利用显卡的SR-IOV虚拟GPU技术，实现一台电脑当七台用

背景

虚拟桌面基础设施（VDI）技术一般部署在服务器，可以实现多个用户连接到服务器上的虚拟桌面。随着桌面计算机性能的日益提升，桌面计算机在性能在很多场景下已经非常富余，足够同时满足多个用户同时使用的需求。实际项目中，VDI很少部署在桌面计算机的硬件架构上。主要原因包括几个方面：

1）桌面计算机的CPU的吞吐能力相对服务器CPU较弱。

2）桌面计算机缺少一些冗余和可靠性设计。

3）支持显卡虚拟化的GPU一般都是数据中心级的显卡，一般不适用于桌面计算机平台。

Intel在11代CPU之后，集成显卡支持SR-IOV的vGPU技术。性能相比 GVT-g有较大的提升。如果基于桌面计算机构建VDI系统，可以利用集成显卡的vGPU，实现支持vGPU的VDI系统。相比之下，传统的VDI方案支持vGPU，首先需要配置支持GPU虚拟化的专业GPU卡，同时还需要承担昂贵的vGPU软件许可费用。

因此本文探索基于桌面级CPU构建VDI方案，充分利用桌面CPU的集成显卡的vGPU技术，构建高性价比的支持vGPU的VDI方案。

可选方案

方案1：基于独立PC的迷你桌面云

业务需求：4核，8G内存，250G硬盘，支持vGPU

推荐配置： i5-12400，64G内存，2TB NVME，2TB SATA ，支持7个桌面。

部署方案：虚拟化采用 Proxmox，启用集成显卡 SR-IOV，部署DoraCloud桌面云系统，支持7个带vGPU的桌面。

该方案适用于小微企业、工作室、创始团队。

方案2：基于Blade PC的集群方案

该方案采用2U6节点的刀片服务器，支持高可用集群，支持分布式存储，

业务需求：4核，8G内存，250G硬盘，支持vGPU

推荐配置： i5-12400，64G，2TB NVME，240G SSD，万兆，共6个节点。

部署方案：虚拟化采用 Proxmox，启用Ceph 分布式存储，启用集成显卡 SR-IOV，部署 DoraCloud桌面云系统。系统容量为 42个带vGPU的桌面。

本文选择方案1来介绍搭建过程。主机连接在局域网上。要求：局域网内有DHCP服务，并且有互联网连接。

步骤一：安装Proxmox，启用SR-IOV vGPU

12代CPU i5-12400d的主机，安装Proxmox 7.4后，执行如下命令，等待重启。

curl -o- http://vdi.doracloud.cn:9000/software/sriov01.sh  |bash

然后执行如下命令，等待自动重启。

curl -o- http://vdi.doracloud.cn:9000/software/sriov02.sh |bash

最后使用 lspci |grep VGA 验证 vGPU已经启用。

步骤二：安装DoraCloud for Proxmox

DoraCloud 安装可以使用在线安装命令：

cd /var/lib/vz/dump; wget -qO- https://dl.doracloud.cn/dpinstall.pl --referer https://doracloud.cn | perl

上述命令自动下载 DoraCloud 管理系统的虚拟机。并安装在Proxmox环境上。 DoraCloud管理系统虚拟机会通过DHCP得到一个IP地址。

如果网络中没有DHCP，也可以静态配置DoraCLoud系统的IP。具体参考DoraCloud的相关文档。

以下为安装过程的截图，共参考。

DoraCloud管理系统安装完毕后，会出现如下提示，显示管理系统的IP地址。

打开浏览器，访问 https://192.168.1.203 ，输入账号： admin DoraCloud ，即可进入 DoraCloud管理后台

步骤三：对DoraCloud进行初始化配置

DoraCloud的初始化配置包括：【配置虚拟化】、【配置资源池】、【配置集群】、【配置用户数据库】几个步骤。都可以根据向导完成。

配置虚拟化

配置资源池

配置集群

配置用户数据库

步骤四：下载桌面模板

接下来向导来到了【创建模板】环节。这里我们关闭向导，在模板菜单中选择在线模板库。

在【模板】【远程镜像仓库】菜单中，选择 win10LTSC2021模板，下载改模板。

根据网络下载速度，估计10-20分钟可以完成模板下载。

下载的模板中，还不含有 Intel 集成显卡的驱动。

步骤五：创建桌面池、用户

在桌面池菜单中，选择新建桌面池，参考下图。输入桌面池、先择模板、设置桌面规格、选择GPU型号和vGPU类型。

在桌面池策略中，设置最大创建数目、预创建数，设置绑定账号。

注意，此处的绑定账号是指桌面模板中的 Windows 账号。模板的缺省账号为 administrator 123456，此处的绑定账号必须与模板的账号保持一致。

配置桌面池的数据盘。

其中的 DoraCloud VMID 字段填写 Proxmox 平台中 DoraCloud 管理系统虚拟机的VMID。

选择确定，保持桌面池配置。

接下来创建用户 user01，选择桌面池 office。

步骤六：安装DoraClient进行桌面连接

用户可以通过多种方式连接DoraCloud。包括： DoraCloud云终端、DoraOS瘦客户机软件系统、DoraClient客户端软件（for Windows、Linux）。

这里我们选择 DoraClient 客户端软件连接DoraCloud云桌面。

DoraClient下载地址：https://www.doracloud.cn/downloads/doraclient-cn.html

启动 DoraClient，设置服务器地址 192.168.1.203 。

输入用户名，密码

登陆后，系统自动分配一个桌面，并自动连接到桌面。

客户端登录云桌面后，把鼠标放到屏幕顶部，可以弹出工具栏。

为了验证 DoraCloud是否为桌面分配了vGPU，可以回到 Proxmox管理界面，查看虚拟机的属性。可以看到DoraCloud为虚拟机配置了虚拟显卡的PCI设备 0000:00:02.1 。

步骤七：安装Intel GPU的驱动，验证SR-IOV vGPU效果

由于模板中没有Intel GPU的驱动，进入windows桌面后，打开设备管理，可以看到 Microsoft基本显示适配器。带有一个感叹号，表示驱动没有正确安装。

如果Windows 10带有驱动的自动更新功能。如果顺利的化，等待一会儿再查看，可以看到系统自动安装了驱动，识别了 Intel UHD Graphics 730设备。

如果Windows 系统没有识别驱动，可以到Intel官网下载驱动。

比如： 2023-05-16日发布的驱动 Intel Graphics Driver 31.0.101.4369

文件名：gfx_win_101.4369.exe

下载地址：https://www.intel.com/content/www/us/en/download/726609

为了验证GPU效果可以访问如下一些网站：

测试网站1：http://webglsamples.org/aquarium/aquarium.html

测试网站2：https://akirodic.com/p/jellyfish/

根据Intel相关的测试报告，启用SR-IOV vGPU，测试程序1可以达到60FPS。以下截图摘自 Intel Graphics SR-IOV的白皮书。

总结

利用12代处理器的显卡SR-IOV功能，可以轻松构建代vGPU的云桌面。利用i5-12400 CPU可以搭建支持7个带vGPU的云桌面用户。构建高性价比的VDI方案。

下图为本次测试使用的迷你服务器。配置标压的 i5-12400 CPU。

云终端方面，可以选择朵拉云 DC20 云终端。采用4核ARM A55 2.0Ghz 处理器。