利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建圖書館個性化桌面系統(tǒng)

章增安 褚蕓蕓

（1.遼寧師范大學(xué)圖書館，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學(xué)計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116081）

利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建圖書館個性化桌面系統(tǒng)

章增安1褚蕓蕓2

（1.遼寧師范大學(xué)圖書館，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學(xué)計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116081）

為了解決圖書館桌面維護(hù)成本高昂、操作繁瑣、批量部署困難等問題，提出了一種基于虛擬化技術(shù)的個性化桌面系統(tǒng)解決方案。該方案以滿足圖書館個性化桌面應(yīng)用為目標(biāo)，在VMware搭建的虛擬化環(huán)境中通過VMware View 5虛擬桌面自動化管理工具實現(xiàn)了教師個人、公共檢索及電子閱覽3種具體類型的桌面應(yīng)用。實踐證明，虛擬桌面可以提高管理效率、節(jié)約建設(shè)成本及簡化部署難度。

桌面虛擬化技術(shù) 個性化桌面系統(tǒng) VMware View 5

1 引言

虛擬化、云計算等新技術(shù)在圖書館的應(yīng)用為變革服務(wù)形式、創(chuàng)新管理模式提供了高效、便捷的信息化環(huán)境。作為虛擬化應(yīng)用之一的桌面虛擬化技術(shù)（Virtual Desktop Infrastructure）以其低成本、高效率、部署方便等優(yōu)點在圖書館逐漸受到重視，尤其是在圖書館數(shù)量龐大、應(yīng)用多樣的桌面應(yīng)用方面。圖書館的桌面應(yīng)用主要包括教師工作用機(jī)、檢索用機(jī)和電子閱覽室公共用機(jī)等，因使用需求不同，安裝的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、存儲的數(shù)據(jù)等方面存在較大差別[1]。如何高效地管理、維護(hù)這些個人電腦一直是圖書館信息技術(shù)人員關(guān)注的問題，找到一種省時省力、方便快捷的管理模式對提高圖書館桌面應(yīng)用效率將起到重要的作用。

傳統(tǒng)的維護(hù)管理需要花費大量的人力物力去完成桌面的部署、軟硬件的安裝和維護(hù)、安全的防護(hù)、設(shè)備的升級改造等。針對這種狀況，管理者采用了一些新的措施和方法。如采用GHOST技術(shù)完成操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的快速安裝[2]。但這種方式易受到網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，安裝、重新部署和升級十分困難。還有一種常用的方法是通過主機(jī)自帶或另加的硬盤保護(hù)卡的網(wǎng)絡(luò)拷貝功能實現(xiàn)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的網(wǎng)絡(luò)同傳[3]。這種方式也受到網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)格限制，而且由于各種主機(jī)用途不同，網(wǎng)絡(luò)同傳應(yīng)用也非常有限。

隨著虛擬化、云計算等新技術(shù)在圖書館的逐漸應(yīng)用，一種新的維護(hù)、管理方式帶來了解決辦法。這就是桌面虛擬化技術(shù)[4]，它顛覆了傳統(tǒng)意義上的桌面管理概念，剝離了計算機(jī)終端軟件與硬件之間的聯(lián)系，將系統(tǒng)和服務(wù)集中在服務(wù)器端，這使得網(wǎng)絡(luò)管理人員不必再將維護(hù)的重點放在分散的個人終端上，只要維護(hù)和加固服務(wù)器端，便可以實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)終端便捷的維護(hù)和高安全。終端用戶也可以從選擇和安裝各種安全軟件、補(bǔ)丁升級、病毒庫升級等繁雜的個人維護(hù)工作中解脫出來，并且虛擬化和集中化的應(yīng)用方式可以使用戶終端從根本上避免系統(tǒng)癱瘓、軟件沖突及誤操作等多層面的問題。筆者提出了一種在圖書館虛擬化環(huán)境中通過VMware View 5實現(xiàn)的桌面虛擬化應(yīng)用方案，該方案已在遼寧師范大學(xué)圖書館應(yīng)用，其提高了服務(wù)器的管理效率，節(jié)約了建設(shè)成本，極大地改善了服務(wù)器部署與維護(hù)的難度。

