解读应用程序虚拟化和桌面虚拟化的基础架构

2010-07-15 11:34:13

云计算

虚拟化 在本文中，我们避免细枝末节的技术介绍，而主要把桌面虚拟化做为一个整体向读者介绍。希望读者可以通过阅读本文对桌面虚拟化有一个整体概况上的了解，然后根据实际的工作需要或兴趣可以在网络等诸多媒体中寻找相关的细节性技术介绍。

桌面虚拟化成为时下最为热门的话题之一。在科技媒体介绍桌面技术的文章或者关于桌面技术的专家研讨会中，虚拟化已经成为人们最喜欢讨论的问题。通过阅读媒体上的桌面虚拟化文章，我们发现大多文章都专注于介绍虚拟桌面基础架构（VDI，virtual desktop infrastructure），也就是说撰文的虚拟桌面技术人员是在“读者已经极其熟悉桌面虚拟化”这一基础假设上和读者交流。

但做为一名新接触桌面虚拟化的读者来说，这些文章过于晦涩难懂。为了解决这一问题，我们将在以下文章中，避免细枝末节的技术介绍，而主要把桌面虚拟化做为一个整体向读者介绍。希望读者可以通过阅读本文对桌面虚拟化有一个整体概况上的了解，然后根据实际的工作需要或兴趣可以在网络等诸多媒体中寻找相关的细节性技术介绍。

简单来说，虚拟化也就是组织员工将一些本应安装在个人计算机中的应用程序安装在服务器中进行远程使用，并以此来提高组织灵活性，降低IT费用支出，并使得管理更加轻松。通常情况下，这里所指的服务器为远程服务器，但从整体范围来讲，将个人计算机中的应用程序安装在本地服务器或虚拟盘符中运行也属于虚拟化的一部分。

下面我们将从四个方面来详细阐述一下虚拟化的主要组成，它们是：1.应用程序虚拟化；2.虚拟桌面基础架构；3.虚拟会议（也就是传统意义上的远程终端服务）；4.本地个人计算机上操作系统的虚拟副本（主要为微软企业版桌面系统虚拟化MED-V，及Windows 7下的XP虚拟）。

一、应用程序虚拟化（App-V）

1.什么是应用程序虚拟化

对于当前的应用程序（以微软Office软件为例），不管用户是从DVD软件盘中安装，还是从企业服务器中下载安装，大都采用的是将全部应用程序安装在个人电脑的硬盘之上。而对于应用程序虚拟化来说，其具体操作流程为：Office软件应用程序被安装在组织服务器中，但可以被组织内部网络中的每个成员远程使用。和将Office应用程序安装在成员个人电脑中运行所不同的是，在应用程序虚拟化中，组织成员是通过网络中的“虚拟机制”来实现对Office应用程序的调用。尽管该“虚拟机制”并不属于网络终端计算机操作系统之下，但在终端计算机的“虚拟机”中包含运行Office应有程序所需的所有驱动、dlls、及注册表项。从终端用户的角度来看，在“虚拟机制”中运行Office应用程序和在个人计算机中安装Office软件后运行并没有什么不同，但终端用户计算机控制面板的应用程序列表中却不包含Office应用程序（即不能通过控制面板应用程序列表对Office应用程序进行更改或删除操作）。

终端用户在“虚拟机制”中运行Office应用程序时，服务器中所装载的Office应用程序代码将传输给终端计算机，而且所传输的应用程序代码仅为终端用户所调用的那一小部分而已（比如说，终端用户需要使用Word, 在虚拟机制中，服务器所传输的应用程序代码仅为Word部分的应用程序代码，而Excel,Powerpoint等Office组件的应用程序代码将不会被传输）。一旦终端用户在“虚拟机制”中开始使用Word，Word应用程序将被储存在缓存里，这样节省了服务器和终端用户个人电脑之间的传输过程，同时在离线状态下用户依然可以使用Word应用程序。

2.应用程序虚拟化的优点：

（1）对于终端用户来说，每一个虚拟应用程序之间都是相互独立的。所以利用应用程序虚拟化不会出现应用程序之间相互冲突的现象。举例来说，利用应用程序虚拟化，用户可以同时使用Office 2003和Office 2007。

