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  • 云桌面基础技术一:GPU原理及在云桌面中的应用 GPU工作原理和应用场景介绍 GPU场景主要应用在CAD设计、大型建模、3D渲染、融媒体、仿真等等 CPU VS GPU架构对比: ALU:用于计算的晶体管,可理解为逻辑运算单元 CPU...

    云桌面基础技术一:GPU原理及在云桌面中的应用

    GPU工作原理和应用场景介绍

    GPU场景主要应用在CAD设计、大型建模、3D渲染、融媒体、仿真等等

    CPU VS GPU架构对比:
    在这里插入图片描述

    • ALU:用于计算的晶体管,可理解为逻辑运算单元
    • CPU:中央处理器,巨大的缓存带来最小的指令延迟,强大复杂的控制逻辑,特点是强控制
    • GPU:图形处理器,最大吞吐量,更多寄存器、高带宽,多个线程共享控制逻辑,特点是强计算

    CPU vs GPU小结:
    相同点:两者都有总线和外界联系,有自己的缓存体系(GPU是DRAM,CPU是DRAM+Cache),以及数字和逻辑运算单元,两者都是为了完成“计算任务”而设计。

    CPU:中央处理器 GPU:图形处理器
    Center Processing Unit.
    有限的多核,每个核都有大缓存和复杂的数字逻辑运算单元,需要高效处理大量的分支跳转和中断请求,并辅助众多加速分支判断甚至更复杂的逻辑判断硬件进行逻辑运算。
    Graphics Processing Unit.
    核数为众核(NVIDIA Fermi有512个核)。每个核的缓存较小,数字逻辑运算单元少而简单,面对的是类型高度统一、相互无依赖的大规模数据和不需要被打断的纯净的计算环境。
    CPU特点
    强控制弱计算
    擅长处理具有复杂计算步骤和复杂数据依赖的计算任务
    GPU特点
    强计算弱控制
    计算量大,但没什么技术含量,而且要重复很多很多次

    实际情况:混合型应用的处理逻辑,CPU和GPU是结合起来一块使用的
    密集计算代码由GPU负责完成,剩余串行代码由CPU负责执行。
    在这里插入图片描述


    GPU技术在数据中心虚拟机的应用

    Soft GPU技术:软件GPU,适用于看图等轻量级的3D场景(有的软件安装时会检测GPU,有的软件只支持硬件GPU的就不适用这种场景)
    在这里插入图片描述
    ① 3D应用程序:发起图形渲染命令
    ② Soft GPU调度器: CPU模拟GPU运算,调用物理CPU执行渲染和编码命令(实际上是没有物理的GPU卡,通过CPU模拟GPU的计算)
    ③ VDI Agent:加速前端,向3D应用程序提供接口支持
    ④ 瘦终端:接收H.264视频编码流并显示

    HEL:硬件仿真层,当虚拟机上虚拟硬件不支持Direct3D的某些高级功能时,HEL会通过软件运算来模拟硬件运算;
    HAL:硬件抽象层,服务器硬件制造商提供,提供简单的设备驱动程序接口, Direct3D可以通过它直接与图形硬件对话,无需关系底层硬件的类型。此外,利用HAL提供的图形硬件加速功能,可以绘制出更高效和高质量的呈现效果。

    GPU Passthrough技术:GPU直通技术,适用于大型渲染建模场景
    在这里插入图片描述
    技术原理:服务器的GPU以直通方式分配给虚拟机,这样虚拟机就可以使用GPU获取3D加速能力;(一对一的关系,一张GPU显卡对应一台虚机)
    优势:
    软件兼容性好,性能高,但成本高,推荐场景:
    ① 全媒体编辑中高清视频渲染合成处理或是多轨120M高清视频编辑的场景;(适用于融媒体场景)
    ② 高清制图中复杂图纸编辑、图纸总装或者体验要求苛刻的用户场景;
    限制:
    ① GPU直通的虚拟机不支持HA;(GPU虚机因为和底层GPU硬件绑定,不支持高可用技术)
    ② 受服务器空间和供电的影响,密度有限;(底层服务器上的GPU卡接口有限,所以可使用的GPU虚拟机也是有限的)

