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    圖書館云桌面應(yīng)用淺識

    2014-03-10 11:44:05鐘遠薪
    圖書館論壇 2014年6期
    關(guān)鍵詞:桌面虛擬化終端

    鐘遠薪

    圖書館云桌面應(yīng)用淺識

    鐘遠薪

    文章從圖書館業(yè)務(wù)需求及云桌面概念出發(fā),闡述了國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀,介紹了云桌面系統(tǒng)架構(gòu)、虛擬機技術(shù)、桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議以及高可用性技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容;對檢索終端服務(wù)、電子閱覽服務(wù)、授權(quán)訪問數(shù)字資源服務(wù)、讀者云服務(wù)和館員工作桌面服務(wù)等應(yīng)用模式展開了討論;并建議圖書館從可用性、易用性、可擴展性及性價比等四個方面去考察和選擇云桌面應(yīng)用系統(tǒng),對圖書館云桌面應(yīng)用進行了評價和展望。

    云桌面 桌面虛擬化 云計算 圖書館技術(shù)

    0 引言

    終端檢索、電子閱覽是現(xiàn)代圖書館的基礎(chǔ)服務(wù)內(nèi)容之一,不限地點的授權(quán)訪問數(shù)字資源服務(wù)、用戶個性化數(shù)字資源存儲和服務(wù)正是當前圖書館數(shù)字化建設(shè)的重要內(nèi)容。多年來,業(yè)界對這些內(nèi)容進行了大量的研究,不少研究結(jié)果在圖書館中有了普遍的實踐和應(yīng)用,但隨著高速互聯(lián)網(wǎng)、虛擬化、云計算等信息技術(shù)的發(fā)展,圖書館相關(guān)的服務(wù)內(nèi)容面臨著新的挑戰(zhàn),服務(wù)設(shè)施和手段也迎來了新的發(fā)展機遇。

    云桌面是一種將虛擬化技術(shù)與瘦客戶系統(tǒng)相結(jié)合,以虛擬機的形式運行在服務(wù)器上,采用桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議提供遠程桌面顯示服務(wù),從而實現(xiàn)用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問桌面計算環(huán)境的技術(shù)。云桌面又可稱為桌面云、桌面虛擬化,由云平臺和云終端兩部分組成。其中,數(shù)據(jù)的讀寫和軟件的處理全部在云平臺運行,同時通過Web、客戶端等方式將用戶操作行為反饋到云平臺,并將運算的結(jié)果實時地顯示在云終端上。云桌面技術(shù)源于虛擬化技術(shù),作為云計算技術(shù)的重要部分,隨著云計算的發(fā)展而迅速普及,具有安全、節(jié)能、易于管理、靈活訪問等特點,在銀行、電信、教育等行業(yè)已有成功的應(yīng)用,有報告認為云桌面取代傳統(tǒng)PC指日可待[1]。

    云桌面技術(shù)的發(fā)展和逐步成熟,對圖書館信息設(shè)施建設(shè)、數(shù)字資源服務(wù)、業(yè)務(wù)管理與服務(wù)流程等多個方面都產(chǎn)生重要的影響,已經(jīng)有圖書館開始嘗試使用云桌面[2-3]。然而,云桌面有哪些關(guān)鍵技術(shù)會直接影響到圖書館對這項新應(yīng)用的判斷和評估?圖書館云桌面應(yīng)用有哪些模式?如何去考察和選擇這些模式以及這些模式有哪些優(yōu)勢和劣勢?未來的發(fā)展會是怎樣?這都是目前圖書館所關(guān)心的、仍需深入探討且具有重要研究價值和實踐意義的內(nèi)容。

    1 相關(guān)研究

    截至2014年3月18日,國外關(guān)于“圖書館云計算”(librar*+cloud)的研究較少,研究內(nèi)容均側(cè)重于云計算對圖書館的影響以及圖書館應(yīng)如何應(yīng)對云計算帶來的挑戰(zhàn)[4-6],也有文獻介紹云存儲和服務(wù)器虛擬化[7]、云計算與圖書館自動化[8]等內(nèi)容,但尚未發(fā)現(xiàn)涉及與“圖書館云桌面”(librar*+cloud desktop)、“圖書館桌面虛擬化”(librar*+desktop virtual*)等密切相關(guān)主題的研究報告。

