楊記+甘毅

摘 要：虛擬桌面系統(tǒng)是云計(jì)算“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)”概念的具體體現(xiàn)，是云計(jì)算技術(shù)發(fā)展較為成熟的應(yīng)用之一。本文詳細(xì)介紹了虛擬桌面系統(tǒng)構(gòu)成的虛擬化、分布式存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程鏈接訪問(wèn)和系統(tǒng)管理4個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)比分析了傳統(tǒng)桌面終端在主機(jī)防護(hù)、維護(hù)管理和節(jié)能降噪等方面存在的不足和問(wèn)題，同時(shí)從4個(gè)方面對(duì)虛擬桌面系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了全面分析，特別是對(duì)虛擬桌面系統(tǒng)在信息安全、運(yùn)維管理、信息保障和節(jié)能環(huán)保等方面的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞：虛擬桌面 信息系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（b）-0138-02

虛擬桌面是云計(jì)算技術(shù)發(fā)展較為成熟的應(yīng)用之一，它是云計(jì)算“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)”概念的具體體現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，與傳統(tǒng)終端相比，虛擬桌面在信息安全、運(yùn)維管理、節(jié)能環(huán)保等方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

1 虛擬桌面的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬桌面是指利用云計(jì)算技術(shù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)搭建一個(gè)服務(wù)器集群，通過(guò)創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)來(lái)提供遠(yuǎn)程虛擬桌面；以“虛擬機(jī)”和“虛擬桌面”的形式向用戶(hù)提供所需的計(jì)算、存儲(chǔ)和應(yīng)用程序等個(gè)性化內(nèi)容；用戶(hù)不再使用傳統(tǒng)桌面終端，而是通過(guò)多種精簡(jiǎn)而便捷的云終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)入遠(yuǎn)程虛擬桌面的形式獲得屬于自己的計(jì)算與存儲(chǔ)能力、個(gè)性化的應(yīng)用與數(shù)據(jù)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)桌面終端一致并且更高的使用體驗(yàn)，與此同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)高安全性、桌面高可用性、用戶(hù)使用高便利性、用戶(hù)管理更簡(jiǎn)便化、能源消耗最低化等多方面優(yōu)勢(shì)。

（1）虛擬化技術(shù)。虛擬桌面通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)視器隱藏特定計(jì)算平臺(tái)的實(shí)際物理特性，為用戶(hù)提供抽象的、虛擬的硬件環(huán)境。虛擬機(jī)監(jiān)視器是一個(gè)位于計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)之間的軟件層，運(yùn)行在特權(quán)級(jí)，負(fù)責(zé)管理和隔離上層運(yùn)行的多個(gè)虛擬機(jī)，并為這些虛擬機(jī)提供安全、獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境。每個(gè)虛擬硬件系統(tǒng)運(yùn)行的操作系統(tǒng)稱(chēng)為客戶(hù)操作系統(tǒng)，客戶(hù)操作系統(tǒng)將通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)視器訪問(wèn)實(shí)際的物理資源。

（2）分布式存儲(chǔ)技術(shù)。虛擬桌面的分布式文件系統(tǒng)集群包含一個(gè)主服務(wù)器和多個(gè)塊服務(wù)器。主服務(wù)器管理文件系統(tǒng)所有的元數(shù)據(jù)，包括名字空間、訪問(wèn)控制、文件到塊的映射、塊物理位置等相關(guān)信息。分布式文件系統(tǒng)中的文件大小通常以G字節(jié)計(jì)，被分割成固定尺寸的塊。塊服務(wù)器把塊作為L(zhǎng)inux文件保存在硬盤(pán)上，根據(jù)指定的塊句柄和字節(jié)范來(lái)讀寫(xiě)塊數(shù)據(jù)。每個(gè)塊被默認(rèn)保存3個(gè)備份，確保具有很好的可靠性。通過(guò)服務(wù)器端和客戶(hù)端的聯(lián)合設(shè)計(jì)，分布式文件系統(tǒng)達(dá)到性能與可用性雙重優(yōu)勢(shì)。

（3）遠(yuǎn)程連接訪問(wèn)技術(shù)。遠(yuǎn)程連接訪問(wèn)技術(shù)可使用戶(hù)能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，通過(guò)任何設(shè)備都能訪問(wèn)到自己的桌面。遠(yuǎn)程連接訪問(wèn)技術(shù)的效率，決定了虛擬桌面使用的用戶(hù)體驗(yàn)，而用戶(hù)體驗(yàn)是桌面虛擬化產(chǎn)品生命力的關(guān)鍵。目前，在桌面虛擬化解決方案中，主要使用的協(xié)議有微軟的遠(yuǎn)程桌面協(xié)議、思杰的獨(dú)立計(jì)算結(jié)構(gòu)協(xié)議等加密顯示協(xié)議。

