利用虛擬化技術構建圖書館個性化桌面系統

章增安 褚蕓蕓

（1.遼寧師范大學圖書館，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學計算機與信息技術學院，遼寧 大連 116081）

利用虛擬化技術構建圖書館個性化桌面系統

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（1.遼寧師范大學圖書館，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學計算機與信息技術學院，遼寧 大連 116081）

為了解決圖書館桌面維護成本高昂、操作繁瑣、批量部署困難等問題，提出了一種基于虛擬化技術的個性化桌面系統解決方案。該方案以滿足圖書館個性化桌面應用為目標，在VMware搭建的虛擬化環境中通過VMware View 5虛擬桌面自動化管理工具實現了教師個人、公共檢索及電子閱覽3種具體類型的桌面應用。實踐證明，虛擬桌面可以提高管理效率、節約建設成本及簡化部署難度。

桌面虛擬化技術 個性化桌面系統 VMware View 5

1 引言

虛擬化、云計算等新技術在圖書館的應用為變革服務形式、創新管理模式提供了高效、便捷的信息化環境。作為虛擬化應用之一的桌面虛擬化技術（Virtual Desktop Infrastructure）以其低成本、高效率、部署方便等優點在圖書館逐漸受到重視，尤其是在圖書館數量龐大、應用多樣的桌面應用方面。圖書館的桌面應用主要包括教師工作用機、檢索用機和電子閱覽室公共用機等，因使用需求不同，安裝的操作系統、應用軟件、存儲的數據等方面存在較大差別[1]。如何高效地管理、維護這些個人電腦一直是圖書館信息技術人員關注的問題，找到一種省時省力、方便快捷的管理模式對提高圖書館桌面應用效率將起到重要的作用。

傳統的維護管理需要花費大量的人力物力去完成桌面的部署、軟硬件的安裝和維護、安全的防護、設備的升級改造等。針對這種狀況，管理者采用了一些新的措施和方法。如采用GHOST技術完成操作系統和應用軟件的快速安裝[2]。但這種方式易受到網絡帶寬限制，安裝、重新部署和升級十分困難。還有一種常用的方法是通過主機自帶或另加的硬盤保護卡的網絡拷貝功能實現操作系統和應用軟件的網絡同傳[3]。這種方式也受到網絡的嚴格限制，而且由于各種主機用途不同，網絡同傳應用也非常有限。

隨著虛擬化、云計算等新技術在圖書館的逐漸應用，一種新的維護、管理方式帶來了解決辦法。這就是桌面虛擬化技術[4]，它顛覆了傳統意義上的桌面管理概念，剝離了計算機終端軟件與硬件之間的聯系，將系統和服務集中在服務器端，這使得網絡管理人員不必再將維護的重點放在分散的個人終端上，只要維護和加固服務器端，便可以實現全網絡終端便捷的維護和高安全。終端用戶也可以從選擇和安裝各種安全軟件、補丁升級、病毒庫升級等繁雜的個人維護工作中解脫出來，并且虛擬化和集中化的應用方式可以使用戶終端從根本上避免系統癱瘓、軟件沖突及誤操作等多層面的問題。筆者提出了一種在圖書館虛擬化環境中通過VMware View 5實現的桌面虛擬化應用方案，該方案已在遼寧師范大學圖書館應用，其提高了服務器的管理效率，節約了建設成本，極大地改善了服務器部署與維護的難度。

2 桌面虛擬化

2.1 VMware View 5介紹

VMware View 5是VMware公司桌面虛擬化產品，它提供了能夠通過一臺終端實現對數萬個虛擬桌面的可擴展管理功能，在可用性、可靠性以及安全級別等方面遠超出了傳統PC的維護、管理水平[5]。VMware View 5虛擬桌面運行在VM-ware vSphere搭建的虛擬化服務器中，終端用戶通過VMware View 5客戶端使用Microsoft的RDP協議或VMware的專有的PcoIP協議連接到虛擬桌面，并且可以使用本地的USB、硬盤等存儲器。

2.2 VMware View 5的組成

VMware View 5由虛擬桌面服務器平臺、存儲、管理平臺、AD域名控制服務器、瘦客戶終端管理系統等組成。其核心部分是VMware View Connection Server和VMware ESX Server，View Connection Server是VMware View 5虛擬桌面的基礎，用來連接vCenter Server并通過vCenter Server連接、管理虛擬桌面，而VMware ESX Server則是承擔虛擬桌面及其他虛擬服務器的運行。此外，View Connection Server安全服務器用于在外部因特網和校園網之間添加額外的安全保護；View Transfer Server主要部署在局域網中，供局域網用戶同步虛擬桌面使用。

3 圖書館桌面虛擬化方案

方案拓撲架構如圖1所示，在實現虛擬基礎架構的基礎上，虛擬出以不同應用為目的的虛擬桌面，以滿足用戶多樣化的需求。管理者通過VDI管理客戶端遠程管理所有的虛擬桌面，校園網接入用戶可以通過筆記本電腦、移動PDA設備、平板電腦等設備登陸個人虛擬桌面。

圖1 圖書館桌面虛擬化拓撲結構

3.1 虛擬基礎架構

虛擬基礎架構實際上是建立一個虛擬化的環境，經過存儲虛擬化、網絡虛擬化和服務器虛擬化實現數據存儲空間、網絡傳輸平臺及計算能力的“資源池”，管理者可以根據不同應用的需求分配資源池中的資源。首先，進行存儲的虛擬化過程虛擬出一個集中的存儲池，供給服務器使用；之后進行網絡的虛擬化，將本地所有網絡信息配置到虛擬交換機中；最后通過服務器虛擬化形成一個服務器集群。