    vGPU技术:GPU虚拟化技术,现阶段最主流的一款技术(vGPU技术是一对多的关系,一张物理GPU显卡可以对多台虚机
    在这里插入图片描述
    技术原理
    ① 虚拟化平台将一块物理显卡虚拟化多个虚拟显卡,每个GPU虚拟机可以绑定一个vGPU,满足3D应用的图形渲染需求;
    ② GPU硬件虚拟化虚拟机和GPU直通虚拟机一样,可以通过NVIDIA显卡驱动可以直接访问GPU硬件资源,具有与PC一样的性能和兼容性。
    优势
    ① GPU硬件虚拟化是在硬件显卡上实现的虚拟化,性能更高(比软件GPU的性能要高),具有具有与PC一样的性能和兼容性。
    ② 高密度并发,降低GPU用户成本,一块M10显卡最多可以支持64个(注:切分至64时不支持硬解码)中低端用户。对于中低端的3D应用及标清视频编辑需求,建议首推vGPU方案。
    限制
    ① 目前主要是Nvidia M系列、P系列和T系列显卡支持GPU硬件虚拟化;(硬件服务器要支持GPU显卡,GPU显卡要支持虚拟化技术)
    ② 基于KVM虚拟化的vGPU虚拟机不支持HA;(虚拟化层要支持vGPU驱动,KVM暂时不支持,Xen和VMware是支持的)
    注:硬件服务器要支持GPU显卡、虚拟化层要支持vGPU驱动、瘦客户端也有一定的性能要求。在大型渲染场景下不仅对后端服务器有要求对前端的客户瘦终端也是有要求的。

    解析:vGPU资源分配模式
    在这里插入图片描述

    • 每一个vGPU类型所对应的显存大小是固定的;(以英伟达M10为例,M10是32G的显存,有两个核心,每个核心是16G的显存,在英伟达场景下单核心只能按照一种显存大小进行切分)
    • GPU引擎 (Graphics/Compute, Video Encode, Video Decode and Copy Engine) 共享模式,可以并行工作;
    • 每一个vGPU在给其分配的时间片期间独占所有CUDA资源;(分配给一个虚拟机使用的vGPU资源在虚拟机开机时只能是它独占使用,只有在虚拟机关机的状态下vGPU资源才会被释放出来给别的虚机使用)
    • 并发连接数授权方式;(一台vGPU虚拟机在开机时就会占用一个vGPU许可,只有在虚机关闭之后许可才会释放,才会允许下一个虚机来占用这个许可)

    NVIDIA vGPU场景显卡型号及许可类型

    NVIDIA数据中心级vGPU场景常用显卡:数据中心级还是英伟达显卡较多(也有少数的Intel和AMD的显卡)
    在这里插入图片描述
    参考链接:https://www.nvidia.cn/data-center/graphics-cards-for-virtualization/

    • Tesla系列:特斯拉系列显卡,大部分都是PCIe接口类型的显卡,P6的接口是MXM面向的是刀片服务器
    • Quadro系列:这个系列的显卡只用于专业制图系列

    NVIDIA vGPU场景显卡对比:GPU显卡一般比较的是CUDA核心数和显存大小
    在这里插入图片描述

    • CUDA核心数越大计算性能越好;显存越大可以切分出更多的GPU显存给虚拟机使用;M10面向密度做了优化最小可以切分到0.5GB的显存大小;P6是针对刀片服务器的。
    • 散热方式分两种:一种是主动散热(自带风扇,CPU)一种是被动散热(利用服务器风道进行散热)

    NVIDIA vGPU授权方式:
    在这里插入图片描述

    vApp:虚拟应用场景(多个应用软件共享一张物理显卡)
    vPC:虚拟桌面场景(一个用户使用一个OS)
    Quadro vDWS:虚拟工作站版,专业3D图形渲染场景

