可移动的虚拟桌面无线云终端

可移动的虚拟桌面：无线云终端

无线云终端的手段之一可以使手机用户获取运行在机房服务器的手机虚机的桌面。由于手机品牌繁多，这一手段促进了移动终端的中央管理。介绍此技术的方法，包括手机虚机的基础平台和管理软件。测试结果显示：大批量的用户可以经过3G无线传输使用Android和WinMobile的桌面。

引言

在威睿(VMWare)针对x86的机器实现了操作系统的虚拟化后，因“一个物理机可同时运行多个操作系统”，机房里的服务器使用率大为提升。然而在终端PC前的用户，是否也可以取得虚机?于是有关虚拟桌面的想法应运而生。这个想法涉及机房里的多个虚机如何经过适度的管理将PC虚机的桌面实现在用户终端，因而是整个基础设施的架构，称为虚拟桌面基础设施VDI(Virtual Desk-top Infrastructure)。在云计算红火的今天，一个很合理的问题是：云里的资源如何让用户使用?VDI就是从“端”操作“云”资源的手段之一：“端”透过适当的通信协议和足够的带宽来实现机房里“云”的资源使用。通信协议包括远程桌面协议RDP(传输桌面)，以及SHCE协议(传输桌面和视频)。

以上所述VDI，通常只在PC及固网里实现。然而，在中国，手机、平板电脑和上网本(以下统称移动终端)的未来增长比PC快得多，是否VDI的虚拟桌面想法也可以透过3G移动网实现在移动终端上?在本研究报告中，我们把移动的VDI称为虚拟移动基础设施VMI(Virtual Mobile Infrastrucmre)。当然，VMI也是“端”使用“云”资源的手段之一。我们研究如何将Android和WinMobile的手机操作系统桌面，传输到移动终端。

VMI与两方面的操作系统有关：

(1)服务器上的虚机操作系统。与VDI不同的是，手机的操作系统并不像PC机那样，被Windows的用户占了95%以上。当前较为流行的手机操作系统有：Android、Symbian、WinMobile和iPhone。另外win7、Android和Chmme的上网本也被看好。本研究仅包含两个代表性的手机操作系统Android、WinMobile6.0和PC的操作系统；

(2)移动终端上的操作系统。如果在机房里运行手机虚机及其应用，那么用户的移动终端即使品牌不同，只要安装适当的远程桌面协议客户端，都能接收到同一手机操作系统的桌面，甚至PC的桌面(当然PC的屏幕太大，有适配手机屏幕的问题，但使用手指滚动屏幕的技术能缓解这一问题)。这样“跨移动终端平台”的VMI产品优势也许能为移动电信、销售机构、甚至学校所接受，因为这些机构的用户的移动终端(尤其是手机)的品牌很难统一。此外，手机应用开发商也因此不必做跨平台的开发。

1 VMI的需求

以上只是略述VMI的背景，但其详细的需求如下：

手机虚机的制作:如果要得到手机虚机的屏幕，首先当然必须在机房里的x86服务器上创建手机虚机。这有两种情况：一是有的手机操作系统能够直接运行在x86的平台上，譬如谷歌的Android；另一种情况则是(大部分的)手机操作系统只能在ARM的芯片上运行。因而ARM指令必须要经过翻译才能在x86的服务器上运行。所以基本上，这是两个不同的管理程序(Hypervisors)。

手机虚机的管理：类似于VDI的管理，用户必先通过连接代理取得虚机的lP地址和端

口号，然后才能进行桌面的传输。在取得虚机时，VMI的管理器必然有适宜的机制，使得手机虚机对某个用户可以是静态永不变的，或动态地按照某种规律选取的。管理员必须能够透过管理界面，为用户创建、克隆、启动、停止、删除虚机。(停止虚机是一般手机操作系统并不具备的功能。)同时要兼顾更有效率的管理和启动虚机，因为手机虚机并不像Pc虚机的镜像那么大，所以载人时阃较快。

远程移动桌面协议：常见的远程桌面协议有VNC、RDP以及SPICE(以下统称移动终端协议MTP)。通过MTP，可以完成移动终端与虚机之问的“互动”：即虚机屏幕传到移动终端，而键盘和鼠标的动作则从移动终端传到虚机。必须选取三种协议之一或创建新的协议米完成互动。无论使用何种协议方法，移动终端协议有其服务器端和客户端。移动终端协议的服务器可以运行在Hypervisor之上(如SPICE和VNC)或虚机内部(如RDP)。至于移动终端协议的客户端，是运行在移动终端的操作系统上。由于手机品牌甚多，凡是较为通俗的智能手机或上网本的协议客户端，都必须支持。

无缝桌面：“无缝”是指客户端在连接虚机后，接收到的第一个桌面是客户选定的某应用的全屏桌面。如果没有选定的应用．默认的桌面就是操作系统桌面。

PC桌面传输到手机以及PC应用点播：移动终端如手机或上网本，不仅可以与手机虚机互动，还可以与Pc虚机互动，或与运行在虚机上的应用互动。

内网连接的扩容(Scalability of local-netVMI)：当大量的用户有桌面要求，系统在虚机能支持的虚机数量上以及用户响应、用户体验上必须保证没有问题。

外网3G连接扩客(Sealability of wide-area VMI):机房里服务器的虚机桌面，利用3G 载体的传输与移动终端互动。经由外网进入内网。通常有一个类似路由的接人过程。即使扩容测试已可在内网处理大批量用户的问题，但从外网的移动终端经由移动电信的3G移动网关、骨干网、一直到通过防火墙、接人内网到机房服务器的过程，如有瓶颈，必须消除，以支撑大数量的并发。

2 VMI管理软件以及QVisor平台的研制过程

2.1 国内外Hypcrvisor技术调研

早期Hypervisor的研究:因为VMI的主要舞台是数据中心,而为了将ARM OS运行在全是x86核的数据中心里，有必要引用仿真器QEMU。较早的x86虚拟化研究包括：2000年华盛顿大学的Denali使用微内核技术的研究项目，威睿的全虚拟化，Xen的半虚拟化,微软Hyper-V 的半虚拟化，此外还有IBM的预虚拟化以及红帽的QumranetKVM方法。自从2006以来．已有一些在ARM核上运行的虚机研究。例如伊利诺大学的研究就集中在ARM硬件上的Hypervisor，而不是用AMR的仿真器。Xen 3.3使用了V2E方法：除了一个很薄的域0和其它客户域之外,在一个迷你os上运行仿真器QEMU。这个QEMU仅是为了VM运行时需要进行一些特殊的应用例如安全检测，启发了我们的想法：将全部的客户OS郜运行在QEMU上。

嵌入式Xen:这个方法起初是将Xen的源码移植到ARM指令。其次将此嵌入式Xen的硬件驱动虚拟化。有一些大学的研究是属于这方面的：就是把Xen 1.0代码移植为ARM指令，但MMU方面的工作并末完成。移植了一个Choices Hypervisor到ARM芯片上并将ARM指令扩充以便在QEMU仿真器内使用类似英特尔的VT技术。