（2）简化企业用户内部网络应用程序部署过程。

（3）方便企业用户应用程序更新过程。企业用户IT管理员仅需要保证服务器中的应用程序更新及时即可。终端用户可以借用应用程序虚拟机制直接使用更新后的应用程序。

（4）提高企业用户业务流程的连续性。假如员工在工作中使用的终端计算机因故障突然死机，而无法继续进行工作进程，那么该员工可以在另外一台终端计算机中输入自己的账户名，重新在应用程序虚拟机制中启动储存在服务器中的应用程序，继续相关工作进程，从而可以有效避免应用程序安装等繁琐过程。

（5）利用应用程序虚拟化还可以帮助IT部门员工跟踪企业内部员工应用程序的利用状况，从而有效地利用为不同员工群体分配不同应用程序许可的方法简化应用程序管理过程。在此之前，IT部门员工需要为企业内的每台计算机上安装大量地应用程序；而利用应用程序虚拟化之后，这一过程被简化为员工获得相关使用许可后，即可使用所需的应用程序。

3.应用程序虚拟化的缺点：

（1）并不是所有的应用程序都可在虚拟环境下（App-V）使用。

（2）部署及使用应用程序虚拟化需要消耗更多的服务器资源。

（3）和将应用程序安装在终端计算机上直接启动相比，在虚拟环境下启动应用程序所需时间相对较长。

（4）在虚拟环境下，员工在终端首次运行某些应用程序时可能会出现延迟的现象。所使用的应用程序越大，延迟现象越明显。

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二、虚拟桌面基础架构（VDI)

1. 什么事虚拟桌面基础架构

和应用程序虚拟化一样，在虚拟桌面基础架构中，终端计算机并未实际安装操作系统（以 Windows 7为例）。Windows 7包含的所有操作系统应用程序仅被安装在服务器中，终端计算机仅可以显示用户交互桌面。终端用户对于鼠标移动、点击、及键盘操作都会通过数据的形式传输至服务器，从而服务器在后台执行相关操作。但从终端用户角度来看，在虚拟桌面基础架构下使用Windows 7和在终端计算机中安装Windows 7后使用，并没有什么不同。在这里我们特别向读者列举出使用虚拟桌面基础架构时需要注意的四点：

（1）在虚拟桌面基础架构中，每个终端用户账户对应于一个属于自己的虚拟桌面。（这一点和下文中所要介绍的远程终端服务<虚拟会议>有所不同）。

（2）当终端用户在虚拟桌面基础架构下注销时会弹出选择提醒框：是否保留您本次使用时所做出的所有修改（诸如应用程序安装、设置修改、文件创建或修改等）；或者下次登录时还原为原桌面状态？弹出这一选择提醒的主要原因在于，虚拟桌面基础架构中，终端用户所有操作的运行都是在服务器中完成的。鉴于服务器容载能力及企业IT部门对员工桌面控制的方面考虑，这一步骤非常重要。让我们举例说明这一选择提醒的重要性所在：

假设某企业虚拟桌面架构中拥有一台服务器及100个使用虚拟桌面的终端员工用户。按照传统逻辑，如果每个用户使用Windows 7（16G至20G）及其他应用程序（需30G容量），为每位用户分配的服务器硬盘空间应至少为50G，这样服务器所需硬盘总容量为5000G。如果企业每增加一位终端用户，就需要在服务器中添加50G的硬盘空间。而实际上，在虚拟桌面架构下为完成终端用户操作所需的虚拟桌面架构服务器容量仅需要50G即可。在这里虚拟桌面架构使用了指针概念节省硬盘空间。服务器为每位终端用户分配不同的“黄金”形象标识（即指针)，而每位用户在虚拟桌面中所做出的个人设置（如桌面背景等）都会通过“漫游配置”储存在其他储存服务器中，而虚拟桌面架构服务器中仅储存用户“黄金”形象标识即可。当用户在终端计算机中登陆虚拟桌面，服务器利用该用户的“黄金”形象标识所提供的指针位置，调用储存服务器中所储存的该用户个人设置文件，呈现在终端计算机上，完成整个虚拟桌面过程。

