Успешность проектов категории HVD (Hosted Virtual Desktop — "виртуальный десктоп, размещенный в ЦОД") находится в прямой зависимости от потенциала используемого протокола удаленного доступа Remote Presentation Protocol. Протокол назван «презентационным» потому, что в его функцию входит предоставление клиенту приложений, исполняемых на сервере. Этот тип протокола был создан еще до наступления нынешней эпохи виртуализации и ориентирован на поддержку сервисов терминальных подключений. Специфика протокола в том, что он без какой-либо модификации предоставляет клиенту приложение или десктоп. Свойство немодифицируемости обеспечивает возможность для раздельного существования серверной и клиентской частей, поэтому вполне естественно, что презентационные протоколы стали использоваться и в системах HVD.
Существует несколько вариантов презентационных протоколов, наибольшую популярность из которых получил Remote Desktop Protocol (RDP), предложенный Microsoft. Имеется еще проприетарный протокол ICA от Citrix и Virtual Network Computing (VNC), разработанный в существовавшей когда-то британской лаборатории Olivetti и Oracle, сейчас открыто распространяемый по лицензии GNU. Но все эти протоколы создавались более десяти лет назад и не были рассчитаны на виртуализацию десктопов. Как следствие возникает проблема поддержки современных мультимедийных приложений, в частности систем автоматизированного проектирования и производства. Эта проблема решается недавно разработанным протоколом PC-over-IP (PcoIP), имеющим более высокую производительность и адаптированным к такому типу задач. Протокол был разработан компанией Teradici и используется несколькими компаниями, занимающимися поддержкой тонких клиентов, среди них Ericom, Pano и другие. Помимо Teradici, после приобретения в 2008 году израильского стартапа Qumranet компания Red Hat работает над своим презентационным проколом SPICE (Simple Protocol for Independent Computing Environments). Аналогичные разработки ведут Citrix и Microsoft.
До появления новых презентационных протоколов все без исключения проекты инфраструктуры виртуальных ПК (VMware, Microsoft, Oracle Xen, Red Hat Xen, Novell Xen, XenServer и Virtual Iron Desktops) строились на основе RDP и ICA. Известные к настоящему моменту практические реализации PC-over-IP ограничены обеспечением дистанционного доступа к серверам-лезвиям без виртуализации. Но осенью 2008 года компания VMware первой заявила о намерении использовать PC-over-IP для HVD, и с этой целью она намеревается лицензировать программный вариант PC-over-IP у Teradici. Адаптированный протокол будет включен в готовящуюся версию продуктового набора VMware View, входящего в состав VMware Virtual Desktop Infrastructure (VDI).
Детали программной реализации PC-over-IP неизвестны, и пока трудно представить, как универсальный компьютер на стороне хоста сможет работать с той же скоростью, что и специфицированная микросхема, и что будет установлено на стороне клиента. Известна нынешняя аппаратная реализация PC-over-IP от компании Teradici, образованной группой специалистов, работавших ранее в Intel, Wyse, Transmeta, NEC, Epson, Dell. Ветеранов индустрии объединила идея разделения ПК на две составляющие: интерфейсные устройства на стороне клиента и все остальное на стороне сервера. Под эту идею им удалось получить финансирование от венчурного капитала, и, отгородившись от мира в лесах Британской Колумбии, они образовали fabless-компанию, то есть не имеющую собственного полупроводникового производства.
Назвать Teradici корпорацией можно лишь условно, но тем не менее, насчитывая всего 55 сотрудников и существуя чуть более четырех лет, она продала лицензии на свои продукты IBM, Fujitsu, Samsung, а также двум почти неизвестным в России компаниям Amulet Hotkey и ClearCube, поставляющим специализированное оборудование для ЦОД. Успех компании обеспечен не только собственной экспертизой, но еще и тем, что она привлекла в качестве советников нескольких авторитетных специалистов и среди них одну из самых харизматических личностей мира современных серверных технологий – Криса Хипа, основателя компании RLX, создавшей первый сервер-лезвие.
Руководящая идея Teradici сводится к созданию собственного метода связи интерфейсных устройств и системного блока по протоколу IP, эту технологию называют PC-over-IP или PcoIP. Она позволяет оставить на рабочем месте не просто тонкий, а по-настоящему «нулевой клиент», при этом собственно ПК переносится в ЦОД или в облако, в котором может быть физическая или виртуальная машина. Ограничений на рабочее место нет, пропускная способность Ethernet перекрывает широкий пользовательский диапазон. Могут быть удовлетворены потребности всех категорий пользователей: для рядовых служащих (Task Worker), работающих с готовыми приложениями и готовыми формами, достаточно 200 Кбит/с; работникам умственного труда (Knowledge Worker), осуществляющим поиск в Web, пишущим и редактирующим документы, хватает 1 Мбит/с; продвинутым пользователям (Extreme User), работающим с трехмерной графикой, выполняющим рендеринг, в зависимости от разрешения потребуется от 10 до 54 Мбит/с.
