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企业客户端桌面虚拟化解决方案

2012-01-21木头人《微型计算机》2012年1月上

为了应对成本控制、可管理性、安全性、合规性以及业务连续性等方面的需求,企业IT管理者需要不断考虑对企业客户端、服务器、网络和软件等IT基础设施的优化。而在这些设备当中,企业客户端无疑是数量庞大的一种;而且因为企业客户端是直接供企业员工操作使用的,会遇到各种各样的问题,所以安全和管理的问题更加突出。为了解决这个问题,桌面虚拟化解决方案成为了企业IT管理者普遍关注的一种模式。那么,目前的桌面虚拟化模式有哪些?其中具代表性的是哪种?它能带来怎样的使用体验呢?

提到桌面虚拟化,很多IT管理者首先会想到瘦客户端。瘦客户端是传统商用桌面虚拟化方案的标准终端,在采用终端服务、虚拟托管桌面以及刀片式PC解决方案时,全部应用负载将会被转移至服务器端(云端),用户通过简化的瘦客户端与服务器端进行数据和操作的传输。这种模式的优势在于易于管理和维护,而大的问题是适应性较差、对网络依赖度高,面对Flash、视频和音频等应用时会变得力不从心,无法实现相关应用或者提供的使用体验较差。同时,因为采用以瘦客户端为终端的桌面虚拟化方案会将所有应用负载交给服务器或者云端,这意味着企业必须投入大量成本建立全新的IT基础设施,以满足显著增长的性能需求。

各种桌面虚拟化模式的对比
各种桌面虚拟化模式的对比

近年来随着技术的不断发展,面向企业客户端的桌面虚拟化模式也越来越丰富。从传统的终端服务到虚拟托管桌面,从刀片式PC到应用和操作系统流,每种模式都有不同的优势和劣势。这些桌面虚拟化模式中几乎没有一种模式能够满足所有用户和应用的需求,特别是随着移动办公的普及、云计算的兴起和富互联网应用在企业内部越来越广泛,传统的、严格集中和管理的桌面虚拟化解决方案在灵活性方面的缺陷表现得越来越明显。有没有一种桌面虚拟化模式,可以在客户端适应性、安全性、可管理性和移动性方面获得较好的平衡呢?

标准的虚拟托管桌面模式主要将计算负载集中于服务器端
标准的虚拟托管桌面模式主要将计算负载集中于服务器端

新兴的平衡:客户端虚拟容器

随着网络应用和信息化的推进,目前企业需要面对的应用环境以及员工的特性正在发生改变,在以瘦客户端为终端的传统桌面虚拟化模式难以适应需求的情况下,企业IT管理者必须为桌面虚拟化寻找新的思路。相对于将应用负载集中于服务器端、用户通过瘦客户端进行数据操作的刚性管理;在确保数据统一性的情况下,将一定的应用负载交由性能较强的客户端进行操作,能有效降低对网络和服务器端的压力,并提供更好的使用体验。这就是近期发展迅速的客户端虚拟容器模式的大特点,它将本地客户端的桌面虚拟化与基于服务器的桌面虚拟化有机地结合在一起,在安全性、可管理性、性能、移动性和可用性等方面取得了更好的平衡。

新兴的客户端虚拟容器模式将计算负载转移到了高性能客户端上
新兴的客户端虚拟容器模式将计算负载转移到了高性能客户端上

客户端虚拟容器模式的工作原理很简单,它在保持依托服务器端为整个操作系统和应用提供集中化管理的前提下,在客户端上运行虚拟机管理程序,工作时操作系统的镜像从服务器传输至客户端后在本地的虚拟机上直接运行。因为操作系统和应用在本地运行,所以客户端虚拟容积模式相较虚拟托管桌面模式有三个方面的优势。

首先是可以降低服务器端的性能压力,因为操作系统和应用的计算负载被转移到客户端,所以服务器端不必处理大量的计算任务,可以在同样的IT基础架构下支持更多的虚拟桌面。其次是降低了对网络环境的依赖,企业内部可以使用的网络带宽是有限的,而传统桌面虚拟化模式因为需要在网络上即时传输系统影像和操作信息,经常会因为网络情况影响使用体验,而将操作系统转移到本地虚拟机上运行的客户端虚拟容器不需要传输大量的数据,甚至可以短期脱离网络运行。第三是可以处理各种复杂应用,运行于支持硬件辅助虚拟化技术的高性能商用客户端上的虚拟机性能更高,可以为计算密集型应用和图形密集型应用提供出色的处理能力。

