Teradici PCoIP в контексте VDI: что это такое и как это работает

Содержание: Введение Что такое PCoIP? Как работает PCoIP? Преимущества PCoIP Отличие PCoIP от аналогов PCoIP Zero Client Отличие нулевых клиентов от тонких клиентов PCoIP Card Недостатки PCoIP Потеря данных Прекращение поддержки в VMware Horizon Проблемы совместимости и перехода Заключение Введение В офисной инфраструктуре, где множество специалистов работают над различными задачами, каждого из них нужно обеспечить отдельным компьютером. Если в компании насчитывается не один десяток специалистов и нужно выполнять задачи, требующие от устройств высокой графической производительности, потребуется огромное количество денежных средств, чтобы оборудовать каждый рабочий стол, но есть решение, которое позволит выполнять требовательные операции с графикой без потери качества, при этом без необходимости закупать дорогостоящее оборудование. Это решение называется PCoIP. В этой статье мы поговорим о том, что такое PCoIP, как работает эта технология, в чем ее преимущества и она уже не так популярна, как раньше.  Что такое PCoIP? Технология PCoIP (PC-over-IP) — это протокол передачи данных, который позволяет передавать изображение рабочего стола или виртуализированного приложения на удаленное устройство через сеть Ethernet, сохраняя высокое качество картинки и обеспечивая низкую задержку. Технология PCoIP разработана компанией Teradici в 2007 году и применяется в офисах для работы с мощными графическими приложениями, проектами в области дизайна и инженерии, видео и аудиоредакторами, а также для перевода сотрудников компании на удаленную работу, при этом без необходимости устанавливать полноценные дорогостоящие рабочие станции для каждого сотрудника. В отличие от других протоколов удаленного доступа, PCoIP не передает файлы и данные напрямую на клиентское устройство, а вместо этого пересылает только визуальную информацию в виде пикселей, за счет чего такой протокол практически невозможно взломать: все данные остаются на сервере, благодаря чему обеспечивается высочайшая безопасность, что особенно важно для корпоративных и государственных сетевых инфраструктур. Благодаря сжатию данных без потери четкости изображения и возможности подстраиваться под ширину канала, протокол PCoIP обеспечивает передачу качественной картинки без задержки даже при ограниченной пропускной способности, а также позволяет гибко работать на различных устройствах — от тонких и нулевых клиентов до мобильных платформ. Технология PCoIP нашла широкое применение во многих сферах, где активно используется виртуализация, а также в различных студиях для создания 3D контента. Так выглядит плата расширения Leadtek Tera2240 Teradici для поддержки технологии PCoIP. Источник: anyware.hp. Как работает PCoIP? Как было сказано выше, протокол PCoIP передает только графические данные на устройство, например, тонкий или нулевой клиент, после чего изображение расшифровывается, декомпрессируется и выводится на монитор. Остальные данные хранятся исключительно на сервере или удаленном рабочем месте. Технология PCoIP нацелена на использование в профессиональных графических приложениях, вроде AutoCAD или Компас 3D, где специалисту требуется видеть мельчайшие детали без просадки качества. Обычно такие приложения используются на мощных рабочих станциях или ПК, но благодаря PCoIP, в повсеместной установке высокопроизводительного оборудования нет необходимости. Кроме того, PCoIP основывается на концепции Multi-Codec, где каждый компонент изображения кодируется отдельно, из-за можно сохранить высокое качество кадра независимо от загруженности видеопотока. Multi-Codec адаптируется к условиям сети, автоматически оптимизируя сжатие и передачу изображения в реальном времени. Это решение также поддерживает динамическую сетевую адаптацию, что позволяет корректировать скорость передачи графических и качество изображения в зависимости от текущей пропускной способности канала, предотвращая потерю данных и обеспечивая плавное воспроизведение картинки. Благодаря низкому времени отклика, PCoIP идеально подходит для удаленного рабочего места для профессионального использования, сохраняя эффективность как при использовании полноценного высокопроизводительного