結合虛擬化架構的精簡型電腦

精簡型電腦（Thin Client）的概念，在很早以前便已被提出，不過局限於以往硬體效能不足，網路頻寬與普及度有限。為了運算效能，一般都是採用分散式架構，也就是每臺電腦的作用是上網登入伺服器，接下來所有的作業都在遠端伺服器內執行。在最早是大型主機搭配終端機，後來則有主從式架構（Client-Server）、多層式架構（N-tier），其實就以我們目前的網頁瀏覽就是這種形態的應用。

隨著個人電腦的普及，逐漸取代了終端機，但這種架構下，每臺電腦都有獨立的運作環境，不過也因為分散的架構，讓資料無法集中，且比較容易有資料外洩的疑慮。

對於企業的個人電腦使用與管理，最擔心的莫過於機密資料外洩，因為每臺個人電腦都是獨立的，對於管理者來說，想要同時管理如此大量的設備並不容易，再加上每臺個人電腦都有USB介面，可連接各式外接儲存裝備，重要資料也因此容易外流。現在8GB的隨身碟隨處可得，1TB外接硬碟2000元就買的到，再加上USB目前具有480Mbps的傳輸能力，只要有能力走到任何一臺電腦前，就可以在很短時間內把大量資料複製帶走。

另外，面對數十臺，甚至上百臺電腦的系統管理人員，經常碰到的電腦問題，就是系統當機與硬體設備損壞等，而重新安裝作業系統與應用程式，或是更換電腦零件的過程，往往半天就被消磨掉了，不僅耗費系統管理者的時間，無電腦可用的員工作業也是全部停擺。

隨著處理器、硬碟與記憶體等電腦元件長足的進步，加上網路的蓬勃發展，精簡型電腦越來越普及，且效能也越來越高。

精簡型電腦的架構定義與使用範圍非常廣泛，與一般PC應用架構不同的，精簡型電腦採用的是集中管理應用環境的模式，若依照使用環境來看，大致可分為辦公環境用的精簡型電腦，以及專屬環境的設備，例如便利商店提供多種服務的多媒體資訊站（KIOSK，如7-11的ibon）、櫃檯，甚至提款機等POS系統。

這類系統的共通點，就是每臺個人端的電腦都不具備資料處理能力，所有運算和資料處理能力從用戶端轉移到伺服器端，而用戶端僅是一個介面，所有重要資訊都儲存在伺服器中。在這樣的架構下，企業可集中管理，並且提高資料安全性，同時還可以降低電腦中毒的可能性。

雖然應用環境十分廣泛，但是一般企業辦公環境的使用情境與架構，又和POS系統的專業應用差異很大，本次我們探討的主題著重在一般辦公應用環境精簡型電腦。

目前精簡型電腦的軟硬體廠商非常多，國內常見的廠商眾多，軟體的有微軟、VMware與Citrix等，硬體廠商則有HP、NEC、Wyse等。

其中，HP與NEC都有完整的精簡型電腦解決方案，包括了用戶端的精簡型電腦、管理軟體、伺服器與儲存設備等，而他們搭配的虛擬化軟體不論是微軟的MED-V、Citrix的Xen Desktop或VMware View與ESX等，都可搭配與支援，不過NEC因為與VMware有合作關係，因此雖然可以搭配其他廠商的虛擬化軟體，不過仍然以VMware ESX為主。

用融合遠端桌面概念的虛擬化架構

精簡型電腦的架構中，最普遍的就是透過虛擬化來達成。這種架構和伺服器虛擬化類似，都是將作業系統建置在虛擬環境裡，並且集中在伺服器中，唯一的不同，是精簡型電腦將全部個人端作業系統虛擬化，也就是將每個使用者的使用環境都儲存在伺服器內部，使用者必須透過個人端裝置，並使用網路連接伺服器內的虛擬機器才可使用。

