引言
在威睿(VMWare)針對(duì)x86的機(jī)器實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)的虛擬化后,因“一個(gè)物理機(jī)可同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)”,機(jī)房里的服務(wù)器使用率大為提升。然而在終端PC前的用戶,是否也可以取得虛機(jī)?于是有關(guān)虛擬桌面的想法應(yīng)運(yùn)而生。這個(gè)想法涉及機(jī)房里的多個(gè)虛機(jī)如何經(jīng)過適度的管理將PC虛機(jī)的桌面實(shí)現(xiàn)在用戶終端,因而是整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu),稱為虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施VDI(Virtual Desk-top Infrastructure)。在云計(jì)算紅火的今天,一個(gè)很合理的問題是:云里的資源如何讓用戶使用?VDI就是從“端”操作“云”資源的手段之一:“端”透過適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議和足夠的帶寬來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)房里“云”的資源使用。通信協(xié)議包括遠(yuǎn)程桌面協(xié)議RDP(傳輸桌面),以及SHCE協(xié)議(傳輸桌面和視頻)。
以上所述VDI,通常只在PC及固網(wǎng)里實(shí)現(xiàn)。然而,在中國(guó),手機(jī)、平板電腦和上網(wǎng)本(以下統(tǒng)稱移動(dòng)終端)的未來(lái)增長(zhǎng)比PC快得多,是否VDI的虛擬桌面想法也可以透過3G移動(dòng)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)終端上?在本研究報(bào)告中,我們把移動(dòng)的VDI稱為虛擬移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施VMI(Virtual Mobile Infrastrucmre)。當(dāng)然,VMI也是“端”使用“云”資源的手段之一。我們研究如何將Android和WinMobile的手機(jī)操作系統(tǒng)桌面,傳輸?shù)揭苿?dòng)終端。
VMI與兩方面的操作系統(tǒng)有關(guān):
(1)服務(wù)器上的虛機(jī)操作系統(tǒng)。與VDI不同的是,手機(jī)的操作系統(tǒng)并不像PC機(jī)那樣,被Windows的用戶占了95%以上。當(dāng)前較為流行的手機(jī)操作系統(tǒng)有:Android、Symbian、WinMobile和iPhone。另外win7、Android和Chmme的上網(wǎng)本也被看好。本研究?jī)H包含兩個(gè)代表性的手機(jī)操作系統(tǒng)Android、WinMobile6.0和PC的操作系統(tǒng);
(2)移動(dòng)終端上的操作系統(tǒng)。如果在機(jī)房里運(yùn)行手機(jī)虛機(jī)及其應(yīng)用,那么用戶的移動(dòng)終端即使品牌不同,只要安裝適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)程桌面協(xié)議客戶端,都能接收到同一手機(jī)操作系統(tǒng)的桌面,甚至PC的桌面(當(dāng)然PC的屏幕太大,有適配手機(jī)屏幕的問題,但使用手指滾動(dòng)屏幕的技術(shù)能緩解這一問題)。這樣“跨移動(dòng)終端平臺(tái)”的VMI產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)也許能為移動(dòng)電信、銷售機(jī)構(gòu)、甚至學(xué)校所接受,因?yàn)檫@些機(jī)構(gòu)的用戶的移動(dòng)終端(尤其是手機(jī))的品牌很難統(tǒng)一。此外,手機(jī)應(yīng)用開發(fā)商也因此不必做跨平臺(tái)的開發(fā)。
1 VMI的需求
以上只是略述VMI的背景,但其詳細(xì)的需求如下:
手機(jī)虛機(jī)的制作:如果要得到手機(jī)虛機(jī)的屏幕,首先當(dāng)然必須在機(jī)房里的x86服務(wù)器上創(chuàng)建手機(jī)虛機(jī)。這有兩種情況:一是有的手機(jī)操作系統(tǒng)能夠直接運(yùn)行在x86的平臺(tái)上,譬如谷歌的Android;另一種情況則是(大部分的)手機(jī)操作系統(tǒng)只能在ARM的芯片上運(yùn)行。因而ARM指令必須要經(jīng)過翻譯才能在x86的服務(wù)器上運(yùn)行。所以基本上,這是兩個(gè)不同的管理程序(Hypervisors)。
