虛擬云桌面為高校圖書館服務和管理帶來的革新

李艷　呂鵬　李瓏

[摘要]從虛擬云桌面技術的概念、特點及傳統桌面應用現狀出發，結合當前高校圖書館革新過程中面臨的問題及管理、服務質量發展的瓶頸展開討論；分析了虛擬云桌面技術在高校圖書館建設中的應用場景及優勢所在；并以中南民族大學圖書館的虛擬云桌面建設方案為例，證實了虛擬云桌面應用的先進性和有效性，為高校圖書館發展可靠、靈活且可擴展的服務、管理模式提供了保障；最后提出了虛擬云桌面技術在未來高校發展中的若干建議和思考。

[關鍵詞]虛擬云桌面；高校圖書館；服務、管理模式

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.06.012

[中圖分類號]G258 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-0821（2015）06-0058-06

當前，部分企業及高校的數據中心已經完成或正在進行服務器虛擬化、網絡虛擬化的建設。數據中心的虛擬化建設是在各種底層硬件架構上面加載了一個虛擬的基礎設施層，它提取所有硬件資源并將其匯集成資源池，支持安全高效自動地為應用按需分配資源。它可以將虛擬化技術的好處擴展至包括計算、存儲、網絡與安全以及可用性在內的數據中心所有領域，從而實現支持靈活、彈性、高效和可靠IT服務的計算環境。

在體驗虛擬化技術帶來便捷的同時，如何讓虛擬化技術擴展并延伸到其它各類業務中，虛擬云桌面技術應運而生。云桌面是一種將虛擬化技術與瘦客戶系統結合，對傳統的桌面應用所需的計算、軟件、存儲資源進行整合，實現對云桌面資源和管理的調配及監控，利用云桌面智能傳輸協議實現接入用戶的遠程桌面服務應用。云桌面服務部署于數據中心內部的云平臺，所有接入用戶的計算資源、軟件資源和存儲資源將由云平臺動態調度，接入用戶只需利用云終端（瘦客戶端）訪問云平臺，定制個性化桌面應用，共享云平臺的網盤空間。近些年，虛擬云桌面快速、健壯的發展，為圖書館信息化建設、電子資源服務、個性化用戶服務、高效的管理等多方面的革新提供了保障。

1.虛擬云桌面的優勢及應用場景

1.1虛擬云桌面特點及優勢

虛擬云桌面又可以稱為云桌面、桌面虛擬化、虛擬桌面，是利用虛擬化技術在服務器端或數據中心構建虛擬云平臺，實現與用戶PC桌面一致的虛擬桌面及應用。云桌面并非由本地操作系統生成，用戶通過各類終端訪問虛擬云平臺的個人桌面系統（云桌面），就可以使用戶實現同傳統的個人電腦一模一樣的體驗。虛擬云桌面的特點主要表現在：能夠有效地降低IT運維的成本和能耗，具有更高的安全性、實用性、可擴展性及穩定性，虛擬云平臺能夠有效地整合云桌面所需的計算資源、軟件資源及存儲資源，實現對桌面資源、桌面管理、桌面應用的統一調度、監控和回收，如圖l所示。

如圖2所示，虛擬云桌面的優勢主要體現在：（1）輕松解決傳統桌面的數據安全問題；（2）集中化的管理，大大簡化了桌面虛擬化后端架構的IT管理，服務器部署桌面簡單、快速、安全等特點，實現了靈活的工作方式；（3）具有應用標準化、操作系統標準化、業務模板標準化的管理模型；（4）鏡像管理與備份、多節點虛機實現業務的分擔、故障恢復時間快，使得管理人員的工作效率大大提升，同時降低了維護成本和建設難度。

1.2高校圖書館桌面應用現狀及發展瓶頸

高校圖書館的主要業務包括校內外用戶服務（包括電子閱覽服務、讀者借閱服務、信息咨詢及反饋服務、用戶信息采集及維護服務）、各類電子資源檢索、文獻傳遞及資源共享（主要包括檢索終端服務、授權訪問數據庫電子資源服務、多媒體/特色資源服務等）、數據建檔/歸檔管理等多個方面，圖書館的服務和管理是一項復雜且艱難的工程。

當前，高校圖書館的桌面應用現狀包括：

一方面，對于服務的用戶群體來說。館內因場地、經費等諸多因素的限制，致使用戶自助服務終端部署于不同的樓層、閱覽室中。各類終端為了管理維護的方便及保護不被破壞，受制于諸多因素的制約。往往在用戶權限范圍內的應用程序安裝、軟件部署、插件增刪、漏洞補丁做了限制；甚至為了保護終端不受到破壞，增加“銅墻鐵壁”進行包裹。一來給用戶帶來極大不便；二來使管理人員的管理效率和管理效果得不到提升。第二方面，對于管理人員來說，管理服務器的更新換代，操作終端的升級淘汰。管理者一次次的部署新環境，升級軟件包、插件包、打補丁，耗費了大量的人力成本，增加重復性勞動的開銷。第三方面，據統計，高校圖書館服務終端（現多為PC機）、服務器集群因價格較高、能耗較大、使用年限較短、容易損壞、軟件許可費高昂等因素影響，眾多高校在設備升級更新方面受制于經費的制約，服務于用戶的胖客戶端設備因長時間工作，磨損及損耗嚴重，維護不及時等方面大大降低了用戶的服務體驗。第四方面，因受到管理的限制和服務終端的制約，用戶及管理人員往往無法進行個性化的服務體驗。多數情況下用戶只能受限于服務終端上應用程序的使用。對于個性化的軟件安裝、插件安裝操作無法進行，甚至是外置移動存儲設備在服務終端上也無法使用。公共服務終端上的數據傳輸安全無法得到保障。管理人員需要在不同的設備或服務器上重復安裝各類應用程序或軟件，定時定期進行大量的數據管理與備份工作。部分應用程序及軟件因需要占用大量存儲空間，消耗大量計算資源導致無法正常安裝和使用，甚至受制于軟件許可限制而無法在多個終端上部署，無疑增加了管理人員的工作強度和管理難度。

如何節省重復性勞動時間，提高管理人員工作效率，有效提升用戶服務質量和用戶體驗，保障用戶數據和敏感數據的安全。在保障優質服務的前提下，如何合理化節省資源、利用資源，并降低運行成本、提高維護效率都是當前眾多高校圖書館發展的瓶頸內容之一。虛擬云桌面技術的成熟與普及，為解決上述問題帶來了契機，在滿足圖書館業務的基礎上，以更多計算資源彈性調度、數據資源的安全管理、維護工作的便利實施、應用場景的擴展延伸提供了可靠的保障。

1.3虛擬云桌面在高校圖書館的應用場景endprint

虛擬云桌面取代傳統的PC是信息化發展的必然趨勢之一，云桌面技術將把高校圖書館的服務質量和管理手段提升到一個新的高度，為圖書館的發展提供更多契機。從虛擬云桌面在高校圖書館的應用分析，主要包含了以下應用場景：

場景A：個性化的虛擬云桌面應用為終端用戶提供優質的電子閱覽查詢和檢索等服務。用戶只需要在圖書館內通過自帶或固定終端接人校園網，利用虛擬云桌面客戶端連接至個人云桌面，利用云桌面進行查詢和檢索功能。用戶可以靈活的接入使用，減少了高峰期的用戶等待時間。服務對于不同格式的電子文檔、視頻文檔和期刊的查看，用戶首次只需要選擇相應的應用程序進行個性化的安裝，可以邊在線閱讀、邊進行在線筆記（例如：使用有道筆記）；甚至對于文、理工科的學生來說，可以在自己的云桌面安裝圖形設計軟件、仿真計算軟件、編程軟件進行在線的學、練結合；用戶能夠隨時隨地的讀取和存儲云桌面磁盤（云盤）中的個人文檔，規避了傳統的移動USB存儲介質帶木馬、病毒的可能性，降低了用戶敏感數據在共用服務終端上易被盜用或竊取的可能性，提高了用戶使用的靈活性和便利性。

場景B：高校圖書館經常需要承辦各類專題講座、報告、用戶互動活動，電腦的調配及程序、軟件的安裝調試會耗費管理及技術人員較多的準備時間。虛擬云桌面技術使得上述問題迎刃而解。簡單的瘦終端（手機、ipad等）連接至云桌面，打開講座、報告的PPT，在個人云桌面上進行演示或實驗，將更好的縮近報告人或演講者與聽眾間的距離。

場景C：情況一，數字圖書館的電子資源的訪問往往通過出口IP地址進行授權，公網用戶是無法分享高校電子資源庫的資源。傳統的方式是高校通過購買VPN（虛擬專用網）系統或用戶校外訪問系統進行認證來實現電子資源接人。一旦虛擬云桌面開放公網接入功能，校園用戶就可以利用云桌面訪問圖書館電子資源；情況二，高校圖書館的各類服務器的訪問是受限的，管理及技術人員只有通過校內訪問，加上特殊的端口或協議及口令才能訪問。虛擬云桌面能夠為上述人員構建互聯服務器的橋梁，使他們能夠隨時隨地的訪問權限內的服務器。

場景D：高校圖書館各類業務系統、服務終端系統的軟硬件更新、升級、打補丁等維護，往往需要增加管理及技術人員大量重復性的工作量。在云桌面服務端平臺配置和構建“基礎鏡像”，可以為圖書館管理及技術人員減輕工作負擔。各類人員通過云平臺底層，定期制作“增量鏡像”，更新、升級等維護只需在原鏡像上進行增量鏡像，對后臺數據進行周期性的“增量備份”，將大大簡化管理維護工作量。對突發狀況下的系統崩潰，服務器故障也做好了遷移和恢復的準備。

場景E：很多基于B/S模式開發的業務系統對不同廠家的瀏覽器或同種瀏覽器的高低版本支持不好，造成用戶在訪問該業務系統時的用戶體驗和便利性大打折扣。虛擬云桌面平臺能夠仿照軟件封裝的方式，將業務系統的應用封裝為虛擬桌面應用，使得其虛擬應用固化瀏覽器內核，規避了瀏覽器不兼容的問題。此方法同樣可以解決一部分特殊訪問需求的業務，為高校圖書館業務的擴展提供更多支持。

2.中南民族大學圖書館虛擬云桌面的建設方案

2.1主流虛擬云桌面產品的分類及選擇

虛擬云桌面系統構建依賴于虛擬化服務器管理平臺、虛擬桌面管理服務器軟件、虛擬桌面配置軟件、存儲優化軟件和云桌面客戶端軟件。服務器組件從動態資源池提取獲得，在橫向層次上松散綁定到服務中，以滿足多負載節點的虛擬云桌面平臺使用。當前市面上具有一定市場份額且主流的虛擬云桌面產品分別為VMware（威睿）、Citrix（思杰）、Microsoft（微軟）、Redhat（紅帽）、Oracle（甲骨文）、Parallels，產品性能對比參見表1所示。

盡管上述6類主流云桌面產品各有特點，但VMware在部署管理、桌面池內部安全管理及遷移成本方面具有更好的優勢。同時，鑒于中南民族大學數據中心使用的是CiscoUCS+Cisco N7K設備，計算資源采用了2組cisco UCS刀片服務器，4籠刀箱，32片計算節點，N7K核心交換機2臺，實現了主機房和容災機房的均分資源的互熱互備。刀片上部署為VMware vsphere計算集群，加上VMware云桌面在遷移操作性、云盤性能管理、桌面池內部安全性及和前期vsphere低層架構耦合度高等特點，該校選用了VMware VDI組件構建了虛擬云桌面。

2.2中南民族大學虛擬云桌面部署方案

中南民族大學的虛擬云桌面方案基于VCE（VirtualComputing Environment，EMC存儲+VMware虛擬化服務器+Ciseo路由交換）架構構建，服務器和數據庫均部署為vmware vsphere計算集群，所有核心業務均部署于虛機內，由VMware veenter統管所有虛機，實現了硬件信息的完全虛擬化。從主機的uuid，到網卡mac、網絡vlan，到hba卡的wwn號等所有硬件信息都寫在配置文件，與物理刀片無關。采用santoot方式部署的刀片，能夠在任一刀片物理故障時，在最短時間內完成遷移和接管，接管刀片相當于物理主機開機時間，實現最短的數據恢復時間（RTO，Recovery TimeObjeetive）。同時，VMware虛擬化環境使用Ciseo的Nexus1000v虛擬交換機，使虛機具備了到接入層、匯聚層和核心層交換機的統一網絡特性集和調配流程。

虛擬云平臺通過View Composer組件和View ConnectionServer實現虛擬云桌面的映像管理、應用桌面源管理、基于WAD（Windows Active Directory）的用戶身份驗證管理等功能。所有虛擬云桌面的配置、發布在多個節點部署，并通過Radware Appdirector設備實現節點間的負載均衡。該校的虛擬云桌面平臺最大支持800個并發，每臺虛機承載40～50個左右用戶，以Horizon View Client介質作為瘦終端的云桌面客戶端。對瘦終端的用戶來說，虛擬云桌面包括一個完整的桌面環境及對應的虛擬應用和云存儲，能夠滿足在各類終端設備以桌面的體驗，目標是提供給全校師生在各類應用場景中使用，其部署結構如圖3所示。endprint

中南民族大學虛擬云桌面的應用效果如圖4所示。

2.3虛擬云桌面在圖書館的使用效果及用戶反饋

為了解虛擬云桌面的在中南民族大學圖書館的使用效果，作者選取了圖書館用戶群體及管理/技術人員中的14名人員進行調查。從“用戶類別”（本科生、研究生、專職教師、非圖書館管理人員[其它管理人員]、圖書館技術人員、圖書館管理人員）、“所學專業”、“年級”（專職教師以“授課學生年級”填表，“一”代表不帶學生）、“用戶體驗度”（Ⅰ-很差；Ⅱ-差；Ⅲ-中等；Ⅳ-較好；Ⅴ-很好）和“用戶意見反饋”5個方面展開，分別選取不同的“用戶類別”、“所學專業”、“年級”進行調查，數據具有一定的代表性。同時，根據各類不同人員的反饋信息，發現虛擬云桌面業務能夠為用戶服務提供更優質的體驗和便捷度。但在部分功能及應用方面，仍存在少許不足之處，這些工作有待技術人員進一步優化和完善。

3.虛擬云桌面對高校發展的若干思考

圖書館是高校信息交互的中心，是展示用戶服務的窗口。高校每年在圖書館各類電子資源購買、軟硬件資源更新、特色業務推廣、各類終端維護上花費大量的人力和財力。事實證明，高校在構建虛擬云桌面應用的基礎上，在可用性、易用性、可擴展性、性價比，服務效率、管理效率、學習辦公效率等方面著實有很大進步。但是云桌面平臺的構建和維護一方面對技術的要求較高；另一方面初期建設投入也較大，如何降低構建和維護難度，提高管理人員的管理水平，減少或分擔建設資金的投入，是信息化建設者需要進一步考慮的問題。同時，以圖書館作為服務窗口建設和推廣虛擬云桌面應用，讓云桌面技術深入到高校的各項服務和業務中，最大限度發揮其特點。當前，中南民族大學已經和武漢大學、華中科技大學、中南財經政法大學、華中農業大學、中國地質大學等高校實現了校際間的大網絡互聯，校際間已經實現了大局域網內虛IP地址分配、出口網絡及部分資源的共享互用。虛擬云平臺下一步的建設目標，除了解決當前虛擬云桌面不足的同時，更應該關注于校際問不同云平臺下的資源共享、信息交互。甚至是各類業務在云桌面上的相互發布。例如：云桌面下就業信息發布平臺業務推送、考研考博信息業務推送、網上教學平臺精品資源推送、校際間高清直錄播視頻同步推送、電子圖書資源及特色圖書資源推送等等；關注校際間云平臺用戶云盤空間的共享使用和動態分配；關注校際間虛擬計算資源、存儲資源、網絡資源的共享使用和動態調度，實現校際間資源的合理化、高效化利用，這些應都是高校管理者和信息化建設者要深入考慮和研究的問題。

本文責任編輯：孫國雷endprint