    在國內(nèi),關(guān)于“圖書館云計算”的研究論文較多,在CNKI中以關(guān)鍵詞“圖書館and(云計算or云服務(wù))”進行主題檢索,找到1081篇相關(guān)文獻,但大部分研究的內(nèi)容主要集中在云計算影響與挑戰(zhàn)、圖書館云計算應(yīng)用、云計算與信息資源共享、云計算與數(shù)字圖書館安全等方面,僅有少部分論文涉及云桌面,如劉煒提到大型圖書館須架構(gòu)滿足本地或局部應(yīng)用的“私有云”平臺[9];王華偉提出“讀者私有云”建設(shè)[10]?!皥D書館虛擬化技術(shù)”的研究對象主要是服務(wù)器虛擬化技術(shù)及其在圖書館中的應(yīng)用,但有少量論文將桌面虛擬化及其在圖書館中的應(yīng)用作為研究對象或主要內(nèi)容[11]。2011年“云桌面”這一概念提出后[12],近3年來有約200篇文章對云桌面的系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用前景等展開研究,但其中只有幾篇文章是以圖書館為研究主體??偟膩碚f,目前可查的“圖書館云桌面”相關(guān)研究文獻僅有10來篇,研究內(nèi)容包括云桌面在圖書館的應(yīng)用及前景[13-15]、云桌面的挑戰(zhàn)與圖書館應(yīng)對[16-17]、云桌面設(shè)計與系統(tǒng)構(gòu)建[18-19]、云桌面案例分析與成本效用[20-22]、“圖書館云桌面應(yīng)用模式”、“圖書館應(yīng)用云桌面的考察和評價”、“云桌面技術(shù)對未來圖書館數(shù)字化建設(shè)的影響”等,研究尚處于初期階段,仍缺乏全面深入的討論。

    2 云桌面關(guān)鍵技術(shù)探討

    2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

    云桌面系統(tǒng)架構(gòu)是指云桌面的硬件、網(wǎng)絡(luò)、集群系統(tǒng)及相關(guān)軟件等設(shè)施的設(shè)計規(guī)劃。一般而言,云桌面系統(tǒng)包括云平臺和云終端兩部分。其中,云平臺包含服務(wù)器(集群)、高性能存儲及存儲交換機、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等硬件,服務(wù)器上運行集群管理系統(tǒng)、虛擬機管理與應(yīng)用系統(tǒng)、云桌面會話與代理服務(wù)系統(tǒng)以及性能優(yōu)化模塊等軟件;云終端則為各類PC、瘦客戶機、終端機、平板、手機等接入設(shè)備,部分云終端需要安裝終端軟件以獲得接入服務(wù)。典型的云桌面系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

    系統(tǒng)架構(gòu)直接關(guān)系到云桌面的性能和可靠性,不同產(chǎn)品在系統(tǒng)架構(gòu)上各具特色,但都以實現(xiàn)有效冗余、數(shù)據(jù)高效讀寫、提升鏈路帶寬、抑制網(wǎng)絡(luò)風暴、避免單點故障等為目標。

    2.2 虛擬機技術(shù)

    虛擬機技術(shù)指的是將單個物理機模擬成多個虛擬機器的技術(shù),是云桌面技術(shù)的核心;根據(jù)它對客戶機OS的支持程度可分為半虛擬化和完全虛擬化兩類。目前主流的虛擬機方案包括 VMware vSphere、微軟 Hyper-V、Citrix Xen、Oracle VirtualBox和Ret Hat KVM,其中Xen、VirtualBox和KVM開源。上述解決方案各有優(yōu)劣,基本都提供對Windows和Linux操作系統(tǒng)的支持。vSphere和Hyper-V強大、穩(wěn)定,但價格昂貴,常見于服務(wù)器虛擬化;Xen是當前發(fā)展最好、性能最穩(wěn)定、占用資源最少的桌面虛擬化技術(shù),市場占有率較高;VirtualBox可以廣泛地支持Windows、Mac OS、Linux、UNIX等操作系統(tǒng),且免費,但性能方面表現(xiàn)不夠優(yōu)秀;KVM靈活、穩(wěn)定,作為Linux內(nèi)核的一部分,可以獲得Linux系統(tǒng)最強大的支持,是當前發(fā)展最快、前景最好的虛擬機技術(shù),目前國內(nèi)大部分云桌面產(chǎn)品都是基于KVM而進行的二次開發(fā)。

