖動鼠標(biāo)無反應(yīng)等情況。無代理殺毒，即每個虛擬機(jī)上不再需要安裝殺毒代理客戶端。該方式在物理機(jī)上集中部署一個無代理中控，實現(xiàn)病毒庫更新、殺毒掃描策略、檢測日志等，用戶可以無感知享受病毒防護(hù)服務(wù)，是目前效果最好的一種殺毒方式。這種實現(xiàn)方式，不能將殺毒軟件直接安裝部署使用，桌面廠商必須在虛擬化層和殺毒軟件廠商進(jìn)行合作開發(fā)，將無代理中控嵌入到虛擬化軟件中，合作開發(fā)量較大，目前能夠支持這種殺毒方式的云桌面廠商并不多。

4.圖形桌面

在3D等圖形桌面的應(yīng)用中，由于上層應(yīng)用軟件計算量大，僅靠CPU計算已經(jīng)不能滿足要求，需要GPU（Graphic Processor Unit）顯卡的支持。在云端的桌面物理服務(wù)器上要安裝GPU顯卡。

業(yè)界有兩種主要的圖形桌面處理方法：GPU透傳和GPU虛擬化。

GPU透傳

每個圖形用戶綁定獨立的顯卡。如果一個顯卡有多個物理CPU，則可以綁定其中的一個CPU。這種方式成本較高，每一個GPU顯卡或一個物理CPU只能分配給一個用戶使用。

GPU虛擬化

GPU虛擬化，將服務(wù)器上的GPU虛擬成一個一個的vGPU給Hyper-V上的每個虛擬機(jī)使用。使用GPU虛擬化技術(shù)之后，可以讓運(yùn)行在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上的虛擬機(jī)實例共享使用同一塊或多塊GPU處理器進(jìn)行圖形運(yùn)算，這種安全且高效的桌面訪問方式，被越來越多的用戶追捧。但是圖形應(yīng)用程序?qū)︼@卡的要求各不相同，在VDI項目實施前一定要確認(rèn)應(yīng)用與vGPU的兼容性。而且GPU虛擬化層的更新周期非常長，而實際的GPU控件卻更新很快，所以GPU虛擬化并不能廣泛應(yīng)用。

三、總結(jié)

本文對業(yè)界云桌面的發(fā)展背景及趨勢作了詳細(xì)介紹，并對云桌面分類、各種應(yīng)用場景及對應(yīng)技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了分析，分析了云桌面實際應(yīng)用中影響云桌面使用體驗的關(guān)鍵技術(shù)問題?？梢灶A(yù)見，云桌面是業(yè)界研究和應(yīng)用的熱點，目前云桌面已經(jīng)進(jìn)入推廣期，未來會有更廣泛的應(yīng)用。