    NVIDIA vGPU授权选型:
    在这里插入图片描述
    NVIDIA vGPU方案选型举例及注意事项:
    在这里插入图片描述
    注意事项:
    1、3D场景的服务器推荐CPU主频3.0GHz以上,单台服务器支持的虚拟机密度受限于显卡自身的显存和CPU性能
    2、桌面虚拟机推荐配置:Win10(强烈建议):64位,vCPU:2路2核,vRAM:8-16G(内存因项目而异,直接按照:单个虚拟机的内存X单台服务器承载的虚拟机数量X120%即可算出总的内存量),vGPU:1~8G显存
    3、vPC授权模式下最大只支持2G显存
    4、显示器分辨率需调研清楚,如果是看4K视频或图片,那至少vPC@2G显存。如果是4K渲染和视频编辑,那至少vDWS@2G显存
    5、多屏显示的数量也跟vGPU授权息息相关,决定了显存的分配方式
    6、按照项目经验,不做渲染的情况下使用M10性价比高,做渲染的情况下优选T4、备选P40
    7、重要:重视需求调研,尤其是以前PC的配置和软件清单,必须了解清楚!


    NVIDIA vGPU虚拟机搭建指导

    vGPU虚拟机架构:
    需要NVIDIA GPU硬件、NVIDIA GPU虚拟化软件产品和软件许可来运行vGPU虚拟机
    在这里插入图片描述Server层需要GPU显卡,在装完HyperVisor层之后需要在它之上装英伟达的虚拟化软件,在虚拟机里面需要装英伟达的显卡驱动

    vGPU虚拟机安装配置流程:
    在这里插入图片描述
    步骤:
    1、硬件显卡安装(注意电源功率)
    2、虚拟层安装英伟达的虚拟化软件
    3、部署虚拟机的时候给虚拟机分配vGPU资源
    4、安装vGPU的许可服务器
    5、虚拟机内安装英伟达显卡驱动并连接到许可服务器

    NVIDIA显卡硬件安装说明:
    在这里插入图片描述英伟达的显卡功率一般在200-300W之间,普通的PCIE插槽是满足不了显卡的供电需求的(普通PCIE插槽供电是75W),需要安装辅助的电源;服务器电源一般是550W,但是在显卡场景下建议配置1100W的电源模块。(除了英伟达T4显卡,T4显卡的功率是70W)
    参考文档:《英伟达显卡辅助电源线说明书》

    虚拟化层驱动安装:
    在物理服务器上安装HyperVisor后,需要安装最新的NVIDIA GPU虚拟化软件
    在这里插入图片描述注意:Maxwel架构的M60和M6显卡需要切换GPU模式(计算模式和图形模式),Pascal架构的系列显卡vGPU方案中只需要关闭ECC模式即可(ECC模式是一个显卡错误检查和纠正功能,它能提高数据的正确性,但是会消耗显卡的性能)
    在这里插入图片描述
    参考链接: https://docs.nvidia.com/grid/index.html

    给虚拟机增加vGPU资源:
    切分vGPU资源,分配给虚拟机使用
    在这里插入图片描述
    H3C Workspace vGPU分配
    在这里插入图片描述
    Citrix Xen vGPU分配(英伟达M60的显卡,8Q/8A,8代表分配的显存大小,Q代表虚拟工作站授权模式,A代表虚拟应用的授权模式)
    在这里插入图片描述
    VMware vGPU分配

    vGPU许可服务器安装:
    在这里插入图片描述
    1、到英伟达官网License Center键入购买的PAK ID,激活授权,获得许可证信息
    2、在Product Information中下载适配的安装软件
    3、创建一台Windows Server/Windows 10虚拟机作为vGPU许可服务器,安装jre运行环境(总是,也就是Java的运行环境)确保静态IPMAC地址固定时间同步,并安装英文浏览器(如chrome浏览器,语言选英文)
    4、在许可服务器里安装许可证服务器软件程序,XX-ls-software里面的setup.exe文件
    5、在英伟达License Center输入许可证服务器的MAC进行注册
    6、选择Map Add-Ons,为许可证分配一定数量的授权,点击 Download License File,获得.bin文件
    7、在许可证服务器上打开英文浏览器访问http://localhost:8080/licserver ,点击Upload上传许可证文件
    参考链接:Virtual GPU License Server User Guide

    虚拟机内安装NVIDIA驱动并连接许可服务器:
    1、虚拟机内安装对应版本的NVIDIA vGPU驱动软件
    2、在虚拟机里NVIDIA控制面板中连接搭建好的NVIDIA许可服务器,给vGPU授权。(默认端口号7070,可在安装许可服务器时修改)
    在这里插入图片描述
    最新版本的英伟达vGPU显卡可以支持搭双机许可服务器的来保障许可服务器的高可用的
    参考链接:Virtual GPU Client Licensing User Guide

