王明春

(玉溪市圖書館 云南 玉溪 653100)

隨著信息技術(shù)在圖書館領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，圖書館信息系統(tǒng)得到不斷完善，對軟硬件設(shè)備的依賴性也逐漸提高。面對日新月異的信息技術(shù)，面對高速淘汰的各類技術(shù)產(chǎn)品，圖書館在信息系統(tǒng)維護(hù)方面往往力不從心，很難支付高昂的系統(tǒng)更新費用。一些圖書館甚至由于終端設(shè)備易出故障、缺乏更新等問題，影響了信息服務(wù)的效果。如何擺脫圖書館對終端設(shè)備的高度依賴，充分利用先進(jìn)技術(shù)降低桌面維護(hù)成本，提高館內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備的利用率，保障各項信息化業(yè)務(wù)的有序開展，是當(dāng)前亟待解決的問題。為此，我國部分圖書館引入虛擬化桌面云技術(shù)，試圖利用該技術(shù)提升圖書館終端設(shè)備的管理效率。虛擬化桌面云技術(shù)由云終端、云平臺兩部分構(gòu)成，通過云平臺實現(xiàn)軟件與數(shù)據(jù)處理后，可以借助客戶端對用戶行為進(jìn)行反饋，并在云終端以桌面顯示的方式呈現(xiàn)運(yùn)算結(jié)果。虛擬化桌面云技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字圖書館桌面服務(wù)中，可以提升設(shè)備管理的效率，但對硬件設(shè)備、環(huán)境部署等要求較高，目前相關(guān)研究成果較少，還需要進(jìn)行深入研究探討。

1 虛擬化桌面云技術(shù)的內(nèi)涵與原理

1.1 虛擬化桌面云的定義

虛擬化桌面云又稱為云桌面，是促進(jìn)操作系統(tǒng)桌面虛擬化的技術(shù)。它可以看作借助云計算和虛擬化技術(shù)，在云端架構(gòu)的“一朵云”，實現(xiàn)了桌面即服務(wù)[1]。在桌面云系統(tǒng)中，包括云計算管理、存儲交換機(jī)、服務(wù)器等多個部分，而客戶端包括個人PC、瘦客戶機(jī)、智能手機(jī)等。虛擬化桌面云可高效管理系統(tǒng)桌面，在對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一托管的基礎(chǔ)上，借助特定的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議進(jìn)行信息傳遞，方便用戶在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，利用專用程序訪問個人桌面，強(qiáng)化用戶體驗。作為云計算的分支，虛擬化桌面云具有靈活訪問、管理高效的特點。我國一些研究者指出，隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，桌面云將逐漸取代傳統(tǒng)PC。

1.2 常見桌面云產(chǎn)品

虛擬化桌面云實質(zhì)上是虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，具有二十多年的技術(shù)積累，因此能夠支持遠(yuǎn)程桌面訪問，并且保持較高的運(yùn)算效率。目前提供虛擬化桌面云產(chǎn)品的廠商不多，思杰(Citrix)最先推出虛擬化應(yīng)用產(chǎn)品。該公司在深入研究虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上，推出能夠支持標(biāo)準(zhǔn)USB接口的HDX技術(shù)，促進(jìn)了信息的雙向傳輸，提升了虛擬化桌面的性能，讓用戶利用終端設(shè)備，就可以獲得與計算機(jī)操作相同的體驗。Vmware公司最先實現(xiàn)了服務(wù)器虛擬化，其研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品也得到廣泛應(yīng)用[2]。該公司也在借鑒Citrix架構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，推出View這款桌面虛擬化產(chǎn)品，利用PCoIP協(xié)議實現(xiàn)信息交互，為用戶提供了類似PC機(jī)的應(yīng)用體驗。

1.3 虛擬化桌面云的原理

虛擬化桌面云是云計算的延伸，它利用Vmware公司推出的桌面管理系統(tǒng)，根據(jù)用戶需求對虛擬資源進(jìn)行整合，分為數(shù)據(jù)層、接入層與管理層三部分，見圖1。由數(shù)據(jù)層形成全新的虛擬機(jī)，然后借助云端提供給用戶。管理層實現(xiàn)對各項數(shù)據(jù)的計算、集中式管理與傳輸，包括部署、備份數(shù)據(jù)與程序運(yùn)行數(shù)據(jù)等，促進(jìn)了硬件設(shè)備與桌面的分離。接入層實現(xiàn)用戶權(quán)限認(rèn)證，然后利用傳輸協(xié)議實現(xiàn)桌面交付，而用戶只需要接收計算結(jié)果即可[3]。對虛擬化桌面云的設(shè)計，需要應(yīng)用虛擬桌面配置軟件、虛擬化軟件、虛擬化桌面管理器等，還需要對應(yīng)的客戶端軟件。雖然硬件設(shè)備與桌面相互分離，但中心服務(wù)器中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在輸入過程中被重新定向傳遞至輸出設(shè)備上，因此用戶在獲取桌面服務(wù)過程中，其用戶體驗與客戶端操作相比并無二致。

