云終端技術(shù)白皮書

1、SUNDE DIANA云終端技術(shù)白皮書前言云計(jì)算實(shí)踐的步伐越來越快，“云端”的建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，但“終端”還在使用傳統(tǒng)的瘦客戶機(jī)（ThinClient），要么體驗(yàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PC桌面，要么價格比PC還昂貴，以至于用戶不能接受云計(jì)算，使得云計(jì)算無法真正落地。        目前云計(jì)算終端實(shí)現(xiàn)“虛擬桌面”主要有兩種途徑：一類是基于RDP、ICA、VNC的多用戶遠(yuǎn)程桌面，一般采用PC機(jī)、瘦客戶機(jī)來接入，用戶使用體驗(yàn)達(dá)不到PC體驗(yàn)；另外一類是基于虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（VDI），主機(jī)端采用Ctrix的HDX、微軟的RemoteFX等VDI軟件

2、，客戶端采用PC或高配置的ThinClient才能實(shí)現(xiàn)流暢的體驗(yàn)效果。但價格昂貴的GPU、VDI軟件、高配置終端，平均每用戶5000到1萬元人民幣的單價，讓人們望“云”興嘆。 輝遠(yuǎn)電子在本屆云計(jì)算大會上發(fā)布的SUNDE云計(jì)算終端新品Diana，有望改變這種現(xiàn)狀。SUNDE Diana方案是在虛擬主機(jī)平臺上運(yùn)行vPoint桌面虛擬化軟件，通過SUNDE-VDI協(xié)議，不依賴第三方VDI軟件和GPU，使用戶在只有5W功耗的Diana云計(jì)算終端上完美、流暢體驗(yàn)虛擬桌面，支持所有x86操作系統(tǒng)和LINUX操作系統(tǒng)，可完美運(yùn)行幾乎所有的PC機(jī)軟件，技術(shù)水平位于世界前列。該技術(shù)目前屬于云計(jì)算終端領(lǐng)

3、域的世界領(lǐng)先技術(shù)， 其中公司特有技術(shù)已經(jīng)作了專利查詢屬于發(fā)明級別的技術(shù)，專利申請已獲受理。        由于Diana云計(jì)算終端采用SUNDE自主研發(fā)的軟硬件技術(shù)，是目前唯一集成VDI軟件和硬件技術(shù)的云計(jì)算終端，在為用戶提供“高清使用體驗(yàn)”的同時，SUNDE通過服務(wù)端軟件免費(fèi)等舉措，可將平均每用戶的成本降低到現(xiàn)在同類方案的十分之一。        SUNDE Diana的推出，終于使得云計(jì)算終端替代PC不再是遙遠(yuǎn)的夢想。SUNDE vPoint VDI

4、系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn) 遠(yuǎn)程虛擬桌面技術(shù)的VDI模式主要是針對云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施IaaS中的虛擬主機(jī)而言。遠(yuǎn)程虛擬桌面終端通過VDI接口技術(shù)及其協(xié)議接入虛擬主機(jī)，這種接入方式比終端服務(wù)方式更快速、更可靠，每個虛擬主機(jī)同時只為一臺虛擬終端獨(dú)享。此類基于VDI技術(shù)的云計(jì)算終端是將來云計(jì)算基礎(chǔ)IaaS的主流。其最大特點(diǎn)是可以遠(yuǎn)程地、非常流暢地、方便地、靈活地使用各類操作系統(tǒng)的虛擬主機(jī)。隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展和普遍推廣，使得原來運(yùn)行Windows和Linux的PC物理主機(jī)不斷虛擬化，實(shí)現(xiàn)用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)和不同終端設(shè)備使用虛擬主機(jī)。在采用VDI技術(shù)之前，使用虛擬主機(jī)的一般方式有兩種： （1）、在物理主機(jī)上的虛擬主機(jī)

