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云桌面远程传输协议综述
李承东
摘要：云桌面是云计算典型产品之一，是利用池化后的计算资源通过远程传输协议将传统
电脑桌面交付至多形态终端的技术。所有桌面系统都在远端服务器运行，数据并不驻留在客
户端。云桌面的实现有两个关键因素，一个是虚拟化技术，另外一个就是远程传输协议。本
文针对当前主流的云桌面远程传输协议：PCoIP、RDP、SPICE、ICA/HDX 进行了关键说明，并
指出其特点，为实际应用云桌面时选择远程传输协议提供参考。
关键词：云桌面、远程传输协议、虚拟化、云计算
Mainstream Remote desktop protocol Review
Abstract: Cloud desktop is one of typical outcome of cloud computing. Cloud
desktop is kind of traditional desktop present in multi-type terminals through
remote protocol which hosted in computing resource pool. All computation is done
centrally on the server, and all data is stored in a data center. Nothing is
executed or persistent on the client. To set up cloud desktop system, using
virtualization and remote protocol. The paper study on mainstream remote protocol:
PCoIP、RDP、SPICE and ICA/HDX. Describe every features of different protocol.
Provide reference for real environment.
Key Words: cloud desktop、remote protocol、virtualization、cloud computing
1. 前言
云桌面是云计算领域中具有代表型的产品之一，又常被称为桌面云、桌面虚拟化、虚拟
桌面等，为避免概念混乱本文以下统称云桌面。云桌面是利用虚拟化技术将计算资源池化，
把部署在池化计算资源里面的传统电脑桌面（操作系统界面）或应用程序通过网络交付至多
形态终端的技术。作为云计算的特色产品，云桌面从出生就有不同声音。有认为与上世纪
Net-PC 或者无盘工作站的无差异。然而如今的云桌面，尽管逻辑架构与 Net-PC 或无网盘工
作站有具有相似之处，其本质却大相径庭。云计算的虚拟化资源池实现资源的弹性、动态扩
容，带来桌面系统从独立的 PC 转移到集中式的物理服务器；基础网络条件的大大改善，使
得经过网络传输高品质的桌面成为可能。上述两种基础条件发展情况下。云桌面得到了快速
发展和广泛的市场认同。云桌面在用户界面实现与传统桌面一致的体验，从集中管理和维护
角度则改变了传统个人电脑管理和数据安全保护的弱点。云桌面的技术特点决定了其适用于
对个人电脑集中管理、对数据安全、系统可靠性要求高、业务形态统一、规模使用个人电脑

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的领域。
2. 云桌面的基本原理
个人电脑是具有计算、存储、网络、操作系统结合的物理实体，具备独立处理程序的能
力。云桌面是将原本运行在个人电脑上的桌面和应用程序集中到服务器端运行，利用虚拟化
手段和复用方式通过网络交付至不同类型的终端（如图一所示）。终端设备可以是瘦客户机、
也可以是电脑或是智能终端、pad 等形态。由于所有的数据处理在服务器端实现，从而降低
了对终端设备本身的能力要求，终端本身仅实现输入输出与界面显示功能即可。
前述可知，云桌面有两个关键因素：其一是服务器侧的虚拟化技术，其二就是云桌面的
传输协议。服务器的虚拟化技术已经有诸多文章深入剖析，且云桌面的虚拟化技术与服务器