圖1 數(shù)字圖書館虛擬化桌面云原理圖

2 數(shù)字圖書館對虛擬化桌面云系統(tǒng)的功能需求

虛擬化桌面云的應(yīng)用范圍廣泛，近年來國內(nèi)外廠商紛紛投入研究，并且推出形式多樣的桌面云應(yīng)用。我國部分圖書館相繼著手對該技術(shù)進(jìn)行探索，旨在改善桌面服務(wù)模式。數(shù)字圖書館要想選擇或設(shè)計合適的桌面云系統(tǒng)，不僅需要了解相關(guān)產(chǎn)品市場占用率，還應(yīng)該關(guān)注以下功能需求。

2.1 支持多終端管理

數(shù)字圖書館傳統(tǒng)的桌面服務(wù)模式，主要應(yīng)用于電子閱覽室的終端設(shè)備中，也可以將其作為用戶自助服務(wù)終端，減少館員的工作壓力。然而這兩種應(yīng)用終端的建立，需要下設(shè)數(shù)量較多的分支終端，且不同分支對系統(tǒng)的應(yīng)用要求不一[4]。其中用戶自主服務(wù)終端涉及范圍廣，操作系統(tǒng)的版本多樣，硬件環(huán)境存在差異，很難進(jìn)行統(tǒng)一管理。而電子閱覽室終端設(shè)備，雖然可以實現(xiàn)集中式管理，但任務(wù)繁重，對館員技術(shù)能力要求較高。為此，數(shù)字圖書館迫切要求利用桌面云，實現(xiàn)對多種終端桌面的統(tǒng)一管理，消除不同終端的功能差異，保障所有終端資源的統(tǒng)一存儲、按需分配，提高資源調(diào)度的靈活性，簡化圖書館信息系統(tǒng)管理程序。

2.2 支持本地運(yùn)算

數(shù)字圖書館虛擬化桌面云并非獨立的系統(tǒng)，而是需要與用戶資源、本地服務(wù)器等進(jìn)行整合，能夠支持本地運(yùn)算的順利實施。當(dāng)桌面云調(diào)取本地硬件資源，并且采用本地運(yùn)算模式時，可以增加終端桌面的管理能力，減少云端的運(yùn)算壓力，減少本地硬件系統(tǒng)的運(yùn)算量。在桌面云技術(shù)應(yīng)用時，數(shù)字圖書館應(yīng)該考察桌面云與其它應(yīng)用系統(tǒng)的對接情況，分析它與第三方設(shè)備是否有效銜接，是否支持系統(tǒng)的二次開發(fā)，是否具備自定義桌面功能等，并且分析桌面云系統(tǒng)是否具有資源拓展性，能否解決終端數(shù)量拓展的瓶頸問題。唯有滿足這些條件，才能保證桌面云對終端硬件資源的有效管理，保障圖書館配置的終端能夠發(fā)揮各自性能，能夠順利完成桌面云下發(fā)的任務(wù)。

2.3 安全易用性

數(shù)字圖書館桌面云系統(tǒng)應(yīng)該具有易用性，能夠方便管理、維護(hù)、學(xué)習(xí)，并保障信息傳輸安全。對于數(shù)字圖書館而言，桌面云系統(tǒng)具有浮動桌面、持久桌面兩種模式，能夠應(yīng)用于不同的場景中，管理相對方便。該系統(tǒng)配置簡潔、清晰，對于用戶而言，與傳統(tǒng)的桌面操作方式相似，并不需要額外學(xué)習(xí)。在安全維護(hù)方面，數(shù)字圖書館需要引入數(shù)據(jù)加密技術(shù)，通過私有加密方式，對系統(tǒng)的私有區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。在信息流通時，要求通過減少流通環(huán)節(jié)，降低數(shù)據(jù)被惡意攻擊的概率[5]。此外，虛擬化桌面云系統(tǒng)本身具有終端管控功能，在支持外部接入與系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)上，可以限制外部數(shù)據(jù)傳輸，加強(qiáng)對大數(shù)據(jù)的安全防護(hù)，這樣僅將終端桌面作為用戶交互窗口，實現(xiàn)了系統(tǒng)桌面隔離，也很好地保障了系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的安全性。

