1 概述
1.1 背景
VDI為集中存儲、集中運算的虛擬桌面基礎架構，該架構是把所有的用戶桌面的數據運算都集中在服務器端，用戶桌面接收的隻是操作系統環境。IDV為集中存儲、分佈運算的構架，該架構下服務器端存放系統鏡像，客戶機通過本地虛擬機運行虛擬桌面。
然而，基於VDI技術或者IDV技術的雲桌面方案，由於虛擬化層的存在，使得終端在雲桌面的性能及外設兼容性上存在不足。並且由於VDI與IDV方案不能有效利用客戶的利舊PC資源，導致市場端缺乏改造客戶利舊PC場景的解 決方案。
1.2 如何解決
為瞭解決以上難題，廠商們（H3C、銳捷等）采用瞭TCI技術。TCI技術采用的不是虛擬化架構，而是通過引導技術來實現桌面鏡像的加載，鏡像加載後，直接在硬件上運行。TCI沒有虛擬化層即Hypervisor，所以可以實現“終端硬件資源完全獲得、外設兼容性進一步提升、終端硬件兼容性更好”的效果。 並且由於TCI桌面直接運行在硬件上，類似在終端上直接裸刷系統，對應的終端CPU不需要支持虛擬化。因此采 用TCI技術的桌面方案能夠滿足對客戶利舊PC資源的改造需求，從而實現將利舊PC統一納管的目標。
2 技術實現
2.1 基礎概念
TCI構架與傳統的VDI、IDV方案的不同之處在於終端對本機系統資源的充分利用不再依靠於GPU虛擬化與CPU虛擬化技術，而是直接在I/O層實現對物理存儲介質的數據重定向，從而使得操作系統直接運行在硬件上，提高瞭軟硬件兼容性。
TCI方案主要涉及兩大核心技術：
- 鏡像引導技術
- 虛擬硬盤驅動
圖1 TCI 鏡像的引導方式
2.2 工作原理
2.2.1 TCI 鏡像引導技術
根據啟動TCI鏡像的方式，可以將TCI鏡像啟動方式分為UEFI引導方式和透明計算引導方式。 其中UEFI引導方式支持引導任意64位的Guest OS，透明計算引導方式僅支持Intel x86架構的CPU（要求奔騰、 酷睿6代及以上的CPU）。相比於UEFI引導方式，透明計算引導方式可以支持在不重啟終端的情況下，從Host OS 直接啟動Guest OS，從而提高啟動TCI鏡像的開機時間。
1. UEFI 引導方式
UEFI引導方式需要終端重啟後重新加載BIOS才能啟動TCI鏡像。 終端上電在BIOS加載就緒後，BIOS會加載UEFI引導程序，然後由UEFI引導程序根據配置的內容，引導啟動TCI 鏡像。由於UEFI啟動需要經過BIOS加載，因此，如果在RainOS環境下通過客戶端啟動TCI鏡像，則終端需要重啟，進而通過BIOS加載UEFI後再啟動TCI鏡像。UEFI引導方式能夠支持所有64位TCI鏡像（32位鏡像除外）的啟 動，並能夠支持x86中Intel和AMD架構的CPU。
2. 透明計算引導方式
Intel透明計算技術封裝定制的Loader功能，通過內核切換模擬構造BIOS環境，支持終端在不重啟的情況下，就可以通過操作系統選擇TCI鏡像直接引導啟動Guest OS。
透明計算啟動方式對終端設備的要求較高（要求是Intel x86架構奔騰、酷睿6代及以上的CPU），因此在非Intel終 端上不能實現通過透明計算方式啟動TCI鏡像。並且Intel終端為瞭支持透明計算啟動方式，在進入操作系統後，需要默認加載通用顯示驅動且不能加載音頻驅動。
因此，若終端運行過VDI或IDV鏡像後（這兩種場景需要加載專用顯示驅動或者音頻驅動），即便終端的硬件支持透明計算啟動，終端也隻能用UEFI方式啟動鏡像。如果在運行過VDI或IDV鏡像後，對終端進行重啟，此時終端 能夠支持透明計算啟動TCI鏡像。 根據以上討論可知，TCI鏡像的引導方式如下圖所示：
圖 2 TCI 鏡像的引導方式
2.2.2 虛擬硬盤驅動
TCI方案采用QCOW2文件格式作為鏡像的文件格式，在TCI方案中，對應的TCI鏡像系統實現瞭對QCOW2磁盤文件格式的驅動，從而保證瞭鏡像文件的正常使用。 TCI方案支持基於QCOW2文件的差分管理，支持差分文件的還原功能，能夠快速恢復客戶的基本使用環境。
3 典型應用場景
- 利舊PC場景
TCI技術能有效利用客戶的閑置PC資源，實現VDI、IDV雲桌面和利舊PC的統一納管。例如在學校的公共機 房閑置著不同的PC，通過在老舊PC上部署TCI技術方案，實現雲桌面與利舊PC的集中管理。
- 高性能終端場景
TCI技術直接利用終端本地CPU、內存、外設接口等硬件性能，使得操作系統OS幾乎完全跑在物理硬件上， 所以能夠給用戶提供更好的桌面性能及外設兼容性。例如適用於視頻編輯、圖像處理等依賴終端硬件性能的 場景。
- 高安全性場景
在TCI技術中，RainOS數據分區采用的ext4文件系統類型，能夠有效防止終端異常斷電對鏡像文件的損壞， 保證系統的穩定性。相應的文件系統會對異常斷電後文件的完整性進行保證，從而保證用戶數據的安全。適 用於金融、醫療等場景。
4 限制信息
- UEFI引導方式僅支持引導任意64位的Guest OS。
- 透明計算引導方式僅支持Intel x86架構的CPU（要求奔騰、酷睿6代及以上的CPU）。
