圖書館云桌面應用淺識

鐘遠薪

圖書館云桌面應用淺識

鐘遠薪

文章從圖書館業務需求及云桌面概念出發，闡述了國內外相關研究現狀，介紹了云桌面系統架構、虛擬機技術、桌面傳輸協議以及高可用性技術等關鍵技術內容；對檢索終端服務、電子閱覽服務、授權訪問數字資源服務、讀者云服務和館員工作桌面服務等應用模式展開了討論；并建議圖書館從可用性、易用性、可擴展性及性價比等四個方面去考察和選擇云桌面應用系統，對圖書館云桌面應用進行了評價和展望。

云桌面 桌面虛擬化 云計算 圖書館技術

0 引言

終端檢索、電子閱覽是現代圖書館的基礎服務內容之一，不限地點的授權訪問數字資源服務、用戶個性化數字資源存儲和服務正是當前圖書館數字化建設的重要內容。多年來，業界對這些內容進行了大量的研究，不少研究結果在圖書館中有了普遍的實踐和應用，但隨著高速互聯網、虛擬化、云計算等信息技術的發展，圖書館相關的服務內容面臨著新的挑戰，服務設施和手段也迎來了新的發展機遇。

云桌面是一種將虛擬化技術與瘦客戶系統相結合，以虛擬機的形式運行在服務器上，采用桌面傳輸協議提供遠程桌面顯示服務，從而實現用戶通過網絡訪問桌面計算環境的技術。云桌面又可稱為桌面云、桌面虛擬化，由云平臺和云終端兩部分組成。其中，數據的讀寫和軟件的處理全部在云平臺運行，同時通過Web、客戶端等方式將用戶操作行為反饋到云平臺，并將運算的結果實時地顯示在云終端上。云桌面技術源于虛擬化技術，作為云計算技術的重要部分，隨著云計算的發展而迅速普及，具有安全、節能、易于管理、靈活訪問等特點，在銀行、電信、教育等行業已有成功的應用，有報告認為云桌面取代傳統PC指日可待[1]。

云桌面技術的發展和逐步成熟，對圖書館信息設施建設、數字資源服務、業務管理與服務流程等多個方面都產生重要的影響，已經有圖書館開始嘗試使用云桌面[2-3]。然而，云桌面有哪些關鍵技術會直接影響到圖書館對這項新應用的判斷和評估？圖書館云桌面應用有哪些模式？如何去考察和選擇這些模式以及這些模式有哪些優勢和劣勢？未來的發展會是怎樣？這都是目前圖書館所關心的、仍需深入探討且具有重要研究價值和實踐意義的內容。

1 相關研究

截至2014年3月18日，國外關于“圖書館云計算”(librar*+cloud)的研究較少，研究內容均側重于云計算對圖書館的影響以及圖書館應如何應對云計算帶來的挑戰[4-6]，也有文獻介紹云存儲和服務器虛擬化[7]、云計算與圖書館自動化[8]等內容，但尚未發現涉及與“圖書館云桌面”(librar*+cloud desktop)、“圖書館桌面虛擬化”(librar*+desktop virtual*)等密切相關主題的研究報告。

在國內，關于“圖書館云計算”的研究論文較多，在CNKI中以關鍵詞“圖書館and(云計算or云服務)”進行主題檢索，找到1081篇相關文獻，但大部分研究的內容主要集中在云計算影響與挑戰、圖書館云計算應用、云計算與信息資源共享、云計算與數字圖書館安全等方面，僅有少部分論文涉及云桌面，如劉煒提到大型圖書館須架構滿足本地或局部應用的“私有云”平臺[9]；王華偉提出“讀者私有云”建設[10]?！皥D書館虛擬化技術”的研究對象主要是服務器虛擬化技術及其在圖書館中的應用，但有少量論文將桌面虛擬化及其在圖書館中的應用作為研究對象或主要內容[11]。2011年“云桌面”這一概念提出后[12]，近3年來有約200篇文章對云桌面的系統架構、應用前景等展開研究，但其中只有幾篇文章是以圖書館為研究主體?？偟膩碚f，目前可查的“圖書館云桌面”相關研究文獻僅有10來篇，研究內容包括云桌面在圖書館的應用及前景[13-15]、云桌面的挑戰與圖書館應對[16-17]、云桌面設計與系統構建[18-19]、云桌面案例分析與成本效用[20-22]、“圖書館云桌面應用模式”、“圖書館應用云桌面的考察和評價”、“云桌面技術對未來圖書館數字化建設的影響”等，研究尚處于初期階段，仍缺乏全面深入的討論。

