کاربرد Zero Client در دسکتاپ مجازی و VMware Horizon – قسمت اول
Zero Client چیست؟
با دستیابی به درکی نسبی از تکنولوژی Zero Client، می‌توان درباره‌ی مناسب بودن یا مناسب نبودن این تکنولوژی برای سازمان مورد نظر، تصمیمات بهتری اتخاذ نمود. تکنولوژی موجود در تجهیزات Zero Client بر پایه‌ی معماری Virtual Desktop Infrastructure یا VDI می‌باشد، که در آن مدیریت زیرساخت و داده‌ها، در دیتاسنتر متمرکز می‌شود.
در پیاده‌سازی فضای دسکتاپ مجازی، هر کاربر باید تجهیزات یا Client مناسب برای نمایش دسکتاپی که در دیتاسنتر ذخیره می‌شود را داشته باشد. Zero Client، یکی از انواع Client است که در شکل‌های مختلفی ارائه شده و شامل هیچ Storageی بصورت Local، سیستم عامل، CPU و هیچ بخش متحرک دیگری نمی‌باشد. در عوض، Zero Client دارای تراشه‌ای است که عملیات Decoding برای PC Over IP یا به اختصار PCoIP را در سطح سخت‌افزاری اجرا می‌نماید، که این قابلیت به طور ویژه جهت ارائه پیکسل‌ها بر روی صفحه نمایش کاربر طراحی شده است. هر کاربر دارای یک Zero Client، صفحه نمایش و تجهیزات واسط کاربری انسانی (HID) مانند صفحه کلید و ماوس می‌باشد. Zero Client به دلیل نداشتن بخش‌های متحرک یا اجزای دیگر، تنها بخشی از انرژی صرف شده توسط PCهای قدیمی را مصرف می‌نماید. Zero Clientها در واقع ساده‌ترین راه برای پیکربندی، مدیریت و پیاده‌سازی در مجازی‌سازی دسکتاپ به شمار می‌روند. Zero Clientها در فرمت‌های بسیاری از جمله تجهیزات دسکتاپ، مانیتورهای یکپارچه و لپتاپ‌ها در دسترس می‌باشند. در شکل زیر نمونه‌هایی از Zero Client را مشاهده می‌کنید.
شرکت امن پایه ریزان کارن APK نخستین شرکت دانش محور در اجرای پروژه های انفورماتیکی کشور تماس با کارشناسان
Zero Client
Zero Client می‌تواند در نقطه مقابل Thin Client و Thick Client قرار گیرد. Thin Clientها دارای عمکردی شبیه به Zero Clientها می‌باشند اما دارای یک سیستم عامل Local همچنین CPU، Flash Memory و Local Storage نیز می‌باشند. Thick Clientها همان کامپیوترهای شخصی (PC) و لپتاپ‌های قدیمی می‌باشند، که همراه با یک نرم‌افزار اختصاصی نصب شده جهت نمایش دسکتاپ مجازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه Thin Client و Thick Clientها به ارائه طیف وسیع‌تری از ویژگی‌ها پرداخته و کاربردهای موردی بیشتری را امکانپذیر می‌نمایند، اما گزینه‌‌های پرهزینه‌ای محسوب شده و علاوه بر نیاز به نگهداری بیشتر، مصرف انرژی بالاتری را نیز دارند.
Teradici، به عنوان یکی از ارائه‌دهندگان راهکارهای PCoIP، برای ارائه Zero Client با حدود ۳۰ تولیدکننده سخت‌افزار همکاری نموده است. اکوسیستم Teradici متشکل از شرکت‌هایی نظیر Dell، HP، LG، Samsung و بسیاری شرکت‌های دیگر می‌باشد. تولیدکنندگان، پروتکل PCoIP را در یک Software Client برای استفاده در Thin Client یا Thick Client و یا در سخت‌افزاری دارای Zero Client و Thin Client قرار می‌دهند.