手機(jī)虛機(jī)的管理:類似于VDI的管理,用戶必先通過連接代理取得虛機(jī)的lP地址和端口號(hào),然后才能進(jìn)行桌面的傳輸。在取得虛機(jī)時(shí),VMI的管理器必然有適宜的機(jī)制,使得手機(jī)虛機(jī)對(duì)某個(gè)用戶可以是靜態(tài)永不變的,或動(dòng)態(tài)地按照某種規(guī)律選取的。管理員必須能夠透過管理界面,為用戶創(chuàng)建、克隆、啟動(dòng)、停止、刪除虛機(jī)。(停止虛機(jī)是一般手機(jī)操作系統(tǒng)并不具備的功能。)同時(shí)要兼顧更有效率的管理和啟動(dòng)虛機(jī),因?yàn)槭謾C(jī)虛機(jī)并不像Pc虛機(jī)的鏡像那么大,所以載人時(shí)閫較快。
遠(yuǎn)程移動(dòng)桌面協(xié)議:常見的遠(yuǎn)程桌面協(xié)議有VNC、RDP以及SPICE(以下統(tǒng)稱移動(dòng)終端協(xié)議MTP)。通過MTP,可以完成移動(dòng)終端與虛機(jī)之問的“互動(dòng)”:即虛機(jī)屏幕傳到移動(dòng)終端,而鍵盤和鼠標(biāo)的動(dòng)作則從移動(dòng)終端傳到虛機(jī)。必須選取三種協(xié)議之一或創(chuàng)建新的協(xié)議米完成互動(dòng)。無(wú)論使用何種協(xié)議方法,移動(dòng)終端協(xié)議有其服務(wù)器端和客戶端。移動(dòng)終端協(xié)議的服務(wù)器可以運(yùn)行在Hypervisor之上(如SPICE和VNC)或虛機(jī)內(nèi)部(如RDP)。至于移動(dòng)終端協(xié)議的客戶端,是運(yùn)行在移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)上。由于手機(jī)品牌甚多,凡是較為通俗的智能手機(jī)或上網(wǎng)本的協(xié)議客戶端,都必須支持。
無(wú)縫桌面:“無(wú)縫”是指客戶端在連接虛機(jī)后,接收到的第一個(gè)桌面是客戶選定的某應(yīng)用的全屏桌面。如果沒有選定的應(yīng)用.默認(rèn)的桌面就是操作系統(tǒng)桌面。
PC桌面?zhèn)鬏數(shù)绞謾C(jī)以及PC應(yīng)用點(diǎn)播:移動(dòng)終端如手機(jī)或上網(wǎng)本,不僅可以與手機(jī)虛機(jī)互動(dòng),還可以與Pc虛機(jī)互動(dòng),或與運(yùn)行在虛機(jī)上的應(yīng)用互動(dòng)。
內(nèi)網(wǎng)連接的擴(kuò)容(Scalability of local-netVMI):當(dāng)大量的用戶有桌面要求,系統(tǒng)在虛機(jī)能支持的虛機(jī)數(shù)量上以及用戶響應(yīng)、用戶體驗(yàn)上必須保證沒有問題。
外網(wǎng)3G連接擴(kuò)客(Sealability of wide-area VMI):機(jī)房里服務(wù)器的虛機(jī)桌面,利用3G載體的傳輸與移動(dòng)終端互動(dòng)。經(jīng)由外網(wǎng)進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)。通常有一個(gè)類似路由的接人過程。即使擴(kuò)容測(cè)試已可在內(nèi)網(wǎng)處理大批量用戶的問題,但從外網(wǎng)的移動(dòng)終端經(jīng)由移動(dòng)電信的3G移動(dòng)網(wǎng)關(guān)、骨干網(wǎng)、一直到通過防火墻、接人內(nèi)網(wǎng)到機(jī)房服務(wù)器的過程,如有瓶頸,必須消除,以支撐大數(shù)量的并發(fā)。
2 VMI管理軟件以及QVisor平臺(tái)的研制過程
2.1 國(guó)內(nèi)外Hypcrvisor技術(shù)調(diào)研
早期Hypervisor的研究:因?yàn)閂MI的主要舞臺(tái)是數(shù)據(jù)中心,而為了將ARM OS運(yùn)行在全是x86核的數(shù)據(jù)中心里,有必要引用仿真器QEMU。較早的x86虛擬化研究包括:2000年華盛頓大學(xué)的Denali使用微內(nèi)核技術(shù)的研究項(xiàng)目,威睿的全虛擬化,Xen的半虛擬化,微軟Hyper-V的半虛擬化,此外還有IBM的預(yù)虛擬化以及紅帽的QumranetKVM方法。自從2006以來(lái).已有一些在ARM核上運(yùn)行的虛機(jī)研究。例如伊利諾大學(xué)的研究就集中在ARM硬件上的Hypervisor,而不是用AMR的仿真器。Xen 3.3使用了V2E方法:除了一個(gè)很薄的域0和其它客戶域之外,在一個(gè)迷你os上運(yùn)行仿真器QEMU。這個(gè)QEMU僅是為了VM運(yùn)行時(shí)需要進(jìn)行一些特殊的應(yīng)用例如安全檢測(cè),啟發(fā)了我們的想法:將全部的客戶OS郜運(yùn)行在QEMU上。
