云桌面浅识

周平 邹帅 邱斌 孙浩

摘要：该文主要阐述了云桌面的概念、特点及关键技术;通过与传统桌面的对比，对企业实施云桌面做了总结与展望。

关键词：云桌面;虚拟化;DP;GPU

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）23-0234-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

A Brief Understanding of Cloud Desktop

ZHOU Ping， ZOU Shuai， QIU Bin， SUN Hao

（Xinjiang Informaition Industry Co.，Ltd， Urumqi 830000， China）

Abstract：This paper mainly expounds the concept， characteristics and key technologies of Cloud Desktop. Through Comparing with the traditional PC， and Summarize and prospect the implementation of cloud desktop in Enterprises

Key words：Cloud Desktop; Virtualization; Desktop Protocol; GPU

1 背景

信息化发展到今天，PC成为每个企业必备的办公设备，但随着PC的普及和使用过程中，越来越多的问题和挑战开始暴露出来。

首先是信息安全的问题，由于所有的数据和信息都分散存储在PC本地硬盘中，使得数据丢失和信息泄露的途径非常多，付出大量成本来防止信息泄露，但收效却非常有限。

其次是PC数量、业务应用的不断爆发式增长，PC的管理维护工作也逐渐不堪重负，管理人员的大量时间被用于解决各种PC故障，终端的故障时间长、PC发放和业务发放效率低，都影响业务的正常有效开展。资源的固化也导致了另外一种形式的浪费，如PC资源利用率低，空闲的资源无法被有效利用，另一方面，应对瞬息万变的外部市场时，却受限于硬件限制无法做到及时的响应。基于PC的办公桌面对业务发展、业务创新的制约逐渐凸显。

2 现状

云桌面是一种成熟的云计算应用，把原来分散在终端（PC）上的计算、存储等资源集中到数据中心，通过云平台实现桌面硬件资源虚拟化和集中管理，用戶通过智能终端，接入个人桌面空间。

随着云计算的发展，云桌面技术逐步成熟，更多的企业、政府以及学校开始关注并采用VDI桌面的形式来替代传统PC，以提高办公效率，通过集中管控，降低运维成本。但当前的VDI桌面存在一些局限性，如大部分方案GPU是通过纯软件来虚拟的，只具备最基本的GPU功能，缺少3D功能的支持，造成对3D特性或GPU重度依赖的应用软件无法使用或运行。GPU直通方案无法完全发挥出虚拟化的优势，图形设计/制造类软件无法正常使用等原因，成为VDI桌面还没有全面替代传统PC的重要原因之一。

3 关键技术

云桌面的目标是让用户通过任何终端、任何网络接入和使用数据中心的数据和应用。

3.1 传统资源虚拟化

云计算的本质是资源的集中、池化和动态分配。云桌面基于云平台软件，通过云平台的服务器虚拟化技术提供虚拟桌面，支持弹性资源调度、弹性伸缩等，通过存储虚拟化技术提供链接克隆等优势特性。

3.2 GPU资源的使用

GPU的使用，主要在2个场景下，一是GPU资源的虚拟化，二是GPU直通独占方式。

3.2.1 GPU资源虚拟化

在虚拟GPU领域的三大厂商，NVIDIA、AMD和Intel。Intel（GVT-g）、AMD（MxGPU）和NVIDIA（vGPU）。GPU虚拟化的方案有：1.设备模拟;2. API图形指令转发;3. 物理GPU指定给虚拟机独占;4. GPU全虚拟化。目前主流的虚拟化方案采用的是第3和4种方案。

AMD采用的是第3种方案，基于开源KVM MxGPU虚拟化，将物理 GPU 的处理能力引入虚拟环境，使用户能够在物理机和虚拟机上轻松运行媲美本地台式机性能的工作站级显卡的专业应用程序。

NVIDIA的GPU虚拟化方案较多，主要有以下3种产品：

Tesla系列：为科学家和研究人员提供密集型科学计算。主要应用至HPC高性能计算、 超级计算及应用。

Quadro系列：为专业人士提供专业级桌面视觉产品。可以低成本的应用至专业绘图、VR、深度学习。

GeForce系列：为消费者提供娱乐产品。

3.2.2 GPU直通

直通原理：服务器的GPU以直通方式分配给虚拟机，这样虚拟机就可以使用GPU获取3D加速能力。该方案优势是兼容性好，性能高，但成本高，推荐高清制图中复杂图纸编辑、图纸总装或者体验要求苛刻的场景下使用。

此方案的限制：GPU虚拟机不支持HA;只支持Windows 7/Windows10桌面;特定服务器、特定CPU支持特定显卡;费用比较昂贵。

3.2.3 主流显卡对比

3.3 桌面协议

桌面协议DP（desktop protocol）是服务端和客户端之间输入输出、人机交互的纽带。

DP具备高性能、高安全、高体验的能力。通过桌面协议，用户可以通过终端远程连接其在云平台的虚拟桌面，桌面的图像可以高效投送至远端的显示器上，而远端终端上的外设可以方便地基于各种策略映射至云平台的虚拟桌面上，实现用户桌面的卓越体验效果。

桌面协议的能力是影响桌面用户体验的关键，业界的桌面协议包括ICA/HDX（思杰）、PCoIP（VMware）、RDP（微软）、SPICE（Redhat）、HDP（Huaweil）等。

3.4 部署架构

云桌面可以看作是基于IaaS的一种云计算应用，也可以看作是PaaS层的应用。最终用户通过终端接入网络中个人虚拟桌面空间，实现随时随地、按需、安全的接入工作网络。

4 总结

云计算、大数据、物联网、移动化、社交IT等新技术不断发展，人们的生活、工作习惯以及环境也在发生巨大的改变，IT能力及信息资产将成为企业核心竞争力。

企业建设实施云桌面，一方面实现资源集中高效管理、资源高效利用，对于不同运算需求提供弹性灵活、动态高效的解决方案，大幅缩减桌面分发时间和计算资源，整体提升桌面运维效率。另一方面，解决了传统桌面的安全问题，通过终端与信息分离，本地终端无任何存储数据，桌面数据在后台数据中心，仅通过桌面协议将桌面（屏幕、键盘、鼠标等信息）的图像投送至终端的显示器上，避免PC泄密的问题，保障用户数据和资源的机密性、完整性和可用性成。

最終通过营造一种全新、安全、共享、便捷、高效的绿色工作方式，提升IT效率以促进企业业务发展。

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