智能型桌面云网络探析

贺伟

摘 要：当前，互联网以及虚拟技术发展迅速，虚拟桌面产品日趋成熟，并开始在各个领域广泛应用。由于虚拟桌面展现出来的灵活性、安全性、便捷性以及节能性，各行各业对此青睐，不仅提升了工作效率，也降低了运维成本。本文简要介绍桌面云，阐述其核心技术以及系统构成，具体探讨智能型桌面云网络的构建，并分析未来的发展趋势。

关键词：桌面云;智能;系统构成;网络;核心技术

桌面云的基本架构包括云终端、网络接入、控制台、身份认证、应用程序以及服务器等，从近年来的实践应用效果来看，桌面云在环保节能、安全、降低成本以及集中化等方面表现出极大的优势。在传统的桌面中，应用安装、更新、维护、修复等是一项比较复杂的工作，如果机器数量过多，则意味着每台机器都需要操作，工作量更大，需要投入更多的人力物力。而采用桌面云这种问题就可以轻松得到解决，工程师可以通过操作控制中心实现对数量庞大的虚拟桌面的控制，所有的操作只需要配置一个或者数个基础镜像就可以解决。在桌面云当中，所有数据与运算都于服务端完成，客户端显示的仅仅是影像，因此，完全不用担心有人从客户端窃取资料，安全性更高，一些保密要求较高的单位具有极大的应用价值。此外，相比传统桌面，桌面云在运行上更加高效，在软件成本方面更低，按照Gartner公司的估算，采用桌面云，TCO至少可以降低40%，因此，采用桌面云在整体上成本更低。

一、桌面云概述

桌面云是互联网技术以及虚拟技术发展的产物，指的是将用户桌面应用或者桌面环境部署在云端数据中心，在用户端只要具备显示、输入以及输出功能就可以利用云端虚拟机的桌面应用^[1]。桌面云将桌面应用软件、数据、运算、存储以及操作系统等放在了云端数据中心，这样不仅可以确保数据安全，也能实现资源共享，提高资源使用效率。目前桌面云已经应用到营业厅和呼叫中心坐席、企业办公、终端管理维护、政府以及事业单位等场景，需要云终端与虚拟桌面终端联合使用。桌面云的发展以及应用，颠覆了传统桌面，用户终端更加简化、管理维护集中化更高、数据安全更有保障、接入更加便捷灵活、维护更加简单。

桌面云与传统桌面的架构存在极大的差异，用户终端和桌面云系统需要通过网络完成正常通信，确保各项业务正常进行。由于桌面云采用的是远程连接、远程运算、存储的模式，需要传输的数据体量極为庞大，对于网络环境的要求较高，网络指标会对用户的使用体验产生直接影响。桌面云在推广过程中，就出现过延时、画质不稳、运行不流畅等问题，主要原因就是网络难以有效满足桌面云的需求，因此，构建智能性桌面云网络对于桌面云的推广使用具有现实意义。

二、桌面云系统构成

（一）云服务器

云服务器是桌面云专用的服务器，可以实现本地管理，也可以显示系统运行状态，可以通过云服务器实现远程操作，如远程控制开关机、监控等。此外，还可以实现跨平台的数据支持、诊断以及对数据库运行状态的分析等。

（二）云管理软件

也就是云平台软件，可以将现有的设施以及计算机的硬件资源转化为独立的云系统，将资源重新进行划分之后分配给用户。同时云管理软件支持对桌面云虚拟系统的管理，对虚拟存储资源的管理，对虚拟系统全寿命周期的管理，对虚拟系统动态迁移的管理，对数据备份以及恢复的管理等。

（三）控制平台

这主要是对云服务器实施监管，比如存储设备管理、网络连接、云服务器运行性能、内存使用率以及CPU使用率等。

（四）云终端

这是桌面云系统的核心构成，云终端可以使我们在使用桌面云的过程中不需要硬盘，不需要CPU，不需要CD-ROM，而是支持多用户的网络终端设备。其内部存在嵌入式独立的操作系统，可以在通信协议允许的基础上连接云服务器，以此实现服务器硬件资源、软件资源以及其他设备资源的共享^[2]。

（五）网络接入

桌面云系统用户接入的方式多种多样，主要取决于用户的需求，用户可以选择采用无线或者有线网络接入，也可以选择局域网或广域网接入，亦可选择普通连接或安全连接。

三、桌面云的核心技术

（一）远程连接技术

当云服务器在其中模拟数个独立运行的PC主机之后，用户仅需要通过云终端实现远程连接，就可以在客户端上显示、输出以及输入。桌面云系统下云终端体量比较小，通常将其称之为瘦客户端，用户在使用时需要通过网络接入连接云服务器虚拟主机，然后用户将输出、输入以及显示设备与云终端连接，就可以实现像使用传统的PC端一样进行办公^[3]。在此过程中，远程连接技术极为关键，一方面只有通过远程连接技术用户才能实现云终端与虚拟主机的连接;一方面远程连接是否稳定、是否流畅直接决定了用户是否可以获得流畅的体验。

