桌面虚拟化技术及其解决方案探讨

马锡坤，于京杰，吴艳君，刘方斌

南京军区南京总医院 信息科，江苏 南京 210002

随着医院信息化的逐步深入，计算机在医院中的应用越来越广泛。由于传统的计算机桌面使用有很多限制，给维护管理带来诸多不便。近年来，桌面虚拟化业务在国内蓬勃发展，很多用户已经采用桌面虚拟化技术来替代传统PC的使用[1]。采用桌面虚拟化技术，构建虚拟桌面，能够提升桌面的性能和使用的灵活性，大大简化桌面管理和维护工作，降低运维成本，提高运维效率与桌面服务水平，解决传统PC桌面面临的各种难题[2]。

1 桌面虚拟化技术

1.1 基本概念

桌面虚拟化是指将计算机桌面的软件进行虚拟化改造的技术，将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理，通过终端设备远程访问虚拟桌面并获得与传统PC一致的使用体验，以达到桌面使用的安全性和灵活性[3]。通过在物理服务器上安装虚拟主机系统，由虚拟主机系统模拟出操作系统运行所需要的硬件资源，如：CPU、内存、网卡、存储等，从而构建虚拟桌面池。操作系统运行在这些虚拟的硬件资源之上，可以达到多个操作系统共享物理服务器的硬件资源，从而提高资源利用率。用户在客户端通过远程协议高效访问虚拟桌面系统。桌面虚拟化技术是一种基于服务器的计算模型，可以结合服务器虚拟化和应用虚拟化进行，实现虚拟桌面与应用软件虚拟化间的无缝集成。

1.2 发展过程

完整的桌面虚拟化技术的发展经历了远程桌面和桌面操作系统虚拟化、虚拟桌面的网络化与集中化、桌面虚拟化的简化与可用化等3个阶段[4]。第1阶段实现了操作系统和硬件的隔离，使得桌面虚拟化技术成为现实。第2阶段随着服务器虚拟化技术的成熟，以及服务器计算能力的增强，服务器可以提供多台桌面操作系统的计算能力，使得桌面虚拟化技术的大规模应用成为可能，真正意义上将远程桌面的远程访问能力与虚拟操作系统结合起来。第3阶段桌面虚拟化技术进一步将桌面系统的运行环境与安装环境拆分、应用与桌面拆分以及与配置文件拆分，从而大大降低了管理复杂度与成本，提高了管理效率，使得桌面虚拟化的可用化程度大大提高，虚拟桌面架构被普遍接受。

2 桌面虚拟化解决方案

这里以VMware View桌面虚拟化解决方案为例[5]。VMware View是一个企业级的基于VMware vSphere构建的桌面虚拟化解决方案。借助VMware View桌面虚拟化，在使用VMware ESXi软件虚拟化的服务器上运行的虚拟机中，构建完整的虚拟桌面。用户通过VMware View Client软件，从PC或瘦客户机等设备访问其桌面环境。VMware View桌面虚拟化基础架构，见图1。其组成主要如下：

（1）虚拟桌面。VMware ESXi服务器用于运行虚拟机，虚拟机中包含完整的桌面环境。虚拟桌面的存储和执行都集中在数据中心，并采用模板化管理机制，可以对虚拟桌面池进行自定义，并方便地设置策略。VMware View桌面虚拟化架构将用户彼此隔离开来，使每位用户都拥有自己的操作系统，同时可以实现精确的资源分配。

（2）客户终端。客户终端可以是瘦客户机[6]，它是指采用专用嵌入式处理器和精简版操作系统并留有闪存接口、基于PC工业标准设计的小型专用商用PC，通过各种协议连接到运行在服务器上的桌面；也可以对传统PC桌面做一些改造，安装一些插件，使得它们也有能力连接到运行在服务器上的桌面，从而充分利用已有资源。

（3）桌面连接。View桌面虚拟化使用View Manager管理客户端与托管桌面之间的连接[7]。用户能够通过View Manager安全而方便地访问虚拟桌面，升级和修补工作都在管理中心集中进行，因此可以有效地管理数百甚至数千个桌面，从而节约时间和资源。

