桌面云技术及应用浅析
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摘要：本文在桌面云应用现状的基础上，分析了桌面云的技术架构，对比常用的PC架构，分析了桌面云的技术优势、缺点和不足，并在当前技术不断进步的新环境下，分析了超融合技术、显卡虚拟化技术以及软件正版化要求对桌面云的影响，对于重新认识桌面云技术及桌面云的进一步推广应用，具有一定的参考意义。
关键词：桌面云;超融合;显卡虚拟化;软件正版化
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）35-0251-02
个人电脑（PC）经过二三十年的发展，硬件性能越来越强，应用软件越来越丰富，价格却越来越低，如今PC电脑在各行各业中的应用已经非常普及，为个人和企业解决了很多实际问题，无论是个人学习娱乐，还是企业日常办公，人们都离已不开PC电脑。
企业在使用PC的过程中，也遇到一些问题，比如随着企业规模的扩大，企业的PC能耗支出不断增加，管理维护成本不断攀升，企业的重要数据分散在员工的PC上，给企业的lT管理带来了新的挑战。随着云计算、虚拟化技术的不断发展，桌面云技术应运而生。
1 桌面云简介及应用
桌面云采用云计算和服务器虚拟化的技术，将电脑的桌面以虚拟机形式运行在后台虚拟化服务器上，以云计算的服务方式，将桌面虚拟机提供给最终用户使用。用户可以在专用的瘦客户机、普通PC、笔记本电脑或者平板电脑上，通过远程桌面协议，访问桌面云中的虚拟化桌面。
桌面云的使用体验和PC电脑基本没有差异，完成与PC相同的功能，实现日常办公、图形图像处理等工作。但却给企业带来成本降低、管理简便、易于维护、安全可靠等好处，得到了一些行业的认可和应用。桌面云技术在政务办公、银行证券、呼叫中心、学校机房、研发设计单位等都有较大规模的应用案例。
2 桌面云的技术架构
桌面云技术的架构主要由桌面云管理软件、虚拟化服务器、瘦客户机、远程桌面协议等几个部分组成：
2.1桌面云管理软件
桌面云管理软件是实现桌面云的核心，它协调后端服务器和前端瘦客户机的通信，实现整个云平台中桌面模板、桌面虚拟机、用户配置文件、策略等各项功能的管理，为运维人员提供统一的桌面云管理界面。
2.2虚拟化服务器
虚拟化服务器为桌面云提供了硬件运行平台，主要采用开源的KVM虚拟化或者VMWARE的ESXi虚拟化技术，在普通x86架构的机架式服务器上，通过出厂前的软件预安装，实现开箱即用功能，管理人员可以在较短的时间内，创建桌面云虚拟机。
2.3远程桌面协议
远程桌面协议的优化设计，对于提升用户体验、实现后端桌面虚机到前端瘦客户机的音视频数据、输入输出接口数据的传输，起到了关键的作用。主要有微软的RDP协议、思杰的HDX（ICA）协议、VMWere的PCoIP协议、以及Redhat公司的SPICE协议等。
2.4瘦客户机
瘦客户机采用低功耗的硬件设计，运行专用的精简Linux系统或者嵌入式windows系统，装有远程桌面协议客户端程序，连接到后端的桌面云虚拟机。用户实际看到的桌面应用程序并不是直接在瘦客户机上运行的，而是在后端服务器的桌面云虚拟机上运行的。相比于普通PC，瘦客户机更加小巧，采用瘦客户机连接桌面云是一种标准的使用方案。
3 桌面云的技术优势
3.1节能降噪、绿色环保
这也是桌面云相比PC架构的主要优点之一。普通PC的处理器加上显卡和内存硬盘等各种设备，功耗在200瓦左右，而采用桌面云技术的瘦客户机，整台瘦客户机的功耗只有20瓦左右。尽管PC的整体功耗也在逐步地下降，但瘦客户机的能耗依然具有绝对优势。具有上百台电脑的中小企业，一年的整体能耗費用节约非常可观。瘦客户机全部采用低功耗部件，无风扇设计，实际使用中无噪音污染，且瘦客户机小巧玲珑，只有手掌大小，可以挂在显示器后方，减少办公桌面的空间占用，办公环境较PC环境更优越。
3.2降低总体拥有成本
采用桌面云所需维护人员极少，维护成本低。采用普通PC架构，管理维护人员将大量的时间用于系统安装、硬件故障处理，平均一两百台PC就需要配备一名维护人员，企业规模越大，维护人员的人力成本越高。而采用桌面云架构，桌面系统可以从已有桌面模板快速创建，瘦客户机故障极低，用户数据存放在后端，出现硬件故障后，直接更换瘦客户机即可。管理千台规模的桌面云只需要两三人即可完成运维任务，大大减少人员的成本。
瘦客户机比PC的寿命长，比PC价格便宜。普通PC使用3年到4年后，进入硬件故障高发期，需要淘汰更新，而瘦客户机能耗低、没有活动部件，寿命更长，一般可用5年甚至10年。从整体上来考虑，采用桌面云的总体拥有成本更低。
