全球云部署架构 全球云桌面传输协议

2018年世界杯都来了，你还在看几年前的云桌面传输协议文章吗？来看新鲜出炉的！

上期我们谈到了影响云桌面性能的三个重要因素是啥？分别是服务器配置、网络和桌面传输协议。其中，桌面传输协议是各云桌面厂家的技术核心。本期我们来谈谈全球几大主流桌面传输协议。

那么，桌面传输协议是啥DongDong呢？

桌面传输协议，指的是一组特殊的数据传输规则，可以使云主机和云终端之间的数据有序并高效传输，从而达到“丰富而流畅”的用户体验。简单来说，就是一套踢球规则，每个球员（每种数据）都有自己的路径，并且球员之间要配合好，才能快速传球传球进球！

戈洛文45度角斜传到后点，无人盯防的加津斯基头球攻门得手，此球也是本届2018世界杯的首粒进球

云主机和云终端之间传输的数据包括视频、音频、图像、键盘鼠标输入以及其它外设输入。需要注意的是，桌面传输协议应用于虚拟云桌面（VDI）和共享云桌面是不同的。在其它条件相同时，使用相同的桌面传输协议在共享云桌面中，其传输速度会比虚拟云桌面（VDI）要快。毕竟球场不同（因为虚拟云桌面VDI多了虚拟层），路程远了，传球时间自然也就长了。

影响桌面传输协议的性能有哪些因素呢？

1. 图形数据处理方式

目前主要有两种：

• 基于位图数据传输是在服务器端对图形数据进行渲染，然后再进行压缩传输；缺点是在高分辨率下其文字和图片边缘会有锯齿，如深信服的SRAP协议。
• 基于矢图数据传输则是在客户端上拆分多种格式，然后传送到客户端上再渲染；特点是，无论放大还是缩小都清晰。矢图数据传输方式带宽占用比位图的更低。

2. 传输层协议

目前主要有两种：

• TCP协议主要用来传输对安全性要求较高的数据，比如打印机数据、用户操作数据等，但相对于UDP传输要慢；
• UDP协议则是用于一些对完全性要求不高的数据传输。虽然快，但会丢帧（Frame）。比如看视频时，中间可能会有几个画面跳过了。如NComputing的UXP协议的丢帧现象就比较严重。

3. 压缩和缓存技术

压缩技术有两种：有损压缩和无损压缩。根据字面意思也很好理解，有损压缩就是传输的数据有损坏，而无损压缩则是数据是完整没有损坏的。两者最直观的区别就是图像数据的传输（如下图）：经过无损压缩的图像依然清晰，而经过有损压缩后的图像则模糊不清。

来源：Google

有损压缩除非和终端渲染技术（client-side rendering）搭配使用，才可以保证图像清晰；对于无损压缩，如果数据传输量大，也会出现不流畅的现象。如RDP协议属于无损压缩，但是流畅度不佳。而微软后期推出RemoteFX技术使得图像加速，这时流畅了，但画质又有损耗。因此，两者中间得有个取舍。优质的压缩算法需要权衡二者，这样不仅可以保证图像质量清晰，还可以有效减少数据传输量，从而降低对带宽的要求。

缓存技术是保存经常使用的显示元素，如字体和图位等，如果需要就直接获取，而无需向服务器发送重复请求，以提供高效的桌面传输性能。

4. 外设支持技术

事实上，各协议都提供了对虚拟多通道支持的技术。简单来说，桌面传输协议为了保证外设设备正常运行，就要为每种设备建立一条道路，以保证其正常有序通行。

听不懂的，稍安勿躁。小微换个说法跟大家解释：

高效的桌面传输协议的性能可以从资源占用（CPU， 网络带宽），桌面流畅度（使用起来卡不卡），丢帧率（部分画面是否丢失），画质（画面清晰度和色彩还原度），外设支持（兼容性，识别速度，读写速度）等几个方面来测试和评价。至于其中的原理，我们暂且不用深究。

目前全球主流的桌面传输协议有

1.RDP协议

1.1 历史由来

RDP（Remote Desktop Protocol，远程桌面协议）是基于ITU-T（国际电信联盟）的T.120协议中的T.128应用程序共享协议（又称为T.share），随后由英国软件公司DataConnection Limited优化成RDP的雏形。此时，微软看到RDP是块肥肉，果断收购了DataConnection Limited，进而把RDP变成自己的囊中物（知识产权）。

