高职院校图书馆虚拟化电子阅览室系统建设研究

邢　强

(天津机电职业技术学院，天津　300350)

高职院校图书馆虚拟化电子阅览室系统建设研究

邢强

(天津机电职业技术学院，天津300350)

摘要：高职学院图书馆虚拟化电子阅览室建设是学院智能共享型资源库建设的一项重要内容。文本分析了虚拟化技术在电子阅览室建设方面的应用，设计了基于虚拟化技术的电子阅览室整体建设方案，提出了相关原则与要求，对学院软实力建设是一个整体推动。

关键词：图书馆；虚拟化；电子阅览室；网络建设；共享型资源库

随着网络云计算、大数据技术的普及和智能共享型系统建设的普遍应用，高职学院的内涵发展实现了网络化、计算机化。教师与学生学习与获取知识的途径越来越依靠网络技术来实现。图书馆作为高职学院教学资源库和文献资源库的重要组成部分，正在成为师生智能共享型知识的资源中心，而图书馆电子阅览室建设则成为实现智能共享型教学与文献资源库系统建设的重要载体。

电子阅览室是利用云计算服务层、网络通信、移动智能体等技术，对磁盘、光盘、网络服务等智能共享型资源库进行整合，并集阅览、咨询、培训、服务功能为一体的现代化多功能阅览室，是向师生提供更多的学习资源、学习方式，多类型文献知识，拓展电子阅览室实现共享性、实时性服务功能，提升学院软实力建设的一个重要的文献资源中心。但移入新兴技术高效、合理、低耗地建设电子阅览室需要很多高端网络技术作支撑，因此，高职院校智能共享型教学资源和文献资源建设是摆在高职院校软实力建设的一个重要课题。

一、电子阅览室建设面临的困难

目前电子阅览室大都还是传统技术型PC机的模式，而PC机模式具有采购部署成本高、资源闲置浪费、后期管理维护困难、安全性差等诸多问题，缺乏智能型网络平台，不能满足当今资源共享与实时的要求。因此，构建一个低成本、易于管理、安全性高的电子阅览室，快速有效地部署、维护、管理本地及远程用户的业务系统都成为图书馆管理者必须面对的难题。目前存在的主要问题是：

(一)开放环境与高使用率之矛盾

通常电子阅览室的PC终端是置于开放环境中的，高等职业院校也不例外，其状况是：使用者(学生)频繁变换，其个性风格、使用习惯、使用公共资源态度等，在不同的高职生中会有种种差别。这样，首当其冲的是使计算机硬件出现丢失损坏，同时也会导致软件故障，进而大大增加了维护成本。一般说来，一所拥有200多台终端的院校电子阅览室，日常日均上线12个小时，那么经过五年运行，90%的计算机PC进行过芯片级的维修，尤其是到使用期的第四第五个年头，故障率更是频发，多次大修过的计算机已进入生命周期的最后阶段，管理者维护压力巨大，导致学生读者怨声载道。

(二)终端成本高，寿命短，总成本不断递加

在电子阅览室的建设、运行中，终端的采购、维护保养和软件投入费用是资金的主要部分。随着PC的逐步老化，重新采购又势在必行，因此投入总成本逐年增加，以致使用成本居高不下。

(三)传统电子阅览终端升级和对接不断涌现的新技术、智能化等建设，使管理要素及资源投入的力度难度加大

随着互联网技术、大数据等技术的快速推进，图书馆纳入学院智能共享型资源库和文献资源库应用系统建设势在必行，因此传统电子阅览体系亟需要进行系统以及软件的升级更新和改造。而完成这些工作，其各项资源(如技术包括硬件和软件、人力、时间等)，以及新技术培训和管理等，都显然凸显了难度，因此虚拟化技术来建设电子阅览室，是今后的一个方向。

二、虚拟化技术结构之内容

(一)服务器虚拟化

将服务器的物理资源抽象成为逻辑资源，让一台物理服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，不再受物理上的界限，而是让CPU、磁盘、内存、I/O等硬件设备变成可以动态管理的 “信息资源池”，从而提高信息资源利用率。简化系统的管理，实现服务器的整合，让IT对现实业务的变化更具有适应力，这就是所谓服务器虚拟化。