    NVIDIA & H3C构建全场景GPU云平台:
    GPU资源云端集中管理,按需为不同场景提供资源
    在这里插入图片描述

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  • 汇编华为FusionCloud桌面云架构原理.ppt
  • 原标题:简单介绍下终端的工作原理是怎样的随着云计算技术的不断成熟和功能的不断完善,我们会发现有也越来越多的地方开始不在使用笨重的台式机办公,更多的是转而使用小巧的终端来替代主机的。终端虽然体积小...

    原标题:简单介绍下云终端的工作原理是怎样的

    随着云计算技术的不断成熟和功能的不断完善,我们会发现有也越来越多的地方开始不在使用笨重的台式机办公,更多的是转而使用小巧的云终端来替代主机的。云终端虽然体积小功耗低可直接挂在显示器后面而不占地方,但是总所周知它本身的配置并不是很高的,那么它又是如何可以替代传统PC办公的呢,它的工作原理又是怎样的呢?

    首先它是如何工作的,云终端按架构分可分为ARM架构和X86架构两种,而不管是哪种架构和那个厂家生产的云终端,它的工作原理基本都是一样的,那就是通过协议连接服务器使用,即给云终端安装云桌面软件和连接协议,然后通过协议连接服务器上的虚拟机来进行上网办公。

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    第二如何管理和维护,既然云终端它是通过协议连接服务器使用的,那么有人就会问他的管理和维护是不是会比传统PC更复杂的,其实使用云终端后它的管理和维护比传统PC更简单的。云终端采用嵌入式芯片功耗更低,使用寿命更长,硬件故障后只需直接换下就可以继续使用,同时云终端本地不运行数据和计算,所以桌面数据的管理维护都可通过服务器来完成的。

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    第三该如何去选择,既然云终端的工作原理和管理维护跟传统PC都不一样,那么我们又该怎么去选择的。当前云终端厂家虽然有很多,但是并不是所有的云终端都是可以通用的,我们在选择的时候最好是可以选择与服务器和云桌面同一个品牌的。因为云终端是需要通过协议连接服务器使用的,如果品牌不一,可能就会导致不兼容等情况发生的。

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    虽然说云终端配置不高,但是它本身并进行数据的存储和计算,而是通过协议连接服务器一起使用,也正是因为这样所以云终端可以实现和传统PC一样进行上网办公。返回搜狐,查看更多

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  • VDI虚拟云桌面 和 共享云桌面 区别

    千次阅读 2020-05-23 20:54:49
     教学云桌面,图书馆云桌面,企业云桌面,房地产中介云桌面,医疗行业云桌面,政务云桌面......  云桌面方案可以解决传统电脑方案的诸多问题,如主机资源利用率低、硬件易老化、安装和升级系统&软件的重复性...

    近年,“云桌面”在中国狠火爆。不少学校电脑机房,图书馆阅览室,企业办公室,房地产门店,医院,政务大厅等场所都把传统电脑更换成了云桌面:

      教学云桌面,图书馆云桌面,企业云桌面,房地产中介云桌面,医疗行业云桌面,政务云桌面......

      云桌面方案可以解决传统电脑方案的诸多问题,如主机资源利用率低、硬件易老化、安装和升级系统&软件的重复性工作量大、数据不集中不安全、易中毒等。反过来说,云桌面具有服务器资源利用率高、集中部署减少维护、数据隔离信息安全,以及统一监视和管理用户、节能减排等优势。

      这么棒的技术,当然会引来很多人围观。于是乎,国内的云桌面商家如雨后春笋般冒出来。可市面上那么云桌面,很多人还没分清楚云桌面的类型就被坑了。你说你傻不傻?

      与亚马逊AWS、阿里云等公有云不同的是,本篇文章讨论的云桌面是属于私有云。怎么区分?服务器在别人家(云端)那里,属于公有云。服务器在自己家里(本地),属于私有云。私有云桌面有两种,虚拟云桌面和共享云桌面。下面让小微跟大家科普一下两种桌面的知识。

       什么是虚拟云桌面?