2 云桌面關鍵技術探討

2.1 系統架構

云桌面系統架構是指云桌面的硬件、網絡、集群系統及相關軟件等設施的設計規劃。一般而言，云桌面系統包括云平臺和云終端兩部分。其中，云平臺包含服務器(集群)、高性能存儲及存儲交換機、網絡接入設備等硬件，服務器上運行集群管理系統、虛擬機管理與應用系統、云桌面會話與代理服務系統以及性能優化模塊等軟件；云終端則為各類PC、瘦客戶機、終端機、平板、手機等接入設備，部分云終端需要安裝終端軟件以獲得接入服務。典型的云桌面系統架構如圖1所示。

系統架構直接關系到云桌面的性能和可靠性，不同產品在系統架構上各具特色，但都以實現有效冗余、數據高效讀寫、提升鏈路帶寬、抑制網絡風暴、避免單點故障等為目標。

2.2 虛擬機技術

虛擬機技術指的是將單個物理機模擬成多個虛擬機器的技術，是云桌面技術的核心；根據它對客戶機OS的支持程度可分為半虛擬化和完全虛擬化兩類。目前主流的虛擬機方案包括 VMware vSphere、微軟 Hyper-V、Citrix Xen、Oracle VirtualBox和Ret Hat KVM，其中Xen、VirtualBox和KVM開源。上述解決方案各有優劣，基本都提供對Windows和Linux操作系統的支持。vSphere和Hyper-V強大、穩定，但價格昂貴，常見于服務器虛擬化；Xen是當前發展最好、性能最穩定、占用資源最少的桌面虛擬化技術，市場占有率較高；VirtualBox可以廣泛地支持Windows、Mac OS、Linux、UNIX等操作系統，且免費，但性能方面表現不夠優秀；KVM靈活、穩定，作為Linux內核的一部分，可以獲得Linux系統最強大的支持，是當前發展最快、前景最好的虛擬機技術，目前國內大部分云桌面產品都是基于KVM而進行的二次開發。

圖1 典型的云桌面系統架構圖

2.3 桌面傳輸協議

要有效地傳遞用戶操作，映射云終端設備，并將云平臺上數據運行的結果顯示到云終端，桌面傳輸協議至關重要，協議效率決定了云桌面的用戶體驗，協議越高效，最終用戶的體驗就會越好。在多媒體時代，高品質的影音體驗已成為人們的基本需求，因此，桌面傳輸協議實際上就是云桌面的生命線?，F在有幾十種遠程顯示協議可應用到云桌面，其中應用最廣泛的有微軟的 RDP/RemoteFX、Citrix的 ICA/ HDX、VMware的PCoIP和Ret Hat的SPICE。RDP/RemoteFX基本上只用于Hyper-V，適用的場景有限；ICA/HDX是公認性能拔尖、體驗流暢、穩定性好的協議，具有壓縮功能，可以有選擇地將部分視頻處理工作卸載到終端；PCoIP特點在于壓縮顯示輸出時只傳輸變化的部分，在低帶寬中也能有較好的效果，但有測試認為，視頻等高動態顯示傳輸，效果不是很理想；SPICE開源，搭配KVM使用，擁有出色的圖形性能和視頻質量，發展前景較好。

