云桌面发展和应用难点分析

蒋勇

摘 要： 云桌面（Cloud Desktop）作为云计算领域的垂直解决方案，是目前业界研究和应用的热点，是基于云计算的应用中技术最为成熟、用户接受度最高的应用解决方案。本文从云桌面的发展现状及趋势开始，系统介绍了云桌面的特点及分类、方案架构、关键技术及应用实践，重点阐述了云桌面在实际应用中影响用户体验的最关键技术，包括带宽优化、无代理杀毒等，并介绍了业界通决方案及难点，阐述云桌面的应用。

关键词：云桌面实践 云桌面技术关键点

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）12-0006-01

上世纪80年代，PC的出现改变了整个世界，创造了全球IT产业迅猛发展的浪潮。云计算技术的出现被誉为是IT业界新的产业革命，未来将如何改变传统PC的使用方式？

据IDC统计，PC出货量持续下滑，流失的PC销量主要流向两个方向，个人市场流向了移动平板，企业市场流向了云桌面。相对的，云桌面（瘦终端）的市场稳步增长，2017年出货量可达90万。可以预见，云桌面会掀起未来PC行业的改革浪潮，是近年来乃至未来数年的热点。

一、云桌面概念及发展分类

云桌面是云计算模式下类IT的创新办公应用系统，可以将计算、存储、管理服务发布给使用者，实现向任何地点的任何设备交付应用和桌面服务，即数据的存储和管理都集中在云端，用户界面使用远程协议传输到用户的终端设备上。

云桌面自2011年进入中国，已经在教育、能源、运营商、专网、大商业等行业有了很多应用。

云桌面有多种部署模式，出现最早且应用最多的云桌面架构是VDI（虚拟桌面架构）方式。VDI形式是把一个物理机装上虚拟化软件后，变成多个虚拟机，每个虚拟机分配给一个桌面用户使用，即每个用户独占一个云端虚拟机。

在实际应用中，有的桌面用户对资源需求较少，如网管等，独占虚机会造成资源浪费，所以就出现了另一种云桌面架构，SBC（Server-Based Compute），也叫虚拟化应用。SBC形式是在一个物理机上直接安装Windows Server 2008或2012操作系统（即应用服务器），再装上应用程序，可以多人共同使用这个操作系统，这就是会话桌面；也可以操作系统上安装某应用程序，多人共同使用这个应用程序，这就是会话应用。

近年来，另一种技术悄然而生，这就是VOI（Virtual OS Infrastructure），也称为物理PC虚拟化或虚拟终端管理。VOI架构充分利用终端本地的计算能力，桌面操作系统和应用软件集中部署在云端，启动时云端以数据流的方式将操作系统和应用软件按需传送到客户端，并在客户端执行运算。

二、云桌面应用关键技术难点

1.带宽优化

云桌面在云端的处理结果是通过网络传输到用户端，所以对网络的依赖性极强，在网速不够或网络质量不好时，用户体验也随之下降，使用卡顿甚至无法使用。如何在同等信息量下使屏幕信号占用更少带宽，在低带宽下甚至公网条件下依旧可以流畅使用桌面，是目前业界的一个难题。

业界先进的处理方式是使用x.264進行编码，也称为流式桌面：检索图像的实际变化区域（只编码变化部分），利用x.264强大的压缩功能及缓存帧信息特性，取得非常好的低带宽效果。测试效果来看，带宽降低率可达50%，即传输相同量的内容，仅需原来一半的带宽。举例来说，这种x.264编码桌面在1Mbps带宽条件下和其他编码方式桌面2Mbps下几乎相同的体验。

2.外设重定向

外设重定向问题直接影响用户使用体验，是桌面用户调研时用户反馈最多的问题。在技术上，可以采用将外设使用独立通道，和其他屏幕信号通道分开，提高通道优先级等措施，但是新的外设层出不穷，非标准外设也非常多，所以持续和及时的优化和支持是目前解决这一问题的最好途径。

3.无代理杀毒

云桌面应用时，防病毒也是重中之重。通常用户习惯使用单机版杀毒软件，如360、趋势等，这些杀毒软件自身占用虚机资源多，并且在进行病毒扫描时，几乎会占用90%以上的虚拟机资源，导致用户在使用桌面时出现卡顿、拖动鼠标无反应等情况。无代理杀毒，即每个虚拟机上不再需要安装杀毒代理客户端。该方式在物理机上集中部署一个无代理中控，实现病毒库更新、杀毒扫描策略、检测日志等，用户可以无感知享受病毒防护服务，是目前效果最好的一种杀毒方式。这种实现方式，不能将杀毒软件直接安装部署使用，桌面厂商必须在虚拟化层和杀毒软件厂商进行合作开发，将无代理中控嵌入到虚拟化软件中，合作开发量较大，目前能够支持这种杀毒方式的云桌面厂商并不多。

4.图形桌面

在3D等图形桌面的应用中，由于上层应用软件计算量大，仅靠CPU计算已经不能满足要求，需要GPU（Graphic Processor Unit）显卡的支持。在云端的桌面物理服务器上要安装GPU显卡。

业界有两种主要的图形桌面处理方法：GPU透传和GPU虚拟化。

GPU透传

每个图形用户绑定独立的显卡。如果一个显卡有多个物理CPU，则可以绑定其中的一个CPU。这种方式成本较高，每一个GPU显卡或一个物理CPU只能分配给一个用户使用。

GPU虚拟化

GPU虚拟化，将服务器上的GPU虚拟成一个一个的vGPU给Hyper-V上的每个虚拟机使用。使用GPU虚拟化技术之后，可以让运行在数据中心服务器上的虚拟机实例共享使用同一块或多块GPU处理器进行图形运算，这种安全且高效的桌面访问方式，被越来越多的用户追捧。但是图形应用程序对显卡的要求各不相同，在VDI项目实施前一定要确认应用与vGPU的兼容性。而且GPU虚拟化层的更新周期非常长，而实际的GPU控件却更新很快，所以GPU虚拟化并不能广泛应用。

三、总结

本文对业界云桌面的发展背景及趋势作了详细介绍，并对云桌面分类、各种应用场景及对应技术架构进行了分析，分析了云桌面实际应用中影响云桌面使用体验的关键技术问题。可以预见，云桌面是业界研究和应用的热点，目前云桌面已经进入推广期，未来会有更广泛的应用。