оборудования. С помощью технологии PCoIP, можно удаленно подключиться к рабочей станции через ноутбук по сети Ethernet. Таким образом, сотрудник получит высококачественное изображение, рендерингом которого будет заниматься рабочая станция. Источник: businesswire.com. Преимущества PCoIP Технология PCoIP имеет следующие отличительные преимущества: Эффективное сжатие данных — Протокол PCoIP использует адаптивное сжатие для оптимизации передачи данных, что позволяет добиться вывода высококачественного изображения даже при минимальной пропускной способности. Это очень полезно при работе с профессиональными графическими приложениями, где важно максимальное качество для каждой детали; Надежное шифрование — Для защиты передаваемой информации PCoIP применяет шифрование по современному стандарту AES-256, что делает соединение безопасным и защищает данные от несанкционированного доступа; Передача пикселей вместо файлов — PCoIP передает информацию исключительно о пикселях экрана, а не сами файлы или приложения, что исключает возможность утечку данных. Благодаря этой особенности протокол можно безопасно использовать для работы с конфиденциальной информацией без риска перехвата данных злоумышленниками; Работа без потерь качества — Благодаря адаптивной передаче данных и кодированию каждого кадра, все детали изображения передаются максимально точно и четко, что предотвращает любые видимые потери качества даже при работе с материалами в высоком разрешении; Передача широкого градиента цветов — В то время, как стандартные протоколы передачи графических данных в процессе сжатия сужают градиент цветов на изображении, протокол PCoIP сохраняет всю палитру цветов. Это особенно полезно как при работе с мультимедийными приложениями, так и в сфере медицины для вывода изображений при выполнении компьютерной томографии;  Отсутствие задержек  — ввиду адаптивного сжатия и кодирования, а также поддержки особого стандарта передачи данных UDP, который, в отличие стандарта TCP, отправляет пакеты информации без задержки, за счет чего вывод изображения осуществляется с минимальными задержками. Отличие PCoIP от аналогов Основные аналоги PCoIP имеют ряд ключевых отличий: RDP (Remote Desktop Protocol) от Microsoft — один из самых распространенных протоколов для удаленного доступа, в основном используемый в корпоративных и образовательных средах для выполнения простых рабочих операций. В отличие от PCoIP, RDP ориентирован на более стандартные сценарии использования и предлагает очень ограниченные возможности для работы со сложными графическими приложениями, так как изображения не имееют глубокой детализации, а скорость отклика ниже; VNC (Virtual Network Computing) — это протокол общего назначения, который обеспечивает удаленный доступ к рабочим столам, при этом очень прост в развертывании в любой, даже очень простой инфраструктуре. VNC также передает графические данные на экран, однако, его алгоритмы сжатия не оптимизированы для сложной графики, что делает его менее подходящим для выполнения профессиональных операций с высоким требованием к качеству изображения. В отличие от VNC, PCoIP изначально разрабатывался для передачи изображений и графики с минимальными потерями и задержкой, поэтому VNC уступает ему в скорости отклика и качестве картинки с высокой детализацией; HDX (High-Definition Experience) — это протокол удаленного доступа, разработанный Citrix, который также нацелен на обеспечение высокого качества графики и скорости передачи данных. HDX включает продвинутые алгоритмы сжатия и позволяет оптимизировать передачу видео, аудио и изображений. Однако, в отличие от PCoIP, HDX может испытывать трудности с детализацией и стабильностью качества картинки, особенно при высоких нагрузках и ограниченной пропускной способности сети; Blast Extreme — протокол от VMware, ориентированный на виртуализацию и использующий кодек H.264 для сжатия видеопотока. Blast Extreme хорошо справляется с изменениями сети и поддерживает высокий уровень производительности при выполнении офисных и мультимедийных задач. Однако, в сравнении с PCoIP, Blast Extreme иногда может проигрывать в детализации изображения для графических приложений, так как H.264 не всегда способен отобразить мельчайшие детали с