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桌面虚拟化技术的关键技术研究与应用

作者: 发布时间:2020-02-03 13:29:52 阅读: 43 次

摘要:桌面虚拟化技术是今后计算机技术发展的一个主要方向。本文分析了桌面虚拟化技术的系统结构,进而对其中的关键技术进行了分析,最后讨论了左面虚拟化技术在当前的应用。

关键词:桌面虚拟化技术;系统结构;关键技术

桌面虚拟化技术是将桌面的操作环境与硬件运行环境进行分离的一种技术。利用该技术用户可以实现非特定地点、非特定硬件、非特定时间的桌面访问与操作。相较于远程桌面技术而言,桌面虚拟化技术内容更为丰富,功能更为强大,且实现手段更为多样。通过桌面虚拟化技术,一台物理设备可以同时安装多个操作系统,而操作桌面也可以通过多种设备实现访问和控制。这就极大的降低了IT设备的采购和运营成本,同时还提高了软件系统的安全性能和硬件系统的利用率。因此桌面虚拟化技术具有广阔的应用前景。


1 桌面虚拟化技术系统结构

在系统构成方面,桌面虚拟化技术由服务器、虚拟化桌面主机、连接代理和瘦客户机四部分构成。其中,服务器主要用于对桌面操作环境进行资源分配、应用部署、数据备份等;虚拟化桌面主机则是由服务器创建的虚拟桌面环境,在该环境下用户可以通过相关的远程连接协议实现与硬件设备的连接和操作;连接代理主要用户控制用户可控制或可访问的虚拟桌面;瘦客户机则是提供人机交互的主要终端设备。


2 桌面虚拟化中的关键技术

桌面虚拟化技术的发展基础为服务器和连接代理,因此,桌面虚拟化的核心技术就是基于服务器的服务器虚拟化技术和基于连接代理的远程连接协议。

2.1 服务器虚拟化技术

所谓的虚拟具有三个方面的内容,分别是平台虚拟化、应用程序虚拟化以及资源虚拟化。其中,平台虚拟化技术又是这三方面内容的重点和核心技术。平台虚拟化技术可以忽略平台运行所需的硬件支持设备的物理属性,而是按照用户需求在硬件层和操作系统层之间创建多个虚拟平台环境,这些环境均相互独立,且用户可以获得与实际硬件环境相同的使用体验。具体而言,平台虚拟化技术分为指令级虚拟化、硬件抽象级虚拟化、硬件辅助虚拟化、操作系统级虚拟化。

指令级虚拟化可以完全模拟更底层物理硬件的工作特性,进而保证为软件在不做修改的情况下即可在虚拟桌面中运行,因而在硬件和平台兼容性方面为用户提供了有力支撑。

硬件抽象级虚拟化则是对硬件接口和接口执行方式的模拟。这主要是指虚拟机监视器处于更,而虚拟用户系统处于次,对于具有特权性质的汇编指令,虚拟用户系统是无法执行的,此时借助硬件抽象级虚拟化技术可以对虚拟硬件的接口和接口执行的过程进行虚拟,然后由虚拟机监视器完成指令的执行并将结果返回到虚拟用户系统中。

硬件辅助虚拟化主要应用在提高虚拟效果。如正常情况下虚拟机监视器处于系统的更别,因此较低级别的虚拟用户系统是无法执行更高权限的,但是借助Intel-VT技术或AMD-V技术的支持,虚拟用户系统可以创建独立的寄存器系统进而完成指令的编译,不再需要借助虚拟机监视器的协助处理。

操作系统级虚拟化则是在服务器内创建多个操作系统,这些操作系统相互独立,故也不会受到其他系统的影响。用户在使用某一操作系统时,可避免出现传统操作系统中多个用户进程相互争抢资源现象的发生。

2.2 远程连接协议

远程连接协议的主要目的在于允许用户使用其他设备,在其他地点完成对自己桌面的访问和控制。当前的桌面虚拟化技术解决方案提供商主要有VMware、Citrix以及微软三家,因此,在远程连接协议方面也存在三种协议。

VMware公司使用的协议为PCoIP协议。由于VMware公司在桌面虚拟化技术领域具有领导权,因而其远程连接协议也更加完善和灵活。该协议可以支持高码率的数据传输,对大多数热插拔设备具有良好的兼容性。其在软件实现方面使用UDP协议对流媒体的内容进行优化,使用TCP协议对会话进行建立和控制,具有较好的用户体验。

Citrix公司使用的协议为ICA协议。该协议可以将本地资源与服务器资源进行无缝集成,因此在用户体验度方面表现十分突出。同时,该协议还支持标准的数据流传输服务和标准USB设备。其所支持的网络协议有TCP/IP、NetBIOS、以及IPX/SPX等。

微软公司使用的协议为RDP协议。该协议相较于上述两种协议而言,在支持度方面还有所欠缺,如对外设的支持有限、数据流传输速度不高等。

3 桌面虚拟化技术的应用

左面虚拟化技术虽然具有广阔的应用前景。但是鉴于当前时期还存在一些问题,故其发展还有所限制。现今已经使用桌面虚拟化技术的领域有:

虚拟机的状态保存及回滚技术,使用该技术可以帮助软件技术开发人员简化传统的工作步骤,不用过多考虑技术开发效果,方便进行软件测试。

安全访问关键网站,这主要是指应用桌面虚拟化技术创建一个独立于运行于当前物理设备的虚拟桌面,该桌面与物理桌面相互独立,即便受到攻击也不会影响到传统桌面和物理设备。

文件拷贝,这主要是指将虚拟机内产生的文件与硬件设备之间建立连接实现数据的传递,主要应用于移动办公领域。

特定软件的运行安装,这种情况主要用于某些对运行环境要求更为苛刻的软件。


4总结

桌面虚拟化技术作为虚拟化技术的一个核心应用,是对用户桌面的一次革命,可以极大的改善用户的桌面体验。在安全方面,桌面虚拟化技术同样具有广泛的应用前景。在可预见的未来,桌面虚拟化技术必然会得到广泛的重视与应用。


参考文献

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[2]刘嘉佳.桌面虚拟化的技术及前景分析[J].电脑编程技巧与维护,2010(6)

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