5、管理界面上進(jìn)行登錄使用，但一般只限于IT管理人員使用（參見圖1）；圖1 （2）、用戶通過PC或瘦客戶機(jī)（ThinClient）與虛擬主機(jī)內(nèi)部的遠(yuǎn)程桌面管理程序通訊，采用RDP、ICA、PCoverIP、VNC等遠(yuǎn)程桌面通訊協(xié)議，以虛擬主機(jī)的其中一個多用戶身份使用虛擬主機(jī)（參見圖2）。圖2目前遠(yuǎn)程桌面技術(shù)存在的不足之處 1、由于不同虛擬主機(jī)的操作系統(tǒng)版本不同、遠(yuǎn)程虛擬桌面程序的處理能力和支持技術(shù)不同、并需依賴第三方遠(yuǎn)程虛擬主機(jī)管理程序，造成了用戶不能像使用本地物理主機(jī)一樣流暢地、充分地使用虛擬主機(jī)功能。 因?yàn)檫h(yuǎn)程虛擬桌面程序需要在不同版本OS的虛擬主機(jī)的運(yùn)行，這樣就出現(xiàn)對于Linux、Windo

6、w8等虛擬主機(jī)不能很好地支持遠(yuǎn)程虛擬桌面程序運(yùn)行，所以造成支持虛擬主機(jī)類別不足。 2、由于遠(yuǎn)程桌面程序是主要運(yùn)行于WindowsOS的多用戶Terminial Server方式，對不同遠(yuǎn)程終端的服務(wù)不能做到完全的實(shí)時處理，所以不管主機(jī)性能多強(qiáng)勁，都不能得到完美地處理時效性要求高的顯示和操作，造成用戶體驗(yàn)不如PC體驗(yàn)的效果，也是云計(jì)算終端推廣慢的原因。 3、采用傳統(tǒng)遠(yuǎn)程桌面技術(shù)對于虛擬機(jī)的安全性不能得到有效的控制管理。不同登陸用戶都是遠(yuǎn)程用戶登錄，這樣使得黑客等不良第三方具有可以登錄虛擬主機(jī)的機(jī)會，造成數(shù)據(jù)被入侵。由于不能擁有類似物理主機(jī)的超級用戶管理虛擬主機(jī)，使得虛擬主機(jī)的管理必須依賴技術(shù)維護(hù)

7、人員，造成數(shù)據(jù)內(nèi)部泄露可能。輝遠(yuǎn)公司的vPoint VDI技術(shù)可以很好地解決這些不足之處，它的核心是服務(wù)端的“輸入輸出重定向系統(tǒng)”，其組成如下： vPoint“輸入輸出重定向系統(tǒng)”的技術(shù)原理 （1）、物理主機(jī)開機(jī)后，啟動“輸入輸出重定向系統(tǒng)”的公共部分。公共部分包括認(rèn)證/授權(quán)模塊、重定向連接代理和安全通訊模塊。 （2）、遠(yuǎn)端的客戶終端設(shè)備（簡稱遠(yuǎn)程終端）通過指定IP地址或者服務(wù)器名的方式，訪問物理主機(jī)，與“輸入輸出重定向系統(tǒng)”的安全通訊模塊（Sec-Comm）建立安全的TCP連接。 （3）、安全通訊模塊在與遠(yuǎn)程終端設(shè)備建立可靠連接后，向重定向連接代理報告一個新的連接。重定向連接代理（RD-Co

8、nnectManager)通過安全通訊模塊向遠(yuǎn)程終端要求輸入認(rèn)證信息。遠(yuǎn)程終端的用戶輸入用戶信息（賬戶、密碼等）后，重定向連接代理向認(rèn)證/授權(quán)模塊（VM-Auth)請求用戶認(rèn)證，獲得該用戶可訪問的虛擬主機(jī)實(shí)例信息列表（包括虛擬主機(jī)的數(shù)量、名稱、目前的狀態(tài)等），并反饋給遠(yuǎn)程終端。 （4）、遠(yuǎn)程終端的用戶從列表中選擇一個虛擬主機(jī)實(shí)例提出連接請求。重定向連接代理接收到該請求后，向虛擬主機(jī)軟件查詢該虛擬主機(jī)實(shí)例的狀態(tài)。如果該虛擬主機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，則先通知虛擬主機(jī)軟件啟動該虛擬主機(jī)實(shí)例。在該虛擬機(jī)實(shí)例啟動后，重定向連接代理從虛擬主機(jī)軟件取得該虛擬機(jī)實(shí)例的虛擬輸入輸出設(shè)備驅(qū)動配置。 （5）、“輸入輸出重定