2.4 高可用性技術

當前計算機的應用瓶頸在于存儲設備的讀寫性能有限，云桌面除了受到網絡帶寬的制約外，其體驗效果還受到數據讀寫性能較大的影響。因此，不同的產品均在高可用性技術上尋求突破，包括如何抑制和分散網絡風暴、如何減少磁盤的頻繁讀寫、如何共享數據等，這包含了一系列諸如內存合并、鏈接克隆、群集監聽、行為偵測等技術手段。此外，系統的穩定性和可靠性，也是各個產品廠商關注的重點，包括服務器集群、動態漂移、容災備份等，每個廠商有不同的解決方案。對于國內云桌面廠商而言，高可用性技術往往是不同產品分出技術高下的地方。

3 圖書館云桌面應用

3.1 圖書館云桌面應用模式

就目前的發展來看，云桌面取代PC的趨勢逐步明顯，將為圖書館帶來重要的改變，這些改變不僅涉及到圖書館的基礎信息設施，還有可能影響到圖書館的管理和業務流程，乃至顛覆部分圖書館傳統服務。從技術應用的角度而言，圖書館云桌面應用有以下5種模式。

3.1.1 檢索終端服務

當前圖書館的檢索終端一般采用PC或終端機，存在設備容易老化、不易于管理維護等缺點。而云桌面的終端性能由云平臺決定，可以針對用戶需求，對終端所需的系統功能進行定制和快速分發，并可以根據實際情況進行實時調整；此外，云桌面的終端采用零噪音設計，無風扇和傳統硬盤，能耗極低，故障率少，設備壽命更長；當終端需要進行調整和更換時，無需在進行系統安裝和配置，基本實現零維護。

3.1.2 電子閱覽服務

電子閱覽服務是圖書館信息化服務的傳統項目之一，讀者可以通過圖書館電子閱覽室或其他開放的館內電腦訪問圖書館的各類數字資源和互聯網。傳統電子閱覽服務存在容易出現故障、管理維護困難、需配備專職管理人員、服務成本較高等問題。實施云桌面后，可以大幅減少終端故障的發生；當需要對閱覽用機進行系統更新、軟件安裝、訪問策略調整等維護操作時，只需定期對云平臺上的虛擬機鏡像進行更新部署即可，極大地節省了相關工作人員的時間，也節約了能耗、設備更新、人員配備等方面的成本。當然，目前電子閱覽服務的云桌面應用仍存在無法媲美高性能PC的視頻體驗，無法滿足3D高級處理需求等問題，但相信在不久的將來這些問題都會得到解決。

3.1.3 授權訪問數字資源服務

圖書館的數字資源往往采用IP地址授權服務，館外的讀者無法訪問圖書館的數字資源。針對這一難題的解決方案是過去研究和實踐的熱點，往往花費不菲的價錢購置相關的VPN系統或代理系統，給讀者開通校外訪問帳號，以滿足他們的需求。在云桌面系統中只需為用戶開放校外網絡的授權接入，就可以為這一問題提供一種現成的、更可靠的解決方案。因為云桌面運行在圖書館的云平臺服務器中，用戶通過云桌面訪問數字資源實際上就是通過圖書館服務器進行訪問，自然不存在IP受限的問題。

3.1.4 讀者云服務

云桌面的應用還可以讓圖書館開展一項新服務，即提供云存儲和個人云桌面的讀者私有云服務。不管用戶是在圖書館、家里還是在其他地方，都可以通過他的帳號和密碼登錄到圖書館的云桌面系統，進行數據操作、軟件和互聯網利用。云桌面還可以通過多種終端設備的支持，提供基于PC、PAD或手機的訪問。這樣就為讀者提供一個數據不丟失、基本不關機、共享更容易的虛擬個人電腦或網絡服務空間。

3.1.5 館員工作桌面服務

云桌面的應用可為每個館員提供定制的工作桌面，以幫助館員在一個更為標準和規范、系統更穩定、性能更好、數據共享更迅捷的桌面環境中開展讀者服務工作。它的優勢在于：一方面，館員對桌面性能的需求可根據實際情況予以調整；另一方面，圖書館對云平臺服務器和存儲資源的整合可優化資源配置，節省服務運行成本。此外，在管理維護、數據安全方面，相對于傳統PC，云桌面也具有巨大的優勢。