3.2 圖書館不同需求的桌面虛擬化應用分析

圖書館內的桌面應用主要有3類：教師工作用機、公共檢索用機和電子閱覽室公共用機。教師工作用機因工作性質不同又可分為文獻編目用機、流通管理用機、普通辦公用機、電子資源培訓用機等，往往需要安裝匯文客戶端軟件、集成辦公系統、資源閱讀等軟件。公共檢索用機功能較為單一，僅提供館藏書目或資源的查詢功能，但需要對用戶賬戶權限做特殊設置以保證安全性。電子閱覽室公共用機數量龐大、應用程序種類繁多，需要安裝多種系列的操作系統及應用軟件，以滿足不同讀者群的需求。

3.3 虛擬桌面的安裝與使用

本方案通過配置與管理VMware View 5實現虛擬桌面的安裝與使用，具體包括配置View Connection Server、創建管理員、部署View桌面、設置用戶身份驗證及訪問策略、管理部署好的虛擬桌面、VMware View組件的維護與故障排除。虛擬桌面安裝完成后，還需要對安全訪問策略、資源使用狀況等進行監控，從而確保虛擬桌面高性能地運行。

4 桌面虛擬化方案在圖書館的應用

本方案已經在遼寧師范大學圖書館虛擬化環境中應用。通過存儲虛擬化、網絡虛擬化和服務器虛擬化打造完善的虛擬化環境，然后通過VMware View 5實現個性化虛擬桌面系統。

4.1 構建虛擬化部署環境

存儲虛擬化部分選用聯想EMC VNX5300作為統一存儲設備，采用IP SAN技術，組成標準的SAN集中存儲架構，主要用于存儲所有虛擬機的封裝文件、虛擬機模板文件及大量圖書館電子資源數據。為存儲配備了轉速15K容量600GB的SAS硬盤15塊、轉速7.2K容量2TB的NL-SAS硬盤30塊，劃分為5個LUN，其中兩個用于存儲虛擬機操作系統，3個用于普通數據存儲。然后分別采用RAID5、RAID6規劃高速盤和低速盤，并且保留一塊硬盤作為熱備盤，經過劃分后實際獲得可使用容量約49TB。統一存儲設備通過8Gbps FC端口以冗余雙鏈路連接到兩臺Brocade 300光纖交換機上。光纖交換機、存儲及服務器都配備了數據交換的雙鏈路，從而保證任一設備出現故障時數據交換功能仍能保持正常。兩臺控制器為服務器提供對LUN的訪問控制、緩存和其他如數據復制等的管理功能。

服務器虛擬化部分硬件采用3臺聯想聯想RD-630服務器，每個服務器配置Intel（R）Xeon（R）CPU E5-2650 2.00GHz系列高端四路處理器、128GB內存，雙千兆網卡和雙端口HBA卡，通過兩個光纖I/0模塊與EMC VNX5300雙控制器存儲陣列連接，保證整個硬件平臺的冗余高可靠性。

服務器虛擬化軟件選用VMware vSphere 5 Enterprise Plus版本，提供對主機和群集、虛擬機和模板、存儲、網絡及各種性能監控等的配置功能，方便用戶快速調整虛擬機的分布、資源的利用及當故障出現時的快速恢復能力。

4.2 圖書館虛擬桌面的部署

整個架構所需要部署的服務器、虛擬機及虛擬桌面如表1所示。教師、電子閱覽及公共檢索的虛擬桌面IP從虛擬化后的館內具有不同網絡權限的VLAN中指定，如針對文獻編目的虛擬桌面和公共檢索虛擬桌面就可以指定到不同的VLAN中。

表1 虛擬化環境及虛擬桌面安裝、部署

5 結語

虛擬桌面在圖書館的應用可以有效地節省資金，滿足各類型桌面應用對圖書館數字化環境復雜性、多樣性和可管理性不斷提升的要求。但由于受圖書館網絡環境、設備及服務器種類、人員使用習慣等因素影響，本方案在實施過程中會受到諸多限制，如虛擬化環境的初期建設成本比較高；整個系統對網絡的依賴性強；某些型號的交換機不支持自動發現功能，實際網絡的變化情況只有通過配置才能添加到vCenter虛擬網絡中；讀者難以轉變使用普通PC的習慣等。相信以后隨著硬件成本的不斷降低和虛擬化技術的不斷發展與普及，這些缺點都會逐漸得到克服，采用虛擬化桌面技術開展圖書館的各種桌面應用業務必將有著廣闊的應用前景。

[1]趙迎春.桌面虛擬化在圖書館的應用[J].情報科學，2012（2）：240－242.

[2]張前程.GHOST多播技術在高校計算機機房維護中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2010（7）：93.

[3]劉淑輝.高校計算機實驗室的管理與維護[J].實驗室科學，2013（3）：116-117.

[4]童曉渝，張云勇.智能普適網絡——面向服務的云計算運營架構[M].北京：人民郵電出版社，2012（1）：110-111.

[5]王春海，高紅瑋.VMware Workstation與ESX Server典型應用指南[M].第2版.北京：中國鐵道出版社，2012（10）：441-447.

章增安男，碩士，館員。

褚蕓蕓女，碩士，講師。

G250.71

2014-01-24；責編：姚雪梅。）