嵌入式Xen:這個(gè)方法起初是將Xen的源碼移植到ARM指令。其次將此嵌入式Xen的硬件驅(qū)動(dòng)虛擬化。有一些大學(xué)的研究是屬于這方面的:就是把Xen 1.0代碼移植為ARM指令,但MMU方面的工作并末完成。移植了一個(gè)Choices Hypervisor到ARM芯片上并將ARM指令擴(kuò)充以便在QEMU仿真器內(nèi)使用類似英特爾的VT技術(shù)。
基于QEMU的優(yōu)化移動(dòng)Hypervlsor為多種芯片(SPARC、ARM等)做了仿真工作,運(yùn)行在Linux微內(nèi)核L14上。他們做了下列優(yōu)化:(1)功能級(jí)別的指令塊處理;(2)用自己的內(nèi)存管理方法,取代QEMU軟件MMU;(3)L4微內(nèi)核是一個(gè)代碼行數(shù)很少的內(nèi)核.性能極佳。優(yōu)化方法散布在三個(gè)層面:(I)微內(nèi)核L4;(2)QEMU;(3)客戶0S。比起嵌入式Xen方法集中在一個(gè)Hypervisor內(nèi),該方法似乎更為有效。但由于每個(gè)客戶OS都需要將一個(gè)仿真器QEMU載人內(nèi)存。消耗掉不少內(nèi)存.于是能支持的虛機(jī)個(gè)數(shù)比起嵌入式Xen就少很多。如果QEMU可被共享,那就更佳。不過,共享QEMU是Xen3.3的V2E用在Pc虛機(jī)上的方法,只不過Xen 3.3用了自己的Xen任務(wù)調(diào)度器和MMU,而方法則是用了M的改進(jìn)的任務(wù)調(diào)度器和MMU。此外,還欠缺了一個(gè)服務(wù)器來(lái)管理虛機(jī),以方便測(cè)試.并需要提供API與諸如VDI或VMl的應(yīng)用相接。
至今國(guó)內(nèi)外尚未有任何類似VMI的產(chǎn)品。主要是因?yàn)槭謾C(jī)操作系統(tǒng)的虛擬化技術(shù),大多數(shù)公司(例如澳大利啞的OpenKernel Lab、被RedBend收購(gòu)的ViauMogjc、以及威睿)將之用在客戶端,而不是服務(wù)器。我們參考上述的研究,根據(jù)自己的創(chuàng)見。提出了在服務(wù)器上建立一個(gè)移動(dòng)的Hypervisor的想法,稱之為QVisor。至于多客戶分派手機(jī)虛機(jī).建立對(duì)話期,控管虛機(jī)池的機(jī)制,則是參考VDI的管理軟件而得的設(shè)計(jì)。
2.2 移動(dòng)虛擬化VMI軟件的原理
移動(dòng)虛擬化要建立的系統(tǒng)是基于一個(gè)事實(shí):手機(jī)虛機(jī)能運(yùn)行在x86服務(wù)器上。既然大部分的手機(jī)虛機(jī)僅能在ARM芯片上運(yùn)行.手機(jī)虛機(jī)必須要先在ARM-x86的仿真器上運(yùn)行,而該仿真器又能在x86的服務(wù)器上運(yùn)行。
圖1顯示仿真器和x86的主機(jī)操作系統(tǒng)之問還有一個(gè)Hy-pervisor層。Hypervisor的功能是啟動(dòng)仿真器,優(yōu)化內(nèi)存的使用,并與虛機(jī)管理器對(duì)接,傳達(dá)手機(jī)虛機(jī)的啟動(dòng)、克隆、結(jié)束、性能回報(bào)等指令。手機(jī)虛機(jī)和Pc虛機(jī)最大的不同處在于它本身通常沒有“結(jié)束”這一功能,必須另外設(shè)定;而且手機(jī)操作系統(tǒng)也欠缺硬盤功能,但可以通過閃存卡驅(qū)動(dòng)接入。我們的解決方案將Hypervisor稱為QVisor平臺(tái),集合了上述功能。
虛機(jī)管理器不止是通過應(yīng)用接口傳遞VMI管理軟件的指令和回應(yīng),也調(diào)節(jié)各虛機(jī)之間的資源使用情況。此外,虛機(jī)管理器可以單獨(dú)運(yùn)行成為軟件服務(wù)器,不一定要和運(yùn)行手機(jī)虛機(jī)的x86主機(jī)共存。這是因?yàn)樘摍C(jī)管理器不但可以管多臺(tái)主機(jī)上的虛機(jī),還能處理主機(jī)集群的問題。我們的解決方案將虛機(jī)管理器稱為QServer。
圖1也顯示透過軟件交換機(jī),不單移動(dòng)網(wǎng)上的手機(jī)和上網(wǎng)本可透過和VMI的應(yīng)用服務(wù)器接入QVisor平臺(tái),任何固網(wǎng)上的PC、瘦終端、感應(yīng)器或離線VDI的終端也可以取得手機(jī)虛機(jī)(例如Android)的桌面。此外,手機(jī)和上網(wǎng)本也可以接人VDI的應(yīng)用服務(wù)器。也就是說(shuō),這些移動(dòng)終端也可使用PC虛機(jī)的資源。
