面向特定领域桌面虚拟化设计
摘要：文章基于通用桌面虚拟化架构设计方案，分别研究虚拟桌面服务器端、连接管理中间件和终端用户桌面端等三个组成部分的取舍及改进方案，最终将通用虚拟桌面架构改造成高性能的特定领域虚拟桌面架构。
关键词：桌面虚拟化架构；云服务器端；云终端中图分类号：TP391.9;TP302 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）10-0109-02.
1 虚拟化技术
伴随虚拟化技术的发展，桌面虚拟化架构（Virtual DesktopInfrastructure，VDI）已逐渐成为各企事业单位首选的电脑设备解决方案。该方案首选采用服务器虚拟化技术，在服务器上为每个客户端虚拟出独立的桌面资源、CPU、内存及存储空间，进而将所有运算集中在服务器端处理。然后将结果回传给客户终端设备。这些终端设备俗称瘦客户端，仅仅具备输入输出、屏幕显示功能，不参与任何计算，其形式不但包括传统的电脑，还包括平板和手机在内的移动设备。这种“服务器集中计算，客户端分散展示”的原则，使得终端用户能够在不同时空，通过任何设备上网访问属于自己的个性化系统桌面。
2 通用桌面虚拟化架构设计
桌面虚拟化是指在云端服务器上虚拟并存储每个云终端设备的桌面资源，允许最终用户使用仅具备显示功能和普通运算能力的瘦云终端设备，如电脑、手机、平板等，通过远程显示协议 SPICE 访问云端服务器上的桌面资源。一方面实现了用户桌面与其所使用的终端设备解耦，达到桌面资源漫游的效果。另一方面大大降低了用户终端设备的成本。每位用户使用任何一款低廉的终端设备都能快速连接云端服务器的桌面资源，即桌面虚拟机，获得个性化的完整桌面。通常情况下，完备的 VDI 架构由以下三部分组成。
2.1 云端服务器
云端服务器是安装虚拟化软件的高端服务器，通过服务器虚拟化技术，在服务器的操作系统中为每个云终端用户创建一个与之对应的虚拟机。这些虚拟分区被分配虚拟 CPU、内存、存储磁盘以及 I/O 资源。具体包括 Guest Agent、Libvirt、QEMU-KVM 以及 SPICE 服务端等功能模块。
2.2 云终端
终端用户采用瘦客户端接收来自远程云端服务器的桌面资源。该瘦客户端不但形式多样，如电脑、手机、平板，甚至手表等，而且价格低廉，因为每个瘦客户端只需要显示用户需配置显示器、键盘、鼠标等即可，对计算器的运算能力不做任何要求。具体包括 Broker Agent，SPICE 客户端以及各种配置等功能模块。
2.3 连接管理中间件
连接管理中间件是从云端服务器解耦出来，并用于连接云端服务器和云终端的关键桥梁，在 VDI 架构中主要发挥用户连接、资源调度和管理的作用。例如，该中间件会根据云终端不可能在同一时刻同时启动的特点，以及不同客户端对吞吐和带宽要求均不同等特点，合理连接、调配云端桌面资源，使其达到自动负载均衡的效果。具体包括服务器管理，虚拟机管理，云终端管理，用户管理以及数据库管理等功能模块。 3 面向特定领域的桌面虚拟化架构设计之前方案虽好，但该方案面向通用领域，架构设计过于臃肿。本文为专门面向特定应用，特对其加以改进与瘦身，进一步简化设计，提高性能，如图所示：
图 1 面向特定领域的架构方案
如图 1 所示，以前的通用架构方案由三部分构成，分别是服务器端、Broker 中间件和云终端构成。简化后的架构由两部分构成，分别是云端与云终端。其中，云端依旧为以前的服务器端，并将 Broker 中间件合并进云端。之所以实现这样的融合，是为了提高云端与云终端的交互速度。以往方案为了达到通用效果，满足各种应用，将Broker中间件与服务器端分离解耦，虽然满足了多样性，但同时也牺牲了性能。然而，本文重在实现面向特定领域的桌面云虚拟化系统，不用考虑多样性，故而将这两部分融合，以提高资源传输的性能。
融合之后，首先去掉原服务器端的 Guest Agent 模块和Broker 中间件中的 Host Agent 接口模块。因为这两部分原本用于连接 Broker 中间件与服务器端。现两个子系统已经合并，故不再需要这两个模块。然后去掉原服务器端的 Libvirt模块。因为 Libvirt 是一套能够屏蔽不同虚拟化工具差异的开源虚拟环境管理套装，其中含有完整的操控不同宿主机的API函数。而本文并非面向通用领域，而是面向特定领域，故而只会针对性地使用少量 API 函数，因此只需定义个别操控 API即可，无需加载庞大且完整的整个虚拟化环境管理套装。
除去除额外模块外，云端依旧保留 QEMU-KVM 模块与SPIECE 服务端模块。其中，QEMU-KVM 模块实现 CPU 虚拟化、内存虚拟化以及 I/0 模拟操作，进而创建虚拟机环境。SPIECE 服务端实现云端与云终端之间的桌面传输与漫游效果。
与此同时，在云端还需开创性地设计特定领域的应用系统，该系统一方面将原Broker中间件中的虚拟机管理、服务器管理、云终端管理、用户管理、数据库管理等功能进行简化，并将其作为不变部分，有机地整合进系统，另一方面，将特定领域的业务模块作为可变部分进行二次开发。
至于云终端，首先去掉云终端配置模块，因为本文并非面向通用领域，而是面向特定领域，故无需实现多样化配置， 在特定应用环境下实现一次性固化配置即可；然后保留BrokerAgent 模块和 SPICE 客户端模块。其中，Broker Agent 模块由以前负责连接Broker中间件的功能改为负责连接云端特定领域系统之间的通讯，包括虚拟机请求连接、用户登录等功能。
SPICE 客户端模块则继续接收来自 SPICE 服务器端信息的作用。
4 结语
至此，桌面虚拟化架构改造完毕，既然符合桌面虚拟化的要求，又能进一步与特定业务结合，提高通信性能，优化实现效果。 参考文献：
[1] 王庆波，金涬著. 云计算宝典技术与实践[M]. 北京：电子工业出版社，2011(9) : 80-81
[2] 谭文辉,利用 VMware 实现数据中心服务器虚拟化[J], 舰船电子工程,2008 (6)
[3] 游宝丰.虚拟化技术是计算机运用的新趋势[J].计算机技术应用,2009,19(2):72-74
作者简介：衣勉（1981-），男，山东文登人，讲师，硕士，研究方向为计算机科学与技术。