тем же качеством, что и PCoIP, особенно при высокой нагрузке и сложных текстурах; Teradici CAS (Cloud Access Software) — облачное решение от компании Teradici, которое тоже использует PCoIP для работы с удаленными рабочими столами, но ориентировано на облачные среды и виртуализацию. Хотя Teradici CAS также обеспечивает высокое качество изображения и стабильность работы, в отличие от стандартного PCoIP для локальных сетей, CAS требует дополнительных настроек для оптимизации производительности в облаке и поддержания высокого уровня безопасности в виртуализированных средах. OS Windows имеет встроенное средство для удаленного подключения — Microsoft Remote Display, которое отлично справляется с офисными задачами, однако слабо подходит для работы с графическим контентом. Таким образом, среди аналогов PCoIP выделяется за счет оптимизации передачи графики без потерь качества с высокой детализацией, низкой задержки и защищенной передачи данных в виде пикселей, что полезно для инфраструктур, работающих с конфиденциальной информацией и профессиональными мультимедийными приложениями. В свою очередь, аналоги, такие как RDP и VNC, лучше подходят для задач общего назначения. PCoIP Zero Client PCoIP Zero Client — это устройство для удаленного доступа, которое поддерживает протокол PCoIP и разработано по концепции нулевого клиента, само понятие которого ввела компания Teradici. PCoIP Zero Client не имеет привычного вычислительного процессора, оперативной памяти, графического чипа и накопителей и других компонентов, присущих ПК и рабочим станциям. Вместо этого его работа основывается на проприетарной материнской плате с авторским чипом Teradici Tera2321 на архитектуре MIPS, который берет на себя всю нагрузку по декомпрессии видеопотока и обработке данных, поступающих через зашифрованный канал. Чипы MIPS, которые также применяются в маршрутизаторах, получают защищенный трафик с сервера, декомпрессируя его и выводя изображение на подключенный монитор. За счет того, что в Zero Client отсутствует операционная система и локальная память, устройство невозможно взломать большинством традиционных методов и на него нельзя загрузить вирус, что делает его идеальным решением для корпоративной среды с высокими требованиями к безопасности данных.  Устройство PCoIP Zero Client Amulet Hotkey DXZ4. Источник: Ebay.com. Компактные нулевые клиенты удобны и легки в управлении, избавляя администратора от сложностей с обновлением и поддержкой операционных систем или приложений. PCoIP Zero Client эффективен в работе с такими платформами, как VMware Horizon, Amazon WorkSpaces и другими виртуальными рабочими столами.  Отличие нулевых клиентов от тонких клиентов Несмотря на то, что нулевой клиент и тонкий клиент имеют некоторые внешние сходства, эти устройства имеют существенные различия в архитектуре и параметрах безопасности. Нулевые клиенты, такие как PCoIP Zero Client — это устройства с минимальным набором компонентов, у которых нет мощного процессора, оперативной памяти, хранилища данных и даже ОС, за счет чего они защищены от большинства угроз взлома.  В то же время тонкие клиенты представляют собой более функциональные устройства, имеющие процессор от Intel, AMD или другие чипы, RAM и накопители данных, за счет чего они могут выполнять некоторые вычислительные операции и поддерживать простую операционную систему, как правило, с ограниченным функционалом. Это делает их более гибкими в эксплуатации, но также более уязвимыми, так как тонкие клиенты требуют регулярного обновления приложений, ОС и антивируса.  Тонкий клиент Wyse 3030 от компании Dell. Источник: Dell. Нулевые клиенты идеально подходят для сред и задач, требующих лишь передачи зашифрованного изображения с высокой степенью безопасности, в то время как тонкие клиенты часто используются там, где необходимо выполнять различные типы простых вычислительных операций. Однако, несмотря на ограниченный функционал, а также отсутствие практически всех компонентов, нулевые клиенты обычно стоят дороже, чем тонкие. Это обуславливается тем, что в нулевые клиенты имеют особую прошивку и специализированный чип, в то время как компоненты в тонких клиентах очень простые компоненты, присущие маломощному ПК, который нужен для выполнения