虚拟化技术并无本质不同之处，本文不再展开。云桌面传输协议则主要完成服务器到用户终
端的图形、图像、音频的传输，以及用户终端到服务器端的输入信息的传输，包括鼠标、键
盘、打印机等外设的输入信息。
云桌面的传输协议负责服务器和终端之间的交互与数据传输。数据的传输过程用到
TCP/IP 网络中的传输层协议，可使用 TCP 协议或者 UDP 协议进行传输。大部分云桌面传输
协议使用 TCP 协议，如 RDP、ICA/HDX 等，PCoIP 协议则利用了 UDP 协议。常见的云桌面主
流协议有：PCoIP、RDP、SPICE、ICA/HDX 几种。
3. 云桌面主流传输协议
3.1 PCoIP 协议
PCoIP（PC over IP）协议是加拿大 Teradici 公司开发的远程显示协议。PCoIP 协议是
一种高效率的数据交换协议，基于位图的方式在服务器端对桌面图像数据进行渲染、数据压
云桌面
云桌面传输协议
Figure 1 云桌面系统示意图

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缩、加密和连接优化技术；PCoIP 协议具有自适应网络环境的能力，在网络带宽较低时会采
用有损压缩编码技术，大幅提高图像压缩比，从而降低对带宽的消耗，使得用户能在较低的
网络带宽下有良好的体验。PCoIP 主要原理是将服务器虚拟化环境下的桌面显示的内容以像
素的形式压缩和编码传输，然后在终端设备上解压缩和解码，从而恢复桌面显示内容。PCoIP
协议使用 TCP 协议进行连接的握手和建立，使用 UDP 协议进行数据的传输。由于 TCP 传输需
要大量的 ACK 确认报文，会导致比较大的开销，因此在具有有较高延时以及丢包的广域网环
境下，使用 UDP 的传输效率和效果会更好。由于 UDP 协议简单，效率高，可以最大程度利用
网络带宽，但也正因为使用了 UDP 协议，因此在通过 WAN 或者 VPN 方式远程登陆服务器系统
时，会遇到防火墙（FireWall）对 UDP 包的过滤问题，这时就需要对防火墙进行相应的端口
配置来解决
[1]
。
2008 年 VMware 公司在其针对云桌面的产品 VMware Horizon View 产品中采用该协议作
为其传输方式，大大促进到 PCoIP 协议的商用化。2013 年亚马逊的 AWS workspace 也使用
了 PCoIP 协议提供服务。
3.2 RDP 协议
RDP（Remote Desktop Protocol 远程桌面协议）是 Windows 操作系统族内置的远程桌联
接协议。该协议是对国际电信联盟发布的一个国际标准的多通道会议协议 T.120 的一个扩
展。RDP 协议是利用 TCP/IP 进行数据传输，使用 TCP 的 3389 端口，在实际数据传输前进行
了 ISO/MCS/SEC 三层的包装，ISO/MCS 两层为多点并发式通信提供了可靠的传输保障，SEC
层提供对 RDP 详细数据的加解密处理。RDP 协议将位于服务器虚拟桌面下的设备映射为不同
的数据包，将对设备的输入输出（I/O）重定向到网络句柄中，不同设备的数据按不同格式
组织成为小的数据包，并将多个小数据包封装成为一个大的数据包通过网络一次性发出，客
户端将网络接收的数据进行分解成为小包并按设备数据的类型进行不同的处理。客户端连接
后可以使用本地的资源，包括本地打印机、声音本地回放，本地磁盘资源和本地硬件接口。
所有的计算都在服务器端进行，客户端只需要处理网络连接、接收数据、界面显示和设备数
据输出
[2]
。RDP 协议当前 有 4.0、5.0、5.1、5.2、6.0、6.1、7.0、7.1、8.0、8.1 几个版
本。一般来说，版本是根据 windows 不同的发型版本确定的。当前主要使用的版本有 6.1 版：
Windows Server 2008 或 Windows Vista SP1 或 Windows XP SP3；7.0 版：Windows Server
2008 R2 或 Windows 7。基于 RDP 协议的云桌面系统常见于微软提供的解决方案之中。
3.3 SPICE 协议
SPICE（Simple Protocol for Independent Computing Environments）是开源虚拟桌面
