【IT168 虚拟化频道】为终端用户提供方便易用的桌面环境并不是一个新的话题。从WebOS一类的应用(基于Web的操作系统)到与VNC(虚拟网络计算)相关的基于网络的远程访问，人们就如何为终端用户提供瘦客户机的使用机制做了大量研究工作。

　　更接近用户

　　但是传统思路仍有几个明显的局限性。第一，传统技术不能为用户正在运行的所有任务提供“现场保存”和“历史恢复”功能。当用户下次登录计算机时，他希望能够恢复到上次关闭计算机时的现场，包括当时正在运行的所有程序及程序状态。但是，很遗憾，传统技术无能为力；第二，传统技术不能为用户使用环境中正在运行的所有程序资源提供一个故障检测和断点恢复的良好机制；第三，传统技术不能为用户桌面环境的迁移提供支持。用户希望在办公室和家庭中的个人计算机之间建立某种联系，即使它们的硬件设备、软件环境是异构的，对用户所呈现的桌面环境也必须是一致的。虚拟化技术的出现，为解决上述难题提供了契机。

　　虚拟化技术(Virtualization Technology)是一种调配计算资源的方法，它能够把计算机硬件、操作系统、应用程序等不同层面的软硬件抽象分离开，使针对这些松散耦合层面的修改和维护更易实施，从而简化了管理，更有效地利用IT资源，并最终提高计算系统的灵活性。虚拟机技术的出现与实用化，不仅为提高服务器利用率、延长已有遗留软件系统的生命期带来了新的解决方案，也为个人用户快捷、便利、高效的使用计算资源带来了新的机遇。

　　系统级虚拟化技术使得拥有强大性能的服务器可以以高效率的方式回应用户需求，为用户提供更加高效、稳定的服务。但是，服务器虚拟化技术毕竟远离普通用户，未能对普通用户就如何更加高效、便捷的使用桌面资源提供有效方式。虚拟化技术的根本性目的，就是为了提高个人对计算机的操控力，降低计算机使用的服杂性，最终提高利用效率。由此可见，如何为用户提供更加方便适用的使用环境也是虚拟化技术的一个重要目的。是否拥有成熟的虚拟用户桌面环境，或通俗的称为桌面虚拟化环境(desktop virtualization)，将是未来决定虚拟化技术成败的一个重要标志。

　　两大技术挑战重在用户体验

　　什么是虚拟化用户桌面环境？这是指将虚拟化的理念、技术广泛应用于桌面环境或用户操作环境，建立一套可移植、可重构、按需定制的可视化用户使用环境和程序执行的自动配置环境，以适应异构软硬件环境和任务需求的变化，协调分布呈现的计算资源，最终建立任务执行的协同计算环境。

　　为终端用户提供虚拟化的桌面环境已经成为一项有意义的工作。目前，几乎所有重要的硬件厂商和一些著名的大学都在此领域展开了研究工作，主要集中在如何应用虚拟化技术为终端用户提供资源访问的便利性和安全性上。通过分析这些典型技术的特点，可以发现他们仍然存在如下一些难以解决的问题：

　　1.如何为终端用户提供一体化的虚拟化使用环境，从而使得该环境可以整体形式保存、恢复、迁移以及故障恢复。当前，多数虚拟桌面技术更多的是关心如何利用虚拟机技术为用户提供远程服务器的执行环境，它不关心用户工作环境的版本管理和历史回溯等功能。作为一个完整的虚拟桌面环境，用户希望可以按照某种粒度随时回溯到他曾经工作过的状态，在不同的桌面环境工作记录中跳转。

　　2.如何为终端用户提供一个灵活部署的虚拟化使用环境，从而使得该环境可以应用户需求而定制、因硬件环境而调整。当前，多数虚拟桌面机制走向两个极端。一是以VMWare的VDI(虚拟化桌面基础设施)技术为代表的一大批硬件厂商采取了全服务器运行的形式为用户提供瘦客户端的桌面虚拟化环境。在该虚拟化环境中，所有任务、数据均存储、运行于远端服务器的虚拟机上，本地设备仅作为一个呈现载体而存在，这就忽视了个人计算机的计算能力，使得某些更适合本地化运行的程序在服务器端的执行，效率显著降低。以卡耐基梅隆大学的ISR(互联网挂起/恢复)项目为代表的技术思路则与此恰好相反。他们回避服务器上的虚拟机执行机制，强调直接在终端设备上为用户构建一个易于迁移、快速恢复、适合移动的虚拟化工作环境，但是却没有利用到服务器稳定安全的诸多特性，也不能为用户桌面环境提供异构应用的支持。

