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  • 对于非技术人员来说,要搞清楚所有种类的云桌面,确实有点难度。况且网上铺天盖地都是商家做的软文,这时如果肚子里没点墨水,真的很容易被人忽悠。今天小微从方案原理、优缺点和市场趋势跟大家梳理一下目前市场上...

    对于非技术人员来说,要搞清楚所有种类的云桌面,确实有点难度。况且网上铺天盖地都是商家做的软文,这时如果肚子里没点墨水,真的很容易被人忽悠。今天小微从方案原理、优缺点和市场趋势跟大家梳理一下目前市场上主要的“云桌面”,包括RDSVDIIDVVOI

    提起云桌面,人们的反应都是听起来很高大上云端计算、云端存储、云端运维,但是用户体验很不友好!应用卡、刷屏、在线视频不流畅、偏头疼也是它造成的!的确,市场上不少的云桌面使用体验不佳这一方面是商家夸大了宣传效果导致的 。

    首先,咱们先复习一下云桌面的概念。云桌面是指使用云终端设备通过网络运行远端服务器桌面的计算机解决方案。与传统PC不同的是,云桌面的所有数据计算和存储集中在远端服务器,云终端仅仅显示桌面图像,和负责键盘、鼠标等外设输入输出操作。

    云桌面的特点:服务器-集中运行,集中管理;云终端-不运行软件,不储存数据。而没有按场景来选择云桌面也是很大一部分原因,云桌面可不是药神不能包治百病,不同的技术各有优缺点,用对了省钱又省心,云桌面明明可以超赞的!

    下面,就来看看几种主流的云桌面。

    1、RDS(Remote Desktop Services,远程桌面服务),俗称共享云桌面

    其原理是基于多用户操作系统。首先把N个人的食材分量放到大锅里煮(根据用户数量配置服务器,然后在已安装了操作系统的服务器上安装共享云桌面的管理软件,再批量创建用户),汤煮好了后分汤(通过云桌面传输协议分发到各个客户端上),每个去食堂的小伙伴(登录用户)都可以分享这锅汤(共享一套系统和软件),一人一份不落空。(独立操作,互不影响),如vCloudPoint共享云桌面。

    (RDS共享云桌面架构)

    小伙伴们自己不用做汤(客户端本地不运行软件,也不存储数据),全部由食堂大锅搞定(服务器集中运行,集中管理)。

    适合人群:学生、上班族

    结论:RDS属于云桌面

     

    2、VDI(Virtual Desktop Infrastucture,虚拟桌面架构),俗称虚拟云桌面

    VDI的核心是云桌面的计算存储网络在服务器端完成,通过专有协议连接云桌面。

    VDI就像江西瓦罐煨汤,首先在大瓦缸(服务器)里面放入铁架(安装Hypervisor),然后放上N个小瓦罐(虚拟成N个不同的虚拟机),然后加入不同口味的汤料进行高温煨熟(安装不同需求的操作系统和软件)。每个人都可以品尝到自己喜欢的口味的汤。

    基于其架构特性,VDI的计算和存储,自然都集中在了服务器端,优点:

    很灵活:可按需给每个终端分配cpu、硬盘、内存;

    很安全:数据安全性可达9个9;

    很便捷:支持多终端访问,PC、手机、平板、瘦客户机,只要通过网络,随时随地云上办公;

    VDI也有如下缺点:

    断网不可用(没有网络,感觉人生不完整)、性能与PC相比有一定的差距;(当虚拟系统数量过多,服务器可分摊的计算能力就有限);而在外设兼容方面,略差于PC,可兼容市场上95%的外设;在3D应用和高清视频方面,需要GPU显卡支持,可完成简单的3D渲染。

    小结:客户端不运行软件,也不存储数据,所有工作集中(服务器集中运行,集中管理)。

    VDI适用场景:比较讲究的大企业,可移动的简单办公应用、数据安全要求较高的开发或设计等场景。

    结论:VDI属于云桌面

     

    3、IDV(Intelligent Desktop Virtualization,智能桌面虚拟化)

    这个是CPU大佬Intel为了挽救PC机市场提出的“云桌面”,也就是说用回原来的PC也可以改造成“云桌面”。IDV的核心是服务器端集中管理,虚拟系统在终端本地运行。

    IDV就像花式炖汤,村口的炖汤店已经提前做好各种口味的汤了(在服务器上虚拟出多个不同的操作系统),小伙伴们可以直接把自己喜欢的汤带回家重新加热食用(在客户端安装Hypervisor,然后根据实际需求把服务器上的虚拟机加载到客户端本地使用)。最后,IDV还要利用镜像技术把各个客户端数据同步到服务器上。