VMI應(yīng)用服務(wù)器上運(yùn)行的是VMI的管理軟件。有兩個(gè)重要的功能,一是連接代理,其次是虛機(jī)池的管理。連接代理是在接到用戶的接人請(qǐng)求后,完成身份驗(yàn)證、創(chuàng)建Session、并向虛機(jī)池管理器請(qǐng)求分派手機(jī)虛機(jī)。當(dāng)?shù)玫教摍C(jī)之后,把虛機(jī)網(wǎng)址、端口號(hào)傳給用戶。這樣用戶的遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議(RDP、SPICE、VNC等)客戶端就可直接與協(xié)議的服務(wù)器傳送手機(jī)屏幕。連接代理能使用“無(wú)縫屏幕”的技術(shù),讓用戶收到的第一個(gè)屏幕,就是訂閱的虛機(jī)應(yīng)用屏(第一個(gè)屏也可以設(shè)置為操作系統(tǒng)桌面)。這是考慮到如果合作對(duì)象是移動(dòng)電信公司,其用戶可以訂閱該公司提供的不同“應(yīng)用套餐”。虛機(jī)池管理器負(fù)責(zé)按照虛機(jī)的模板制作手機(jī)虛機(jī),并按池的策略預(yù)先克隆足夠的虛機(jī),以應(yīng)付大規(guī)模的手機(jī)用戶請(qǐng)求。以上的功能與VDI的管理軟件大致相同,不同的是手機(jī)虛機(jī)的啟動(dòng)要比PC快得多,簡(jiǎn)化了池中預(yù)留虛機(jī)的延遲考慮。我們的解決方案將VMI應(yīng)用服務(wù)器稱為TranVMI。
2.3 完成移動(dòng)虛擬化的初步研究開發(fā)
移動(dòng)虛擬化的初步研究開發(fā),經(jīng)歷了三個(gè)階段。
首先,我們按照TranVMI的設(shè)計(jì),開發(fā)出手機(jī)從(1)威睿的ESX平臺(tái),或(2)VMI基礎(chǔ)平臺(tái)QVisor接收到“無(wú)縫PC屏幕或手機(jī)屏幕”的技術(shù)。
其次,在為優(yōu)化虛機(jī)內(nèi)存使用情形下,我們開發(fā)出類似TranVDI的虛機(jī)管理器QServer(運(yùn)軟公司的VDI產(chǎn)品),成為VMI的QServer。因而虛擬機(jī)得以被更好的管理,譬如虛機(jī)上的代理可經(jīng)由QServer傳達(dá)心跳和虛機(jī)性能的信息,這樣有利于調(diào)適。
最后,我們分別對(duì)微軟和谷歌的手機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行了改良,將WinMobile成功運(yùn)行在QVisor上。另外,我們也成功地將谷歌x86版的Android操作系統(tǒng)直接運(yùn)行在x86的服務(wù)器上,并使用VDI的QSenrer經(jīng)過TranVMI與手機(jī)相連,但此方法效果不如QVisor。
2.4 完成跨手機(jī)平臺(tái)的應(yīng)用管理
以下為完成跨手機(jī)平臺(tái)的應(yīng)用管理的幾個(gè)實(shí)施案例:
(1)TranVMI管理軟件 + Android,直接運(yùn)行在x86平臺(tái)
TranVMI后臺(tái)為Android x86版在Dell服務(wù)器上運(yùn)行,我們使用了將Linux KVM改良的TranVMM Hypervisor,并經(jīng)過Tran-VDI的QServer來(lái)管理。前端為WinMobile手機(jī)或上網(wǎng)本(已完成測(cè)試,見第3節(jié)的內(nèi)網(wǎng)擴(kuò)容測(cè)試結(jié)果)。
(2)TranVMI管理軟件 + Android,運(yùn)行在QVisor平臺(tái)
在QVisor平臺(tái)上運(yùn)行,并經(jīng)過TranVMI的QServer來(lái)管理虛機(jī)。前端為Andwid手機(jī)、iPhone手機(jī)或iPad上網(wǎng)本(與聯(lián)通進(jìn)行合作)。
(3)TranVMI管理軟件 + WinMobile,運(yùn)行在QVisor平臺(tái)
TranVMI具備無(wú)縫傳屏技術(shù)和應(yīng)用管理的實(shí)施,后臺(tái)為WinMobile虛機(jī)。TranVMI也連接后臺(tái)為PC虛機(jī)在TVM 4.0平臺(tái)上運(yùn)行,并經(jīng)過TVM 4.0的VM Manager。未來(lái)計(jì)劃將前端擴(kuò)展到:Android手機(jī)、iPhone手機(jī)、WinMobile手機(jī)、Nokia手機(jī)、其他主流Windows上網(wǎng)本或iPad上網(wǎng)本。
2.5 基于智能傳屏技術(shù)開發(fā)手機(jī)虛擬化服務(wù)器
(1)SPICE協(xié)議
SPICE協(xié)議服務(wù)集成(雖然在手機(jī)上尚未完成移植SPICE,但第5節(jié)的VDI SPICE測(cè)試結(jié)果仍具有參考價(jià)值),例如:傳虛機(jī)屏能力;傳視頻能力。
(2)其它智能傳屏協(xié)議
