自主研發(fā)指紋鏡像技術(shù)

啟動(dòng)風(fēng)暴發(fā)生時(shí)，虛擬桌面運(yùn)行極度緩慢，甚至無(wú)法使用。這將不僅導(dǎo)致用戶(hù)體驗(yàn)大打折扣，更將嚴(yán)重影響其業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)效率。有沒(méi)有一種技術(shù)能夠徹底解決虛擬桌面用戶(hù)的啟動(dòng)風(fēng)暴問(wèn)題，云巢科技的技術(shù)專(zhuān)家給出了肯定的答案。

“桌面虛擬化啟動(dòng)風(fēng)暴問(wèn)題是所有桌面云廠商面對(duì)的共同問(wèn)題。”云巢科技技術(shù)專(zhuān)家指出，基于自主研發(fā)的指紋鏡像技術(shù)，云巢桌面云解決方案完全避免了啟動(dòng)風(fēng)暴，虛擬機(jī)并發(fā)啟動(dòng)在15秒左右。

云巢技術(shù)專(zhuān)家介紹說(shuō)，指紋鏡像是一項(xiàng)磁盤(pán)數(shù)據(jù)去重的技術(shù)，通過(guò)一個(gè)緩存體系，把對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的i/o訪問(wèn)轉(zhuǎn)移到對(duì)cache的訪問(wèn)上。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)磁盤(pán)塊數(shù)據(jù)被虛擬機(jī)A訪問(wèn)了，同時(shí)把它復(fù)制到cache中，后續(xù)的其他虛擬機(jī)（也可以是自己）對(duì)該磁盤(pán)塊的訪問(wèn)，就都從cache中去取。訪問(wèn)cache是內(nèi)存操作，速度遠(yuǎn)快于訪問(wèn)文件系統(tǒng)，這樣就解決了啟動(dòng)風(fēng)暴等因?yàn)榇疟P(pán)IO導(dǎo)致的問(wèn)題。緩存體系的建立要依賴(lài)于一個(gè)key-value的集合映射關(guān)系，這里的key指的是磁盤(pán)塊的特征碼（與磁盤(pán)塊數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，我們稱(chēng)之為指紋），value指的是磁盤(pán)塊數(shù)據(jù)，所謂指紋鏡像，即是在原始磁盤(pán)鏡像的基礎(chǔ)之上，附加建立一個(gè)磁盤(pán)塊數(shù)據(jù)和它的指紋之間的映射關(guān)系的集合。

“為了解決啟動(dòng)風(fēng)暴問(wèn)題，我們有兩種解決方案：一是提高磁盤(pán)訪問(wèn)速度，二是減少磁盤(pán)訪問(wèn)次數(shù)。提高磁盤(pán)訪問(wèn)速度無(wú)非是使用訪問(wèn)速度更快的磁盤(pán)或者增加磁盤(pán)陣列的磁盤(pán)數(shù)，要想達(dá)到顯著效果，無(wú)疑會(huì)增加不少硬件成本，所以我們采用了第二種方案。”

率先攻克業(yè)內(nèi)難題

在虛擬機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，磁盤(pán)請(qǐng)求主要是讀取系統(tǒng)文件。而一類(lèi)鏡像文件（比如：所有的win7系統(tǒng)鏡像文件）里面的系統(tǒng)文件有90%以上是相同的，所以當(dāng)多個(gè)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)讀取大量相同的數(shù)據(jù)。我們知道，內(nèi)存的訪問(wèn)速度要比磁盤(pán)的訪問(wèn)速度快很多，如果將這些重復(fù)數(shù)據(jù)緩存一份在內(nèi)存里，建立一個(gè)映射機(jī)制，將會(huì)大大減少磁盤(pán)的訪問(wèn)次數(shù)，啟動(dòng)風(fēng)暴的時(shí)間也就會(huì)縮短很多。