    每个人都要把汤带回家,然后动手热汤(客户端安装Hypervisor,把虚拟机加载到本地运行。客户端本地可以运行软件和存储数据)。服务器除了管理客户端,还起着数据集中的作用。

    IDV的数据存储集中在后端,镜像存储在本地,因此离线是可用的。但是安全性会略低于VDI,IDV的计算分布在客户端,因此就可以利用本地PC的性能,自然整体性能会优于VDI。但仍逊于PC(基于虚拟化层,导致性能损耗),同时,外设兼容性表现优秀,胜于VDI。而在3D应用方面,IDV同时受本地PC显卡配置和显卡传透技术影响性能略低于物理PC,但可满足普通办公需求。此外,不支持按需分配、不支持多终端接入。

    小结:IDV适用场景:7代以上cpu运行windows或者linux,硬件配置较为统一的,网络较差的场景。

    结论:VOI不属于云桌面

    4、VOI(Virtual OS Infrastructure,虚拟系统架构)

    首先由一名客户端代表把汤的基本配料(服务端的系统)加载到客户端本地上,然后安装软件,接着上传至服务端作为模板汤。服务端再把模板汤通过镜像技术下发到各客户端上,加水炖煮即可享用(客户端本地运行软件和存储数据)。这个有点像咱们在某猫超市买胡萝卜银耳排骨汤食材套餐,食材份量都已经配好了,回家直接加水煮就行咯。

    VOI也是要自己动手煮汤的(客户端运行软件和存储数据)。我们可以把VOI理解为升级版的无盘工作站。只不过,VOI的客户端和服务端多了虚拟磁盘(Virtual disk)来存储数据。

    VOI的核心是PXE无盘+缓存技术,在架构上类似IDV,但是没有虚拟化层。

    VOI架构带来的最大优势是:规避了虚拟化层的开销,因此,性能零损耗,等同于PC!外设兼容性超好,等同于PC!并且,基于类似IDV的架构模式,可完全支持PC性能利旧,是不是很完美?完美,向来不存在的,VOI不支持多终端接入(主要支持PC),相对来说依赖网络(终端需要从PXE网卡启动)。此外,硬件配置种类多、系统兼容性不好管理维护自然也不方便(基本上,一种配置一个镜像)。

    小结:VOI适用场景:局域网,对计算性能要求较高,且有PC利旧需求有3D渲染需求的住家男女的场景

    结论:VOI不属于云桌面

    -------------------------------------------------------------------------------------------------

    小结:

    判断是否属于“云桌面”,我们只需看当前客户端桌面运行的系统是否在服务端。

    由于RDSVDI都是服务器集中式计算(Centralized computing),所有桌面运行系统集中于服务器,都属于云桌面;

    IDVVOI都是客户端分布式计算(Distributed computing),各桌面运行系统分布在各客户端,都不属于云桌面。

    根据实际应用需求,把各种方案的优缺点:

    目前,国内某些厂家喜欢把某方案的缺点无限放大,然后和另外一个方案的优点超级放大做对比。于是我们可以看到这类的文章“VDI已死 IDV时代来临?”、“ VDIIDV上演生死对决”等。这些文章写的非常精彩且激动人心,只不过有点片面,而且缺少了实际应用需求的客观分析,容易误导小白。

    目前市场发展趋势:

    根据国际数据公司IDC预测,云桌面市场会持续增长,其中2016-2023年的CAGR(复合年均增长率)将达到23%。 说明这个市场需求还是挺大的。而不同的云桌面方案也会因为自身的特点占据着市场一方:

    ·RDS共享云桌面 凭着成本低,易用性高,标准化桌面管理等特点,国外教育市场一直很流行,教育市场份额比VDI大;而因为国内软件环境的复杂性,一直处于小众市场;RDS共享云桌面之后继续在普教行业和中小型企业市场稳定增长。

    ·VDI虚拟云桌面 凭借着个性化和灵活性高,可满足不同部门需求的特点,也流行。不过由于其复杂性和高成本,在国外一般只在大企业中采用;而在国内,因为厂家可以提供很好的服务以及软件环境,反而很流行;随着“云”的流行,VDI会继续流行,尤其在高校和大型企业办公领域。

    ·VOI虚拟系统架构 目前处于小众市场,并且以后也会一直在VDI的影子生存。

    ·IDV智能桌面虚拟化 走向死亡。与VOI相比,并无明显优势。我们从谷歌2012-2013年之间,可以看到很多关于IDV虚拟桌面产品,其中有Citrix Xenclient , VMware, MokaFive,不过现在已经基本销声匿迹。 国内的厂商总喜欢忽悠自己国人,总是拿国外5、6年前的文章炒作,说国外很多有名的公司也在做IDV产品,如Citrix Xenclient,MokaFive,VMware Horizon Mirage等。让小白们信以为真。

    俗话都说,30年河东30年河西呢。更何况是发展迅速的计算机行业。小微告诉大家以上虚拟产品的现状: Citrix于2012年收购了Virtual Computer,将其产品NxTop solution整合到Citrix Xenclient,于2012年发布Citrix Xenclient 4.5。不过,到了2015年Citrix对外宣布Xenclient停售。同年,MokaFive破产,而VMware Mirage主要提供桌面映像管理以方便Windows的迁移,与IDV厂家宣传的用法与目的并不同。

    总结

    针对私有云桌面现状,小微建议大家根据项目预算、安全性需求、集中管控需求、移动性需求、图像设计应用需求等因素选择合适自己的方案。

     

    参考文章:

    1.《说到VDIIDV的分分合合,不会再有比这更清晰的解释了!》,https://www.sohu.com/a/192234213_610730

    2. 云桌面是坑,还是超赞的?就看你有没选对!  https://blog.csdn.net/weixin_41391650/article/details/81131702

    3.Global Virtual Desktop Infrastructure (VDI) Market Insights, Opportunity, Analysis, Market Shares And Forecast 2017 - 2023,https://www.giiresearch.com/report/occ603549-global-virtual-desktop-infrastructure-vdi-market.html

    4.XenClient,https://en.wikipedia.org/wiki/XenClient#cite_note-Virtual_Computer-3

    5.Moka5,https://en.wikipedia.org/wiki/Moka5

    6.Citrix XenClient is going away, but what will replace it?,https://searchvirtualdesktop.techtarget.com/opinion/Citrix-XenClient-is-going-away-but-what-will-replace-it

    7.VMware Horizon Mirage,https://www.vmware.com/files/cn/pdf/mirage/VMware-Horizon-Mirage-Datasheet.pdf

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  • 对于非技术人员来说,要搞清楚所有种类的云桌面,确实有点难度。况且网上铺天盖地都是商家做的软文,这时如果肚子里没点墨水,真的很容易被人忽悠。今天小微从方案原理、优缺点和市场趋势跟大家梳理一下目前市场上...

    对于非技术人员来说,要搞清楚所有种类的云桌面,确实有点难度。况且网上铺天盖地都是商家做的软文,这时如果肚子里没点墨水,真的很容易被人忽悠。今天小微从方案原理、优缺点和市场趋势跟大家梳理一下目前市场上主要的“云桌面”,包括RDSVDIIDVVOI

    提起云桌面,人们的反应都是听起来很高大上云端计算、云端存储、云端运维,但是用户体验很不友好!应用卡、刷屏、在线视频不流畅、偏头疼也是它造成的!的确,市场上不少的云桌面使用体验不佳这一方面是商家夸大了宣传效果导致的 。

    首先,咱们先复习一下云桌面的概念。云桌面是指使用云终端设备通过网络运行远端服务器桌面的计算机解决方案。与传统PC不同的是,云桌面的所有数据计算和存储集中在远端服务器,云终端仅仅显示桌面图像,和负责键盘、鼠标等外设输入输出操作

    云桌面的特点:服务器-集中运行,集中管理;云终端-不运行软件,不储存数据。而没有按场景来选择云桌面也是很大一部分原因,云桌面可不是药神不能包治百病,不同的技术各有优缺点,用对了省钱又省心,云桌面明明可以超赞的!

    下面,就来看看几种主流的云桌面。

    1、RDS(Remote Desktop Services,远程桌面服务),俗称共享云桌面

    其原理是基于多用户操作系统。首先把N个人的食材分量放到大锅里煮(根据用户数量配置服务器,然后在已安装了操作系统的服务器上安装共享云桌面的管理软件,再批量创建用户),汤煮好了后分汤(通过云桌面传输协议分发到各个客户端上),每个去食堂的小伙伴(登录用户)都可以分享这锅汤(共享一套系统和软件),一人一份不落空。(独立操作,互不影响),如vCloudPoint共享云桌面。

    (RDS共享云桌面架构)