    圖1 典型的云桌面系統(tǒng)架構(gòu)圖

    2.3 桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議

    要有效地傳遞用戶操作,映射云終端設(shè)備,并將云平臺上數(shù)據(jù)運行的結(jié)果顯示到云終端,桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議至關(guān)重要,協(xié)議效率決定了云桌面的用戶體驗,協(xié)議越高效,最終用戶的體驗就會越好。在多媒體時代,高品質(zhì)的影音體驗已成為人們的基本需求,因此,桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議實際上就是云桌面的生命線?,F(xiàn)在有幾十種遠程顯示協(xié)議可應(yīng)用到云桌面,其中應(yīng)用最廣泛的有微軟的 RDP/RemoteFX、Citrix的 ICA/ HDX、VMware的PCoIP和Ret Hat的SPICE。RDP/RemoteFX基本上只用于Hyper-V,適用的場景有限;ICA/HDX是公認性能拔尖、體驗流暢、穩(wěn)定性好的協(xié)議,具有壓縮功能,可以有選擇地將部分視頻處理工作卸載到終端;PCoIP特點在于壓縮顯示輸出時只傳輸變化的部分,在低帶寬中也能有較好的效果,但有測試認為,視頻等高動態(tài)顯示傳輸,效果不是很理想;SPICE開源,搭配KVM使用,擁有出色的圖形性能和視頻質(zhì)量,發(fā)展前景較好。

    2.4 高可用性技術(shù)

    當前計算機的應(yīng)用瓶頸在于存儲設(shè)備的讀寫性能有限,云桌面除了受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的制約外,其體驗效果還受到數(shù)據(jù)讀寫性能較大的影響。因此,不同的產(chǎn)品均在高可用性技術(shù)上尋求突破,包括如何抑制和分散網(wǎng)絡(luò)風暴、如何減少磁盤的頻繁讀寫、如何共享數(shù)據(jù)等,這包含了一系列諸如內(nèi)存合并、鏈接克隆、群集監(jiān)聽、行為偵測等技術(shù)手段。此外,系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,也是各個產(chǎn)品廠商關(guān)注的重點,包括服務(wù)器集群、動態(tài)漂移、容災(zāi)備份等,每個廠商有不同的解決方案。對于國內(nèi)云桌面廠商而言,高可用性技術(shù)往往是不同產(chǎn)品分出技術(shù)高下的地方。

    3 圖書館云桌面應(yīng)用

    3.1 圖書館云桌面應(yīng)用模式

    就目前的發(fā)展來看,云桌面取代PC的趨勢逐步明顯,將為圖書館帶來重要的改變,這些改變不僅涉及到圖書館的基礎(chǔ)信息設(shè)施,還有可能影響到圖書館的管理和業(yè)務(wù)流程,乃至顛覆部分圖書館傳統(tǒng)服務(wù)。從技術(shù)應(yīng)用的角度而言,圖書館云桌面應(yīng)用有以下5種模式。

    3.1.1 檢索終端服務(wù)

    當前圖書館的檢索終端一般采用PC或終端機,存在設(shè)備容易老化、不易于管理維護等缺點。而云桌面的終端性能由云平臺決定,可以針對用戶需求,對終端所需的系統(tǒng)功能進行定制和快速分發(fā),并可以根據(jù)實際情況進行實時調(diào)整;此外,云桌面的終端采用零噪音設(shè)計,無風扇和傳統(tǒng)硬盤,能耗極低,故障率少,設(shè)備壽命更長;當終端需要進行調(diào)整和更換時,無需在進行系統(tǒng)安裝和配置,基本實現(xiàn)零維護。

    3.1.2 電子閱覽服務(wù)

    電子閱覽服務(wù)是圖書館信息化服務(wù)的傳統(tǒng)項目之一,讀者可以通過圖書館電子閱覽室或其他開放的館內(nèi)電腦訪問圖書館的各類數(shù)字資源和互聯(lián)網(wǎng)。傳統(tǒng)電子閱覽服務(wù)存在容易出現(xiàn)故障、管理維護困難、需配備專職管理人員、服務(wù)成本較高等問題。實施云桌面后,可以大幅減少終端故障的發(fā)生;當需要對閱覽用機進行系統(tǒng)更新、軟件安裝、訪問策略調(diào)整等維護操作時,只需定期對云平臺上的虛擬機鏡像進行更新部署即可,極大地節(jié)省了相關(guān)工作人員的時間,也節(jié)約了能耗、設(shè)備更新、人員配備等方面的成本。當然,目前電子閱覽服務(wù)的云桌面應(yīng)用仍存在無法媲美高性能PC的視頻體驗,無法滿足3D高級處理需求等問題,但相信在不久的將來這些問題都會得到解決。