(二)桌面虚拟化

桌面虚拟化是指将计算机的桌面进行虚拟化，使得电脑桌面使用的安全性与灵活性得到保证。可以通过很多设备，在任何地点，各种时间访问在网络上存储的属于个人的桌面系统。

桌面虚拟化依赖服务器虚拟化，在数据中心服务器上进行服务器的虚拟化，生成大量独立的私有虚拟桌面操作系统，同时根据专有的虚拟桌面协议信号发送到终端设备。用户终端通过网络登陆到虚拟的主机上，只需要记住对应的用户名和密码以及网关信息，即可随时随地通过网络访问自己私有的桌面系统，从而实现单机多用户。

通过与IAAS结合，桌面虚拟化系统也演变成桌面云。IAAS提供基础资源平台，桌面虚拟化技术和云平台的完美融合达到类似于SAAS一样的效果，这便是DAAS。

(三)瘦客户端

瘦客户端(Thin Client)，就是指向“在客户端-服务器网络体系中的一个基本无需应用程序的计算机终端。 它通过一些协议和服务器通信，进而接入局域网。作为应用程序平台的Internet的到来为企业应用程序提供了一个全新的领域：一个基于Internet/intranet的应用程序运用一个只包含一个浏览器的瘦客户端。这个浏览器负责解释、显示和处理应用程序的图形用户界面(GUI)和它的数据。这样的一个应用程序只需要被安装在一个Web服务器上，用户可以自动接收升级，一个解决方案仅需要部署一次”(百度文库)。

三、虚拟电子阅览室建设方案设计

(一)建设目标

目标设定为把各方面：

1．终端用户的良好桌面体验。

2．尽可能保证使用者原始使用习惯，保证系统简单易上手。

3．信息及服务集中管理，保障系统软件和硬件安全性。

4．对系统和数据做高度的冗余处理，保证信息与服务的可靠性。

5．降低桌面的维护费及成本投入。

6．通过使用瘦终端机大幅降低电子阅览室维护成本，减少机房的维护量与维护开销。

7．建立虚拟化池，满足电子阅览室学生可以同时阅览的需求。

8．充分利用原有设备与新技术相结合，降低维护费用至传统维护费用的30%以下，实现高性价比功能扩展。

(二)设计方案

根据校园网实际情况如图1所示，桌面终端可以部署在电子阅览室与各多媒体教室，通过校园网络连接到桌面虚拟化平台。桌面虚拟化台由刀片服务器、光纤交换机和存储设备组成，部署单独的安全域中。服务器上部署服务器虚拟化建立终端桌面资源池；同时，在服务器上虚拟出服务器供桌面交付、桌面运维管理系统和AD来确保桌面虚拟化平台高效运行。使用服务器端与终端分离的方法，在客户端实现服务与硬件分离。

图1　虚拟桌面逻辑拓扑

通过使用客户端，一定幅度降低电子阅览室升级与维护开销，使电子阅览室具备极高的可维护性，系统与软件集中维护，设定权限，保障系统与软件的安全性。易于扩展，接入便捷，仅需ICA客户端软件就能满足常规PC的虚拟化接入，再升级费用低，部署成本随接入客户端数量增长幅度下降。

虚拟化服务器端承载各操作系统，也依旧满足TCP/IP网络架构，逻辑拓扑依旧同常规局域网结构。

客户端为满足学生的使用习惯，对客户机服务的系统确定为Windows 7操作系统。客户Windows 7系统通过动态地址池获得IP地址，并使用AD域方式登录客户地址资源，所以需要分配的服务器角色为DHCP(动态地址非配)，AD域控制器。

