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解析桌面虚拟化的技术及前景

2012-07-20  看见就非常

 1、关于桌面虚拟化

  目前,提供桌面虚拟化解决方案的主要厂商包括微软、Vmware、Citrix,而使用得远程访问协议主要利用两种协议:(早期由Citrix开发的,后来被微软购买并集成在)Windows中的RDP协议,这种协议被微软和Vmware的桌面虚拟化产品使用,(而基于Vmware的SunRay等硬件产品,也都是使用RDP协议;)第二种就是Citrix自己开发的目前独有的ICA协议,Citrix将这种协议使用到其应用虚拟化产品与桌面虚拟化产品中。

  网络管理员都有这样的麻烦,不停地升级应用软件、安装操作系统补丁、以及更新网络反病毒系统,让计算机管理工作难上加难。若是由于某个补丁或是更新没有及时安装,便给大规模的部署应用流下了“后遗症”,更是让网络管理员头疼。即便是有不少补丁或是更新管理工具来稍微减轻负担,但网络管理员还是得花费诸多的精力在此类问题上。

  桌面虚拟化VDI

  桌面虚拟化VDI应运而生,它是一种基于中心服务器的计算机运作模型,它沿用了传统瘦客户端模型,但是让系统管理员与终端用户能够同时获得两种方式的优点:将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理;同时用户能够获得完整的PC使用体验。网络管理员仅维护部署在中心服务器的系统即可,不需要在为客户端计算机的程序更新以及软件升级带来的问题而担心。这样,就帮助网络管理员很好地解决了操作系统补丁安装、更新问题。

  桌面虚拟化技术的本质是将桌面的操作环境与机器运行环境分离,实现在任何地点,通过非特定设备(例如不同的台式机、笔记本、PDA、甚至包括手机)都可以实现对桌面的访问与操作。有人可能会产生疑问,既然桌面虚拟化是将操作环境与运行环境分开,那“远程桌面”应该是最早具有“桌面虚拟化”意义的技术吗?但是为什么今天才会提这个技术,而且被大家认为是一个未来的趋势呢?这关键在于,传统的远程桌面技术是接入到一个真正安装在一个物理机器的操作系统。如果要大面积作为企业应用的技术,不但要投入一个个PC,同时还要对应的投入很多终端,是得不偿失的行为,所以仅仅作为远程控制和远程访问的一种工具。虚拟化技术的出现。允许一台物理硬件同时安装多个操作系统,采用虚拟桌面化,极大地降低了整体的IT采购成本和运作维护成本,很大程度提高了计算机的安全性以及硬件系统的利用率,桌面虚拟化将技术收益做到大过采购成本,这也使得其逐渐推广成为了必然。

  2、桌面虚拟化技术

  2.1第一代桌面虚拟化技术

  自计算机诞生以来,计算机硬件系统性能的发展速度要远远快于计算机软件的发展速度。尤其是集成电路的集成度越来越高,体积越来越小,性能却成倍增长。但是,系统性能的利用率却没有任何增长。于是说桌面虚拟化的产生和CPU平均使用率太低直接挂钩,CPU平均使用率低导致了资源的浪费。据统计,UNIX服务器的CPU平均利用率不足29%,而基于Windows的服务器CPU更是不到13%。这表明:一方面,是计算机硬件资源的浪费,而另一方面大量使用者却为渴望,却无法拥有一个完整、独立和互不干扰的计算机环境来分享剩余的硬件资源而苦恼。为了解决这些问题,也为了更好的实现节能高效的对服务器的运用,在同一个独立的计算机硬件平台上,同时安装多个操作系统,并同时运行这些操作系统的系统结构被设计出来,使得桌面虚拟化技术的大规模应用成为可能。

  当然,如果只是把台式机上运行操作系统转变成为服务器上运行的虚拟机,而用户无法访问。重点是这种改变或者说这种技术要能为更多的人使用,即互联应用才有它的价值。所以虚拟桌面的核心与关键,不是后台服务器虚拟化技术讲桌面虚拟,而是让用户能够通过各种手段,任何时间,任何地点,通过任何设备都能够访问到自己的桌面,即远程网络访问的能力。