协议，最初是由 Qumranet 公司开发后被 RedHat 收购并开源。不同于 RDP 及 ICA 协议，SPICE
协议采用了三层体系架构模式，SPICE Driver、SPICE Device、SPICE Client。每一层都有
独立的功能相对应。SPICE Driver 内置于每个虚拟桌面之中；SPICE Device 则是安装于服
务器虚拟化层的软件；SPICE Client 安装在瘦客户机或 PC 中用于链接位于服务器中的虚
拟桌面。
SPICE 协议定义了一组消息用于虚拟桌面与远程设备进行通信。这些消息并不依赖于任

4. 4
何专用的传输层协议。SPICE 的连接会话被分成多个虚拟通道，在 SPICE 协议运行时可以动
态的增加和减少这些虚拟通道，同时通过这些虚拟通道使得虚拟桌面与远程设备进行交互。
SPICE 协议定义了：主通道、显示通道、输入通道、光标通道、音频通道和录音通道；当增
加一个新远程设备时，就需要增加一个虚拟通道。当网络情况不理想时，这些通道可以根据
QoS 情况动态关闭或者释放，以保证基本用户体验。
SPICE 协议拥有独特的架构模式。首先，SPICE 协议独立运行于虚拟机之中，可以直接调
用硬件资源，甚至直接使用物理服务器的 GPU 资源来进行图形处理。其次，SPICE 使用了
Device 的概念，因此与虚拟化平台无关，可以适用任何操作系统。其三，只要在虚拟桌面启
动时，启动了 SPICE 协议的响应端口，传递相关参数即可实现云桌面的远端接入效果，无需
对 Guest OS 进行配置，因此部署和管理都相对简单
[3]
。
3.4 ICA/HDX 协议
ICA（Independent Computing Architecture）是 Citrix 公司所开发的私有版权桌面传
输协议，该协议定义了服务器和客户端之间的数据传输规范。协议设计时充分考虑了与平台
无关性，因此几乎支持所有桌面操作系统。ICA 协议包含服务器组件、协议组件和客户端组
件三部分。ICA 基于 TCP 协议，使用 1494 端口，或者由 Common Gateway Protocol (CGP)协
议封装，使用 TCP2598 端口。
在服务器端，ICA 协议把应用程序分成不同的接口，然后通过网络协议如：TCP/IP、IPX、
SPX、 NetBEUI、PPP 等传输到客户端。由于 ICA 协议只传送键盘、鼠标等交互性，屏幕变
化部分信息，因此 ICA 协议带宽的使用较小。在图形图像传输方面 ICA 协议为有损压缩，在
压缩传输前会对图像细节进行裁减。 ICA 对音频采用专用协议通道来支持，能较好的支持
音频播放以及录音需求。ICA 协议视频播放模式分为重定向与非重定向，使用重定向技术时
使得视频内容是在瘦终端进行解码，因此对瘦终端处理能力以及播放软件有较高要求。非重
定向时则使用传统的服务器端解码并通过 ICA 协议传输。这两种方式在流畅度和用户体验
上都打折扣。ICA 协议已经有 20 年的发展历史，从窄带时代发展而来，相对于其他协议，
它对带宽资源的占用最节省。
Citrix 公司近期推出了 HDX 技术，某种意义上 HDX 是 Citrix 公司一个整合技术品牌，
包含 ICA 协议及其它一系列子技术协议。HDX 将先进的优化技术与 ICA 协议结合，形成了
HDX 网络优化技术，但仅仅是基于网络协议的优化是远远不够的，用户体验涉及到了方方面
面的技术。HDX 技术增加了针对多媒体、语音、视频和 3D 图形的改善功能。其 HDX 数据中
心优化技术旨在利用服务器的处理能力和可扩展性，无论端点设备的能力高低，均可实现卓
越的图形和多媒体性能。HDX 终端设备优化技术则旨在利用端点设备的计算能力，以最有效
的方式改善终端用户体验。HDX 共有 6 个类别，它们协同工作，在各种用户情境下提供最佳
使用体验
[4]
。包括：
HDX MediaStream 媒体流技术——将经过压缩的流媒体发送至终端，在本地播放，提升
多媒体性能。
HDX RealTime——采用先进的双向编码和流媒体技术，改善实时通信，提升用户体验。。
HDX 3D——利用数据中心和设备上基于软件和硬件的处理能力，全面优化 2D 及 3D 处理