    3.1.3 授權(quán)訪問數(shù)字資源服務(wù)

    圖書館的數(shù)字資源往往采用IP地址授權(quán)服務(wù),館外的讀者無法訪問圖書館的數(shù)字資源。針對這一難題的解決方案是過去研究和實踐的熱點,往往花費不菲的價錢購置相關(guān)的VPN系統(tǒng)或代理系統(tǒng),給讀者開通校外訪問帳號,以滿足他們的需求。在云桌面系統(tǒng)中只需為用戶開放校外網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)接入,就可以為這一問題提供一種現(xiàn)成的、更可靠的解決方案。因為云桌面運行在圖書館的云平臺服務(wù)器中,用戶通過云桌面訪問數(shù)字資源實際上就是通過圖書館服務(wù)器進行訪問,自然不存在IP受限的問題。

    3.1.4 讀者云服務(wù)

    云桌面的應(yīng)用還可以讓圖書館開展一項新服務(wù),即提供云存儲和個人云桌面的讀者私有云服務(wù)。不管用戶是在圖書館、家里還是在其他地方,都可以通過他的帳號和密碼登錄到圖書館的云桌面系統(tǒng),進行數(shù)據(jù)操作、軟件和互聯(lián)網(wǎng)利用。云桌面還可以通過多種終端設(shè)備的支持,提供基于PC、PAD或手機的訪問。這樣就為讀者提供一個數(shù)據(jù)不丟失、基本不關(guān)機、共享更容易的虛擬個人電腦或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)空間。

    3.1.5 館員工作桌面服務(wù)

    云桌面的應(yīng)用可為每個館員提供定制的工作桌面,以幫助館員在一個更為標準和規(guī)范、系統(tǒng)更穩(wěn)定、性能更好、數(shù)據(jù)共享更迅捷的桌面環(huán)境中開展讀者服務(wù)工作。它的優(yōu)勢在于:一方面,館員對桌面性能的需求可根據(jù)實際情況予以調(diào)整;另一方面,圖書館對云平臺服務(wù)器和存儲資源的整合可優(yōu)化資源配置,節(jié)省服務(wù)運行成本。此外,在管理維護、數(shù)據(jù)安全方面,相對于傳統(tǒng)PC,云桌面也具有巨大的優(yōu)勢。

    3.2 圖書館云桌面系統(tǒng)的考察與選擇

    云桌面具有廣闊的發(fā)展前景,除了VMware、Citrix等國際一線品牌外,近年來國內(nèi)廠商的相關(guān)產(chǎn)品集中性爆發(fā),各行業(yè)的云桌面應(yīng)用相繼出現(xiàn),呈現(xiàn)出規(guī)模應(yīng)用的態(tài)勢。不少圖書館也在對這項技術(shù)進行調(diào)研和考察。選擇合適的云桌面系統(tǒng)除了要了解市場占有率、成功案例之外,還應(yīng)從以下四個方面進行測試和考量。

    3.2.1 可用性

    圖書館云桌面應(yīng)用的可用性首先是指能滿足業(yè)務(wù)需求,例如電子閱覽服務(wù),云桌面要像傳統(tǒng)PC一樣完全支持各類軟件應(yīng)用,能順利訪問各類資源和互聯(lián)網(wǎng),能流暢播放高品質(zhì)視音頻;其次是指系統(tǒng)穩(wěn)定、健壯、安全和少故障,這須考察相關(guān)系統(tǒng)的體系架構(gòu)是否合理,是否存在單點故障,集群功能是否強大,冗余災(zāi)備是否完善等;此外,可用性還體現(xiàn)在多種終端和多種系統(tǒng)的支持上,云桌面作為一種架構(gòu)更為先進的技術(shù),應(yīng)該考察其在移動應(yīng)用和跨平臺支持上的內(nèi)容。

    3.2.2 易用性

    圖書館云桌面系統(tǒng)應(yīng)易于學習和使用,亦應(yīng)易于管理和維護。對于讀者,云桌面的使用界面和操作方式應(yīng)與傳統(tǒng)桌面一致,無需額外學習;特定應(yīng)用界面應(yīng)簡單清晰,相關(guān)使用幫助要齊備。對于圖書館,該系統(tǒng)應(yīng)配置簡潔、管理方便、維護輕松,且具有浮動桌面和持久桌面以便于不同場景的應(yīng)用。