3.3数据集中存放后端，保密性好、更安全可靠
在数据安全方面，普通的PC架构，数据存放在PC端，存在数据泄露风险。PC端很少采用冗余架构进行数据保护，容易造成重要数据丢失，增加管理维护成本。桌面云架构中，所有瘦客户机都不存放数据，重要的数据都存放在桌面云的后端服务器上，后端设备的安全级别较高，有完善的数据访问控制策略，能有效保护企业重要数据的安全可靠。
4 桌面云的缺点和不足
4.1桌面云的初次建设成本较高
单从采购成本来看，对于已有一定规模PC的企业来说，如果员工需要工作电脑，只要直接采购PC即可，每次采购成本较低。而采用桌面云架构，企业必须一次性投入桌面云管理软件、后端服务器设备、还要采购一定数量的瘦客户机，初次采购价格较高，如果企业只从价格上考虑，桌面云的技术方案不容易被企业接受。
4.2桌面云对运维人员的技术要求较高
对运维人员的技术要求来看，采用PC架构，运维人员主要处理一些网络、应用软件以及硬件故障等，对运维人员的要求较低。而采用桌面云架构，需要运维人员具备云计算、虚拟化技术，掌握桌面云后端的管理和维护，有一定的技术难度。 4.3桌面云方案不易被接受
PC架构已深入人心，使用PC来解决问题的观念不容易改变。PC架构能够满足企业的信息化要求，在原有的思维惯性下，用户容易选择成熟保守的PC方案，不容易接受一个全新的桌面云架构。作为企业的信息化技术人员，也很难说服企业高层，采用全新的桌面云架构替代原有的PC架构，往往也没有足够的话语权来推广桌面云。
5 当前技术环境下的桌面云新特点
5.1超融合技术降低了桌面云的建设成本
超融合技术的推出，对于降低桌面云的成本提供了一个新的选择。超融合架构采用了服务器虚拟化技术、网络虚拟化技术、数据分层存储和分布式数据存储等软件技术，在普通x86架构的服务器硬件设备上，利用固态硬盘来加速传统磁盘的读写性能，实现了原有服务器、光纤交换机、专业存储设备的功能整合，为桌面云提供了一个性价比极佳的运行平台。
5.2显卡虚拟化技术的为桌面云带来新的生机
随着集成电路技术的不断进步，显卡硬件集成度越来越高，显卡性能不断提升。英伟达（NVIDIA）推出多代支持虚拟化的高性能显卡，GPU架构经历麦克斯韦尔、帕斯卡、伏特、图灵架构，虚拟化软件和驱动的不断优化，显卡虚拟化技术逐步趋于成熟，能够满足工作站级别更高性能要求。
采用桌面云架构，将高性能虚拟化显卡安装在服务器端，分配虚拟化显卡给桌面云虚拟机，通过显卡驱动程序的支持，在性能非常弱的瘦客户机上，也能够实现高端工作站才有的性能，完成图形处理、视频处理、3D建模渲染等高强度工作。
5.3桌面云可以减少企业在软件正版化的支出
随着国家对知识产权的重视，落实软件正版化的要求越来越严格，企业要想正常开展业务，必须要遵守国家的法律法规，购买价格昂贵的图形处理、视频编輯、3D设计等专业软件。在普通的PC架构下，往往按人数、PC数量购买相应的正版软件，由于员工在8小时内，往往在需要时才会使用，正版软件的实际利用率并不高，无形中增加了企业不必要的支出。
软件正版化的要求重新引起对桌面云的关注。采用桌面云技术，可以根据企业的并发访问数来确定购买正版软件的数量，当需要时再灵活地分配图形桌面虚拟机给用户，提高了正版软件的利用率，能在一定程度上减少采购数量和费用。
6 市场上的主流桌面云产品
经过多年的发展，桌面云产品已经形成了充分的市场竞争，用户可以有多种机会，选择满足自己需求的桌面云产品。国外的代表产品主要有思杰Citrix的XenDesktop以及VMWere公司的Horizon。国内的代表产品主要有华为的FusionAccess、深信服aDesk等，配合必要的瘦客户机、虚拟化服务器、网络及存储设备，组成完整的私有桌面云解决方案。
7 结束语
桌面云技术虽然已经推行多年，在一些行业也得到了较好的应用，但在中小企业中普及的程度还不够广。根据桌面云的实际应用情况，本文重新进行深入思考和实践，从桌面云的架构优点、存在的缺点和不足以及新的技术机遇，逐一进行论述，对于提高桌面云的认识，推广桌面云的应用具有实际参考意义。
参考文献：
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【通联编辑：梁书】
收稿日期：2019-09-16
作者简介：王伟军，男，江苏阜宁人，工程硕士，南京报业传媒集团技术部工程师，中级职称，研究方向为计算机网络、云计算、容器技术。
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