PCoIP گزینه‌ای برای زیرساخت دسکتاپ مجازی
تکنولوژی PCoIP ارائه شده توسط Teradici، یک پروتکل خلاقانه‌ی Remote-Display محسوب می‌شود که در VMware Horizon به همراه View Virtual Desktop به کار می‌رود. پروتکل PCoIP هم در قالب نرم‌افزار در VMware Horizon Client و هم مبتنی بر سخت‌افزار مانند PCoIP Zero Client قابل دسترسی می‌باشد. در PCoIP Zero Client، پروتکل PCoIP توسط Teradici در یک Chipset مبتنی بر سیلیکون یا پردازشگر Teradici قرار داده می‌شود که برای کدبرداری از این پروتکل در سطح سخت‌افزاری طراحی شده است. این پروتکل از مجموعه‌ای از الگوریتم‌های کدگذاری شده تشکیل می‌شود. این الگوریتم‌ها از چندین Codec هوشمند برای کدگذاری و فشرده نمودن داده‌ها به پیکسل استفاده می‌نمایند. با استفاده از این پروتکل، هیچ داده‌ای در شبکه منتقل نشده و فقط پیکسل‌ها جابجا می‌شوند.
یکی دیگر از ویژگی‌های تکنولوژی PCoIP این است که این پروتکل بیشتر مبتنی بر UDP است تا TCP. پروتکل UDP یا User Datagram Protocol و پروتکل TCP یا Transmission Control Protocol، دو شکل از نحوه انتقال Packetهای IP می‌باشند؛ ابزاری که در آن پیام‌ها از یک IP Address به آدرسی دیگر منتقل می‌شوند. TCP، یک پروتکل Connection-Oriented است، بدین معنا که یک IP Address می‌تواند یک Connection به دیگری ایجاد نموده و این Connection را در تمام مدت انتقال حفظ نماید. این نقل و انتقالات به صورت دوطرفه از یک Address IP به آدرسی دیگر ارسال می‌شوند و در صورت از بین رفتن Packetها نیز انتقال مجددا صورت می‌گیرد تا فرآیند انتقال Packetها تضمین گردد. این روش بار سنگینی را بر دستگاه Client وارد می‌نماید، اما UDP یک پروتکل Connection-Less است که فضای اندکی را اشغال نموده و Packetهای داده را می‌تواند بدون نیاز به Connection برای دریافت IP Address، ارسال کند؛ بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که پروتکل UDP ساده‌تر بوده و در این فرآیند دارای کارایی بیشتری می‌باشد. این پروتکل برای به جریان انداختن داده‌های صوتی و ویدئویی و ارائه یک تجربه مطلوب برای کاربران همراه با حداقل تاخیر، در هر شبکه‌ای ایده‌ال می‌باشد.
ارائه یک تجربه عالی برای کاربر نهایی
تجربه کاربر نهایی یکی از موضوعات مهم در انتخاب زیرساخت دسکتاپ مجازی به شمار می‌رود. کاربر نهایی VDI به دنبال یک تجربه بدون مرز و یکپارچه است که هیچ تاخیری را در بازیابی داده‌ها یا ارائه تصویر تجربه نکند. همچنین کاربران، کیفیت داده‌ی ارائه شده را نیز مورد توجه قرار می‌دهند؛ این داده‌ها ممکن است به صورت متنی، تصویری، صوتی و یا سایر فرمت‌های Streaming Media باشد.
بررسی روش‌های Render نمودن رسانه (Media)
در فضای دسکتاپ مجازی دو نوع روش برای Media Rendering وجود دارد که عبارتند از : Host Rendering و Client Rendering. هر یک از این روش‌ها، تجربه مناسبی را برای کاربران نهایی در اکثر فضاهای مجازی ایجاد می‌نماید. تفاوت کلیدی آنها در این است که کدام یک بتواتند بهترین تجربه را برای کاربر نهایی در شرایط مختلف شبکه فراهم نمایند. بنابراین با تشخیص این تفاوت می‌توان رویکرد مناسب برای هر سازمان را تعیین نمود.
گام اول در هنگام استفاده از Host Rendering، کدگذاری یا فشرده‌سازی اطلاعاتی است که باید منتقل شوند. با Zero Client، این فرآیند‌ها در دیتاسنتر صورت می‌گیرد که منابع گسترده‌تری برای محاسبه در دسترس قرار دارد. مزیت Host Rendering در این شرایط این است که داده‌های مورد نظر قبل از ارسال به نقطه نهایی یا Client، کاملا فشرده می‌شوند.