9、向系統(tǒng)”為該虛擬機(jī)實(shí)例創(chuàng)建一個重定向模塊。該重定向模塊為該虛擬機(jī)實(shí)例啟動數(shù)據(jù)編碼實(shí)例（負(fù)責(zé)分離或組合虛擬設(shè)備驅(qū)動實(shí)例的IO數(shù)據(jù)）、重定向輸出實(shí)例和重定向輸入實(shí)例。然后生成并啟動各個虛擬設(shè)備驅(qū)動實(shí)例，將它們與該虛擬機(jī)的虛擬輸入輸出設(shè)備驅(qū)動相對應(yīng)。 （6）、這樣，虛擬機(jī)的輸出信息就可以通過重定向輸出模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)編碼模塊，再經(jīng)數(shù)據(jù)編碼模塊的編碼，通過數(shù)據(jù)通道傳輸給安全通訊模塊，從而傳輸?shù)教岢鲞B接請求的遠(yuǎn)程終端。 （7）、該遠(yuǎn)程終端的輸入數(shù)據(jù)，通過安全通訊模塊傳輸給數(shù)據(jù)編碼模塊，發(fā)送給重定向輸入模塊，再通過各個虛擬設(shè)備驅(qū)動實(shí)例傳輸給虛擬機(jī)。其中音頻輸入數(shù)據(jù)在客戶端經(jīng)過編碼，需要在數(shù)據(jù)編碼模塊解碼后再

10、發(fā)送給重定向輸入模塊。 （8）、通過以上步驟，遠(yuǎn)程終端的顯示器顯示出虛擬機(jī)的桌面，而遠(yuǎn)程終端的鼠標(biāo)鍵盤等輸入信息也可以傳輸?shù)教摂M機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)完整的虛擬桌面。在整個過程中，虛擬機(jī)本身沒有使用終端服務(wù)跟遠(yuǎn)程終端通訊，它只是在本地運(yùn)行，只是輸入輸出被“輸入輸出重定向系統(tǒng)”截獲并重定向遠(yuǎn)程終端。 （9）、當(dāng)遠(yuǎn)程終端需要對虛擬主機(jī)進(jìn)行控制時，如更改分辨率、關(guān)機(jī)、重啟動、注銷等，這些控制信息將被數(shù)據(jù)編碼解析后發(fā)送給重定向控制模塊（RD-Control），由重定向控制模塊通過虛擬主機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)。 （10）、當(dāng)另一臺遠(yuǎn)程終端發(fā)起另一個連接的時候，“輸入輸出重定向系統(tǒng)”將會為它創(chuàng)建一個新的重定向控制模塊實(shí)例。當(dāng)

11、一個遠(yuǎn)程終端關(guān)閉它的虛擬機(jī)的時候，“輸入輸出重定向系統(tǒng)”就會關(guān)閉為該虛擬機(jī)準(zhǔn)備的相應(yīng)的虛擬設(shè)備驅(qū)動、重定向輸出、重定向輸入、數(shù)據(jù)編碼及重定向控制模塊這一套實(shí)例。 （11）、“輸入輸出重定向系統(tǒng)”的公共部分可以安裝在同一臺物理主機(jī)上，也可以安裝在不同的物理主機(jī)上?！拜斎胼敵鲋囟ㄏ蛳到y(tǒng)”通過為虛擬機(jī)實(shí)例生成并啟動對應(yīng)的重定向輸入/輸出模塊RDin/RDout來與虛擬設(shè)備驅(qū)動實(shí)例建立連接通訊，因此可以支持同一設(shè)備類型的不同虛擬驅(qū)動實(shí)例的連接通訊，實(shí)現(xiàn)諸如多屏幕顯示、多HID輸入輸出設(shè)備等的支持。 DIANA客戶端的技術(shù)原理 輝遠(yuǎn)公司的DIANA云計(jì)算終端設(shè)備是一個基于低功耗高可靠性的SOC硬件平臺，

12、采用嵌入式Linux內(nèi)核，基于VDI技術(shù)開發(fā)的云計(jì)算客戶端。實(shí)現(xiàn)了基于VirtualBox等第三方虛擬機(jī)（服務(wù)端不需要GPU）的高可靠性、低功耗、高性價比的遠(yuǎn)程虛擬桌面。云計(jì)算平臺可以動態(tài)地配置資源，為每個云用戶分配CPU、內(nèi)存、存儲空間，這些資源是動態(tài)的，可變的，所有沒有固定的入口，不能像瘦客戶機(jī)訪問服務(wù)器那樣簡單地指定一個IP地址就可以訪問到。vPoint系統(tǒng)提供接入服務(wù)器的功能，它是云終端進(jìn)入云計(jì)算平臺的入口，負(fù)責(zé)對云終端進(jìn)行認(rèn)證、資源分配和登錄導(dǎo)向。接入服務(wù)器只在云終端每次登錄和退出的時候?qū)ζ涮峁┓?wù)。Diana云計(jì)算終端在首次使用的時候，配置好本機(jī)的IP地址及接入服務(wù)器的IP地址，登