针对服务器平台还需要添加的服务器角色为DDC(桌面交付控制)控制器，Web(网站网页服务)服务器，License(序列号证书服务)服务器。

本方案着力于适应使用者的操作习惯，使用VDI(桌面虚拟化)方式进行部署，因此，虚拟机课各自行安装指定教学应用软件。

服务器端使用SAN光存储网络，所有虚拟机实际安装在存储磁盘中，刀片机使用较大内存满足所有虚机同时运行。

(三)设备选型

1.服务器选型。作为虚拟化系统，所有服务全部承载在服务器上，因此要保证服务器端的高性能与高可用性，电子阅览室必需配备机柜。本方案决定使用刀片服务器承载整套IT应用。综合考虑，决定采用曙光系列相关解决方案。相对而言，曙光产品线较全，硬件结合性好，特性支持通用，比较适合虚拟化场景的IT后台构建。

2.刀箱选型。刀箱依然使用曙光刀箱系列，此方案中使用刀片数量不大，因此使用相对小的刀箱即可满足需求，该设计中使用曙光TC3600系列刀片机箱。

3.存储选型。为尽可能保证硬件兼容性和产品特性共用，存储依旧使用曙光的磁盘阵列，选择使用型号DS600-G10作为存储。

4.瘦终端选型。作为教学与学生实验平台，对终端性能要求相对较低，对外设接入也有部分要求，综合考虑建议使用启云AV100E瘦终端。主要使用该终端3个USB口和1个VGA口， 分别连接键盘鼠标和其他USB拓展设备，其输入数据均不在该终端上运行，而是直接以类似总线的方式通过网络访问后台虚拟化服务器。

(四)方案实施

本方案的基础架构包括桌面虚拟化相关的硬件基础设施，包括刀片服务器、磁盘阵列存储设备、网络设备等，如图2所示对这些基础架构进行统一的规划和设计。

图2　基础架构

1.网络组建。桌面虚拟化平台部署在电子阅览室，使用4片曙光刀片服务器作为虚拟化服务器。将刀片服务器每片都连接光纤分别到两台光纤交换机上，保证冗余，刀片存储上预留6TB容量供使用，刀片服务器，刀片存储于光纤交换组成SAN网络。刀片服务器对外双线分别连接两台电子阅览室内部三层接入交换机，链路做Etherchannel绑定，两台接入交换机使用VRRP，保证冗余，设置PAT内网地址段为192.168.0.0/24。电子阅览室内部用户直接连接该交换机访问服务器。接入交换机直接连接校园骨干网交换机，远程用户通过校园网骨干交换机直接访问电子阅览室的虚拟中心平台。

2.IP地址规划。本方案使用IPv4地址，综合目前需求考虑，服务器主机使用192.168.0.0/24地址段，虚拟机使用192.168.1.0/24地址段。由于网络出口使用了PAT(过载NAT)，所以内网可以使用私有IP地址段，考虑到日后可能的扩展性，决定为该物理位置预留14个地址空间，使用192.168.0.0/28，主服务器4台使用192.168.0.1～192.168.0.4做地址，其余留作扩展。为满足电子阅览室需求，要为学生客户端至少提供60个桌面地址，6个服务器地址，为实现其高扩展性，使用192.168.1.0/24地址段作为其地址，其中承载Windows Server2008的虚拟机服务器使用192.168.1.1～192.168.1.10，其他承载Windows 7的虚拟机客户端使用192.168.1.11～192.168.1.254。

3.服务器平台搭建。通过使用曙光TC3600刀片服务中心，使用4片刀片服务器构成服务器组，具体连接情况如图3所示：

图3　刀片服务器连接

其中四台刀片与交换机连接均为双线接入，并用Etherchannel(以太网链路捆绑)绑定，需要每台交换机除外网接口外至少保留10个百兆以太网口。

该项目中存储方案使用光纤SAN设计，DAS不利于数据集中管理与访问，而NAS在访问速度上低于以数据块儿形式访问的FC SAN，而iSCSI SAN虽性价比高，但现阶段劣势明显，考虑到保证高可靠性的访问与冗余在虚拟化实施的重要性，最终选择光纤SAN构建存储区域。4台服务器功能划分具体情况如表1所示：