3.2 圖書館云桌面系統的考察與選擇

云桌面具有廣闊的發展前景，除了VMware、Citrix等國際一線品牌外，近年來國內廠商的相關產品集中性爆發，各行業的云桌面應用相繼出現，呈現出規模應用的態勢。不少圖書館也在對這項技術進行調研和考察。選擇合適的云桌面系統除了要了解市場占有率、成功案例之外，還應從以下四個方面進行測試和考量。

3.2.1 可用性

圖書館云桌面應用的可用性首先是指能滿足業務需求，例如電子閱覽服務，云桌面要像傳統PC一樣完全支持各類軟件應用，能順利訪問各類資源和互聯網，能流暢播放高品質視音頻；其次是指系統穩定、健壯、安全和少故障，這須考察相關系統的體系架構是否合理，是否存在單點故障，集群功能是否強大，冗余災備是否完善等；此外，可用性還體現在多種終端和多種系統的支持上，云桌面作為一種架構更為先進的技術，應該考察其在移動應用和跨平臺支持上的內容。

3.2.2 易用性

圖書館云桌面系統應易于學習和使用，亦應易于管理和維護。對于讀者，云桌面的使用界面和操作方式應與傳統桌面一致，無需額外學習；特定應用界面應簡單清晰，相關使用幫助要齊備。對于圖書館，該系統應配置簡潔、管理方便、維護輕松，且具有浮動桌面和持久桌面以便于不同場景的應用。

3.2.3 可擴展性

圖書館云桌面不是一個獨立的系統，要與現有的圖書館用戶數據、網站以及其他服務系統進行有效的整合。因此，必須考察云桌面系統與第三方設備或軟件對接、其它應用程序的嵌入、功能二次開發、自定義桌面等方面的支持程度；此外，也要考察云桌面系統對于服務器資源擴展、接入終端數量擴展的支持與否和擴展瓶頸等問題。

3.2.4 性價比

即通過綜合評估確定圖書館云桌面系統的最優方案：第一，計算系統的實施成本，包括服務器、存儲陣列與交換機、終端設備、網絡設備等硬件成本和服務器集群管理軟件、云桌面管理和服務軟件等軟件成本；第二，計算運營和維護成本，包括運行成本、人員投入成本、硬件設備及系統年度維護費用等；第三，考察產品系統擴展的費用問題，因為云桌面的最佳應用方式是按需購買，逐步擴展；第四，評估廠商的服務支持能力和產品的發展前景，以尋求穩定長久的技術支持服務。

此外，作為一項仍在不斷發展和成熟的技術，云桌面目前的實際應用仍然不多，所以圖書館在考察相關系統時，一定要基于真實環境進行規?；?、功能明確的、多個產品相互比較的應用測試，才能為相關決策提供有效的評判材料。

4 評價與展望

云桌面在圖書館的應用可以提高圖書館的管理水平，降低圖書館的運行成本，為館員和讀者提供更加靈活的桌面接入服務。當然，圖書館云桌面應用也存在性能相較于PC稍差、3D處理還不夠理想等問題。當前圖書館云桌面的應用仍處于萌芽階段，案例較少，很多問題可能要在實踐應用中慢慢發現及解決。因此，對圖書館云桌面技術的應用須持嚴謹和慎重的態度，做好戰略規劃，確定切實合理的目標，以點帶面，逐步推進，不斷地提高應用的能力和水平。

從云計算的基本理念及圖書館云計算應用的可能框架分析，云計算給圖書館管理所帶來的挑戰是前所未有的[23]。其中，云桌面技術的下一步發展存在許多可能性，例如：云桌面整合圖書館的資源和服務，嵌入圖書館的業務管理功能，形成圖書館的數字資源共享中心、讀者服務中心和桌面業務系統；又如，和新一代圖書館服務系統結合，成為下一代圖書館管理和服務軟件的架構模式等等。云桌面應用的發展，必將對圖書館的建設和服務帶來深遠的影響。

[1]蔡丹倩，雷俊智，龔靖，等.云桌面多技術方案落地 取代傳統PC指日可待[J].通信世界，2011（40）：36-37.