（4）云自動(dòng)化管理技術(shù)。云自動(dòng)化管理技術(shù)能夠按照用戶(hù)需求自動(dòng)對(duì)虛擬桌面服務(wù)器進(jìn)行配置。例如，配置網(wǎng)絡(luò)連接、配置存儲(chǔ)設(shè)備等。該技術(shù)還可監(jiān)控運(yùn)行時(shí)服務(wù)器的一些基礎(chǔ)性能指標(biāo)，并對(duì)各個(gè)層次運(yùn)行的虛擬機(jī)、服務(wù)和應(yīng)用等進(jìn)行性能方面的監(jiān)控，使它們都能在滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定服務(wù)等級(jí)協(xié)議的情況下運(yùn)行。

（5）瘦客戶(hù)機(jī)技術(shù)。瘦客戶(hù)機(jī)一般由嵌入式芯片和操作系統(tǒng)構(gòu)成，硬件配置相對(duì)比較低端，不需要很強(qiáng)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間。為提高桌面虛擬化應(yīng)用的人機(jī)交互體驗(yàn)度，一些產(chǎn)品內(nèi)置了第三方的連接代理客戶(hù)端，還有一些產(chǎn)品進(jìn)一步增加了圖像加速處理、動(dòng)態(tài)圖像的本地渲染，以及基于網(wǎng)間網(wǎng)協(xié)議的可視電話(huà)等功能。

2 傳統(tǒng)桌面終端存在問(wèn)題

（1）終端防護(hù)系統(tǒng)脆弱，信息資產(chǎn)易被竊取。傳統(tǒng)模式臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)漏洞較多，易受病毒攻擊，可以安裝各類(lèi)軟件，為利用機(jī)器進(jìn)行惡意入侵的使用者提供了較好的工具。終端存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容易泄漏敏感信息。終端沒(méi)有統(tǒng)一的日志和行為紀(jì)錄，不利于安全審計(jì)。終端與終端之間、終端和服務(wù)器之間采用普通的TCP/IP協(xié)議傳送數(shù)據(jù)信息，被非法截獲的可能性和危害性較大。

（2）終端軟硬件故障率高，管理維護(hù)難度大。傳統(tǒng)終端需要頻繁進(jìn)行操作維護(hù)、系統(tǒng)升級(jí)補(bǔ)丁、軟件安裝、病毒查殺工作，硬件配件的損壞率也較高，需要耗費(fèi)維護(hù)人員大量時(shí)間和精力進(jìn)行維修處理，維護(hù)代價(jià)偏高維修時(shí)限長(zhǎng)。由于計(jì)算機(jī)硬件更新?lián)Q代周期短，為了讓最新的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件能夠順利運(yùn)行，傳統(tǒng)終端面臨著不得不不斷進(jìn)行硬件升級(jí)的壓力。同時(shí)，由于傳統(tǒng)終端與數(shù)據(jù)中心之間需要數(shù)據(jù)傳輸，一旦用戶(hù)數(shù)量增多，也將給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬帶來(lái)一定壓力，增加網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的難度。

（3）終端對(duì)工作環(huán)境要求高，環(huán)境污染偏大。傳統(tǒng)終端對(duì)工作環(huán)境要求較高，工作環(huán)境的溫濕度在一定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)才能保持穩(wěn)定的工作效能，而且電磁輻射較強(qiáng)，噪音大，散熱量大，耗電量也不小，在密閉的狹小空間內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間工作容易造成操作員身體不適。如果在機(jī)動(dòng)和野外條件下開(kāi)設(shè)應(yīng)急系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)終端進(jìn)行保障，耗費(fèi)的運(yùn)輸成本、供電成本和所需場(chǎng)地都會(huì)隨著數(shù)量呈指數(shù)性增長(zhǎng)。