13、錄到接入服務(wù)器上。這些配置信息保存在云終端上，并可在以后開機(jī)后直接使用。云終端本身的其他屬性也可以在此設(shè)置，比如顯示器的分辨率等。接入服務(wù)器要求云計(jì)算終端的使用者輸入用戶名和密碼等信息。用戶提交信息之后，接入服務(wù)器首先驗(yàn)證該信息，如果通過了驗(yàn)證，則在其用戶資料數(shù)據(jù)庫中搜索該用戶的資源權(quán)限。每個用戶可有擁有不同的資源組合。以下是一個資源組合的例子。 用戶資源組合示例賬戶資源名CPU內(nèi)存操作系統(tǒng)鏡像硬盤空間支持的協(xié)議User1業(yè)務(wù)系統(tǒng)24GWindows 200830GRDP/NetPoint User1辦公系統(tǒng)12GWin 710GICAUser2業(yè)務(wù)系統(tǒng)24GWindows 200820GRD

14、P/NetPointUser3網(wǎng)管系統(tǒng)12GLinux20GVNC用戶選擇本次操作需要使用的資源之后，接入服務(wù)器為其創(chuàng)建該資源，資源創(chuàng)建好之后，將其接入信息（IP地址、支持的協(xié)議等）傳送給云計(jì)算終端，云機(jī)算終端收到后，登錄到該資源，使用該資源的服務(wù)。當(dāng)云計(jì)算終端的用戶使用完之后，退出該資源，返回到接入服務(wù)器，而接入服務(wù)器將釋放該資源等待云終端的下一個操作請求。由此可見，云計(jì)算終端與傳統(tǒng)瘦客戶機(jī)的區(qū)別之一是，瘦客戶機(jī)是主動向服務(wù)器發(fā)起登錄的請求，服務(wù)器被動接受瘦客戶機(jī)的登錄；而云計(jì)算終端是在通過了接入服務(wù)器的認(rèn)證后，由接入服務(wù)器分配資源引導(dǎo)其登錄，也就是說云計(jì)算終端是被動登錄到云平臺分配的資源的

15、，這個資源是云平臺通過虛擬化技術(shù)產(chǎn)生的，而不是一臺物理的服務(wù)器。云計(jì)算終端不用關(guān)心這個資源在哪里，有多大，當(dāng)資源不夠用的時候，它可以申請分配到更多的資源，當(dāng)然這也可能是需要付費(fèi)的?？伸`活配置和按需分配正是云計(jì)算的兩大特點(diǎn)。另外，在提供服務(wù)的物理機(jī)宕機(jī)的時候，云計(jì)算平臺會自動遷移，并繼續(xù)提供服務(wù)，而在云計(jì)算終端，只會感受到短暫的停頓，數(shù)據(jù)資料都不會丟失，應(yīng)用程序仍可以繼續(xù)。Diana云計(jì)算終端的系統(tǒng)組成SUNDE Diana云計(jì)算終端是廣州輝遠(yuǎn)電子技術(shù)有限公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的云計(jì)算終端產(chǎn)品，采用32 位SoC芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，具有功耗低、運(yùn)行速度快、顯示質(zhì)量非常流暢的優(yōu)點(diǎn)。主要系統(tǒng)組成如下：遠(yuǎn)程虛

16、擬桌面客戶端/云計(jì)算終端：遠(yuǎn)程虛擬桌面客戶端RDn遠(yuǎn)程虛擬桌面客戶端RD1 遠(yuǎn)程虛擬桌面客戶端的虛擬桌面平臺軟件顯示器鍵盤/鼠標(biāo)音頻設(shè)備USB設(shè)備SUNDE云計(jì)算終端's 嵌入式Linux精簡內(nèi)核客戶端硬件（SOC低功耗硬件平臺）DIANA云計(jì)算終端的技術(shù)特點(diǎn)（1）、SUNDE基于VDI技術(shù)的云計(jì)算終端采用最新的低功耗32位800MHz主頻SOC芯片，系統(tǒng)功耗小于5W；由于采用嵌入式SOC與核心模塊分離設(shè)計(jì)方法，使得終端的可靠性大大加強(qiáng)；SOC硬件方案對比其他云計(jì)算終端可以達(dá)到性能價格最高；同時由于低功耗特點(diǎn)，體積可以非常小、完全靜音、使用壽命大大增強(qiáng)。（2）、SUNDE云計(jì)算終端采用