（二）虚拟技术

虚拟技术是桌面云系统的核心技术之一，虚拟技术的应用可以不用再为每一个客户端配置独立的操作系统，只需要通过网络接入连接虚拟服务器即可。这相当于将一个服务器虚拟为多个相互独立的操作系统，用户在通信协议允许的基础上可以将输入、输出显示设备连接至虚拟服务器，用户的各项操作在服务器当中完成运算后会将结果显示在终端设备上。

（三）管理系统

桌面云的正常运行主要依赖虚拟服务器，因此，日常维护管理极为重要，借助管理系统工作人员可以便捷实现对虚拟服务器的有效管理，像使用普通软件程序一样实现对虚拟服务器的监控以及管理。

四、智能型桌面云网络的构建

（一）智能型桌面云网络的优化思路

1.服务器至数据中心

这段网络时延的两端不存在移动性，造成网络波动的主要因素是互联网best effort的性质。如果桌面云系统应用与桌面云是同一家供应商，通常情况下会部署在同一个机房或者数据中心，这种情况下时延可以忽略，或者也可以考虑选择定向优化介入线路。如果桌面云系统应用与桌面云非同一家供应商，建议选择hosted部署模式，并提供CDN增值服务或者专线连接。

2.桌面云数据中心网络

这段网络需要考虑到数据中心如何确保桌面云系统应用部署的有效性、快捷性以及在多用户场景下的个性化部署。众多安全相关、应用相关以及管控相关的虚拟网络功能依赖数据中心，每一个应用或者每一个用户的需求并不相同，这些个性化的实现需要采用软件定义网络（software defined networking.SDN）和服务链技术^[4]。

3.桌面云至用户终端的接入网络

这段网络主要承载桌面云的协议流量，对于时延以及带宽都有较高的要求，接入网络需要在识别桌面云系统应用的同时智能控制带宽，并保障质量。

（二）智能型桌面云网络构建

1.优化接入网络

接入网络性能指标对于用户体验会产生直接影响，同时也是衡量用户体验度的关键指标，其需要兼容不同桌面云系统协议。优化接入网络的基本思路主要是统一网络感知网元与策略控制中心，由网络感知网元监控网络状态，同时分辨桌面云系统协议以及应用的类型，并上报策略控制中心，由策略控制中心按照桌面云系统应用的优先等级以及服务质量决定网络保证策略，然后下发至执行单元，从而达到优化网络质量的目的。桌面云系统协议是桌面云运行的关键软件，目前主流的协议包括RDP（RemoteFX）协议、HDX（ICA）协议以及SPICE协议等。这些协议基本思路一致，都是通过建立多个独立虚拟通道^[5]，以承载多种数据以及设备通信，比如驱动数据、外设数据、音频、视频等。桌面云协议是基于IP的应用协议，仅就传输层来说，有TCP与UDP两种。通常用户体验较好的桌面协议基本上都使用优化技术，比如加密、缓存、压缩、自适应、检测功能等。

2.SDN优化数据中心网络

最初提出SDN的概念主要是针对网络相对于应用和虚拟化的静态现状，优化网络架构当中存在的数据路由的问题。SDN的基本优化思路是转发分离与控制，SDN的主要过程包括控制层、应用层以及基础设施层，控制层为操作系统，主要负责的是数据平面资源编排、状态信息、网络拓扑的处理;应用层主要是包括各种不同应用以及业务;基础设施层主要是负责数据处理、状态收集以及转发等，主要由标准化的设备构成^[6]。控制器是SDN统一的控制设备，负责集中部署，由于有全局网络的状态数据，可以实现对数据中心的内部路由的控制与管理。SDN和网络虚拟密切相关，通过软件实现对底层硬件设备的控制与简化，使得网络突破了原本的范畴，从静态物理网络转化为动态的逻辑网络。SDN的这一特性使得其极为契合桌面云系统多用户、个性化应用的特点。

3.其他方面的优化

上述两方面主要是从网络层面提出了优化网络，提升用户感知度的措施，在实际当中，除了网络，其他方面也需要进行优化，这对于提升用户体验极为关键。比如运算、存储的虚拟化如何应用、如何部署，这也会影响处理时间以及处理的有效性，对业务质量以及用户感知会产生一定的影响。以下几方面对于优化网络指标、降低时延也有一定的作用：（1）瘦客户端仍保持必要的多媒体以及计算能力，当网络状态难以协调时，由瘦客户端负责承担一定的处理功能，以此减少网络交互^[7]。（2）设计合适的虚拟机设置，比如存储、内存、CPU，系统预留一定的冗余，以应对开机风暴造成的高IOPS。（3）采用优化存储技术，将存储设备读写操作转移至虚拟服务器当中，降低存储设备的带宽开销。（4）采用优化虚拟数据技术，比如镜像、压缩等，并设计合理的压缩比，这对于降低时延有一定的作用。

综上所述，智能型桌面云网络的构建对于解决桌面云运行过程中出现的延时、画质不稳、运行不流畅等问题具有现实意义，同时可能推动桌面云推广。

参考文献

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