      虚拟云桌面,即业内人士说的虚拟桌面架构(Virtual Desktop Infrastructure,简称VDI)。它主要由5种食材组成:

      1. Hypervisor虚拟化软件 即虚拟化平台,如VMware的Exsi,Citrix的XenServer;免费开源的KVM引擎。

      2. 桌面传输协议 桌面传输协议是决定用户桌面体验流畅度的关键因素之一,如VMware的PCOIP, Citrix的HDX,Red Hat的SPICE。

      3. 桌面连接代理(Connection Broker 或 Desktop Agent) 桌面连接代理负责管理云终端和虚拟机之间的连接工作。

      4. 管理软件

      5. 云终端

      程序猿把这5种食材组合一起,与服务器、网络、显示器、键盘鼠标等搭配,制作出美味的VDI云桌面。然而,这只是一个配方,到了客户的手里还要安装部署成蛋糕。别以为像市面上的蛋糕预拌粉那样,加水放锅就搞定。小白级的IT管理员可是胜任不了哦。VDI云桌面需要专业的技术工程师去安装部署和升级维护。

      首先在服务器上安装Hypervisor,然后在服务器上的一套物理基础硬件虚拟成多个不同的虚拟机,然后在这些虚拟机上安装操作系统和软件,最后通过桌面传输协议分发到各个客户端上。

    换句话说,VDI云桌面可以根据不同人的需求做成不同口味的蛋糕(操作系统),并且用户也可以根据自己的口味选择搭配软件。是不是很个性化?VDI云桌面一般适用于大中型企业。

      什么是共享云桌面?

      

      共享云桌面的主要材料有4种:

      1.桌面传输协议

      2.桌面连接代理(Connection Broker 或 Desktop Broker)

      3.管理软件 对于共享云桌面来说,一般会把桌面连接代理和管理软件会集成一个软件,比如微软Muitipoint的Multipoint Manager软件,vCloudPoint的vMatrix管理软件,就有桌面连接代理和用户管理的功能。

      4.云终端

      程序猿把4种材料组合成配方,客户搭配着服务器、网络、显示器、键盘鼠标就可以食用了。与VDI云桌面不同的是,共享云桌面没有虚拟化过程,它只需要在安装了操作系统的服务器上安装共享云桌面的管理软件,然后批量创建多个用户,再通过云桌面传输协议分发到各个客户端上,即可完成。

    共享云桌面的原理是基于多用户操作系统。简单来说,大家围在一起吃蛋糕(服务器资源),每个人都可以吃到相同味道的蛋糕(共享一套系统和软件),但不能够随意搭配软件,只有管理员才有权限加点料(安装、升级和卸载应用程序)。值得一提的是,蛋糕吃到嘴里的都是自己的。(每用户的桌面都是独立的,互不影响。)

      共享云桌面的安装部署非常简单,小白级的IT管理员看着指引就可以搞定。一般适用于普教校园电脑机房,图书馆阅览室、房地产中介门店、工厂电脑控制室、小型企业办公室等标准化操作系统和软件的场景。

      VDI虚拟云桌面和共享云桌面有啥区别?

      1.操作系统是否有虚拟化

      →VDI虚拟云桌面有,共享云桌面没有。

      2. 操作系统是否可以个性化?

      →VDI虚拟云桌面可以安装多个不同的操作系统,如Windows10, Windows7, Linux等;共享云桌面只有一种。

      3.安装和维护系统的数量

      →VDI虚拟云桌面除了需要安装和维护本身的VDI虚拟系统外,还要维护多套不同/相同的操作系统和软件,工作量大;

      共享云桌面只需要安装和维护一套系统和软件,维护工作轻松。

      4.安装部署的难易程度

      →VDI虚拟云桌面安装部署复杂,需要专业技术人员部署;共享云桌面简单,

      自家的IT管理员即可搞定。

      5.价格

      →VDI虚拟云桌面价格昂贵,且维护成本高;共享云桌面价格远低于VDI云桌面,维护成本低。

      话题到这里就结束了,至于选哪种云桌面,那就得看看自己的需求和预算咯。

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  • 云桌面解析

    千次阅读 2019-07-11 15:50:22
    最近学校进行机房到期更换,开始认识到云桌面云桌面是什么?有什么优缺点,和PC区别在哪里。今天就进行一些了解。 云桌面架构采用“集中计算,分布显示”的原则,通过虚拟化技术,将所有客户端的运算合为一体,在...