思杰XenClient是基于硬件底层的虚拟化管理程序
思杰XenClient是基于硬件底层的虚拟化管理程序

应用的关键:客户端虚拟化的效率

虽然客户端虚拟容器模式具备如此明显的优势,但是也应该看到影响其应用的大限制—性能。即在客户端上运行虚拟机,是否能够提供类似物理机的使用体验,换句话说就是客户端虚拟容器的虚拟化效率究竟如何。为了实际验证客户端虚拟容器模式的实际表现,我们特地挑选了该模式具代表性的解决方案——英特尔酷睿平台商用电脑与思杰XenClient的组合,并进行了实际测试。XenClient是基于硬件底层的虚拟化管理程序,可以与英特尔虚拟化技术(VT)配合,获得更高的虚拟化效率。

目前思杰XenClient已经更新到2.1版,支持英特尔Sandy Bridge处理器和Microsoft Windows 732- bit、Microsoft Windows 764-bit、Microsoft Windows Vista 32-bit、Microsoft Windows XP 32-bit和Ubuntu11.0432-bit操作系统。我们选择了惠普Compaq 820 0 Elite做为测试平台。在安装XenClient 2.1之前,我们首先在BIOS中设置硬盘AHCI项、Virtualization Technology项和Intel VT-d项为启用状态。之后,按照提示完成XenClient的安装,整个过程大约30分钟。

安装前需要先设置虚拟机,选择操作系统类型。安装完成后,我们依然可以随时调整虚拟机的硬件配置。我们此次主要为了评估物理机和虚拟机的性能差距,因此我们在配置虚拟机硬件时尽可能得让虚拟机的硬件配置接近物理机。我们可以在虚拟机硬件配置界面中启用三位图形支持,然后选择公开物理硬件信息。
安装前需要先设置虚拟机,选择操作系统类型。安装完成后,我们依然可以随时调整虚拟机的硬件配置。我们此次主要为了评估物理机和虚拟机的性能差距,因此我们在配置虚拟机硬件时尽可能得让虚拟机的硬件配置接近物理机。我们可以在虚拟机硬件配置界面中启用三位图形支持,然后选择公开物理硬件信息。

整个安装过程与普通PC安装操作系统无异,而且还可以随时通过Ctrl+0的组合键切换至XenClient管理界面。操作系统安装完成之后,就可以运行虚拟光驱中的Citrix XenClient Tools程序,添加必要的驱动程序。
整个安装过程与普通PC安装操作系统无异,而且还可以随时通过Ctrl+0的组合键切换至XenClient管理界面。操作系统安装完成之后,就可以运行虚拟光驱中的Citrix XenClient Tools程序,添加必要的驱动程序。

安装完成后,就可以进入XenClient虚拟机管理程序界面。此界面提供了两种添加虚拟机的方式,一种是从安装磁盘创建,另外一种是从Synchronizer下载。因为本次我们只是测试本地虚拟化的效率,因此采用从磁盘安装的方式安装全新的Windows 7 64-bit旗舰版操作系统。
安装完成后,就可以进入XenClient虚拟机管理程序界面。此界面提供了两种添加虚拟机的方式,一种是从安装磁盘创建,另外一种是从Synchronizer下载。因为本次我们只是测试本地虚拟化的效率,因此采用从磁盘安装的方式安装全新的Windows 7 64-bit旗舰版操作系统。

安装完成后,就可以在虚拟机管理程序界面看到已存在的虚拟机。此时,我们查看虚拟机的信息,以及从操作系统中看到的硬件信息与物理机类似的硬件信息。
安装完成后,就可以在虚拟机管理程序界面看到已存在的虚拟机。此时,我们查看虚拟机的信息,以及从操作系统中看到的硬件信息与物理机类似的硬件信息。

在设置之后,虚拟机的硬件信息已经与物理机基本一致,但是二者的性能差距又有多大呢?我们分别在物理机和虚拟机上运行了PCMark 11和PCMark Vantage测试程序。从成绩对比来看,虽然虚拟机的性能与物理机还有一定差距(从逻辑上讲这个差距是必然存在的),但在英特尔酷睿平台商用电脑与思杰XenClient组合的客户端虚拟容器解决方案中,这个差距并不明显,也就是说我们在虚拟机上也可以获得接近于物理机的使用体验。

写在后

其实每一种解决方案都有它的优点和缺点,正如瘦客户端的兴起是源于企业对于IT管理的强烈需求,而虚拟容器端模式的出现,则是出于成本、移动性和设备适应性的平衡,企业IT管理者需要做的就是根据企业自身的特色,找到满足相关用户和业务需求的解决方案组合。而客户端虚拟容器模式作为新一代的桌面虚拟化解决方案,可以帮助企业充分利用现有IT基础设施;更好地实现对客户端软硬件和业务数据的集中管理;同时也能够更好地应对智能手机、平板等手持移动终端加入企业内部网络环境后带来的信息安全和数据统一方面的挑战。更重要的是,在云计算(特别是私有云和混合云)开始被企业逐步采用的情况下,依托智能客户端的虚拟容器解决方案可以与云端更好地配合,在不额外增加过多成本的情况下实现IT基础架构的更新和客户端集中、高效且更具弹性的管理。

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