RDP协议的第一个版本是RDP 4.0，当时随同“Terminal Services”出现在Windows NT 4.0 Server、Terminal Server Edition。事实上，这个版本不是微软自己开发的，而是通过Citrix开发的。当时微软对外宣称是“共同开发”。具体过程是这样的：

• 1992年，Citrix在Windows NT Server源代码上创建Winframe，其主要目的是在Windows NT 上添加多用户功能；
• 1995年，Winframe正式发布，将Windows NT 3.5扩展成多用户系统，从而使Windows NT服务器有了连接终端的能力；
• 1998年，微软推出了Windows NT Server 4.0 Terminal Server Edition, 第一个RDP版本（4.0）随同走向市场。

在RDP4.0版本的开发期间，微软想自己单干，于是决定不再授予Citrix公司Windows NT 4.0的源代码开发的权利，还宣称要开发微软版本Winframe，并且要求Citrix将MultiWin技术许可给微软。微软想“过桥抽板”，Citrix当然不同意。于是，两位行业大佬开始谈判。谈判的结果是，微软同意在Windows NT Server 4.0的RDP服务命名为Citrix MetaFrame，并且包含在Windows NT 4.0终端服务中的Citrix提供的DLL仍然带有Citrix版权，而不是微软版权。同时，Citrix也答应不提供竞争产品，但保留向微软产品出售附加产品的权利。这种关系一直持续至今。

发展至今，已经有10个版本了。当前主要使用的版本有6.1（Windows Server 2008/Windows Vista SP1/Windows XP SP3），7.0（Windows Server 2008 R2/Windows 7），其中7.0版本增加了Remote FX功能，用于提升高清图像的渲染效果，如2D、3D图像。

1.2 原理及特点

RDP 10.0 是基于TCP/UDP协议的，其桌面传输速度有了很大的提升；此外，在视频方面，已经是AVC 4：4：4模式了，意味着显示效果非常接近PC机。不过其宽带占用高于PCoIP和HDX。RDP协议只能支持Windows和Mac平台。

在云桌面领域中，RDP协议主要应用于共享云桌面方案（基于多用户操作系统，实现多个用户共享一套系统和软件，每个用户独立使用，互不干扰），如Centerm（升腾）的C75零客户机就是搭配使用RDP8.0协议。但需要注意的是，RDP协议并非专门为多用户共享环境开发的，它的应用范围很广，所以RDP协议在云桌面中的性能并不能算“优”。因为RDP协议在多用户同时运行下，其桌面流畅度和响应度会降低，而且画质也会下降。

目前市面上专门为多用户共享环境开发的云桌面协议有NComputing的UXP（User eXtension Protocol，用户扩展协议）和vCloudPoint的DDP（Dynamic Desktop Protocol，动态桌面协议）。

vCloudPoint的DDP协议是混合使用了TCP和RDP协议，针对不同的画面场景（如文字、网页浏览、视频等）进行优化而开发的，适用于共享环境下的桌面传输协议。DDP协议除了使用独特的视频传输技术外，还使用了H.264，以视频流的方式传输整个桌面，其性能体现在一台i7电脑可以支持30个1080P高清视频超流畅播放。（好东西，不怕比较哈 ）此外,IP虚拟化技术还可以允许每个用户桌面都使用自己的IP地址，解决共享环境下部分基于独立IP框架软件的兼容性问题。

DDP视频性能：在腾讯视频，输入“微云点云桌面1080p高清视频播放”

2.PCoIP协议

2.1 历史由来

PCoIP (PC over IP) 协议是由加拿大Teradici公司开发的远程显示协议。2008年，VMware宣布和Teradici共同开发PCoIP协议，以提高桌面虚拟化的性能。随后，VMware推出了使用了PCoIP协议的云桌面产品VMware Horizon View，这个举动直接促进PCoIP协议的商用化。2013年，亚马逊也在AWS Amazon Workspaces产品中也使用PCoIP协议。 在云桌面领域中，VMware的名气远远大于Teradici。所以大伙们都习惯说“VMware的PCoIP”。

需要注意的是，Teradici开发PCoIP协议的最初目的是应用于瘦客户机和一些硬件的图形加速，而不是桌面虚拟化，因此，PCoIP协议在应用于虚拟化软件上就显得心有余而力不足。为了弥补这个不足，VMware在View产品中增加对微软RDP协议的支持，即用户如果在使用桌面虚拟化时发现PCoIP协议无法实现的一些基础功能时，例如外设的重定向功能，可以在注销当前通过PCoIP登录的桌面，然后再选择微软RDP方式登录。让用户揪心的是，当然桌面的软件状态全部没有了，用户体验大打折扣；为彻底解决View产品在核心技术上依赖于其他公司的困境，VMware试图开发自己的协议Blast。最初是在2011年VMworld2011大会上宣布AppBlast项目。直到2016年，Blast协议才随同VMWARE HORIZON 7正式发布，不过目前Blast只能在Html5上访问。更多功能还待开发。