未來(lái)從修改VNC協(xié)議到建立運(yùn)軟自己的智能傳屏協(xié)議,例如:虛機(jī)屏幕及視頻傳輸;大規(guī)模并行會(huì)話和(應(yīng)用+OS)鏡像的雙向同步,為客戶端虛擬化作準(zhǔn)備。
2.6 在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商示范應(yīng)用
首先測(cè)試TranVMI的手機(jī)或上網(wǎng)本,經(jīng)過聯(lián)通的3G上網(wǎng)卡,使用聯(lián)通的移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模擴(kuò)容環(huán)境中的實(shí)際成果(部分為模擬客戶端,且中間經(jīng)過RAS的外、內(nèi)網(wǎng)地址翻譯,結(jié)果見3.2節(jié)的VMI無(wú)線測(cè)試結(jié)果)。
未來(lái)與聯(lián)通的合作還應(yīng)包含兼容TMN標(biāo)準(zhǔn)的OSS體系,為用戶供應(yīng)自我服務(wù)的Web體系,和為系統(tǒng)管理員供應(yīng)的集中式系統(tǒng)管理Web系統(tǒng),在物理設(shè)備層面、網(wǎng)絡(luò)層面以及其中運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)層面來(lái)保證企業(yè)級(jí)云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的生產(chǎn)、供應(yīng)、監(jiān)視、部署和運(yùn)營(yíng)。
3 VMI內(nèi)網(wǎng)擴(kuò)容測(cè)試、VMI 3G無(wú)線測(cè)試及VDI/SPICE參考測(cè)試
3.1 VMI內(nèi)網(wǎng)擴(kuò)容測(cè)試
(1)測(cè)試指標(biāo)
VMI擴(kuò)容測(cè)試的技術(shù)指標(biāo)為:
主機(jī)容量一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行至少100個(gè)手機(jī)虛機(jī);
主機(jī)集群量至少4臺(tái)主機(jī)在集群里;
穩(wěn)定性主機(jī)至少不間斷運(yùn)行一星期。
(2)性能測(cè)試場(chǎng)景
TranVMI的測(cè)試是400個(gè)用戶訪問400臺(tái)Android虛機(jī),后臺(tái)有4個(gè)物理服務(wù)器(非集群)的情況。測(cè)試時(shí)必須使用運(yùn)軟模擬多VMI用戶的測(cè)試工具,其中50個(gè)用戶是實(shí)施在10個(gè)測(cè)試用Windows虛擬機(jī)上(每個(gè)虛機(jī)運(yùn)行5個(gè)用戶,可見Android屏幕),其余350個(gè)用戶是借助測(cè)試工具來(lái)模擬(可在管理界面看見350個(gè)Android虛機(jī)被連接,但由于測(cè)試環(huán)境的限制,這些Android虛機(jī)的屏幕不可見)。連續(xù)運(yùn)行一星期。
(3)功能測(cè)試場(chǎng)景
VMI的功能包含:(1)QVisor基礎(chǔ)平臺(tái)的功能(目前沒有曝露的界面可測(cè));(2)TranVMI管理軟件的功能:除了模板、虛機(jī)、虛機(jī)池的管理界面可供測(cè)試外,還具有“無(wú)縫屏幕”的功能,讓用戶收到的第一個(gè)屏幕,就是訂閱的虛機(jī)應(yīng)用屏(當(dāng)然第一個(gè)屏也可以設(shè)置為操作系統(tǒng)桌面)。譬如中國(guó)聯(lián)通的用戶,可以訂閱電信公司提供的不同“應(yīng)用套餐”。另外,支持將PC的應(yīng)用屏幕傳到手機(jī)上。針對(duì)本項(xiàng)目大規(guī)模的擴(kuò)容測(cè)試,無(wú)縫屏幕和應(yīng)用套餐暫時(shí)不用。所有可見的屏幕都是Android操作系統(tǒng)桌面屏幕。
(4)測(cè)試結(jié)果
首先,400個(gè)用戶的性能測(cè)試完全符合上述指標(biāo)、運(yùn)行一星期,VMI系統(tǒng)也相當(dāng)穩(wěn)定(有一周的穩(wěn)定測(cè)試日志可供查詢)。其次,我們發(fā)現(xiàn)比較Pc虛機(jī)在同樣32GB內(nèi)存Dell服務(wù)器上運(yùn)行的數(shù)目,VMI可以運(yùn)行大約4~8倍數(shù)目的手機(jī)虛機(jī)。如果手機(jī)虛機(jī)沒有蓖型應(yīng)用,這樣的一臺(tái)Dell服務(wù)器可以運(yùn)行大約150個(gè)Android虛機(jī)。至于用戶請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間,測(cè)試結(jié)果如表l所示