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能力，满足图形密集型应用需求。
HDX 即插即用——实现虚拟环境下所有本地设备的简化连接，包括 USB、多显示器、打
印机和用户自行安装的外设等。
HDX 广播——在高延时、低带宽环境的网络环境下，提供可靠而高性能的虚拟桌面及应
用加速。
HDX 智能缓存——为整个基础架构上对带宽敏感的数据和图形提供缓存，并根据需要从
最高效的地点、用透明的方式交付，由此优化在复合用户环境下的性能和网络利用率。
HDX 还采用了先进的“自适应主动协调”技术，可以感知数据中心、网络和设备的基础能
力，并动态优化端到端交付系统的性能，以适应各种独特的用户场景。
4. 相关协议总结
以上可知，传输协议是云桌面技术中重要的技术内容。传输协议的效率决定了云桌面的
基本交付能力，而对传输协议中的承载协议、图形图像处理的方式上则决定了云桌面的交互
体验。不同协议有着自身的特色和适用空间。
其中以 PCoIP 和 ICA/HDX 为代表的商用化传输协议，具有功能完整，产品功能丰富，产
业链完整的特点，并且在关键指标：资源消耗、传输效果、带宽占用等方面具有很大的优势。
在大规模商业环境下传输协议的可靠性和稳定性以及不同环境的适应性成为首要问题，在这
样的场景下商用传输协议更加合适。在大规模部署情况下，PCoIP 以及 ICA 协议都有完善的
经验可供参考，尤其 ICA 协议在低速带宽情况下的表现，能够保障客户的桌面需求。两者的
市场表现也佐证了其传输协议的适用性。
作为开源软件的 SPICE 协议则不同于上述两种协议，具有一定的开放性和二次开发潜力，
对有开发能力的企业来说不啻为一个选择。开源软件具有门槛低，无需授权费用的特点。但
其开放式的架构和过于灵活的开发机制，对于在商用环境下使用具有很大的风险，尤其在规
模部署的情况下，对 SPICE 稳定性是很大的一个考验。从当前经验看来，多在小规模实验环
境下进行使用。
RDP 是微软内置的一个桌面远程传输协议，很多用户诟病其效率，无论是其带宽消耗还
是展示效果都不满意。RDP 协议在其最新版本已经有了质的变化，引入 RemoteX 之后增强了
部分图像图形性能，受到部分用户肯定，但距离大规模集中部署应用还有差距。
5. 结束语
云桌面的传输协议是云桌面核心技术之一，决定着云桌面的效率和展现效果。本文从原
理层面阐述了云桌面各种传输协议的内在机理，并指出其优缺点和是当前适用的环境。从以
上可以看出，提高图形图像的传输效率、增强用户体验，降低对带宽的消耗是传输协议发展
的方向。

6. 6
6. 参考文献：
[1] Simon Bramfitt, Founder. VMware View 5 Desktop Virtualization Solutions[M]. Jason Langone,
Andre Leibovici. Birmingham UK: Packt Publishing 2012.
[2]Jiri Kouril, Petra Lambertova Performance analysis and comparison of virtualization protocols,
RDP and PCoIP [C]// 14th WSEAS International Conference on COMPUTERS LATEST TRENDS on
COMPUTERS Volume II, July23-25, 2010, Corfu Island, Greece Published by WSEAS Press 2010: 782-
787
[3] 徐浩，兰雨晴. 基于 SPICE 协议的桌面虚拟化技术研究与改进方案[J].2013(12):20-25
[4] Citrix HDX technology White Paper [M/OL ]，2013-05，
http://www.citrix.com/content/dam/citrix/en_us/documents/products-solutions/citrix-hdx-
technologies.pdf