2 桌面虛擬化

2.1 VMware View 5介紹

VMware View 5是VMware公司桌面虛擬化產(chǎn)品，它提供了能夠通過一臺終端實現(xiàn)對數(shù)萬個虛擬桌面的可擴(kuò)展管理功能，在可用性、可靠性以及安全級別等方面遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)PC的維護(hù)、管理水平[5]。VMware View 5虛擬桌面運行在VM-ware vSphere搭建的虛擬化服務(wù)器中，終端用戶通過VMware View 5客戶端使用Microsoft的RDP協(xié)議或VMware的專有的PcoIP協(xié)議連接到虛擬桌面，并且可以使用本地的USB、硬盤等存儲器。

2.2 VMware View 5的組成

VMware View 5由虛擬桌面服務(wù)器平臺、存儲、管理平臺、AD域名控制服務(wù)器、瘦客戶終端管理系統(tǒng)等組成。其核心部分是VMware View Connection Server和VMware ESX Server，View Connection Server是VMware View 5虛擬桌面的基礎(chǔ)，用來連接vCenter Server并通過vCenter Server連接、管理虛擬桌面，而VMware ESX Server則是承擔(dān)虛擬桌面及其他虛擬服務(wù)器的運行。此外，View Connection Server安全服務(wù)器用于在外部因特網(wǎng)和校園網(wǎng)之間添加額外的安全保護(hù)；View Transfer Server主要部署在局域網(wǎng)中，供局域網(wǎng)用戶同步虛擬桌面使用。

3 圖書館桌面虛擬化方案

方案拓?fù)浼軜?gòu)如圖1所示，在實現(xiàn)虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，虛擬出以不同應(yīng)用為目的的虛擬桌面，以滿足用戶多樣化的需求。管理者通過VDI管理客戶端遠(yuǎn)程管理所有的虛擬桌面，校園網(wǎng)接入用戶可以通過筆記本電腦、移動PDA設(shè)備、平板電腦等設(shè)備登陸個人虛擬桌面。

圖1 圖書館桌面虛擬化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.1 虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)

虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)實際上是建立一個虛擬化的環(huán)境，經(jīng)過存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和服務(wù)器虛擬化實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲空間、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺及計算能力的“資源池”，管理者可以根據(jù)不同應(yīng)用的需求分配資源池中的資源。首先，進(jìn)行存儲的虛擬化過程虛擬出一個集中的存儲池，供給服務(wù)器使用；之后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，將本地所有網(wǎng)絡(luò)信息配置到虛擬交換機(jī)中；最后通過服務(wù)器虛擬化形成一個服務(wù)器集群。

3.2 圖書館不同需求的桌面虛擬化應(yīng)用分析

圖書館內(nèi)的桌面應(yīng)用主要有3類：教師工作用機(jī)、公共檢索用機(jī)和電子閱覽室公共用機(jī)。教師工作用機(jī)因工作性質(zhì)不同又可分為文獻(xiàn)編目用機(jī)、流通管理用機(jī)、普通辦公用機(jī)、電子資源培訓(xùn)用機(jī)等，往往需要安裝匯文客戶端軟件、集成辦公系統(tǒng)、資源閱讀等軟件。公共檢索用機(jī)功能較為單一，僅提供館藏書目或資源的查詢功能，但需要對用戶賬戶權(quán)限做特殊設(shè)置以保證安全性。電子閱覽室公共用機(jī)數(shù)量龐大、應(yīng)用程序種類繁多，需要安裝多種系列的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，以滿足不同讀者群的需求。

3.3 虛擬桌面的安裝與使用

本方案通過配置與管理VMware View 5實現(xiàn)虛擬桌面的安裝與使用，具體包括配置View Connection Server、創(chuàng)建管理員、部署View桌面、設(shè)置用戶身份驗證及訪問策略、管理部署好的虛擬桌面、VMware View組件的維護(hù)與故障排除。虛擬桌面安裝完成后，還需要對安全訪問策略、資源使用狀況等進(jìn)行監(jiān)控，從而確保虛擬桌面高性能地運行。

4 桌面虛擬化方案在圖書館的應(yīng)用

本方案已經(jīng)在遼寧師范大學(xué)圖書館虛擬化環(huán)境中應(yīng)用。通過存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和服務(wù)器虛擬化打造完善的虛擬化環(huán)境，然后通過VMware View 5實現(xiàn)個性化虛擬桌面系統(tǒng)。