базовых функций. Главное преимущество нулевого клиента перед тонким клиентом — это повышенный уровень безопасности, что особенно ценится компаниями, работающими с конфиденциальными данными. PCoIP Card PCoIP Cards — это специальные хост-карты формата расширений PCIe, которые интегрируются в серверы и рабочие станции для обеспечения поддержки технологии PCoIP. Каждая PCoIP-карта представляет собой аппаратный модуль, оснащенный проприетарным чипом Tera, который берет на себя обработку графики и передает зашифрованный видеопоток на удаленные нулевые клиенты или тонкие клиенты, совместимые с PCoIP. Такие карты имеют несколько портов MiniDP и один сетевой порт Ethernet. В отличие от программных решений, такие карты используют аппаратное сжатие и декомпрессию, поэтому они отлично подходят для развертывания удаленных рабочих столов для работы со сложными графическими приложениями проектирования, 3D-моделирования и профессиональной анимации. PCoIP-карты снимают нагрузку с центрального процессора и графического процессора сервера, поскольку вся работа по кодированию и защите данных осуществляется на самой карте. За счет этого достигается высокая пропускная способность и стабильность даже при передаче графических данных в условиях интенсивной работы, а также снижаются задержки. Установив PCoIP-карту, компании могут предоставлять своим сотрудникам удаленный доступ к рабочим столам или корпоративным ресурсам, при этом сохраняя высокую безопасность данных. На рынке можно найти PCoIP-карты от различных производителей, включая Dell, Leadtek и даже от AMD. Профессиональная карта FirePro R5000 ATI-Sapphire с поддержкой PCoIP от AMD. Источник: AMD. Недостатки PCoIP Несмотря на все перечисленные преимущества PCoIP, эта технология переживала свой расцвет около 10-ти лет назад и в современных инфраструктурах практически перестала использоваться. Это обуславливается следующими серьезными недостатками, из-за которых пользователи предпочитают пользоваться аналогами вместо PCoIP: Потеря данных У протокола PCoIP есть очень серьезная проблема — протокол делает акцент на скорости вывода изображения, но не на предотвращении потери пакетов данных. Конечно, за счет адаптивности PCoIP позволяет выводить изображение даже при плохом качестве подключения, из-за потери пакетов данных может снижаться частота кадров, задерживаться отклик на ввод, а видеоряд может прерываться. Прекращение поддержки в VMware Horizon VMware Horizon — это ведущая платформа, которая является целой экосистемой для развертывания виртуальных рабочих столов (VDI). VMware Horizon позволяет организациям предоставлять конечным пользователям виртуальные рабочие столы и приложения и пользуется большой популярностью. VMware Horizon поддерживает PCoIP с 2009 года, однако, в 2013 году VMware разработала собственный протокол под названием Blast Extreme и недавно объявила, что будет поддерживать PCoIP только до конца 2025 года. При этом, поддержка версий VMware Horizon осуществляется в течение трех лет, поэтому клиенты, обновившиеся до последней версии в 2025 году, смогут использовать PCoIP до 2028 года. После этого поддержка PCoIP будет полностью удалена из всех версий VMware Horizon. Проблемы совместимости и перехода PCoIP тесно интегрирован в экосистему VMware Horizon, где он работает довольно хорошо. Однако PCoIP имеет ограниченную совместимость с другими, аналогичными средами VDI, из-за чего переход с PCoIP на другие протоколы удаленного доступа, такие как RDP, весьма затруднителен. Заключение Компания Teradici смогла сделать уникальный продукт, который обладал множеством преимуществ от аналогичных протоколов VDI. С помощью технологии PCoIP компании по всему миру могли предоставить отдельное рабочее пространство для каждого сотрудника, при этом не тратя огромные суммы на закупку дорогого и мощного оборудования — нужен был только сервер, карта PCoIP и тонкие, либо нулевые клиенты. Тем не менее, эра PCoIP уже прошла и в скором будущем поддержка этого протокола будет прекращена в пользу других решений для удаленного доступа. В частности, на смену PCoIP пришли облачные среды, которые сегодня применяются практически повсеместно, поскольку не требуют приобретения отдельных аппаратных карт, как это было у PCoIP.