3 數(shù)字圖書館虛擬化桌面云系統(tǒng)的構(gòu)建方式

虛擬化桌面云改變了IT架構(gòu)的傳統(tǒng)耦合方式，實現(xiàn)了終端與主服務(wù)器的交互，實現(xiàn)了服務(wù)器對所有應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。數(shù)字圖書館要想構(gòu)建虛擬化桌面云系統(tǒng)，就需要利用該技術(shù)構(gòu)建基本框架，部署虛擬化系統(tǒng)環(huán)境，并引入桌面云傳輸協(xié)議。

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

數(shù)字圖書館虛擬化桌面云系統(tǒng)的架構(gòu)，是指對與服務(wù)器桌面相關(guān)的硬件集群、軟件設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行合理設(shè)計。系統(tǒng)架構(gòu)的實現(xiàn)，一方面可以借助虛擬計算服務(wù)技術(shù)實現(xiàn)對用戶服務(wù)的托管，另一方面可以重新開發(fā)虛擬應(yīng)用技術(shù)，優(yōu)化圖書館硬件集群，為滿足用戶需求提供技術(shù)支持。典型的桌面云系統(tǒng)分為云平臺和終端兩部分，各自管理不同的軟硬件設(shè)施，部分終端還需要外部軟件以獲取服務(wù)，如下圖2。系統(tǒng)架構(gòu)中不同的產(chǎn)品功能各異，它們可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效讀取、計算與輸出，提升了系統(tǒng)抑制風(fēng)險的能力，能夠去除數(shù)據(jù)冗余，直接決定了桌面云的使用性能。

圖2 數(shù)字圖書館虛擬化桌面云系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 桌面云傳輸協(xié)議

數(shù)字圖書館借助桌面云傳輸協(xié)議，實現(xiàn)遠(yuǎn)程桌面與客戶端之間的信息傳輸，提升了數(shù)據(jù)傳輸效率與安全性，這些信息涵蓋視頻、音頻、屏幕變化信號等。它是虛擬化桌面云系統(tǒng)得以運(yùn)作的前提，其協(xié)議內(nèi)容直接關(guān)系到用戶使用體驗。不同的傳輸協(xié)議，在底層建設(shè)方面存在差異，也表現(xiàn)出不同的功能與效果。協(xié)議效率越高，桌面云運(yùn)作效率越高，用戶體驗越好[6]。通過桌面云傳輸協(xié)議，促進(jìn)了本地服務(wù)器與云端的聯(lián)系，實現(xiàn)了信息的封裝、壓縮、加密與遠(yuǎn)距離傳遞。目前提供虛擬化應(yīng)用產(chǎn)品的商家，均有對應(yīng)的傳輸協(xié)議，如華為推出的HDP，就屬于傳輸帶寬高、安全性高、桌面展示體驗好的桌面云傳輸協(xié)議。

3.3 虛擬化環(huán)境部署

桌面云的核心為虛擬機(jī)技術(shù)，目前常用的虛擬機(jī)包括微軟Hyper-V、VMware vSphere等。數(shù)字圖書館可以利用VMware vSphere建立虛擬機(jī)，在動態(tài)調(diào)整資源使用情況的基礎(chǔ)上，對多個虛擬桌面進(jìn)行并行管理。然后創(chuàng)建虛擬機(jī)主鏡像，借助VMware View將其變?yōu)槎鄠€虛擬桌面，每個虛擬桌面擁有唯一的IP，并與主機(jī)共享一個基礎(chǔ)映像，形成虛擬桌面池。用戶在發(fā)送請求后，通過驗證AD活動目錄，上傳用戶請求至虛擬桌面，在虛擬桌面管理器的配合下，制定與用戶需求相匹配的虛擬桌面，對不同類型用戶分配對應(yīng)的虛擬桌面環(huán)境。數(shù)字圖書館系統(tǒng)需要設(shè)定不同的應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境，并隨時跟蹤監(jiān)管用戶桌面活動，保障虛擬化環(huán)境的負(fù)載平衡。

4 虛擬化桌面云技術(shù)在數(shù)字圖書館的應(yīng)用實踐

虛擬化桌面云技術(shù)在數(shù)字圖書館的應(yīng)用，解決了長期以來困擾人們的桌面管理問題，由數(shù)據(jù)中心對桌面進(jìn)行統(tǒng)一管理，提升了桌面服務(wù)效率。虛擬化桌面分為永久性與非永久性兩類，數(shù)字圖書館可根據(jù)需要選擇合適的方式，強(qiáng)化對圖書館設(shè)施與業(yè)務(wù)流程的管理。