    小伙伴们自己不用做汤(客户端本地不运行软件,也不存储数据),全部由食堂大锅搞定(服务器集中运行,集中管理)。

    适合人群:学生、上班族

    结论:RDS属于云桌面

     

    2、VDI(Virtual Desktop Infrastucture,虚拟桌面架构),俗称虚拟云桌面

    VDI的核心是云桌面的计算存储网络在服务器端完成,通过专有协议连接云桌面。

    VDI就像江西瓦罐煨汤,首先在大瓦缸(服务器)里面放入铁架(安装Hypervisor),然后放上N个小瓦罐(虚拟成N个不同的虚拟机),然后加入不同口味的汤料进行高温煨熟(安装不同需求的操作系统和软件)。每个人都可以品尝到自己喜欢的口味的汤。

    基于其架构特性,VDI的计算和存储,自然都集中在了服务器端,优点:

    很灵活:可按需给每个终端分配cpu、硬盘、内存;

    很安全:数据安全性可达9个9;

    很便捷:支持多终端访问,PC、手机、平板、瘦客户机,只要通过网络,随时随地云上办公;

    VDI也有如下缺点:

    断网不可用(没有网络,感觉人生不完整)、性能与PC相比有一定的差距;(当虚拟系统数量过多,服务器可分摊的计算能力就有限);而在外设兼容方面,略差于PC,可兼容市场上95%的外设;在3D应用和高清视频方面,需要GPU显卡支持,可完成简单的3D渲染。

    小结:客户端不运行软件,也不存储数据,所有工作集中(服务器集中运行,集中管理)。

    VDI适用场景:比较讲究的大企业,可移动的简单办公应用、数据安全要求较高的开发或设计等场景。

    结论:VDI属于云桌面

     

    3、IDV(Intelligent Desktop Virtualization,智能桌面虚拟化)

    这个是CPU大佬Intel为了挽救PC机市场提出的“云桌面”,也就是说用回原来的PC也可以改造成“云桌面”。IDV的核心是服务器端集中管理,虚拟系统在终端本地运行。

    IDV就像花式炖汤,村口的炖汤店已经提前做好各种口味的汤了(在服务器上虚拟出多个不同的操作系统),小伙伴们可以直接把自己喜欢的汤带回家重新加热食用(在客户端安装Hypervisor,然后根据实际需求把服务器上的虚拟机加载到客户端本地使用)。最后,IDV还要利用镜像技术把各个客户端数据同步到服务器上。

    每个人都要把汤带回家,然后动手热汤(客户端安装Hypervisor,把虚拟机加载到本地运行。客户端本地可以运行软件和存储数据)。服务器除了管理客户端,还起着数据集中的作用。

    IDV的数据存储集中在后端,镜像存储在本地,因此离线是可用的。但是安全性会略低于VDI,IDV的计算分布在客户端,因此就可以利用本地PC的性能,自然整体性能会优于VDI。但仍逊于PC(基于虚拟化层,导致性能损耗),同时,外设兼容性表现优秀,胜于VDI。而在3D应用方面,IDV同时受本地PC显卡配置和显卡传透技术影响性能略低于物理PC,但可满足普通办公需求。此外,不支持按需分配、不支持多终端接入。

    小结:IDV适用场景:7代以上cpu运行windows或者linux,硬件配置较为统一的,网络较差的场景。

    结论:VOI不属于云桌面

    4、VOI(Virtual OS Infrastructure,虚拟系统架构)

    首先由一名客户端代表把汤的基本配料(服务端的系统)加载到客户端本地上,然后安装软件,接着上传至服务端作为模板汤。服务端再把模板汤通过镜像技术下发到各客户端上,加水炖煮即可享用(客户端本地运行软件和存储数据)。这个有点像咱们在某猫超市买胡萝卜银耳排骨汤食材套餐,食材份量都已经配好了,回家直接加水煮就行咯。

    VOI也是要自己动手煮汤的(客户端运行软件和存储数据)。我们可以把VOI理解为升级版的无盘工作站。只不过,VOI的客户端和服务端多了虚拟磁盘(Virtual disk)来存储数据。

    VOI的核心是PXE无盘+缓存技术,在架构上类似IDV,但是没有虚拟化层。

    VOI架构带来的最大优势是:规避了虚拟化层的开销,因此,性能零损耗,等同于PC!外设兼容性超好,等同于PC!并且,基于类似IDV的架构模式,可完全支持PC性能利旧,是不是很完美?完美,向来不存在的,VOI不支持多终端接入(主要支持PC),相对来说依赖网络(终端需要从PXE网卡启动)。此外,硬件配置种类多、系统兼容性不好管理维护自然也不方便(基本上,一种配置一个镜像)。