（3）在虚拟桌面基础架构下，每个终端用户都是自己虚拟桌面的“管理员”，终端用户可以在任何时间重启虚拟桌面，而不会对其他同事的应用造成任何影响。

（4）鉴于虚拟桌面基础架构下的一切操作都是建立在终端机和服务器之间的数据传输基础上，所以对于在企业局域网外使用虚拟桌面的员工需要性能较为优良的互联网数据传输速度。

2.虚拟桌面基础架构的优势：

（1）便于管理和控制：鉴于虚拟桌面基础架构下，终端用户的所有操作都是基于服务器上运行，企业IT部门可以密切关注和跟踪公司所有员工的应用及操作，并很容易地完成应用程序安装和升级进程、安全修补和升级进程、备份进程等。

（2）便于企业对机密信息的控制：终端用户所有操作在服务器上运行同时可以降低企业机密信息外漏的风险。

（3）保证企业业务流程的连续性：如果终端用户计算机（或笔记本）被偷或遭受物理损害，终端用户换一台计算机使用虚拟桌面账户登录后，可以继续完成工作。换句话说，在工作中终端用户完全不必过于依赖同一台终端计算机。

（4）方便部署：如果终端用户需要使用新操作系统，IT部门仅需要对终端用户账户所连接的操作系统做出修改，并将该账户下所有的应用程序及文件转移到新操作系统目录下即可。

（5）终端用户可以同时使用多个虚拟桌面：如果在实际工作中，某位终端用户需要使用多个桌面系统，虚拟桌面基础架构就体现出其优势所在。警察部门等高完全级别的组织或部门常常使用这种方式保证信息安全。警察部门的办公电脑中通常装有两个桌面，一个应用于内部超完全网络，一个应用于常规互联网网络。在虚拟桌面基础架构下，终端用户使用两个虚拟桌面，就像使用两台完全不同的计算机一样。

（6）在虚拟桌面基础架构中，终端计算机所需消耗的电能较少。

（7）终端设备的多样化：通过虚拟桌面基础架构，终端用户所使用的设备逐渐呈现多样化状态。这些终端设备可以是工作机、家庭计算机、“瘦终端客户机（及配置相对较差的计算机）”、甚至可以是一些高端智能手机。

3.虚拟桌面基础架构的劣势：

（1）使用虚拟桌面基础架构需要良好的互联网数据传输速度，并且无法再脱机状态下使用。

（2）部分应用程序客户体验质量可能会出现折扣。这些应用程序包括图形处理程序CAD、PHOTOSHOP，高清视频等。尽管思杰的HDX或微软的RemoteFX对这些应用程序在虚拟桌面下的应用性能做出了相应提升，但这些应用程序在虚拟桌面中的客户体验质量的决定性因素还是在于终端用户带宽如何。

（3）在虚拟桌面架构下，诸如网络摄像头等一些计算机外围设备可能无法正常工作。尽管随着虚拟桌面架构技术的不断更新，对于外围设备的应用问题正在处于逐步解决之中。但如果终端用户在工作时必须利用相关外围设备，在应用虚拟桌面之前，应当确认相关外围设备可以在虚拟桌面下正常应用。

（4）尽管在虚拟桌面架构下可以利用“黄金”形象分配（指针）方法节约服务器硬盘容载，但和使用该架构以前相比，企业仍需要增强服务器处理能力、内存及硬盘容量。

（5）需要对虚拟桌面架构下的带宽峰值加以考虑，特别是当企业员工刚开始每天工作，同时打开虚拟桌面时的带宽要求。

（6）需要高输入/输出质量的服务器硬盘：多个终端用户在同一服务器上使用虚拟桌面对于服务器硬盘的输入/输出性能要求较高。这是企业用户在考虑使用桌面虚拟基础架构前需要考虑的一个重要方面（高输入/输出质量的服务器硬盘预示着相应的IT成本增加）。

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