4.1 數(shù)字資源授權(quán)訪問

數(shù)字圖書館傳統(tǒng)數(shù)字化資源傳輸，大多采用授權(quán)IP的方式，要求購置價格昂貴的代理系統(tǒng)，若用戶沒有訪問賬號很難獲得所需資源，除PC外其他移動終端也無法使用。虛擬化桌面云技術(shù)的應(yīng)用，改變了數(shù)字圖書館的VPN地址轉(zhuǎn)換方式，建立了圖書館云平臺服務(wù)器[7]。用戶利用任何移動終端設(shè)備，如個人PC、移動手機(jī)等，都可以在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下訪問桌面云，獲得虛擬化資源。在這個過程中需要安裝本地客戶端，借助 PCoIP 協(xié)議就可以訪問相同的桌面，獲得圖書館內(nèi)部的數(shù)字化資源。桌面云還提供了用戶私有云功能，無論用戶在任何場所，都可以通過賬號登陸云平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問和信息交互。

4.2 電子閱覽室服務(wù)

虛擬化桌面云在電子閱覽室的應(yīng)用較多，數(shù)字圖書館建立桌面云系統(tǒng)后，用戶可以在任意館內(nèi)PC上訪問館藏資源，或者通過電子閱覽室提供的設(shè)備，獲取所需的各類數(shù)字化資源，也可以建立足不出戶的云閱讀方式，提升用戶閱讀體驗。作為圖書館傳統(tǒng)的信息業(yè)務(wù)，常規(guī)電子閱覽室管理容易出現(xiàn)人員不足、設(shè)備維護(hù)成本高的問題[8]。而虛擬化桌面云技術(shù)的實施，只需要在系統(tǒng)上部署虛擬機(jī)鏡像，定期對電子閱覽設(shè)備進(jìn)行更新、維護(hù)，就可以方便用戶隨時隨地的信息獲取，不僅降低了信息設(shè)備能耗，節(jié)省了館員時間，也降低了系統(tǒng)維護(hù)成本。桌面云也可以實現(xiàn)對用戶資源的動態(tài)調(diào)整，允許用戶根據(jù)個性化定制需求安裝程序，并對操作系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。當(dāng)然，與PC端的流暢視頻體驗相比，桌面云的應(yīng)用還稍顯遜色，無法解決用戶提出的3D處理要求，還需在深入研究基礎(chǔ)上不斷完善。

4.3 館員個性化辦公

數(shù)字圖書館作為信息服務(wù)機(jī)構(gòu)，長期以來一直追求用戶服務(wù)質(zhì)量，而忽視了館員對工作的基本需求，加上部分圖書館存在資金短缺問題，使得很多服務(wù)窗口的IT設(shè)施老化，或者故障頻發(fā)，極大影響到館員的工作積極性。隨著數(shù)字圖書館員工結(jié)構(gòu)的日趨年輕化，他們對新科技的追求，利用最新技術(shù)產(chǎn)品提供信息服務(wù)的習(xí)慣，勢必與圖書館本身陳舊的辦公系統(tǒng)產(chǎn)生沖突。虛擬化桌面云技術(shù)的引入，為館員實現(xiàn)個性化辦公提供了可能，相對于傳統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。它允許館員自帶辦公設(shè)備，如平板電腦、智能手機(jī)等，并為他們設(shè)計個性化定制工作桌面，保障桌面的穩(wěn)定與良好性能，讓他們有更好的工作體驗。同時虛擬化桌面云實現(xiàn)了對系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置，提供了一個數(shù)據(jù)不丟失、數(shù)據(jù)易共享、無需維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)空間，降低了服務(wù)器維護(hù)成本，提高了館員工作的靈活性。

5 結(jié)語

數(shù)字圖書館虛擬化桌面云技術(shù)的應(yīng)用，通過部署虛擬化桌面環(huán)境，滿足復(fù)雜信息環(huán)境下圖書館用戶的多元化需求，極大提高了圖書館桌面服務(wù)效率，降低了服務(wù)系統(tǒng)維護(hù)成本。虛擬化桌面云提供了更加靈活的桌面接入方式，符合移動終端用戶的個性化閱讀習(xí)慣。雖然當(dāng)前在應(yīng)用實踐中還存在一些問題，相信隨著虛擬化技術(shù)的進(jìn)步，這些阻礙將得到有效克服，虛擬化桌面云也將幫助數(shù)字圖書館開拓全新的服務(wù)領(lǐng)域。

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