4.1 構(gòu)建虛擬化部署環(huán)境

存儲虛擬化部分選用聯(lián)想EMC VNX5300作為統(tǒng)一存儲設(shè)備，采用IP SAN技術(shù)，組成標(biāo)準(zhǔn)的SAN集中存儲架構(gòu)，主要用于存儲所有虛擬機(jī)的封裝文件、虛擬機(jī)模板文件及大量圖書館電子資源數(shù)據(jù)。為存儲配備了轉(zhuǎn)速15K容量600GB的SAS硬盤15塊、轉(zhuǎn)速7.2K容量2TB的NL-SAS硬盤30塊，劃分為5個LUN，其中兩個用于存儲虛擬機(jī)操作系統(tǒng)，3個用于普通數(shù)據(jù)存儲。然后分別采用RAID5、RAID6規(guī)劃高速盤和低速盤，并且保留一塊硬盤作為熱備盤，經(jīng)過劃分后實際獲得可使用容量約49TB。統(tǒng)一存儲設(shè)備通過8Gbps FC端口以冗余雙鏈路連接到兩臺Brocade 300光纖交換機(jī)上。光纖交換機(jī)、存儲及服務(wù)器都配備了數(shù)據(jù)交換的雙鏈路，從而保證任一設(shè)備出現(xiàn)故障時數(shù)據(jù)交換功能仍能保持正常。兩臺控制器為服務(wù)器提供對LUN的訪問控制、緩存和其他如數(shù)據(jù)復(fù)制等的管理功能。

服務(wù)器虛擬化部分硬件采用3臺聯(lián)想聯(lián)想RD-630服務(wù)器，每個服務(wù)器配置Intel（R）Xeon（R）CPU E5-2650 2.00GHz系列高端四路處理器、128GB內(nèi)存，雙千兆網(wǎng)卡和雙端口HBA卡，通過兩個光纖I/0模塊與EMC VNX5300雙控制器存儲陣列連接，保證整個硬件平臺的冗余高可靠性。

服務(wù)器虛擬化軟件選用VMware vSphere 5 Enterprise Plus版本，提供對主機(jī)和群集、虛擬機(jī)和模板、存儲、網(wǎng)絡(luò)及各種性能監(jiān)控等的配置功能，方便用戶快速調(diào)整虛擬機(jī)的分布、資源的利用及當(dāng)故障出現(xiàn)時的快速恢復(fù)能力。

4.2 圖書館虛擬桌面的部署

整個架構(gòu)所需要部署的服務(wù)器、虛擬機(jī)及虛擬桌面如表1所示。教師、電子閱覽及公共檢索的虛擬桌面IP從虛擬化后的館內(nèi)具有不同網(wǎng)絡(luò)權(quán)限的VLAN中指定，如針對文獻(xiàn)編目的虛擬桌面和公共檢索虛擬桌面就可以指定到不同的VLAN中。

表1 虛擬化環(huán)境及虛擬桌面安裝、部署

5 結(jié)語

虛擬桌面在圖書館的應(yīng)用可以有效地節(jié)省資金，滿足各類型桌面應(yīng)用對圖書館數(shù)字化環(huán)境復(fù)雜性、多樣性和可管理性不斷提升的要求。但由于受圖書館網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、設(shè)備及服務(wù)器種類、人員使用習(xí)慣等因素影響，本方案在實施過程中會受到諸多限制，如虛擬化環(huán)境的初期建設(shè)成本比較高；整個系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的依賴性強(qiáng)；某些型號的交換機(jī)不支持自動發(fā)現(xiàn)功能，實際網(wǎng)絡(luò)的變化情況只有通過配置才能添加到vCenter虛擬網(wǎng)絡(luò)中；讀者難以轉(zhuǎn)變使用普通PC的習(xí)慣等。相信以后隨著硬件成本的不斷降低和虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，這些缺點都會逐漸得到克服，采用虛擬化桌面技術(shù)開展圖書館的各種桌面應(yīng)用業(yè)務(wù)必將有著廣闊的應(yīng)用前景。

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

[2]張前程.GHOST多播技術(shù)在高校計算機(jī)機(jī)房維護(hù)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2010（7）：93.

[3]劉淑輝.高校計算機(jī)實驗室的管理與維護(hù)[J].實驗室科學(xué)，2013（3）：116-117.

[4]童曉渝，張云勇.智能普適網(wǎng)絡(luò)——面向服務(wù)的云計算運營架構(gòu)[M].北京：人民郵電出版社，2012（1）：110-111.

[5]王春海，高紅瑋.VMware Workstation與ESX Server典型應(yīng)用指南[M].第2版.北京：中國鐵道出版社，2012（10）：441-447.

章增安男，碩士，館員。

褚蕓蕓女，碩士，講師。

G250.71

2014-01-24；責(zé)編：姚雪梅。）