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探索基于SPICE协议的VDI云桌面

2024-01-15
1分钟阅读时长

spice介绍

spice是由Qumranet开发的开源网络协议，2008年红帽收购了Qumranet获得了这个协议。SPICE是红帽在虚拟化领域除了KVM的又一“新兴技术”，它提供与虚拟桌面设备的远程交互实现. 目前,spice主要目标是为qemu虚拟机提供高质量的远程桌面访问,它致力于克服传统虚拟桌面的一些弊端,并且强调用户体验

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spice包含有3个组件

  • SPICE Driver：SPICE驱动器 存在于每个虚拟桌面内的组件
  • SPICE server：SPICE服务器 存在于红帽企业虚拟化Hypervisor内的组件
  • SPICE Client： SPICE客户端 存在于终端设备上的组件，可以是瘦客户机或专用的PC，用于接入每个虚拟桌面。 这三个组件协作运行，确定处理图形的最高效位置，以能够最大程度改善用户体验并降低系统负荷。如果客户机足够强大，SPICE向客户机发送图形命令，并在客户机中对图形进行处理，显著减轻服务器的负荷。另一方面，如果客户机不够强大，SPICE在主机处理图形，从CPU的角度讲，图形处理并不需要太多费用

spice架构

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Spice agent运行在客户机（虚拟机）操作系统中。Spice server和Spice client利用spice agent来执行一些需要在虚拟机里执行的任务，如配置分辨率，另外还有通过剪贴板来拷贝文件等。从上图可以看出，Spice client与server与Spice Agent的通信需要借助一些其他的软件模块，如在客户机里面，Spice Agent需要通过VDIPort Driver与主机上 QEMU的VDIPort Device进行交互，他们的交互通过一种叫做输入/输出的环进行。Spice Client和Server产生的消息被写入到设备的输出环中，由VDI Port Driver读取；而Spice Agent发出的消息则通过VDI Port Driver先写入到VDI Port Device输入环中,被QEMU读入到Spice server的缓冲区中，然后再根据消息决定由Spice Server直接处理，还是被发往Spice Client中

部署spice server

spice软件包安装

yum -y install spice-protocol spice-server xorg-x11-drv-qxl spice-gli

修改虚拟机配置文件

一般在/etc/libvirt/qemu/ 下

在graphics上面添加如下内容

<channel type='spicevmc'>
    <target type='virtio' name='com.redhat.spice.0'/>
    <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='1'/>
</channel>

graphics定义修改成如下内容

<graphics type='spice' autoport='yes' listen='0.0.0.0' keymap='en-us'>
  <listen type='address' address='0.0.0.0'/>
  <image compression='off'/>
</graphics>

这里第一行也可以指定port 如下

<graphics type='spice' port='5902' tlsPort='5903' autoport='yes' listen='0.0.0.0'>

其中 5902是未加密端口，5903是加密端口

如果使用图形化的libvirt mangaer软件，则如图配置

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客户端连接

linux

装了libvirt view可以直接像这样连接

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windows

下载安装http://virt-manager.org/download

新建test.vv

[virt-viewer]
type=spice
host=43.249.192.204
port=13618
fullscreen=0 
title=vmtest %d
enable-smartcard=0
enable-usb-autoshare=1
delete-this-file=0
toggle-fullscreen=shift+f11
release-cursor=shift+f12

（这里用frp将spice 服务转到公网上了所以端口发生了变化，测试也能用）

双击这个文件

效果如图

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web

1.需要用到[websockify](novnc/websockify: Websockify is a WebSocket to TCP proxy/bridge. This allows a browser to connect to any application/server/service. (github.com))工具，这是一个将websocket流转化成tcp流的工具，可使用pip直接安装（python版本尽量高点，低的会报错）

pip install websockify

启动websockify服务

websockify 5959 10.249.2.100:5900

下面的前端服务访问5959端口即可获得tcp流的spcie数据

2.部署spice web客户端前端

这里有两个项目，一个是spice组织出的 https://gitlab.freedesktop.org/spice/spice-html5 不过测试过显示会花屏

另一个项目是 eyeos/spice-web-client: A full featured and high performance SPICE web client written in Javascript and HTML5 (github.com)

将项目下载下来后，移入你的web服务器，比如nginx中，访问它的index.html页面

访问http://10.249.2.100/index.html?host=10.249.2.100&port=5959

最终效果如下

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不过这个项目的屏幕设置有问题，是镜像倒置的，不过我找到了一个修改办法，需要将它的分支flexVDI项目中的spice-web-client/lib/images/bitmap.js at master · flexVDI/spice-web-client (github.com)这个文件覆盖到相应位置

其他系统的客户端

下载 (spice-space.org)

pve中spice实现

linux

将硬件中显示的属性改为SPICE实现的

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选项中，启用spice增强

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  • all: 任何快速刷新区域都编码到视频流中
  • filter: SPICE服务器添加了额外的过滤器来决定是否应该激活视频流（目前，只跳过小窗口表面）
  • off: 不执行视频检测
  • 文件夹共享目前仅在Linux版本的Virt-Viewer中有效。

然后点击控制台中SPICE项目下载一份vv后缀的配置文件，打开即可使用

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win

除上面的配置，windows的特别需要在虚拟机内安装VirtIO 驱动程序

找个最新的 目前是 https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/archive-virtio/virtio-win-0.1.240-1/virtio-win.iso

打开后安装最下面的 virtio-win-guest-tools.exe 程序

其他配置如图，也可以增加音频、usb设备的spice设备

最终效果如图

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总结

基于spice的vdi云桌面，相比于xrdp，它通过半虚拟化的方式介入虚拟机的显示、鼠标键盘、usb、音频等“外设”，不受虚拟机内部网络和性能限制，举个例子，将虚拟机网卡移除或者停止，vdi云桌面依然能正常连接，又因为它是半虚拟化的硬件，所以它不吃虚拟机内部的资源，占用宿主机资源也是很少，不过缺点也显而易见，它不是真正的gpu，所以处理3D效果时性能拉跨，无法去做视频硬解码等工作