3 虛擬桌面應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

虛擬桌面技術(shù)目前已在各個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)較為明顯。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）設(shè)備穩(wěn)定性高，降低長(zhǎng)期成本。在虛擬桌面應(yīng)用中，主要設(shè)備為高性能服務(wù)器、大容量網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備和瘦客戶(hù)機(jī)，這些設(shè)備較傳統(tǒng)終端模式相比，有著以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：一是建設(shè)成本基本相當(dāng)。隨著虛擬桌面的不斷市場(chǎng)化應(yīng)用，其產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比提高很多，近年來(lái)在建設(shè)成本上已經(jīng)下降很大，幾乎和傳統(tǒng)模式相當(dāng)；二是設(shè)備穩(wěn)定性更高。由于虛擬桌面主要運(yùn)算由高性能服務(wù)器來(lái)完成，而服務(wù)器的穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)終端，同時(shí)，用戶(hù)數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在有容錯(cuò)和備份能力的大容量網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)上，其穩(wěn)定性和可靠性要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)終端的單硬盤(pán)存儲(chǔ)；三是降低長(zhǎng)期成本。由于虛擬桌面的設(shè)備都是高端設(shè)備，在生產(chǎn)中已經(jīng)提高生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和工藝，其發(fā)生故障的概率較傳統(tǒng)終端低很多，同時(shí)，因其總體功耗低，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，能較大程度降低用電量。

（2）信息相對(duì)安全，數(shù)據(jù)保密性強(qiáng)。在虛擬桌面應(yīng)用中，由于瘦客戶(hù)機(jī)沒(méi)有配置軟驅(qū)、光驅(qū)、硬盤(pán)等設(shè)備，因此，用戶(hù)不能隨意將軟件復(fù)制、安裝到系統(tǒng)中，在一定程度上防止了病毒的傳播。同時(shí)，由于用戶(hù)端不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即零存儲(chǔ)，可有效防止隨意復(fù)制、帶走重要軟件和保密數(shù)據(jù)，從而有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。虛擬桌面使用的專(zhuān)用安全數(shù)據(jù)交換協(xié)議，在通信鏈路中沒(méi)有任何數(shù)據(jù)傳遞，傳輸?shù)闹挥衅聊蛔兓畔⒁约笆髽?biāo)鍵盤(pán)信息，數(shù)據(jù)不在用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)，沒(méi)有被截獲的危險(xiǎn)，同時(shí)傳輸?shù)钠聊恍畔⒔?jīng)過(guò)高位加密處理，數(shù)據(jù)保密性強(qiáng)。

（3）軟硬件性能穩(wěn)定，維護(hù)升級(jí)管理方便。虛擬桌面的瘦客戶(hù)機(jī)硬件系統(tǒng)采用集成化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不配置軟驅(qū)、光驅(qū)、硬盤(pán)等易壞易損部件，軟件系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)，大大提高了軟硬件性能的穩(wěn)定性，且瘦客戶(hù)機(jī)無(wú)需數(shù)據(jù)備份，造價(jià)低廉，應(yīng)急時(shí)只需更換壞的設(shè)備即可。虛擬桌面整個(gè)系統(tǒng)的安裝調(diào)試、用戶(hù)與設(shè)備管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控及升級(jí)維護(hù)等，都由系統(tǒng)管理員在數(shù)據(jù)中心集中統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)，客戶(hù)端只需要做一些簡(jiǎn)單的管理維護(hù)工作。另外，系統(tǒng)在管理方面更加科學(xué)、安全，既能節(jié)省信息系統(tǒng)的維護(hù)時(shí)間，又能降低人力資源費(fèi)用和管理成本，并可大幅度提高管理效率。虛擬桌面使用的專(zhuān)用數(shù)據(jù)交換協(xié)議，使每一個(gè)連接只占用很小的帶寬，就可以在較低帶寬下保持高效率的業(yè)務(wù)操作。

（4）瘦客戶(hù)機(jī)體積小，環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)。瘦客戶(hù)機(jī)因?yàn)橹恍柘鄳?yīng)用戶(hù)的操作，不具體進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，因此一般對(duì)配置要求不高，采用小型化高集成制造，一般只有網(wǎng)絡(luò)電視盒那么大，其用電量、噪音、散熱和輻射都比傳統(tǒng)終端的主機(jī)要少很多，對(duì)作業(yè)環(huán)境的溫濕度要求不高，抗震能力強(qiáng)，比普通終端更適合在機(jī)動(dòng)和野外條件下使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 尹勤.基于桌面虛擬化技術(shù)的新型IT辦公環(huán)境[J].微型電腦應(yīng)用，2012，28（12）：25-28.

[2] 馬文杰.桌面虛擬化技術(shù)在高校數(shù)字化校園中的研究與應(yīng)用[J].凱里學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，32（6）：95-97.endprint