表1第一行是測(cè)試客戶向TranVMl發(fā)400個(gè)虛機(jī)請(qǐng)求,其所得的響應(yīng)時(shí)問(以毫秒計(jì))的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、錯(cuò)誤百分比。這個(gè)測(cè)試做了兩次,共800個(gè)清求。由此可知,在800個(gè)請(qǐng)求中,大部分的用戶在3到4秒中就看到Android的第一屏,90%的用戶在5秒內(nèi)就看到,有的用戶立即看到,只有極少數(shù)等了9秒才看到。
表1第二行是測(cè)試客戶向TranVMI發(fā)400個(gè)登錄通知,其所得的響應(yīng)時(shí)間(以毫秒計(jì))的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個(gè)測(cè)試做了兩次.共800個(gè)通知。由此可知.大部分的登錄所需時(shí)間不到1秒,90%的通知在2秒內(nèi)完成,最慢不超過3秒。
表1第三行是測(cè)試客戶向TranVMl發(fā)400個(gè)斷開虛機(jī)指令,其所得的響應(yīng)時(shí)間(以毫秒計(jì))的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個(gè)測(cè)試做了兩次,共800個(gè)斷開指令。由此可知,用戶停用虛機(jī)的指令,是立即見效的。
功能測(cè)試號(hào)眭能測(cè)試經(jīng)過了上海市計(jì)算機(jī)軟件評(píng)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證。VMI產(chǎn)品經(jīng)此認(rèn)證.75項(xiàng)功能100%通過,符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16260.2-2006《軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 第2部分:外部度量》,和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17544-1998《信息技術(shù) 軟件包質(zhì)量要求和測(cè)試》(相當(dāng)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)iS09126)。
3.2 VMI無(wú)線3G測(cè)試
(1)測(cè)試場(chǎng)景
單臺(tái)上網(wǎng)本運(yùn)行單VNC客戶端/單個(gè)虛機(jī)測(cè)試無(wú)網(wǎng)絡(luò)地址翻譯。
經(jīng)由上網(wǎng)本上所插的3G上網(wǎng)卡,通過運(yùn)軟外網(wǎng)開口,連接TranVMl,取得固定(也就是把單個(gè)虛機(jī)的IP固定成為外網(wǎng)地址)Android虛機(jī)屏顯現(xiàn)在上網(wǎng)本上。
多臺(tái)上網(wǎng)本每臺(tái)運(yùn)行多VNC客戶端并發(fā)測(cè)試。
安裝RAS(remote accaess server)以實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)地址翻譯。RAS必須安裝在物理機(jī)上.有數(shù)個(gè)高速網(wǎng)卡。該物理服務(wù)器運(yùn)行在高速通訊環(huán)境的機(jī)房。
修改TranVMI使能從RAS取得內(nèi)網(wǎng)Android虛機(jī)地址。(見圖2:VMI與3G網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試環(huán)境)
單臺(tái)上網(wǎng)本運(yùn)行兩個(gè)VNC客戶端,利用WCDMA華為/聯(lián)通上網(wǎng)卡(下行7.2Mbps.上行5.76Mbps),通過RAS/TranVMl分別取得Android屏。
三臺(tái)上網(wǎng)本每臺(tái)運(yùn)行10個(gè)VNC客戶端并發(fā),通過RAS/TranVMl分別取得共30個(gè)虛擬的Android屏。
(2)測(cè)試結(jié)果
表2第一行是測(cè)試客戶向TranVMl發(fā)30個(gè)虛機(jī)請(qǐng)求,其所得的響應(yīng)時(shí)間(以毫秒計(jì))的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個(gè)測(cè)試做了兩次,共60個(gè)請(qǐng)求。由此可知,在60個(gè)請(qǐng)求中,大部分的用戶在11到12秒中就看到Android的第一屏,90%的用戶在23.4秒以內(nèi)必然看到,有的用戶立即看到,只有極少數(shù)等了23.5秒以后才看到。有一個(gè)請(qǐng)求發(fā)生錯(cuò)誤。