2.2 原理及特点

PCoIP协议基于UDP协议，其传输效率会比RDP协议更快。PCoIP协议灵活支持多种平台，如Windows, Linux, Mac, Android, iOS, Chrome, and web。目前最新版本是随同VMware Horizon 6.0发布的，带宽占用低，图像质量好。而在VMware Horizon 7.0，Blast协议出来了。这个是VMware自己独立研发的一款协议，不过目前只能支持HTMI访问，其特点是图像性能非常优（Blast默认H.264）。虽然目前还没推出视频AVC 4：4：4模式，但图像显示效果已经非常棒了。在介绍完Citrix的ICA/HDX之后，小微会给大家看两个视频体验。

3.ICA/HDX协议

ICA（Independent Computing Architecture）是Citrix公司自己开发的桌面传输协议。Citrix是一直专注于桌面虚拟化。所以非常有实力。

ICA协议基于UXP协议，其特点是平台无关性和节省带宽，换句话说，ICA协议几乎可以支持所有桌面操作系统和对带宽占用节省最低。目前使用ICA协议的产品有Citrix's WinFrame, Citrix XenApp , 和Citrix XenDesktop。ICA协议能够支持音频、视频和多媒体带宽控制，在视频观看、Flash播放、3D设计等应用上，其用户体验会很流畅。

2009年，Citrix在发布XenDesktop 3.0时推出HDX技术。HDX技术是基于ICA协议开发的，同时包含其它子系列协议，并且还增加了提高了多媒体、语音、视频和3D图形性能的功能。

来到这里，小微把国外一份对于RDP10.0，Blast和ICA/HDX三种协议的视频效果测试报告在这里简单展示一下（报告链接在参考文章的第13篇）。

• 视频：RDP10.0版本-4:4:4模式视频测试 HDX和Blast协议视频测试

报告结论：HDX的性能是最棒的，无论是视频显示效果，还是网络带宽占用。其次是Blast，最后是RDP10.0。不过，整体来说，三种协议都是非常不错的。

不过需要注意的是，这份报告只是单纯比较三种协议的视频性能，而并没有测试N多个用户同时跑视频时的效果。从小微的N次测试来看，当服务器连接的终端数量超过15个时，RDP10.0会耗用大量的服务器资源。

4.SPICE协议

SIPCE（Simple Protocol for Independent Computing Environments）于2007年由Qumranet公司最先开发，后来Red Hat公司把Qumranet收购并开源了。SPICE协议的最大的特点是开源，国内很多云桌面产品都是直接在SPICE协议上做文章的。由于SPICE协议有太多版本了，在这里就不列举了。

不过，由于底层是固定了，所以可优化的程度不高。因此，基于SPICE协议开发的虚拟云桌面（VDI）方案性能不佳，带宽占用高、图像显示不优仍是其痛点。虽然国人的技术不断更新，方案也不断改善，但协议决定了其性能的上限。奈何？没错，SPICE协议主要看气质！

最后，小微总结一下几大协议的区别：

① RDP/Remote FX只能在Windows和Mac平台使用，而ICA/HDX 可以在 Windows, Mac, Linux, Blackberry, iOS, Android等多平台使用；

② RDP/Remote FX需要远程主机使用图形处理单元进行位图编码，而PCoIP直接使用服务器CPU，所以PCoIP比RDP/RemoteFX的传输效率要高；

③ PCoIP可以支持RDP；

④ 只有SPICE协议是开源的，提供平台给大家分吃云桌面蛋糕。

⑤ ICA/HDX协议和PCoIP协议的授权费用不菲，大多用于虚拟云桌面（VDI）中；而RDP/RemoteFX协议较为划算，但总体性能一般。至于SPICE协议，就的去自己研究了。因为实在是太多版本了！！

至于哪个好？

小微建议小伙伴们通过测试自己找答案。可以通过视频播放、画面显示质量、用户体验度、外设兼容等去判断。

不过，小微提醒大家，并不是性能高就适合自己的。毕竟，价格和应用需求也是考虑的重要因素。如果用于普通办公和需要标准化教学的普教电脑机房，不妨考虑vCloudPoint微云点的共享云桌面；）

欢迎关注下期话题：

VDI，VOI，IDV，共享云桌面的区别。

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