    最近学校进行机房到期更换,开始认识到云桌面。云桌面是什么?有什么优缺点,和PC区别在哪里。今天就进行一些了解。
    云桌面架构采用“集中计算,分布显示”的原则,通过虚拟化技术,将所有客户端的运算合为一体,在企业数据中心内进行集中处理,而桌面用户采用瘦客户端或专用小型终端机的方式,仅负责输入输出与界面显示,不参与任何计算和应用。

    顾名思义,“云桌面”即用户所访问的桌面不是其真正意义上的PC端桌面,而是通过一定的方式连接到一个位于数据中心的桌面,我们可以在本地PC机上对这个虚拟桌面进行操作,这有点类似于我们之前经常使用的远程桌面,只不过之前的远程桌面是通过网络来操作另一台计算机上的桌面,而现在我们是直接访问一个大的数据中心,来得到我们想要操作的桌面,并且使用它的资源。

    云桌面程序图

    目前虚拟桌面解决方案主要分为VDI和SBC(Serverd-Based Computing)2大类。

    前者是在服务器侧为每个用户准备其专用的虚拟机并在其中部署用户所需的操作系统和应用,然后通过桌面显示协议将完整的虚拟机桌面交付给远程的用户。后者是将应用软件统一安装在远程服务器,用户通过和服务器建立的会话对服务器桌面及应用进行访问和操作,不同用户之间的会话是彼此隔离的。

    云桌面(或桌面云)定义:通过KVM/XEN/VMWARE/Hyper-V等操作系统虚拟化技术,将传统的办公桌面操作系统以虚拟机的形式集中运行在数据中心、机房、园区网络、互联网的一台或多台服务器上,然后桌面用户可以利用硬件终端或客户端软件,基于SPICE/RDP开源协议,或VMWARE/CITRIX私有的远程桌面协议建立访问通道,连接到自己的虚拟机上进行常规的电脑办公操作。

    云桌面图

    最核心的云桌面技术有:
    1、操作系统虚拟化:一台物理服务器上可以同时运行多台“办公电脑”,传统的硬件电脑被模拟成了看不见摸不着的运行中的“软件电脑”,而且互相之间没有干扰,可以分别进行开机、关机、使用等常规操作;

    2、远程桌面:既然办公电脑都被集中放置到服务器上进行软件模拟了,总不能让用户们都围着服务器用电脑吧?他们得通过“云终端”远程连接到自己的桌面上,“云终端”通常又被称为“瘦客户机”、“瘦终端”,因为它的体积可以很小,像个机顶盒,只要能够运行一个客户端小软件,通过网络去连接到用户自己的电脑,然后把键盘、鼠标、显示器接到这个云终端上,就可以像正常使用电脑一样进行办公了,那么这里的远程连接技术就成了关键,必须得流畅、稳定,才能让用户体验得好,建立连接之后,感觉不到和使用普通硬件电脑的差异。

    3、云管理平台。那么多的硬件电脑变成了软件电脑(即虚拟机),被集中存放在一台或多台服务器上,这些虚拟机怎么创建、修改、删除?服务器出故障了怎么办?谁来做日常管理呢?当然是云管理平台了,这个平台就是所有服务器的管理系统,管理员进入这个系统,就可以足不出户地管理这些虚拟机,把它当成电脑里的一个软件一样进行新建、配置、启动、关闭、删除、监控。

    在这里插入图片描述

    尽管当前国内的云桌面市场产品的形式、种类繁多,但是最核心的技术总是绕不开这三大件,例如青椒云云桌面的技术框架就是:云管理平台采用当前已成技术主流标准化的开源OpenStack云计算平台,采用稳定的Linux/KVM内核虚拟化技术,以及基于Spice深入优化的ATVP远程桌面协议,可以为企业、政府、学校等客户提供非常成熟、标准、开放的云桌面产品和服务。

    此文章来源于https://www.qingjiaocloud.com/

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    2018-03-21 11:20:00
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    2020-08-03 19:52:48
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空空如也

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云桌面工作原理