表2第二行是測(cè)試客戶向TranVMI發(fā)30個(gè)登錄通知,其所得的響應(yīng)時(shí)問(以毫秒計(jì))的平均值、中間值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個(gè)測(cè)試做了兩次,共60個(gè)通知。由此可知,大部分的登錄所需時(shí)間不到1秒,90%的通知在5秒內(nèi)完成,最慢不超過12秒。
表2第三行是測(cè)試客戶向TranVMl發(fā)30個(gè)斷開虛機(jī)指令,其所得的響應(yīng)時(shí)間(以毫秒計(jì))的平均值、中問值、90%值、最大值、最小值、吞吐量、使用帶寬。這個(gè)測(cè)試做了兩次,共60個(gè)斷開指令。由此可知.用戶停用虛機(jī)的指令,平均花了1.7秒,最慢的花了11秒。
3.3 VDI SPICE內(nèi)網(wǎng)視頻參考測(cè)試
雖然我們并沒有用手機(jī)虛機(jī)測(cè)試SPICE的傳輸協(xié)議,但以下的VDI測(cè)試,應(yīng)該理解為圖1的VDI第三方產(chǎn)品使用Win-dows PC虛機(jī)運(yùn)行影音風(fēng)暴.經(jīng)SPICE將電影傳輸給上網(wǎng)本的移動(dòng)終端。因此也可為參考。
(1)測(cè)試場(chǎng)景
使用SPICE遠(yuǎn)程連接5-20臺(tái)虛機(jī)同時(shí)做視頻電影rm-vb文件操作:虛機(jī)分辨率為1024×768;暴風(fēng)影音打開rmvb文件(HDTVrip,624X352,166M);全屏觀看該電影30分鐘左右;千兆網(wǎng)絡(luò)下,主機(jī)有3個(gè)千兆網(wǎng)卡,終端百兆網(wǎng)卡。監(jiān)控主機(jī)上bond(即Linux三個(gè)網(wǎng)卡的綁定組合,與Bridge類似但能負(fù)載均衡)的輸出流量。
(2)測(cè)試結(jié)果
表3顯示,當(dāng)Pc虛機(jī)數(shù)堵達(dá)到15臺(tái)同時(shí)播放該視頻時(shí),主機(jī)的CPU占用率已達(dá)到90%以上,且終端視頻播放已有些延遲,認(rèn)為當(dāng)前已達(dá)到極限。
根據(jù)上兩趨勢(shì)圖(圖3和圖4)看到IO等待的百分率(io-wait%)較低,而網(wǎng)卡輸出流量也未達(dá)到峰值,可確定當(dāng)前CPU能力為性能瓶頸。
3.4 VDl SPICE 3G音頻參考測(cè)試
測(cè)試設(shè)置情況與圖2類似,但是在3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用SPICE遠(yuǎn)程協(xié)議連接虛機(jī)做音頻帶寬統(tǒng)計(jì)。遠(yuǎn)程連接多臺(tái)虛機(jī)(播放音頻)場(chǎng)景下。根據(jù)情況的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)信息,為估算未來(lái)客戶環(huán)境中不同終端數(shù)、不同的虛機(jī)使用方式下的網(wǎng)絡(luò)帶寬作參考。
(1) 測(cè)試環(huán)境
TvM host使用Dell R7lO,配置Xeon E5520(2X4Core)CPU,32 GB Memory,3 TB SATA Disk,4 NIC(1000 M)。配置虛機(jī)的虛擬網(wǎng)卡橋接在兩塊塊物理網(wǎng)卡eth2、eth3上,eth0、eth1都綁(bond)在一起提供給SPICE連接。
3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,終端是Windows的上網(wǎng)本或筆記本,使用WCDMA華為/聯(lián)通3G上網(wǎng)卡撥號(hào)連接。
(2)測(cè)試場(chǎng)景
使用Spice遠(yuǎn)程連接1-3臺(tái)虛機(jī)同時(shí)做流媒體MP3文件操作:虛機(jī)分辨率為800 x600;Windows Media Player最小化播放MP3;MF3播放一次;
監(jiān)控Host上bond的輸出流量。
(3)測(cè)試結(jié)果
聽取MP3文件時(shí)聲音流暢,沒有斷續(xù)現(xiàn)象。流量統(tǒng)計(jì)如表4所示。
3.5 3G iphone切換手機(jī)虛機(jī)的測(cè)試
另外.我們測(cè)試了聯(lián)通iPhone 3G手機(jī)在3G網(wǎng)絡(luò)下,可以流暢地切換Android和WinMobile的虛機(jī)桌面。由于這個(gè)研究顯示了VMI QVisor的能力,我們制作了可以下載的全程錄影。
4 結(jié)論
測(cè)試總結(jié)果顯示,VMI可以是一個(gè)承受大批量用戶(至少400人)的產(chǎn)品。