（4）管理中心。管理员可使用VirtualCenter管理中心集中管理所有虚拟机。管理中心可以对运行着虚拟桌面的服务器进行配置，如配置网络连接、配置存储设备等；还可以监控服务器运行时的一些基础性能指标，如内存的使用状况、CPU的使用率等。

（5）身份认证。一个企业级应用解决方案，必须要有安全控制的解决方案。通过Active Directory进行用户的认证和授权，可以很方便对用户进行添加、删除、配置密码，设定其角色，赋予不同的角色不同的权限，修改用户权限等操作，从而保证安全。

（6）桌面分发。ThinApp应用虚拟化技术将应用与底层操作系统分离，从而实现部署灵活性。View Composer可以快速创建多个桌面映像，与ThinApp相结合，可以降低总映像数量、存储要求和运营成本，动态地把各种应用分发到虚拟桌面，这样用户只需要连到一个桌面就可以使用所有的应用，就好像这些应用安装在桌面上一样。

3 讨论

3.1 技术选型

在选择桌面虚拟化技术时，需要重点考虑虚拟化平台的稳定性、可用性和安全性等3方面的内容。① 虚拟化平台自身的稳定性将决定虚拟桌面项目的可行性，要优化其动态资源调度功能[8]，以减少性能波动现象，增强其稳定性，改善用户在桌面虚拟化环境中的体验；② 在部署虚拟桌面时，要将存储技术与高IOPS的固态硬盘SSD系统进行整合[9]，确保存储系统的写入吞吐具有较高的速度，以避免大量Windows系统的同时启动和登录将可能会产生的所谓“启动风暴”或“登录风暴”，保证其可用性；③ 由于桌面集中存放在数据中心，风险集中，因此，虚拟桌面系统要有容错机制，在发生故障后要保证所有的用户都能够继续访问各自的桌面系统，保证桌面安全，同时消除因服务器维护产生的计划内停机。

3.2 应用价值

桌面虚拟化是后PC时代终端用户计算的革新。虚拟桌面基础设施可实现桌面计算资源的集中化，降低桌面支持复杂度以及桌面支持成本。桌面虚拟化使桌面的整体性能有较大的提升，远非独立的PC所及。所有的桌面数据都集中存储在数据中心，能够让桌面系统融入整体容灾体系中，构成一个完整的容灾体系。桌面虚拟化改变了过去分散、独立的桌面系统环境，通过集中部署，在数据中心就可以完成所有的管理维护工作，快速、灵活部署应用。虚拟桌面与瘦终端的统一管理与交付可有效推动终端管理的标准化，全面解决终端的可用性问题，可降低终端的故障率与病毒攻击的概率，实现节能减排，节约开支[10]。只要有网络的地方，用户就可随时随地远程访问自己的桌面环境。桌面虚拟化技术的远大前景和无穷魅力是所有计算机用户所无限憧憬的，必将给计算机世界带来新一轮的创新和动力。

[1]ZDNet.终端虚拟化正在改变信息化的意义[J].网络与信息,2011,(7):18-19.

[2]韩晟,陈衍,彭红波,等.虚拟机在医院信息系统中的应用[J].中国医疗设备,2012,27(5):35-37.

[3]马秀芳,李红岩.计算机虚拟化技术浅析[J].电脑知识与技术,2010,6(33):9408-9409,9412.

[4]黄华.桌面虚拟化技术的现状及未来发展研究[J].福建电脑,2009,(9):38-39.

[5]张巍.企业虚拟化实战-VMware篇[M].北京:机械工业出版社,2009.

[6]徐燕宾.瘦客户机在图书馆网络系统中的应用分析[J].河南图书馆学刊,2010,30(4):72-73.

[7]黄承红.桌面虚拟化在图书馆管理与服务中的应用[J].图书馆学刊,2012,(6):122-124.

[8]任昱,李青荣.基于VMware vSphere虚拟化资源管理平台研究[J].计算机应用与软件,2012,29(5):219-223,237.

[9]马锡坤,于京杰,杨国斌.存储虚拟化技术在医院信息系统平台中的作用[J].中国医疗设备,2011,26(10):39-40,50.

[10]李先锋,王凯芸,吕强,等.三甲医院虚拟化技术的研究与实践[J].中国医院,2012,16(2):12-14.