要了解桌面虛擬化的技術,我們就要了解桌面虛擬化的發展過程。我們可以比較簡單地將桌面虛擬化技術分為以下幾個階段:
大型機時代
最早的大型機出現的時候,價格比較昂貴,並且整個大型機的計算能力也是比較高,那個時候就有人提出,一臺機器給多臺使用的方法,不過那不是真正意義上的桌面虛擬化,是依賴於系統的多個用戶的多任務形態。例如LINUX、UNIX和WINDOWS的服務器版本就可以支持多用戶形態。
WINDOWS下的硬盤分區
這個可能要提起一下,這個肯定不算是虛擬化範疇,但是不可不提。在硬盤的容量不斷的增加的情況下,我們便把硬盤的邏輯的分區,不同區域做不同的用途的效果,這有點類似硬盤的“虛擬化技術”。
桌面虛擬化協議的鼻祖
RDP/ICA協議,在行業內的人員可能都知道RDP協議是微軟從CITRIX公司購買過來後進行研發的,RDP就是以前和現在最流行的遠程桌面協議( Remote Desktop Protocol),所以RDP和ICA是親兄弟,只不過被不同的廠家養著,自然也有差異。
共享器
對於許多用戶共享器也是比較瞭解的,一臺服務器上承載一個操作系統,通過微軟的協議遠程分發給終端用戶,終端用戶只需要通過一個很簡單的盒子就可以或許到桌面。桌面虛擬化和桌面協議看起來很像,但是這個可不是兄弟,桌面虛擬化是一個服務器上承載若干個系統,通過專有的桌面協議分發給終端用戶。這兩個大差別就決定了兩個產品的不同定位,共享器在市場上風靡了一段時間後也逐漸的推出市場。
桌面操作系統虛擬化
這裡的這個題目是為了區分服務器虛擬化技術,特別強調桌面操作系統被虛擬。其實這個概念基本可以被等同與Vmware Workstation和微軟VPC的方式實現的桌面級的操作系統。當然這種應用模式,主要開發人員和測試人員經常使用的,雖然虛擬的並不一定是XP,2000 professional,vista等桌面系統。這裡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於pc上的桌面系統之上的虛擬化解決方案,只是與服務器虛擬化簡單的區別與對應。其本身解決的仍然是操作系統的安裝環境與運行環境的分離,不依賴於特定的硬件。但是不可否認的是,而且當服務器虛擬化技術成熟之後,真正得虛擬桌面技術才開始出現。
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結合了起來,使得桌面虛擬化的企業應用也成為可能。
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的計算能力,以當前4核雙CPU的志強處理器16G內存服務器舉例,如果用戶的xp系統分配256M內存,平均水平下,一臺服務器可以支撐50-60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,那麼50-60臺的桌面採購成本將高於服務器的成本,而管理成本,安全因素,還未被計算在內,所以服務器虛擬化技術的出現,使得桌面虛擬化技術的企業大規模應用成為可能。
當然,如果只是把臺式機上運行操作系統轉變成為服務器上運行的虛擬機,而用戶無法訪問,當然是不會被任何人接受的。所以虛擬桌面的核心與關鍵,不是後臺服務器虛擬化技術講桌面虛擬,而是讓用戶能夠通過各種手段,任何時間,任何地點,通過任何可聯網設備都能夠訪問到自己的桌面,即遠程網絡訪問的能力。而這又轉回到和應用虛擬化的共同點,即遠程訪問協議的高效性上。
提供桌面虛擬化解決方案的主要廠商包括微軟、VMware、Citrix,而使用得遠程訪問協議主要利用三種協議:早期由Citrix開發的,後來被微軟購買並集成在Windows中的RDP協議,這種協議被微軟桌面虛擬化產品使用,而基於Vmware 的Sun Ray等硬件產品,也都是使用RDP協議;第二種就是Citrix自己開發的獨有的ICA協議,Citrix將這種協議使用到其應用虛擬化產品與桌面虛擬化產品中。第三種是加拿大的Teradici公司開發的的PCoIP協議用於VMware的桌面虛擬化產品,用於提供高質量的虛擬桌面用戶體驗。
協議效率決定了虛擬桌面使用的用戶體驗,而用戶體驗是決定了桌面產品生命力的關鍵,(微軟的成功與Vista的沒落無不證明了這一點)。從官方的文檔與實際測試來看,通常情況下,ICA協議要優於RDP和PCoIP協議,需要30-40kbps的帶寬,而RDP在60kbps,這些都不包括看視頻,玩遊戲以及3D製圖狀態下的帶寬佔用率。正是由於這個差別,虛擬桌面的用戶體驗有比較大差別。一般情況下,在LAN環境下,一般的應用RDP和ICA都能正常運行,只不過是RDP協議造成網絡佔用較多,但對於性能還不至於產生很大影響,但是在廣域網甚至是互聯網上,RDP協議基本不可用。而在視頻觀看,Flash播放,3D設計等應用上,即使局域網,RDP的性能也會受到較大影響(在優酷上有很多視頻進行比較),ICA的用戶體驗會很流暢。而且根據Citrix官方剛剛推出的HDX介紹,這方面的新技術會得到更快地推進。而微軟和Vmware也意識到了這一差別,微軟轉而加大RDP協議的研發與優化,VMware也和加拿大的Teradici公司合作使用其開發的PCoIP協議,用於提供高質量的虛擬桌面用戶體驗。最新的VMware view 5.0產品提高了PCoIP協議的性能,並將帶寬佔用率降低了75%,也為虛擬桌面的領跑協議。
特別強調的是,這三家廠商後臺的服務器虛擬化技術,微軟採用的是Hyper-v,Vmware使用的是自己的vSphere,Citrix可以使用XenServer、Hyper-v和vSphere。
第二代桌面虛擬化技術
第一代技術實現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稱為可能,但是影響普及的並不僅僅是採購成本,管理成本和效率在這個過程中也是非常重要的一環。
縱觀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-亞終端集中模式,到PC分佈模式,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上發生,但是IT的管理也變成分佈式的,這也是為什麼IT部門的桌面管理員壓力最大,需要分佈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境與系統實際運行環境拆分,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,那麼IT管理員的管理壓力可能並沒有降低,反而上升了,只不過是不用四處亂跑了而已。
為了提高管理性,第二代桌面虛擬化技術進一步將桌面系統的運行環境與安裝環境拆分、應用與桌面的拆分、配置文件的拆分,從而大大降低了管理複雜度與成本,提高了管理效率。
我們簡單來計算一下:如果一個企業有200個用戶,如果不進行拆分,IT管理員需要管理200個鏡像(包含其中安裝的應用與配置文件)。而如果進行操作系統安裝與應用還有配置文件的拆分,假設有20個應用,則使用應用虛擬化技術,不用在桌面安裝應用,動態將應用組裝到桌面上,則管理員只需要管理20個應用;而配置文件也可以使用Windows內置的功能,和文件數據都保存在文件服務器上,這些信息不需要管理員管理,管理員只需要管理一個文件服務器;而應用和配置文件的拆離,使得200個人用的操作系統都是沒有差別的Windows XP,則管理員只需要管理一個鏡像(用這一個鏡像生成200個運行的虛擬的操作系統,簡單來講可以理解成類似於無盤工作站的模式)。所以總的來說,IT管理員只需要管理20個應用,1個文件服務器,和1個鏡像。管理複雜性大大下降。