    3.2.3 可擴展性

    圖書館云桌面不是一個獨立的系統(tǒng),要與現(xiàn)有的圖書館用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)站以及其他服務(wù)系統(tǒng)進行有效的整合。因此,必須考察云桌面系統(tǒng)與第三方設(shè)備或軟件對接、其它應(yīng)用程序的嵌入、功能二次開發(fā)、自定義桌面等方面的支持程度;此外,也要考察云桌面系統(tǒng)對于服務(wù)器資源擴展、接入終端數(shù)量擴展的支持與否和擴展瓶頸等問題。

    3.2.4 性價比

    即通過綜合評估確定圖書館云桌面系統(tǒng)的最優(yōu)方案:第一,計算系統(tǒng)的實施成本,包括服務(wù)器、存儲陣列與交換機、終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件成本和服務(wù)器集群管理軟件、云桌面管理和服務(wù)軟件等軟件成本;第二,計算運營和維護成本,包括運行成本、人員投入成本、硬件設(shè)備及系統(tǒng)年度維護費用等;第三,考察產(chǎn)品系統(tǒng)擴展的費用問題,因為云桌面的最佳應(yīng)用方式是按需購買,逐步擴展;第四,評估廠商的服務(wù)支持能力和產(chǎn)品的發(fā)展前景,以尋求穩(wěn)定長久的技術(shù)支持服務(wù)。

    此外,作為一項仍在不斷發(fā)展和成熟的技術(shù),云桌面目前的實際應(yīng)用仍然不多,所以圖書館在考察相關(guān)系統(tǒng)時,一定要基于真實環(huán)境進行規(guī)?;摹⒐δ苊鞔_的、多個產(chǎn)品相互比較的應(yīng)用測試,才能為相關(guān)決策提供有效的評判材料。

    4 評價與展望

    云桌面在圖書館的應(yīng)用可以提高圖書館的管理水平,降低圖書館的運行成本,為館員和讀者提供更加靈活的桌面接入服務(wù)。當然,圖書館云桌面應(yīng)用也存在性能相較于PC稍差、3D處理還不夠理想等問題。當前圖書館云桌面的應(yīng)用仍處于萌芽階段,案例較少,很多問題可能要在實踐應(yīng)用中慢慢發(fā)現(xiàn)及解決。因此,對圖書館云桌面技術(shù)的應(yīng)用須持嚴謹和慎重的態(tài)度,做好戰(zhàn)略規(guī)劃,確定切實合理的目標,以點帶面,逐步推進,不斷地提高應(yīng)用的能力和水平。

    從云計算的基本理念及圖書館云計算應(yīng)用的可能框架分析,云計算給圖書館管理所帶來的挑戰(zhàn)是前所未有的[23]。其中,云桌面技術(shù)的下一步發(fā)展存在許多可能性,例如:云桌面整合圖書館的資源和服務(wù),嵌入圖書館的業(yè)務(wù)管理功能,形成圖書館的數(shù)字資源共享中心、讀者服務(wù)中心和桌面業(yè)務(wù)系統(tǒng);又如,和新一代圖書館服務(wù)系統(tǒng)結(jié)合,成為下一代圖書館管理和服務(wù)軟件的架構(gòu)模式等等。云桌面應(yīng)用的發(fā)展,必將對圖書館的建設(shè)和服務(wù)帶來深遠的影響。

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    Application of Cloud Desktop for Libraries

    ZHONG Yuan-xin

    This article provides an overview of the meanings of“cloud computing” and“cloud desktop”,proposes the key technologies such as system architecture,virtual machine,desktop transfer protocol and high availability technologies of cloud desktop,and lists the usage models of cloud desktop for libraries,then discusses how choosing this technology.Finally,benefits and drawbacks of the application of cloud desktop for libraries are evaluated and its future development are previewed.

    cloud desktop;desktop virtualization;cloud computing;library technology

    格式 鐘遠薪.圖書館云桌面應(yīng)用淺識[J].圖書館論壇,2014(6):106-111.

    鐘遠薪(1982-),男,東莞職業(yè)技術(shù)學院圖書館館員。

    2013-12-15

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