　　出现上述问题的根本原因在于，虚拟机技术仅被简单叠加于传统瘦客户端技术上。要解决上述问题，就必须重新考量虚拟机技术的特性，仔细分析用户桌面环境的需求，梳理出建立虚拟化用户桌面环境的关键技术和机制。

　　全球研究现状

　　桌面虚拟化改变了传统的计算机管理方式，利用虚拟化技术对操作系统及应用程序进行集中的管理和高效的分发迁移，使得用户在任何时间、任何地点，只要具备基本的硬件就可以使用自己需要的工作环境。

　　面向用户桌面环境的虚拟化研究，从其技术特点可以分成以下几个类别：

　　1.基于程序资源远程执行的虚拟桌面环境。瘦客户机系统作为最早的虚拟化桌面环境的代表，它实质只是应用程序的远程虚拟显示。该机制主要通过远程访问的方式获取服务器程序运行资源，为用户呈现一个临时搭建的程序运行环境。目前流行的几种瘦客户机协议包括VNC、RDP、THINC以及pTHINC。由于该类机制完全依赖于程序资源远程执行的显示效果，因此如何提高程序远程执行的显示效率就成为一个重要问题。THINC是在局域网和广域网中使用的一个高性能的瘦客户端远程显示系统，同时也是第一个能够以完全的帧率全屏显示视频的瘦客户机系统。该机制并未考虑桌面环境的整体性，也未采用任何虚拟机技术，仅在解决程序资源远程执行的显示效率上做出了较多努力，是其他解决方案的重要基础。

　　2.基于WebOS的虚拟化用户桌面环境。当前新兴的WebOS技术在桌面环境虚拟化方面走在了其它虚拟化技术的前列。WebOS(Web-based Operating System)，或者称为网络操作系统，是基于浏览器的虚拟操作系统，也可以认为是网络应用程序的集合。其基本思想是基于Web技术，将用户的各类应用虚拟化、远端化，从而使得用户的工作环境可以自由地迁移和定制，真正实现用户桌面的虚拟化。用户通过浏览器登录到一个虚拟桌面上，就可以在互联网提供的WebOS上运行应用程序。此机制的好处在于用户可以摆脱存储空间的限制，无需在本地安装任何应用程序就可以直接使用服务器上的程序资源。但是，由于WebOS要求对每一个传统程序进行改写，因此，它不能对遗留程序兼容，这是其最大也是无法逾越的障碍。

　　3.基于服务器端虚拟机的虚拟化用户桌面环境。以VMWare公司的VDI(虚拟化桌面基础设施)为代表的虚拟用户桌面环境已经成为近期业界的主流。它考虑在服务器端为每个用户分配一个虚拟机环境，要求用户桌面环境的所有资源均存储、执行于该虚拟机环境。通过远程显示技术，服务器端的虚拟机运行界面实时传回客户端桌面。该方法依赖于服务器完成用户桌面环境的所有功能，本地客户端仅作为一个显示载体存在。

　　4.基于本地虚拟机的虚拟化用户桌面环境。其典型代表就是卡耐基梅隆大学和Intel合作的ISR(Internet Suspend/Resume)项目和斯坦福大学的Collective项目。ISR项目实现了基于虚拟机技术的可迁移用户计算环境。人们的日常工作都在虚拟机中进行，可通过便携设备或网络把完整的工作状态传送至目的地，用户就可从挂起时刻的状态开始继续工作。

　　综合上述国内外研究的现状，桌面虚拟化希望提出一个集远端服务器执行与本地化执行相结合的一体化的虚拟用户桌面环境。在虚拟机技术和远程执行集成显示技术的支撑下，为用户提供一个易于部署、灵活迁移的虚拟化桌面环境，实现工作状态的自由回溯、系统运行时的故障恢复，并提出虚拟机资源动态管理的若干机制，从而提高远程服务器上的虚拟机资源利用率，并在后台提供高并发的支持，这些都是需要解决的重要问题。