الگوریتم‌های کدگذاری
PCoIP، از مجموعه‌ای از الگوریتم‌های کدگذاری یا Codecها برای انواع مختلف اطلاعاتی که نمایش داده می‌شوند، استفاده می‌نماید. در این تکنولوژی، الگوریتم‌های تصویرسازی (Imaging Algorithm) مختلفی نیز بسته به نوع اطلاعات کدگذاری شده، به کار گرفته می‌شوند. به عنوان مثال، الگوریتم مورد استفاده برای متون با الگوریتم‌های به کار رفته برای ویدئوهای در حال انتشار، عکس، گرافیک و یا آیکون‌ها متفاوت است. هر یک از قالب‌های داده، منحصر به فرد بوده و ویژگی‌های خاصی را دارا می‌باشد که نحوه درک تصویر توسط کاربر نهایی را نشان می‌دهد. کاربرد چندین Codec در یک پروتکل PCoIP، امکان مدیریت انواع داده‌ها به مناسب‌ترین و موثرترین شکل و در نتیجه استفاده بهینه از پهنای باند موجود در شبکه را فراهم می‌نماید.
پردازشگر PCoIP در تجهیزات Zero Client، اطلاعات ارسالی از سرور را دریافت نموده و آن را برای نمایش در مانیتور تبدیل به پیکسل می‌نماید. این تکنولوژی، با استفاده از تجهیزاتی مانند صفحه کلید و ماوس، اطلاعات را از طریق یک کانال اولویت‌بندی شده‌ی جداگانه، به سرور انتقال می‌دهد تا زمان پاسخگویی برای تراکنش‌های کاربر نهایی را بهینه نماید.
فشرده‌سازی تصویر
فشرده‌سازی تصویر به دو شکل صورت می‌گیرد: Lossless Data Compression و Lossy Data Compression. در فشرده‌سازی به صورتLossless ، فایل اصلی یکبار دیگر توسط برنامه برای کاربر نهایی ساخته می‌شود، در صورتی که در Lossy Codec، اطلاعاتی که از دید برنامه غیرضروری باشند، حذف خواهند شد. این موضوع باعث تفسیر مجدد فایل اصلی توسط برنامه فشرده‌سازی شده و در نتیجه تصویری با کیفیت پایین‌تر ارائه می‌گردد. Lossy Compression، زمانی به کار می‌رود که نیازی برای بازآفرینی فایل با کیفیت فایل اصلی وجود نداشته باشد. Lossless Compression نیز برای موقعیت‌هایی مناسب‌تر است که کاربر باید فایل اصلی را دقیقا به همان صورت اولیه بازیابی نماید. PCoIP Zero Client می‌تواند شرایط Lossless یا بدون اتلاف را در صورت نیاز به نمایش تصویر با پیکسل‌های کامل در نقطه نهایی، ایجاد نماید.
سایر تکنولوژی‌های ارائه تصویر صرفا می‌توانند تصاویر را به صورت Lossy ایجاد نمایند که تمامی اطلاعات مربوط به فایل اصلی را شامل نمی‌شوند، زیرا ارسال تمامی داده‌ها به نقطه نهایی، برای پهنای باند و عملکرد به عنوان یک مانع عمل می‌کند. در هنگام استفاده از این تکنولوژی‌ها، باید کیفیت تصویر را پایین آورد تا پهنای باند و عملکرد بهینه، حفظ گردد. با PCoIP Zero Client این الزام برای کاربران وجود نخواهد داشت که کیفیت تصویر را قربانی عملکرد بالا و استفاده کمتر از پهنای باند شبکه نمایند. مدیران IT می‌توانند سطح فشرده‌سازی را بر اساس محدودیت‌های شبکه و نیازهای کاربر نهایی به صورت Lossless (بدون اتلاف) یا Lossy (پراتلاف) انتخاب نمایند.
در قسمت دوم این مقاله به بررسی امنیت محیط های Virtual Desktopهایی که به تجهیزات Zero Client راه اندازی شده اند، می پردازیم.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــ
