虚拟云桌面为高校图书馆服务和管理带来的革新

李艳　吕鹏　李珑

[摘要]从虚拟云桌面技术的概念、特点及传统桌面应用现状出发，结合当前高校图书馆革新过程中面临的问题及管理、服务质量发展的瓶颈展开讨论；分析了虚拟云桌面技术在高校图书馆建设中的应用场景及优势所在；并以中南民族大学图书馆的虚拟云桌面建设方案为例，证实了虚拟云桌面应用的先进性和有效性，为高校图书馆发展可靠、灵活且可扩展的服务、管理模式提供了保障；最后提出了虚拟云桌面技术在未来高校发展中的若干建议和思考。

[关键词]虚拟云桌面；高校图书馆；服务、管理模式

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.06.012

[中图分类号]G258 [文献标识码]A [文章编号]1008-0821（2015）06-0058-06

当前，部分企业及高校的数据中心已经完成或正在进行服务器虚拟化、网络虚拟化的建设。数据中心的虚拟化建设是在各种底层硬件架构上面加载了一个虚拟的基础设施层，它提取所有硬件资源并将其汇集成资源池，支持安全高效自动地为应用按需分配资源。它可以将虚拟化技术的好处扩展至包括计算、存储、网络与安全以及可用性在内的数据中心所有领域，从而实现支持灵活、弹性、高效和可靠IT服务的计算环境。

在体验虚拟化技术带来便捷的同时，如何让虚拟化技术扩展并延伸到其它各类业务中，虚拟云桌面技术应运而生。云桌面是一种将虚拟化技术与瘦客户系统结合，对传统的桌面应用所需的计算、软件、存储资源进行整合，实现对云桌面资源和管理的调配及监控，利用云桌面智能传输协议实现接入用户的远程桌面服务应用。云桌面服务部署于数据中心内部的云平台，所有接入用户的计算资源、软件资源和存储资源将由云平台动态调度，接入用户只需利用云终端（瘦客户端）访问云平台，定制个性化桌面应用，共享云平台的网盘空间。近些年，虚拟云桌面快速、健壮的发展，为图书馆信息化建设、电子资源服务、个性化用户服务、高效的管理等多方面的革新提供了保障。

1.虚拟云桌面的优势及应用场景

1.1虚拟云桌面特点及优势

虚拟云桌面又可以称为云桌面、桌面虚拟化、虚拟桌面，是利用虚拟化技术在服务器端或数据中心构建虚拟云平台，实现与用户PC桌面一致的虚拟桌面及应用。云桌面并非由本地操作系统生成，用户通过各类终端访问虚拟云平台的个人桌面系统（云桌面），就可以使用户实现同传统的个人电脑一模一样的体验。虚拟云桌面的特点主要表现在：能够有效地降低IT运维的成本和能耗，具有更高的安全性、实用性、可扩展性及稳定性，虚拟云平台能够有效地整合云桌面所需的计算资源、软件资源及存储资源，实现对桌面资源、桌面管理、桌面应用的统一调度、监控和回收，如图l所示。

如图2所示，虚拟云桌面的优势主要体现在：（1）轻松解决传统桌面的数据安全问题；（2）集中化的管理，大大简化了桌面虚拟化后端架构的IT管理，服务器部署桌面简单、快速、安全等特点，实现了灵活的工作方式；（3）具有应用标准化、操作系统标准化、业务模板标准化的管理模型；（4）镜像管理与备份、多节点虚机实现业务的分担、故障恢复时间快，使得管理人员的工作效率大大提升，同时降低了维护成本和建设难度。

1.2高校图书馆桌面应用现状及发展瓶颈

高校图书馆的主要业务包括校内外用户服务（包括电子阅览服务、读者借阅服务、信息咨询及反馈服务、用户信息采集及维护服务）、各类电子资源检索、文献传递及资源共享（主要包括检索终端服务、授权访问数据库电子资源服务、多媒体/特色资源服务等）、数据建档/归档管理等多个方面，图书馆的服务和管理是一项复杂且艰难的工程。

当前，高校图书馆的桌面应用现状包括：

一方面，对于服务的用户群体来说。馆内因场地、经费等诸多因素的限制，致使用户自助服务终端部署于不同的楼层、阅览室中。各类终端为了管理维护的方便及保护不被破坏，受制于诸多因素的制约。往往在用户权限范围内的应用程序安装、软件部署、插件增删、漏洞补丁做了限制；甚至为了保护终端不受到破坏，增加“铜墙铁壁”进行包裹。一来给用户带来极大不便；二来使管理人员的管理效率和管理效果得不到提升。第二方面，对于管理人员来说，管理服务器的更新换代，操作终端的升级淘汰。管理者一次次的部署新环境，升级软件包、插件包、打补丁，耗费了大量的人力成本，增加重复性劳动的开销。第三方面，据统计，高校图书馆服务终端（现多为PC机）、服务器集群因价格较高、能耗较大、使用年限较短、容易损坏、软件许可费高昂等因素影响，众多高校在设备升级更新方面受制于经费的制约，服务于用户的胖客户端设备因长时间工作，磨损及损耗严重，维护不及时等方面大大降低了用户的服务体验。第四方面，因受到管理的限制和服务终端的制约，用户及管理人员往往无法进行个性化的服务体验。多数情况下用户只能受限于服务终端上应用程序的使用。对于个性化的软件安装、插件安装操作无法进行，甚至是外置移动存储设备在服务终端上也无法使用。公共服务终端上的数据传输安全无法得到保障。管理人员需要在不同的设备或服务器上重复安装各类应用程序或软件，定时定期进行大量的数据管理与备份工作。部分应用程序及软件因需要占用大量存储空间，消耗大量计算资源导致无法正常安装和使用，甚至受制于软件许可限制而无法在多个终端上部署，无疑增加了管理人员的工作强度和管理难度。

如何节省重复性劳动时间，提高管理人员工作效率，有效提升用户服务质量和用户体验，保障用户数据和敏感数据的安全。在保障优质服务的前提下，如何合理化节省资源、利用资源，并降低运行成本、提高维护效率都是当前众多高校图书馆发展的瓶颈内容之一。虚拟云桌面技术的成熟与普及，为解决上述问题带来了契机，在满足图书馆业务的基础上，以更多计算资源弹性调度、数据资源的安全管理、维护工作的便利实施、应用场景的扩展延伸提供了可靠的保障。

1.3虚拟云桌面在高校图书馆的应用场景endprint

虚拟云桌面取代传统的PC是信息化发展的必然趋势之一，云桌面技术将把高校图书馆的服务质量和管理手段提升到一个新的高度，为图书馆的发展提供更多契机。从虚拟云桌面在高校图书馆的应用分析，主要包含了以下应用场景：

场景A：个性化的虚拟云桌面应用为终端用户提供优质的电子阅览查询和检索等服务。用户只需要在图书馆内通过自带或固定终端接人校园网，利用虚拟云桌面客户端连接至个人云桌面，利用云桌面进行查询和检索功能。用户可以灵活的接入使用，减少了高峰期的用户等待时间。服务对于不同格式的电子文档、视频文档和期刊的查看，用户首次只需要选择相应的应用程序进行个性化的安装，可以边在线阅读、边进行在线笔记（例如：使用有道笔记）；甚至对于文、理工科的学生来说，可以在自己的云桌面安装图形设计软件、仿真计算软件、编程软件进行在线的学、练结合；用户能够随时随地的读取和存储云桌面磁盘（云盘）中的个人文档，规避了传统的移动USB存储介质带木马、病毒的可能性，降低了用户敏感数据在共用服务终端上易被盗用或窃取的可能性，提高了用户使用的灵活性和便利性。

场景B：高校图书馆经常需要承办各类专题讲座、报告、用户互动活动，电脑的调配及程序、软件的安装调试会耗费管理及技术人员较多的准备时间。虚拟云桌面技术使得上述问题迎刃而解。简单的瘦终端（手机、ipad等）连接至云桌面，打开讲座、报告的PPT，在个人云桌面上进行演示或实验，将更好的缩近报告人或演讲者与听众间的距离。

场景C：情况一，数字图书馆的电子资源的访问往往通过出口IP地址进行授权，公网用户是无法分享高校电子资源库的资源。传统的方式是高校通过购买VPN（虚拟专用网）系统或用户校外访问系统进行认证来实现电子资源接人。一旦虚拟云桌面开放公网接入功能，校园用户就可以利用云桌面访问图书馆电子资源；情况二，高校图书馆的各类服务器的访问是受限的，管理及技术人员只有通过校内访问，加上特殊的端口或协议及口令才能访问。虚拟云桌面能够为上述人员构建互联服务器的桥梁，使他们能够随时随地的访问权限内的服务器。

场景D：高校图书馆各类业务系统、服务终端系统的软硬件更新、升级、打补丁等维护，往往需要增加管理及技术人员大量重复性的工作量。在云桌面服务端平台配置和构建“基础镜像”，可以为图书馆管理及技术人员减轻工作负担。各类人员通过云平台底层，定期制作“增量镜像”，更新、升级等维护只需在原镜像上进行增量镜像，对后台数据进行周期性的“增量备份”，将大大简化管理维护工作量。对突发状况下的系统崩溃，服务器故障也做好了迁移和恢复的准备。

场景E：很多基于B/S模式开发的业务系统对不同厂家的浏览器或同种浏览器的高低版本支持不好，造成用户在访问该业务系统时的用户体验和便利性大打折扣。虚拟云桌面平台能够仿照软件封装的方式，将业务系统的应用封装为虚拟桌面应用，使得其虚拟应用固化浏览器内核，规避了浏览器不兼容的问题。此方法同样可以解决一部分特殊访问需求的业务，为高校图书馆业务的扩展提供更多支持。

2.中南民族大学图书馆虚拟云桌面的建设方案

2.1主流虚拟云桌面产品的分类及选择

虚拟云桌面系统构建依赖于虚拟化服务器管理平台、虚拟桌面管理服务器软件、虚拟桌面配置软件、存储优化软件和云桌面客户端软件。服务器组件从动态资源池提取获得，在横向层次上松散绑定到服务中，以满足多负载节点的虚拟云桌面平台使用。当前市面上具有一定市场份额且主流的虚拟云桌面产品分别为VMware（威睿）、Citrix（思杰）、Microsoft（微软）、Redhat（红帽）、Oracle（甲骨文）、Parallels，产品性能对比参见表1所示。

尽管上述6类主流云桌面产品各有特点，但VMware在部署管理、桌面池内部安全管理及迁移成本方面具有更好的优势。同时，鉴于中南民族大学数据中心使用的是CiscoUCS+Cisco N7K设备，计算资源采用了2组cisco UCS刀片服务器，4笼刀箱，32片计算节点，N7K核心交换机2台，实现了主机房和容灾机房的均分资源的互热互备。刀片上部署为VMware vsphere计算集群，加上VMware云桌面在迁移操作性、云盘性能管理、桌面池内部安全性及和前期vsphere低层架构耦合度高等特点，该校选用了VMware VDI组件构建了虚拟云桌面。

2.2中南民族大学虚拟云桌面部署方案

中南民族大学的虚拟云桌面方案基于VCE（VirtualComputing Environment，EMC存储+VMware虚拟化服务器+Ciseo路由交换）架构构建，服务器和数据库均部署为vmware vsphere计算集群，所有核心业务均部署于虚机内，由VMware veenter统管所有虚机，实现了硬件信息的完全虚拟化。从主机的uuid，到网卡mac、网络vlan，到hba卡的wwn号等所有硬件信息都写在配置文件，与物理刀片无关。采用santoot方式部署的刀片，能够在任一刀片物理故障时，在最短时间内完成迁移和接管，接管刀片相当于物理主机开机时间，实现最短的数据恢复时间（RTO，Recovery TimeObjeetive）。同时，VMware虚拟化环境使用Ciseo的Nexus1000v虚拟交换机，使虚机具备了到接入层、汇聚层和核心层交换机的统一网络特性集和调配流程。

虚拟云平台通过View Composer组件和View ConnectionServer实现虚拟云桌面的映像管理、应用桌面源管理、基于WAD（Windows Active Directory）的用户身份验证管理等功能。所有虚拟云桌面的配置、发布在多个节点部署，并通过Radware Appdirector设备实现节点间的负载均衡。该校的虚拟云桌面平台最大支持800个并发，每台虚机承载40～50个左右用户，以Horizon View Client介质作为瘦终端的云桌面客户端。对瘦终端的用户来说，虚拟云桌面包括一个完整的桌面环境及对应的虚拟应用和云存储，能够满足在各类终端设备以桌面的体验，目标是提供给全校师生在各类应用场景中使用，其部署结构如图3所示。endprint

中南民族大学虚拟云桌面的应用效果如图4所示。

2.3虚拟云桌面在图书馆的使用效果及用户反馈

为了解虚拟云桌面的在中南民族大学图书馆的使用效果，作者选取了图书馆用户群体及管理/技术人员中的14名人员进行调查。从“用户类别”（本科生、研究生、专职教师、非图书馆管理人员[其它管理人员]、图书馆技术人员、图书馆管理人员）、“所学专业”、“年级”（专职教师以“授课学生年级”填表，“一”代表不带学生）、“用户体验度”（Ⅰ-很差；Ⅱ-差；Ⅲ-中等；Ⅳ-较好；Ⅴ-很好）和“用户意见反馈”5个方面展开，分别选取不同的“用户类别”、“所学专业”、“年级”进行调查，数据具有一定的代表性。同时，根据各类不同人员的反馈信息，发现虚拟云桌面业务能够为用户服务提供更优质的体验和便捷度。但在部分功能及应用方面，仍存在少许不足之处，这些工作有待技术人员进一步优化和完善。

3.虚拟云桌面对高校发展的若干思考

图书馆是高校信息交互的中心，是展示用户服务的窗口。高校每年在图书馆各类电子资源购买、软硬件资源更新、特色业务推广、各类终端维护上花费大量的人力和财力。事实证明，高校在构建虚拟云桌面应用的基础上，在可用性、易用性、可扩展性、性价比，服务效率、管理效率、学习办公效率等方面着实有很大进步。但是云桌面平台的构建和维护一方面对技术的要求较高；另一方面初期建设投入也较大，如何降低构建和维护难度，提高管理人员的管理水平，减少或分担建设资金的投入，是信息化建设者需要进一步考虑的问题。同时，以图书馆作为服务窗口建设和推广虚拟云桌面应用，让云桌面技术深入到高校的各项服务和业务中，最大限度发挥其特点。当前，中南民族大学已经和武汉大学、华中科技大学、中南财经政法大学、华中农业大学、中国地质大学等高校实现了校际间的大网络互联，校际间已经实现了大局域网内虚IP地址分配、出口网络及部分资源的共享互用。虚拟云平台下一步的建设目标，除了解决当前虚拟云桌面不足的同时，更应该关注于校际问不同云平台下的资源共享、信息交互。甚至是各类业务在云桌面上的相互发布。例如：云桌面下就业信息发布平台业务推送、考研考博信息业务推送、网上教学平台精品资源推送、校际间高清直录播视频同步推送、电子图书资源及特色图书资源推送等等；关注校际间云平台用户云盘空间的共享使用和动态分配；关注校际间虚拟计算资源、存储资源、网络资源的共享使用和动态调度，实现校际间资源的合理化、高效化利用，这些应都是高校管理者和信息化建设者要深入考虑和研究的问题。

本文责任编辑：孙国雷endprint