由于手機(jī)虛機(jī)不占太大空間.一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)32G內(nèi)存的硬件服務(wù)器可以運(yùn)行大約4-5倍數(shù)量的PC/Windows虛機(jī)。這是Android的一大優(yōu)勢(shì),尤其它漸為大眾所喜愛。雖然WinMobile也能達(dá)到同樣的效果,大眾的目光似乎更轉(zhuǎn)向WinPhone7。無(wú)論如何,手機(jī)應(yīng)用能借助VMI的技術(shù),在不同品牌的智能手機(jī)上運(yùn)行,對(duì)某些企業(yè)是相當(dāng)需要的。
有關(guān)SPICE的性能,一般來(lái)說(shuō),在3G移動(dòng)辦公的情況下,比思杰(Citrix)的HDX協(xié)議效果好,譬如聲音的效果,不像Citrix在某些情況下有斷續(xù)聽不清的現(xiàn)象。當(dāng)然,以目前3G的帶寬來(lái)說(shuō),這兩個(gè)協(xié)議,SPICE和HDX.都無(wú)法有流暢的視頻效果。由于上網(wǎng)本、平板電腦等新型移動(dòng)終端的出現(xiàn),VMI已不再限于使用手機(jī)作為移動(dòng)終端。Windows的Pc桌面和Android的手機(jī)桌面都可以呈現(xiàn)在這些新移動(dòng)終端上。也就是說(shuō),VMl和VDI之間的界限變得模糊了。
5 未來(lái)研究
5.1 尚待完成的工作
下列的工作尚待完成。
(1)QVisor的穩(wěn)定性還需大力提升;
(2)使用SPICE在手機(jī)/上網(wǎng)本的客戶端,目前尚未達(dá)成;
(3)iPhone/iPad作為客戶端的鍵盤/鼠標(biāo)的驅(qū)動(dòng)還未完成;
(4)除了Android和WinMobile以外,尚需虛擬化更多的手機(jī)操作系
統(tǒng)(如Symbian、iPhone)此項(xiàng)難度較度。
5.2 客戶端虛擬化
客戶端虛擬化CSV(Client-Side Virtualization)又稱離線VDI(offiine VDI)。未來(lái)企業(yè)對(duì)員工的移動(dòng)設(shè)備管理,包括花費(fèi)、策略調(diào)整、安全等,依然存在很大的問題。同時(shí)由于通信傳輸因地域接收的限制.員工可能不滿足于VMI的屏幕傳送。這時(shí),CSV將手機(jī)OS鏡像同步到本地就非常有吸引力。用戶使用筆記本或上網(wǎng)本當(dāng)作電子書/電子公務(wù)包.配合串流技術(shù)將應(yīng)用融合在操作系統(tǒng)鏡像中,然后用戶的移動(dòng)終端與機(jī)房服務(wù)器做鏡像同步。同時(shí)支持PC Hypervisor層級(jí)的安全保護(hù)(比操作系統(tǒng)環(huán)ring<3層級(jí)更深),可以使用戶(辦公人員和學(xué)生)不易被黑客侵襲.或?qū)τ脩羯暇W(wǎng)及安裝應(yīng)用實(shí)施限制。此外也支持移動(dòng)存儲(chǔ),可插入第三方電腦運(yùn)行。
5.3 動(dòng)態(tài)移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施
動(dòng)態(tài)移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施DMI(Dynamic Mobile Infrastructure)與CSV類似,但移動(dòng)終端必須要用到微內(nèi)核級(jí)別的Hypervisor,與CSV的PC Hypervisor不同,能運(yùn)行在較低CPU能力的移動(dòng)終端上。
5.4 物聯(lián)網(wǎng)
VMI的想法可以脫離桌面,朝物聯(lián)網(wǎng)(M2M)的方向來(lái)發(fā)展。也就是說(shuō),終端可以是傳感器,而服務(wù)器端則使用手機(jī)虛機(jī)來(lái)運(yùn)算,具有虛機(jī)隨需啟動(dòng)、鏡像小啟動(dòng)快、虛機(jī)間充分隔離、節(jié)省資源和能耗、仍然擁有服務(wù)器強(qiáng)大計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力等優(yōu)勢(shì),這是傳感器在當(dāng)?shù)責(zé)o法達(dá)到、而一般的非虛擬化平臺(tái)也無(wú)法企及的。當(dāng)然,新的傳感協(xié)議必須建立,能在下述傳輸對(duì)象之間平滑轉(zhuǎn)移桌面、視頻和傳感信息。如果使用SIP協(xié)議內(nèi)嵌傳感協(xié)議,還可以達(dá)到單虛機(jī)支撐多傳感器的目的。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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