虛擬化的架構，和微軟Terminal Services（Windows Server 2008 R2以後，現改名為Remote Desktop Services），或是Citrix XenApp（即Citrix Presentation Server）等有些類似，都是共用伺服器的整體效能，但是虛擬化的好處，是訂定了每個虛擬機器可用的磁碟容量、記憶體、處理器，以及網路資源，而不會發生因為其中一個使用者過度使用記憶體、處理器，或是網路頻寬時，造成其他使用者的資源被一併拖累。也就是說，採用虛擬化精簡型電腦架構，雖然將全部使用者的作業環境集中到伺服器內部，但是彼此之間卻依然是分開運作，不會彼此干擾。

採用了虛擬化的做法，讓原本儲存在員工個人電腦硬碟內部的資料，全部轉移到伺服器，或是儲存設備之中，而且精簡型電腦的硬體中，一般都沒有硬碟，或是僅有小容量的儲存裝置，例如1GB的固態硬碟，讓使用者不能任意存放資料。

另外，不同於傳統電腦靠自身內建的處理器與記憶體做運算，精簡型電腦除了將資料都集中存放在伺服器或儲存設備之外，主要的資料運算也都是靠伺服器的處理器處理，而個人端的設備雖然也內建了一顆處理器，不過它的時脈很低，僅負責輕量的運算。

在外觀上，精簡型電腦主機的體積，和3公升電腦差不多，但是因為減少了硬碟的體積，體積甚至可以更小一些，而且對使用者來說，在實際操作上沒有太大差異，但是因為體積比傳統個人電腦小許多，再加上所搭配的是低功率的處理器，因此在耗電量與產生的熱能上，相對的少了許多，有些機種甚至沒有風扇的設計，在使用時幾乎不會發出任何聲響，比傳統電腦安靜。

整體來看，這種精簡型電腦的架構必須由3種硬體設備組成，包括用戶端的精簡型電腦、儲存虛擬主機的伺服器，以及虛擬主機控管中心，例如NEC的Sigma System Center（SSC），或是HP的Session Allocation Manager（SAM）軟體等。其中，虛擬主機控管中心的主要目的，是分配、管理、監控虛擬機器、發布更新作業系統與應用程式，或是資料備份等功能。例如虛擬機器的作業系統產上問題時，虛擬主機控管中心便會偵測到，並且將有問題的作業系統重新製作一份映像檔，取代原本有問題的虛擬機器。

另外，由於伺服器本身的儲存容量有限，為了因應逐日增加的儲存資料，許多用戶會擴充儲存設備，替代伺服器的硬碟容量。

精簡型電腦與傳統個人電腦最大的差別，在於精簡型個人端主機內部並沒有硬碟，或是風扇等機械元件，其他方面則沒有太大差異，它們同樣擁有網路埠、USB埠，以及音源輸入與音效輸出等。少了可動的機械式零件，也代表著它們更不會因為碰撞而損壞硬碟，或是因為灰塵而阻礙散熱，所以這類設備使用壽命較一般電腦長，故障的機率也較低，適合在惡劣環境中使用。適用的環境比一般電腦更廣泛。

具備快速還原與維修簡易的優點

以往，個人電腦發生問題時，系統管理人員必須先檢查硬體設備是否故障，並且評斷是否需要重新安裝作業系統。重新安裝作業系統的方法，不外乎一般的系統重灌，或是使用Ghost等軟體，將作業系統映像檔重新灌入，因此重新回復的時間大概需要1至2小時左右。在這段期間，使用者由於必須等待電腦回復，因此生產力完全停擺，對工作會產生很大的影響。

而採用虛擬化架構的精簡型電腦，在遇到個人端硬體故障，或是作業系統發生問題的情況，只要更換個人端的硬體設備，並且透過虛擬主機控管中心在伺服器上重新產生一個虛擬作業系統的映像檔即可。而個人端只要重新連線，並且登入即可。因此系統重新上線的時間，遠少於傳統電腦。

