杨记+甘毅
摘 要：虚拟桌面系统是云计算“基础设施即服务”概念的具体体现，是云计算技术发展较为成熟的应用之一。本文详细介绍了虚拟桌面系统构成的虚拟化、分布式存储、远程链接访问和系统管理4个关键技术，对比分析了传统桌面终端在主机防护、维护管理和节能降噪等方面存在的不足和问题，同时从4个方面对虚拟桌面系统的应用优势进行了全面分析，特别是对虚拟桌面系统在信息安全、运维管理、信息保障和节能环保等方面的应用进行了深入探讨。
关键词：虚拟桌面 信息系统 应用
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0138-02
虚拟桌面是云计算技术发展较为成熟的应用之一，它是云计算“基础设施即服务”概念的具体体现。在网络环境下，与传统终端相比，虚拟桌面在信息安全、运维管理、节能环保等方面具有绝对的优势。
1 虚拟桌面的关键技术
虚拟桌面是指利用云计算技术在数据中心内搭建一个服务器集群，通过创建多个虚拟机来提供远程虚拟桌面；以“虚拟机”和“虚拟桌面”的形式向用户提供所需的计算、存储和应用程序等个性化内容；用户不再使用传统桌面终端，而是通过多种精简而便捷的云终端设备通过网络联入远程虚拟桌面的形式获得属于自己的计算与存储能力、个性化的应用与数据内容，实现与传统桌面终端一致并且更高的使用体验，与此同时，还实现了数据高安全性、桌面高可用性、用户使用高便利性、用户管理更简便化、能源消耗最低化等多方面优势。
（1）虚拟化技术。虚拟桌面通过虚拟机监视器隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、虚拟的硬件环境。虚拟机监视器是一个位于计算机硬件和操作系统之间的软件层，运行在特权级，负责管理和隔离上层运行的多个虚拟机，并为这些虚拟机提供安全、独立的运行环境。每个虚拟硬件系统运行的操作系统称为客户操作系统，客户操作系统将通过虚拟机监视器访问实际的物理资源。
（2）分布式存储技术。虚拟桌面的分布式文件系统集群包含一个主服务器和多个块服务器。主服务器管理文件系统所有的元数据，包括名字空间、访问控制、文件到块的映射、块物理位置等相关信息。分布式文件系統中的文件大小通常以G字节计，被分割成固定尺寸的块。块服务器把块作为Linux文件保存在硬盘上，根据指定的块句柄和字节范来读写块数据。每个块被默认保存3个备份，确保具有很好的可靠性。通过服务器端和客户端的联合设计，分布式文件系统达到性能与可用性双重优势。
（3）远程连接访问技术。远程连接访问技术可使用户能够在任何时间、任何地点，通过任何设备都能访问到自己的桌面。远程连接访问技术的效率，决定了虚拟桌面使用的用户体验，而用户体验是桌面虚拟化产品生命力的关键。目前，在桌面虚拟化解决方案中，主要使用的协议有微软的远程桌面协议、思杰的独立计算结构协议等加密显示协议。
（4）云自动化管理技术。云自动化管理技术能够按照用户需求自动对虚拟桌面服务器进行配置。例如，配置网络连接、配置存储设备等。该技术还可监控运行时服务器的一些基础性能指标，并对各个层次运行的虚拟机、服务和应用等进行性能方面的监控，使它们都能在满足预先设定服务等级协议的情况下运行。
（5）瘦客户机技术。瘦客户机一般由嵌入式芯片和操作系统构成，硬件配置相对比较低端，不需要很强的计算能力和存储空间。为提高桌面虚拟化应用的人机交互体验度，一些产品内置了第三方的连接代理客户端，还有一些产品进一步增加了图像加速处理、动态图像的本地渲染，以及基于网间网协议的可视电话等功能。
2 传统桌面终端存在问题
（1）终端防护系统脆弱，信息资产易被窃取。传统模式台式机系统漏洞较多，易受病毒攻击，可以安装各类软件，为利用机器进行恶意入侵的使用者提供了较好的工具。终端存储数据容易泄漏敏感信息。终端没有统一的日志和行为纪录，不利于安全审计。终端与终端之间、终端和服务器之间采用普通的TCP/IP协议传送数据信息，被非法截获的可能性和危害性较大。
（2）终端软硬件故障率高，管理维护难度大。传统终端需要频繁进行操作维护、系统升级补丁、软件安装、病毒查杀工作，硬件配件的损坏率也较高，需要耗费维护人员大量时间和精力进行维修处理，维护代价偏高维修时限长。由于计算机硬件更新换代周期短，为了让最新的操作系统和应用软件能够顺利运行，传统终端面临着不得不不断进行硬件升级的压力。同时，由于传统终端与数据中心之间需要数据传输，一旦用户数量增多，也将给现有网络带宽带来一定压力，增加网络扩展的难度。
（3）终端对工作环境要求高，环境污染偏大。传统终端对工作环境要求较高，工作环境的温湿度在一定标准内才能保持稳定的工作效能，而且电磁辐射较强，噪音大，散热量大，耗电量也不小，在密闭的狭小空间内长时间工作容易造成操作员身体不适。如果在机动和野外条件下开设应急系统，采用传统终端进行保障，耗费的运输成本、供电成本和所需场地都会随着数量呈指数性增长。
3 虚拟桌面应用优势
虚拟桌面技术目前已在各个领域展开应用，优势较为明显。主要体现在以下几个方面。
（1）设备稳定性高，降低长期成本。在虚拟桌面应用中，主要设备为高性能服务器、大容量网络存储设备和瘦客户机，这些设备较传统终端模式相比，有着以下几点优势：一是建设成本基本相当。随着虚拟桌面的不断市场化应用，其产品的性价比提高很多，近年来在建设成本上已经下降很大，几乎和传统模式相当；二是设备稳定性更高。由于虚拟桌面主要运算由高性能服务器来完成，而服务器的稳定性要远远高于传统终端，同时，用户数据是存储在有容错和备份能力的大容量网络存储上，其稳定性和可靠性要远高于传统终端的单硬盘存储；三是降低长期成本。由于虚拟桌面的设备都是高端设备，在生产中已经提高生产标准和工艺，其发生故障的概率较传统终端低很多，同时，因其总体功耗低，从长远来看，能较大程度降低用电量。
（2）信息相对安全，数据保密性强。在虚拟桌面应用中，由于瘦客户机没有配置软驱、光驱、硬盘等设备，因此，用户不能随意将软件复制、安装到系统中，在一定程度上防止了病毒的传播。同时，由于用户端不存储数据，即零存储，可有效防止随意复制、带走重要软件和保密数据，从而有效实现系统安全和数据安全。虚拟桌面使用的专用安全数据交换协议，在通信链路中没有任何数据传递，传输的只有屏幕变化信息以及鼠标键盘信息，数据不在用户网络中流动，没有被截获的危险，同时传输的屏幕信息经过高位加密处理，数据保密性强。
（3）软硬件性能稳定，维护升级管理方便。虚拟桌面的瘦客户机硬件系统采用集成化的系统结构设计，不配置软驱、光驱、硬盘等易坏易损部件，软件系统采用嵌入式技术设计，大大提高了软硬件性能的稳定性，且瘦客户机无需数据备份，造价低廉，应急时只需更换坏的设备即可。虚拟桌面整个系统的安装调试、用户与设备管理、实时监控及升级维护等，都由系统管理员在数据中心集中统一实现，客户端只需要做一些简单的管理维护工作。另外，系统在管理方面更加科学、安全，既能节省信息系统的维护时间，又能降低人力资源费用和管理成本，并可大幅度提高管理效率。虚拟桌面使用的专用数据交换协议，使每一个连接只占用很小的带宽，就可以在较低带宽下保持高效率的业务操作。
（4）瘦客户机体积小，环境适应能力更强。瘦客户机因为只需相应用户的操作，不具体进行数据处理和计算，因此一般对配置要求不高，采用小型化高集成制造，一般只有网络电视盒那么大，其用电量、噪音、散热和辐射都比传统终端的主机要少很多，对作业环境的温湿度要求不高，抗震能力强，比普通终端更适合在机动和野外条件下使用。
参考文献
[1]尹勤.基于桌面虚拟化技术的新型IT办公环境[J].微型电脑应用，2012，28（12）：25-28.
[2]马文杰.桌面虚拟化技术在高校数字化校园中的研究与应用[J].凯里学院学报，2014，32（6）：95-97.endprint