17、公司云計(jì)算系列采用優(yōu)化的嵌入式Linux精簡內(nèi)核，使得內(nèi)核運(yùn)行開銷大大減少，提高了應(yīng)用程序效率；并且該內(nèi)核不采用GUI接口和LinuxDesktop，不產(chǎn)生Linux平臺運(yùn)行的中間數(shù)據(jù)和垃圾數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)效率和系統(tǒng)可靠性大大增強(qiáng)。由于采用Linux內(nèi)核，對于不同硬件接口可以達(dá)到最佳性能，同時不需要支付任何OS軟件許可費(fèi)用。（3）、遠(yuǎn)程虛擬桌面平臺應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)云計(jì)算終端的客戶端功能，主要功能：用戶認(rèn)證、輸入輸出重定向客戶端處理、協(xié)議轉(zhuǎn)化和解析、硬件平臺資源與遠(yuǎn)端資源的匹配和調(diào)度、顯示像素轉(zhuǎn)換處理及加速、音頻信號轉(zhuǎn)化加速、多桌面運(yùn)行控制、USB透明傳輸處理、等等。 DIANA云計(jì)算終端的技術(shù)優(yōu)勢（

18、1） 用戶像在本地一樣使用虛擬機(jī)，而不用擔(dān)心應(yīng)用程序與終端服務(wù)的兼容性問題。（2） 不用為虛擬機(jī)里的操作系統(tǒng)準(zhǔn)備不同的終端服務(wù)，因?yàn)橹皇侵囟ㄏ蛄颂摂M機(jī)的輸入輸出接口，所以可以很方便地支持各種操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)，包括windows、linux，而不需要做特別的開發(fā)。（3） 輸入輸出的數(shù)據(jù)可以采用任意方式壓縮傳輸，而不受RDP協(xié)議的限制，因此可以實(shí)現(xiàn)流暢的視頻和音頻。（4） 與同類產(chǎn)品相比，基于VDI技術(shù)的云計(jì)算終端基于開放的linux內(nèi)核，擁有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)，在產(chǎn)品性能方面及針對客戶需求提供定制化服務(wù)方面有無可比擬的優(yōu)勢。（5） 基于VDI技術(shù)的云計(jì)算終端產(chǎn)品除了具有極高的穩(wěn)定性以外，還發(fā)展出

19、自己的特點(diǎn)及優(yōu)勢：非常廣泛的分辨率支持。適應(yīng)不同電腦顯示器的要求。支持雙向音頻。即使服務(wù)器端是XP操作系統(tǒng)，在終端上同樣可以錄、放音，有著與臺式機(jī)相媲美的聲音效果。支持終端連接打印機(jī)。無需在終端安裝打印機(jī)驅(qū)動，每個終端連接的打印機(jī)被默認(rèn)為該終端的缺省打印機(jī)，并可以被所有的用戶使用。（該技術(shù)已獲得國家專利）終端具有自升級功能。可以方便地實(shí)現(xiàn)對終端內(nèi)核及文件系統(tǒng)的升級，以適應(yīng)新的需求。這項(xiàng)功能可以很好地保護(hù)客戶的投資，當(dāng)服務(wù)器升級到云計(jì)算平臺或者在不同廠家的云計(jì)算平臺之間遷移的時候，只需對終端做一次升級即可。（6） 基于VDI技術(shù)的云計(jì)算終端產(chǎn)品的其他優(yōu)點(diǎn)還有：高安全性：采用128bit的加密算法，確保用戶數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的安全性。 低能耗。產(chǎn)品的功率只有5W，不需要散熱風(fēng)扇，相比臺式機(jī)250W左右的耗電量，節(jié)省大量的能量。免維護(hù)：所有的程序在主機(jī)上運(yùn)行，終端只負(fù)責(zé)顯示和輸入輸出，因此應(yīng)用軟件更新升級時不需要