  桌面虚拟化的出现,极大地提高了计算机资源的利用率,使用虚拟化技术合并物理机器后,一台服务器可以支持几十甚至几百个桌面同时运行,服务器的平均资源利用率可提高到90%,这已达到了单个计算机最优的饱和工作量。而且降低了整机系统总成本,大幅度降低了能耗。应用虚拟化平台时,单台服务器的成本投入需要适当增加,即高配置的单台机器要比低配置的单台机器更适于部署虚拟化系统,同时,也能获得更显着的效益。更形象地讲,就是VDI可能使得2倍的硬件投入可以从虚拟化部署中获得4倍甚至更多的收益。

  目前,桌面虚拟化市场三足鼎立。提供桌面虚拟化解决方案的主要厂商包括VMware、Citrix和微软。三者各有来头,VMware是x86虚拟机技术的创立者和领导者,也是全球虚拟机软件市场的“龙头老大”,无论是研发力量,还是市场占有率,都是首屈一指的。2007年8月21日,Citrix宣布收购企业级虚拟架构解决方案的提供商XenSource公司,这也正式宣告Citrix进军虚拟化桌面市场。而软件巨头微软是在2003年收购一家虚拟化产品软件开发商后,才开始踏入这个领域的。这也正式拉开了桌面虚拟化革命的序幕。

  2.2新一代桌面虚拟化技术

  第一代技术实现了远程操作和虚拟技术的结合,降低的采购成本使得虚拟桌面技术的普及成为了可能,但是影响其普及的并不仅仅是采购成本,管理成本、效率和安全也是衡量一项技术能否拥有市场的重要标准。

  从用户角度看,第一代桌面虚拟化使得操作系统与硬件环境理想地实现了脱离,那么用户使用的计算环境将脱离物理机器的制约,每个人可能都会拥有多个桌面,而且随时随地都可以访问。对于网络管理员而言,则实现了集中的控制,但是如果仅仅是将N个Pc变成N个虚拟机,那么管理员的管理压力可能并没有降低,反而上升了,只不过是不用四处乱跑了而已。为了提高管理性,第二代桌面虚拟化技术进一步将桌面系统的运行环境与安装环境拆分、应用与桌面的拆分、配置文件的拆分,从而大大降低了管理复杂度与成本,提高了管理效率。

  目前来看,3大厂商在这个层面采用了不同的拆分技术,这也是由于其自身的发展历史原因,VMware作为桌面虚拟化技术的先行者,采用物理的拆分方法,即基于服务器的差异磁盘的技术,实现差异的镜像,比如200个用户可以使用一个共同的“母盘”xp镜像,每个用户自己的差异信息,包括应用(VMware自己的应用虚拟化thinapp实际是一个打包方法,需要存储在本地)与配置信息,使用时将两者结合提供服务,这种完全基于二进制的拆分方法是典型的服务器虚拟化厂商的技术,大大降低存储量。但是这种技术仍然要求管理员一定程度上对每个用户的镜像进行管理,因为仍然存在这种一一对应。

  而Citrix作为应用虚拟化的传统厂商,则采用了自己很成熟的“逻辑”拆分法,按照逻辑分类将其拆分,即操作系统,应用与配置文件进行拆分,用时进行按需组装,这样能够保证不同逻辑单元的相互独立性,防止一方发生变化,对其他方面造成的影响,例如应用与系统的升级和维护,微软则介于2者之间,根据微软官方的介绍,用户可以把自己的vpc制作好的虚拟机上传到服务器上,可以看到是一个用户与镜像一一对应的管理方法。当然微软自己具有TerminalService和RDP,可以采用和Citrix一样的方法;而它又有SoftGrid(现在叫App-v,类似ThinApp的打包技术)与VirtualServer的差异磁盘技术,也可以采用VMware的技术路线。