[2][13]趙迎春.桌面虛擬化在圖書館的應用[J].情報科學，2012（2）：240-242.

[3][20]成星.虛擬化在公共圖書館的應用研究——以深圳圖書館為例[J].圖書館理論與實踐，2013（7）：86-89.

[4]Matthew R.Goldner.Winds of Change：Libraries and Cloud Computing[J].BIBLIOTHEK Forschung und Praxis，2010，34(3）：270-275.

[5]Regina Koury，Spencer J.Jardine.Library Instruction in a Cloud：Perspectives from the Trenches[J].OCLC Systems&Services，2013，29（3）：161-169.

[6]Judith Mavodza.The Impact of Cloud Computing on the Future of Academic Library Practices and Services [J].New Library World，2013，114(3/4）：132-141.

[7]Yan Han.IaaSCloud Computing Servicesfor Libraries：Cloud Storage and Virtual Machines[J].OCLC Systems &Services，2013，29（2）.87-100.

[8]Nuria Lloret Romero.Cloud Computing”in Library Automation： Benefits and Drawbacks[J].Bottom Line：Managing Library Finances，2012，25（3）：110-114.

[9]劉煒.圖書館需要一朵怎樣的“云”[J].大學圖書館學報，2009（4）：2-6.

[10]王華偉.云計算技術在數字圖書館中的應用初探[J].情報理論與實踐，2011，34(8）：106-108.

[11]唐維，田瑞雪.基于文獻分析的國內圖書館虛擬化技術研究述評[J].圖書館學刊，2013（5）：137-140.

[12]成靜靜.桌面虛擬化技術在圖書館的應用[J].廣東通信技術，2011（6）：36-39.

[14]馮磊.淺談桌面虛擬化技術在圖書館中的應用前景[J].晉圖學刊，2011（1）：38-40.

[15]陳國剛.基于虛擬化的云桌面技術方案研究與設計[J].情報探索，2013（6）：86-88.

[16]黃承紅.桌面虛擬化在圖書館管理與服務中的應用[J].圖書館學刊，2012（6）：122-124.

[17]張媛.云時代圖書館桌面虛擬化帶來的管理技術變革[J].新世紀圖書館，2013（4）：67-69.

[18]劉明，王宇光，王洪軍，等.桌面云在圖書館數據中心的應用[J].中華醫學圖書情報雜志，2013，22（8）：65-69.

[19]李鎮偉.基于Thinstation的圖書館桌面云終端系統構建[J].情報探索，2013（9）：98-100.

[21]李鎮偉.基于桌面云技術的電子閱覽室升級初探[J].圖書館工作與研究，2013（9）：45-47.

[22]施航海.應用型本科圖書館桌面虛擬化設計與成本預算[J].甘肅科技縱橫，2013，42（7）：45-48.

[23]胡小菁，范并思.云計算給圖書館管理帶來挑戰[J].大學圖書館學報，2009（4）：7-11.

Application of Cloud Desktop for Libraries

ZHONG Yuan-xin

This article provides an overview of the meanings of“cloud computing” and“cloud desktop”，proposes the key technologies such as system architecture，virtual machine，desktop transfer protocol and high availability technologies of cloud desktop，and lists the usage models of cloud desktop for libraries，then discusses how choosing this technology.Finally，benefits and drawbacks of the application of cloud desktop for libraries are evaluated and its future development are previewed.

cloud desktop；desktop virtualization；cloud computing；library technology

格式 鐘遠薪.圖書館云桌面應用淺識[J].圖書館論壇，2014（6）：106-111.

鐘遠薪（1982-），男，東莞職業技術學院圖書館館員。

2013-12-15