表1　服务器功能划分

序号服务器名服务器功能操作系统设备名称：

(1)域控制器-1 进行域控制管理 Windows Server 2008 R2标准版刀片服务器-1

(2)域控制器-2 进行域控制管理备份 Windows Server 2008 R2标准版刀片服务器-2

(3)桌面控制服务器-1 进行桌面发布控制 Windows Server 2008 R2标准版刀片服务器-3

(4)桌面控制服务器-2 进行桌面发布控制 Windows Server 2008 R2标准版刀片服务器-4

(5)Web服务器 Web应用发布及共享 Windows Server 2008 R2标准版刀片服务器-2

(6)DHCP服务器动态地址发布及管理 Windows Server 2008 R2标准版刀片服务器-1

四、虚拟化电子阅览室设计的原则与要求

虚拟化电子阅览室作为学院资源库系统建设的工程项目，应当在设计过程中遵循以下原则：

一是标准化与共享化相统一的原则。所谓标准化是指虚拟化电子阅览室的建设必须符合建设目标的各项要求，依据国家规定的资源库建设技术规范，并要充分考虑未来技术发展的需要。教学资源库与文献资源库可以实现智能共享，师生都能从虚拟化电子阅览室中获取各自需要的知识与信息。

二是先进性与个性化相统一的原则。虚拟化电子阅览室必需采用新兴技术，引入移动智能体和云计算等技术，并且形成资源库平台营造的灵活、自主、开放、个性化的学习环境，既安全又高效。

三是使用方便与管理科学相统一的原则。虚拟化电子阅览室由于是一个存储资源、管理资源和共享资源的平台，其功能设计必须实现服务功能的最大化，既集成度高有管理科学，而且又有安全策略的保障。要保证虚拟化电子阅览室的运转合理合法，不承担侵犯知识产权的风险，其制度的建立必须得到相关部门的许可。

四是包容性与特色资源相统一的原则。虚拟化电子阅览室的数据库应包含书目数据库、事实数据库、全文数据库、多媒体数据库等网络技术可以覆盖的诸多方面，使智能共享得到最大的开发利用，同时要有学院自身的特色资源，能够实现特色信息服务。

通过虚拟化技术的应用，要达到如下要求：

提高服务器利用率，减少采购成本。

减少机房空间占用，降低电能消耗。

减少图书馆管理人员的维护成本，通过统一的系统管理平台来控制所有的物理真实和虚拟服务器以及采用快照、模板等技术，使图书馆管理人员能够快速掌握新的应用。

降低运营风险。总之，尽管虚拟化技术目前并未完全成熟，在实施中还会出现一定的兼容性与用户体验的问题，但相信随着网络技术、云计算服务层功能的不断成熟，智能共享资源库建设将成为高职院校软实力建设的必然趋势。

参考文献：

[1]邓仲华.论云计算的价值[J]．图书与情报,2009，(04).

[2]胡小青,范并思.云计算给图书馆管理带来挑战[J].大学图书馆学报,2009，(04).

[3]洪明.高职院校智能共享型专业教学资源库系统建设探析[J].广州城市职业学院,2015,(01).

[4]马丽君.论高校图书馆服务质量的提高[J].郑州铁路职业技术学院学报，2014，(04).

Research on Construction of Virtualized E-reading Room Systems in Libraries of Higher Vocational Colleges

XING Qiang

(TianjinInstituteofMechatronicTechnology,Tianjin300350)

Abstract:The construction of virtualized E-reading rooms in libraries of higher vocational colleges is an important content of intelligent sharing resource library development of these colleges. This paper has analyzed the application of virtualization technology in E-reading room construction, designed the overall construction scheme of E-reading room based on virtualization technology, and put forward the related principles and requirements. It can drive the soft power construction of colleges on the whole.

Key words:library; virtualization; e-reading room; network construction; and sharing resource library

收稿日期：2016-03-29

作者简介：邢强(1965-)，男，天津机电职业技术学院计算机应用工程师，主要从事图书馆电子阅览管理工作。

中图分类号：TP399

文献标识码：A

文章编号：1673-582X(2016)05-0065-06