技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)一步解釋說(shuō)，實(shí)現(xiàn)指紋鏡像的難點(diǎn)在于如何建立映射機(jī)制。由于虛擬機(jī)是按數(shù)據(jù)塊來(lái)管理映像文件內(nèi)容，所以技術(shù)人員用鏡像文件每個(gè)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)數(shù)字指紋并保存在鏡像文件里。虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)從鏡像文件里讀取指紋并緩存在內(nèi)存里，在讀的時(shí)候用該指紋向數(shù)據(jù)緩存服務(wù)程序查詢(xún)是否已經(jīng)緩存了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。如果緩存服務(wù)程序已經(jīng)緩存了該數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)給虛擬機(jī)；如果沒(méi)有緩存該數(shù)據(jù)，則虛擬機(jī)從鏡像文件里讀取該數(shù)據(jù)并通知緩存服務(wù)程序緩存該數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)緩存服務(wù)程序中，指紋以及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的管理也是一個(gè)難點(diǎn)。因?yàn)榉?wù)器的內(nèi)存是有限的，不能無(wú)限地緩存數(shù)據(jù)。所以，云巢科技實(shí)現(xiàn)了一套算法來(lái)管理指紋和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，其一是依據(jù)服務(wù)器內(nèi)存大小來(lái)設(shè)定數(shù)據(jù)緩存服務(wù)程序的內(nèi)存上限，其二是定期回收訪問(wèn)率比較低的數(shù)據(jù)。

基于以上相關(guān)原理，云巢研發(fā)了***的專(zhuān)利技術(shù)“指紋鏡像”，即當(dāng)一個(gè)完全相同的數(shù)據(jù)對(duì)象從磁盤(pán)上被多個(gè)用戶(hù)重復(fù)讀取的時(shí)候，只需對(duì)磁盤(pán)做一次I/O操作，利用專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的內(nèi)存空間用作緩存，大量的I/O操作只針對(duì)速度比硬盤(pán)快成百上千倍的內(nèi)存，這樣大大減少了磁盤(pán)I/O，同時(shí)啟動(dòng)虛擬桌面的用戶(hù)越多，對(duì)比效果越明顯，而且只要有一個(gè)用戶(hù)啟動(dòng)過(guò)虛擬桌面，以后啟動(dòng)的虛擬桌面不需再?gòu)拇疟P(pán)讀取數(shù)據(jù)，用戶(hù)會(huì)體驗(yàn)到比物理機(jī)啟動(dòng)還要快得多的開(kāi)機(jī)速度。

應(yīng)用體驗(yàn)效果良好

不久前，一家高校用戶(hù)部署了一套云巢桌面云，該校信息中心李老師對(duì)于指紋鏡像技術(shù)的感受頗具代表性：“在我們的桌面云系統(tǒng)中，啟動(dòng)風(fēng)暴過(guò)程中存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問(wèn)次數(shù)極大地降低了，虛擬機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間基本接近普通PC的啟動(dòng)時(shí)間，甚至有的虛擬機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間比普通PC還短，我們的老師和學(xué)生基本上感覺(jué)不到現(xiàn)在的所有應(yīng)用都跑在虛擬平臺(tái)當(dāng)中。”

“指紋鏡像就是為了解決虛擬桌面用戶(hù)的啟動(dòng)風(fēng)暴問(wèn)題而生。”云巢科技董事長(zhǎng)周濤表示，作為一家國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的桌面云解決方案廠商，云巢科技桌面云采用了更先進(jìn)的架構(gòu)，擁有指80多項(xiàng)核心技術(shù)，其中包括5項(xiàng)***專(zhuān)利技術(shù)，指紋鏡像技術(shù)即為其中之一。“希望通過(guò)云巢科技的桌面云技術(shù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供安全性高、可用性高、綠色節(jié)能、辦公靈活、總體擁有成本低的桌面云平臺(tái)，幫助企業(yè)向更低成本、更安全、更易管理的IT基礎(chǔ)架構(gòu)過(guò)渡。”

北京云巢動(dòng)脈科技有限公司集聚多位在云計(jì)算和虛擬化領(lǐng)域有著豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家，開(kāi)發(fā)出擁有核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有顛覆性創(chuàng)新的桌面虛擬化技術(shù)與產(chǎn)品，成為全球唯一有能力以虛擬PC全面替代傳統(tǒng)PC的高科技企業(yè)。其總部位于我國(guó)高技術(shù)人才最密集的北京上地信息產(chǎn)業(yè)基地。

云巢桌面云采用了更先進(jìn)的架構(gòu)，擁有指紋鏡像技術(shù)、顯卡映像、服務(wù)器自群組技術(shù)、基于UDT的遠(yuǎn)程推送協(xié)議、分布式離散網(wǎng)絡(luò)等80多項(xiàng)核心技術(shù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供安全性高、可用性高、綠色節(jié)能、辦公靈活、總體擁有成本低的桌面云平臺(tái)，幫助企業(yè)向更低成本、更安全、更易管理的IT基礎(chǔ)架構(gòu)過(guò)渡。

價(jià)值觀：創(chuàng)新成就未來(lái)

使命與愿景：商用PC顛覆者