    小结:VOI适用场景:局域网,对计算性能要求较高,且有PC利旧需求有3D渲染需求的住家男女的场景

    结论:VOI不属于云桌面

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    小结:

    判断是否属于“云桌面”,我们只需看当前客户端桌面运行的系统是否在服务端。

    由于RDSVDI都是服务器集中式计算(Centralized computing),所有桌面运行系统集中于服务器,都属于云桌面;

    IDVVOI都是客户端分布式计算(Distributed computing),各桌面运行系统分布在各客户端,都不属于云桌面。

    根据实际应用需求,把各种方案的优缺点:

    目前,国内某些厂家喜欢把某方案的缺点无限放大,然后和另外一个方案的优点超级放大做对比。于是我们可以看到这类的文章“VDI已死 IDV时代来临?”、“ VDIIDV上演生死对决”等。这些文章写的非常精彩且激动人心,只不过有点片面,而且缺少了实际应用需求的客观分析,容易误导小白。

    目前市场发展趋势:

    根据国际数据公司IDC预测,云桌面市场会持续增长,其中2016-2023年的CAGR(复合年均增长率)将达到23%。 说明这个市场需求还是挺大的。而不同的云桌面方案也会因为自身的特点占据着市场一方:

    ·RDS共享云桌面 凭着成本低,易用性高,标准化桌面管理等特点,国外教育市场一直很流行,教育市场份额比VDI大;而因为国内软件环境的复杂性,一直处于小众市场;RDS共享云桌面之后继续在普教行业和中小型企业市场稳定增长。

    ·VDI虚拟云桌面 凭借着个性化和灵活性高,可满足不同部门需求的特点,也流行。不过由于其复杂性和高成本,在国外一般只在大企业中采用;而在国内,因为厂家可以提供很好的服务以及软件环境,反而很流行;随着“云”的流行,VDI会继续流行,尤其在高校和大型企业办公领域。

    ·VOI虚拟系统架构 目前处于小众市场,并且以后也会一直在VDI的影子生存。

    ·IDV智能桌面虚拟化 走向死亡。与VOI相比,并无明显优势。我们从谷歌2012-2013年之间,可以看到很多关于IDV虚拟桌面产品,其中有Citrix Xenclient , VMware, MokaFive,不过现在已经基本销声匿迹。 国内的厂商总喜欢忽悠自己国人,总是拿国外5、6年前的文章炒作,说国外很多有名的公司也在做IDV产品,如Citrix Xenclient,MokaFive,VMware Horizon Mirage等。让小白们信以为真。

    俗话都说,30年河东30年河西呢。更何况是发展迅速的计算机行业。小微告诉大家以上虚拟产品的现状: Citrix于2012年收购了Virtual Computer,将其产品NxTop solution整合到Citrix Xenclient,于2012年发布Citrix Xenclient 4.5。不过,到了2015年Citrix对外宣布Xenclient停售。同年,MokaFive破产,而VMware Mirage主要提供桌面映像管理以方便Windows的迁移,与IDV厂家宣传的用法与目的并不同。

    总结

    针对私有云桌面现状,小微建议大家根据项目预算、安全性需求、集中管控需求、移动性需求、图像设计应用需求等因素选择合适自己的方案。

     

    参考文章:

    1.《说到VDIIDV的分分合合,不会再有比这更清晰的解释了!》,https://www.sohu.com/a/192234213_610730

    2. 云桌面是坑,还是超赞的?就看你有没选对!  https://blog.csdn.net/weixin_41391650/article/details/81131702

    3.Global Virtual Desktop Infrastructure (VDI) Market Insights, Opportunity, Analysis, Market Shares And Forecast 2017 - 2023,https://www.giiresearch.com/report/occ603549-global-virtual-desktop-infrastructure-vdi-market.html

    4.XenClient,https://en.wikipedia.org/wiki/XenClient#cite_note-Virtual_Computer-3

    5.Moka5,https://en.wikipedia.org/wiki/Moka5

    6.Citrix XenClient is going away, but what will replace it?,https://searchvirtualdesktop.techtarget.com/opinion/Citrix-XenClient-is-going-away-but-what-will-replace-it

    7.VMware Horizon Mirage,https://www.vmware.com/files/cn/pdf/mirage/VMware-Horizon-Mirage-Datasheet.pdf

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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:
    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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