Использование PC-over-IP не делает Teredici монополистом – имеется еще несколько компаний, решающих близкие проблемы, но ей удалось сделать больше других, прежде всего разработать собственные методы компрессии и декомпрессии данных, а также предложить оригинальные процессоры, устанавливаемые на клиентской и серверной стороне. Уже сейчас, используя технологию PC-over-IP от Teradici, корпорация IBM намеревается строить лезвия BladeCenter Workstation Blade со встроенными процессорами, а компания ClearCube готова к производству специализированного коммутационного оборудования и управляющего программного обеспечения. Fujitsu готовит способы удаленного доступа к семейству рабочих станций Celsius, используемых в задачах автоматизированного проектирования с трехмерной графикой, а Amulet Hotkey собирается производить специализированные рабочие станции с большим числом экранов, используемые на биржах.
Аргументы в пользу PC-over-IP не новы и повторяют то, что говорят о тонком клиенте. Простота, эффективность и дешевизна обслуживания, характерные для централизованного подхода к управлению ресурсами, усиливаются возможностями виртуализации, не случайно сейчас установились партнерские отношения между Teradici и VMware. Следствием является более высокая надежность и более высокие возможности по обеспечению безопасности. Новое здесь то, что при этом сохраняются все достоинства традиционного ПК, можно устанавливать экраны с высоким разрешением, подключать по USB любую периферию, использовать порт ввода/вывода аудио (HD Audio или Intel High Definition Audio, стандарт, принятый Intel в 2004 году). Если возвратиться к приведенной классификации клиентов, нужно признать, что классический тонкий больше подходит для простого исполнителя, а работникам умственного труда и продвинутым пользователям и разработчикам всегда будет не хватать гибкости ПК, решение же PC-over-IP от Teradici делает достоинства тонких клиентов доступными и этим категориям пользователей.
Ключевая задача разнесения ПК состоит в минимизации сетевого трафика, принцип решения тривиален – ничего иного, кроме компрессии/декомпрессии, еще не придумали, вопрос в том, как? В схеме от Teradici на клиентской стороне эти процедуры выполняет Tera Portal Processor, а на серверной – соответственно Tera Host Processor.
Вариант связи между рабочим местом и удаленным ПК на сервере в приложении к простейшему случаю показан на рис. 1. Cерверный Tera Host Processor включен в классическую конфигурации рабочей станции, связан одним или двумя каналами с графическим процессором и по PCI Express – с периферией типа USB и HD Audio. Совмещая получаемые и передаваемые данные, он в реальном времени смешивает компрессированный поток видеоданных с трафиком от USB и HD Audio и передает в виде пакетов по IP. На клиентской стороне Tera Portal Processor распаковывает пакеты PC-over-IP и распределяет их по видео-, аудио- и USB-интерфейсам. Процедура упаковки, передачи и восстановления обычно занимает менее 10 миллисекунд, такая задержка пользователем не ощущается. Никаких деталей о математических основах использованных алгоритмов компрессии компания не сообщает, утверждается лишь, что они обеспечивают надежную защиту от потери пакетов. Все коммуникации между рабочим местом и ЦОД шифруются при попомощи 128-разрядного алгоритма Advanced Encryption Standard.
В качестве вычислительной основы для своих процессоров Teradici использует ядро MIPS32 24Kc Pro. На этот выбор повлияла приспособленность процессоров к требуемому конфигурированию и высокая производительность в пересчете на ватт. Это ядро входит в семейство RISC-процессоров, производимых MIPS Technologies для использования во встроенных системах.
Оба процессора Tera Processor имеют похожую архитектуру и различаются тем, что у Tera Host 1200 два видеовыхода, а у Tera Portal 1100 симметрично два видеовхода (рис. 2). У них идентичные ядра Image Engine, предназначенные для компрессии и декомпрессии, и практически одинаковые подсистемы ввода/вывода плюс одинаковый центральный процессор MIPS32 24Kc Pro.
Процессор Tera Host 1200 использует стандартные интерфейсы и поэтому может работать в составе компьютера, работающего под управлением любой установленной на нем операционной системы. Он может поддерживать работу двух независимых дисплеев, канал Display Data Channel (DDC), видеосигнал в диапазоне частот от 25 до 165 МГц, DVI с разрешением 1920x1200. Существует три способа установки Tera Host 1200 в хост-компьютер:
1) как часть стандартной карты PCI Express, в таком случае он может быть без сложностей включен в рабочую станцию;
2) путем интеграции в мезонинную карту сервера-лезвия;
3) непосредственно на материнскую плату.
Процессор Tera Portal 1100 служит частью портала, на входе которого стандартный коннектор Ethernet, а на выходе два порта DVI для дисплеев, порты для USB и аудио. Портал Desktop Portal является простым устройством, не имеющим собственного состояния и не нуждающимся в вентиляторе. Все технические характеристики соответствуют процессору, устанавливаемому в хосте.
Недавно появилось сообщение, что дочернее предприятие Samsung Electronics – компания Samsung Electronics America совместно с Teradici выпустила 19-дюймовый монитор SyncMaster 930ND со встроенной поддержкой PC-over-IP, разрешением 1280х1024, портами USB, двусторонним HD-аудио, выходом DVI для второго дисплея. Монитор совместим с операционными системами Vista и Windows XP.