  据市场研究公司Gartner和IDC预测,每台台式电脑每年的安装、补丁使用和管理的成本预计在4000至6000美元之间。因此对台式电脑的管理一直是企业的一笔重要支出。而采用了新一代桌面虚拟化技术,网络管理员只需在后台集中管理服务器上的程序,所有程序的更新都可以在数据中心进行,只需要对一个镜像或者一个应用进行打补丁,或者升级,所有的用户都会获得最新更新后的结果,工作量大大降低,从而提高了管理效率,节约了管理成本。另外,桌面虚拟化降低了对客户端设备的要求,可以延长PC的寿命,而且,由于集中管控,还带来了更好的安全性、稳定性和灾难恢复能力。

  3、技术现状

  伴随着虚拟化技术蓬勃发展,作为虚拟化领域的热门技术——桌面虚拟化得到了极大的发展,桌面虚拟化技术的进步和用户需求的逐渐兴起,毫无疑问其技术将在现有基础上得到更大范围的普及和推广,给用户带来一次桌面应用的革命。但是桌面虚拟化现阶段的技术并非完美,其部署仍然面临一定的风险。

  桌面虚拟化技术上面临着很多问题:

  (1)集中管理问题。多个系统整合在一台服务器中,在节省资源的同时,也面临着一个严重的问题,一旦服务器出现硬件故障,其上运行的多个系统都将停止运行,对其用户造成的影响和损失时巨大的。虚拟化的服务器合并程度越高,此风险也越大。

  (2)集中存储问题。默认情况下,用户的数据时保存在集中的服务器上,每个虚拟桌面不知会占用多少的存储空间,这给服务器带来的存储压力将会是非常巨大的;不管分多少个虚拟机,每个虚拟机都还是建立在一台硬件服务器基础之上的,互相之间再怎么隔离,其实和虚拟主机一样,用的也是同一个CPU、同一个主板、同一个内存,用的还是同一个机器的硬盘,如果其中一个环节出错,很可能就会导致“全盘皆输”。总的来说,使用虚拟机并不比使用物理主机具有更高的安全性和可靠性。若是服务器出现了致命的故障,用户的数据可能丢失,整个平台经面临灾难。

  (3)虚拟化产品缺乏统一标准问题。由于各个软件厂商在桌面虚拟化技术的标准上尚未达成共识,至今尚无虚拟化格式标准出现。各虚拟化产品厂商的产品间无法互通或者专业,这将用户使用系统与某一种虚拟化产品死死地绑定在一起。一旦这个产品系列停止研发或其厂商倒闭,用户系统的持续运行、迁移和升级将会极其困难。

  (4)网络负载压力。局域网一般不会存在太大问题,但是如果通过互联网就会出现很多技术难题,由于桌面虚拟化技术的实时性很强,如何降低这些传输压力,是很重要的一环;虽然千兆以太网对数据中心来说是一项标准,但还没有广泛部署到桌面,目前还达不到VDI对高带宽的要求。而且如果用户使用的网络出现问题,桌面虚拟化发布的应用程序不能运行,则直接影响应用程序的使用,其对用户的影响也是无法估计的。

  4、前景展望

  2011年桌面虚拟化软件市场规模达到17亿美元。研究公司451Group的研究经理RachelChalmers说。这个市场的潜力是非常大的。随着人们对桌面虚拟化好处的认知的提高,以及对桌面虚拟化的需求的提出。相关技术的不断完善,桌面虚拟化必将普及。

  虽然面临的问题很多,但并不是说桌面虚拟化将就此止步,还没有哪种技术是不存在潜在缺陷甚至陷阱的。需求,当人们有这个需求时,一切问题都不再成为问题!现在人们对虚拟化已经有了需求,而且这个需求是不断深化的;目前已经有不少企业部署了VDI,星星之火,可以燎原!有了需求就有了市场,需求能促进技术的进步,桌面虚拟化的普及仅仅是个时间问题!人们对虚拟化的前景是非常乐观的。

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