以加油站為例，若導入精簡型電腦，一旦各加油站內的個人電腦遇到系統不穩定的狀態，不必資訊人員到場，只要更換一臺備用的電腦，就可回復到原本的操作環境，維修時間從4至8小時，縮短到30分鐘以內，可看出使用這種架構的電腦，對分秒必爭的企業環境有很大的幫助。

追求與個人電腦無異的操作環境

其實，對使用者來說，操作虛擬化精簡型電腦，和傳統電腦並沒有什麼分別，他們只需要登入Windows即可使用。當虛擬化作業系統產生問題時，因為虛擬主機控管中心可以快速產生另一個虛擬機器，因此對使用者來說，僅會短時間登出無法使用，當虛擬機器的檔案產生完畢，再次登入即可使用。如果後端的伺服器有採取備援的措施，在虛擬機器當機的瞬間，另一臺備援伺服器的虛擬機器可立即接手，使用者甚至不會感覺到使用環境有任何改變。

由於多數精簡型電腦的硬體架構，並不包含可儲存資料的硬碟，而所有運算的資料和桌面設定、應用程式都是集中儲存在伺服器之中，因此，在重要資料的管理上更加方便。而在精簡型電腦的主機上，雖然也擁有USB埠，但是主要是連接輸入裝置，例如鍵盤、滑鼠，或是條碼機等外接裝置，而多半不提供連接USB隨身碟的功能。也就是說，Thin Client電腦的USB埠，僅能接受輸入，而無法輸出，因此無法透過這個介面將資料外傳。

以省電、故障率低為號召

除了資料與系統的集中管理，提高企業重要資料的安全性之外，導入精簡型電腦還可以帶來電力的節省，並且降低長期的管理成本。

雖然，採用精簡型電腦架構，整體需要額外的伺服器，但是精簡型電腦個人端的硬體設備，因為採用低功率的處理器，而且沒有內建硬碟，或是改裝耗電量較低的固態硬碟，因此即使加上伺服器，整體耗電量依然比傳統個人電腦少了許多。

以NEC的精簡型電腦系統（Virtual PC Center，VPCC）來看，他們宣稱20臺傳統商用個人電腦，加上20個螢幕，總耗電量可以高達4300瓦，平均每臺個人電腦的耗電量為215瓦；而精簡型電腦雖然多了一臺相較於個人電腦耗電量較高的伺服器，不過由於精簡型電腦本身的耗電量遠低於個人電腦，即使加上螢幕的耗電量仍然遠低於傳統個人電腦，整體僅有1840瓦，平均一臺精簡型電腦只有92瓦，隨著使用時間增加，每臺精簡型電腦與個人電腦之間，100多瓦的差距會越來越明顯。

在硬體維護成本方面，因為Thin Client少了可動的機械式零組件，因此並不容易損壞，使用年限也比傳統個人電腦更久，長時間使用下來，維修成本會明顯低於傳統個人電腦。

另外，採用虛擬化且集中在伺服器與儲存設備內，不同於以往大量分散的個人電腦，對系統管理者來說，管理與維修變得更加單純，可以節省不少電腦硬體、作業系統與軟體檢測的時間。對使用者來說，也可以減少因為電腦當機或損壞而受影響的時間，對企業而言，也減少了員工因為無電腦可用，而工作停擺的無形損失。

搭配虛擬化的精簡型電腦應用架構

應用虛擬化架構的精簡型電腦環境，每一個作業系統都製作成虛擬機器，並且儲存在伺服器或儲存設備之內，而個人端的電腦在使用時透過網路連結，並登入虛擬機器之中。

使用這種架構的好處，就是在虛擬機器發生問題時，可以透過虛擬主機控管中心，快速在伺服器上重新製作一個相同的虛擬環境，使用者只要重新登入即可。

因此這個架構中，至少需要用戶端的精簡型電腦、伺服器，以及虛擬主機控管中心等，3種設備。資料來源：HP、NEC，iThome整理，2011年2月

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