云桌面技術(shù)在公共圖書(shū)館讀者用機(jī)管理中的應(yīng)用

鮑靜　寧一丁

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);云計(jì)算;讀者用機(jī);云桌面

摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是云計(jì)算技術(shù)的深入發(fā)展，公共圖書(shū)館讀者用機(jī)的類(lèi)型、服務(wù)內(nèi)容、IT管理方式日益多樣化，文章以安徽省圖書(shū)館電子閱覽用機(jī)升級(jí)項(xiàng)目為例，探討了VDI、IDV、VOI等云桌面系統(tǒng)在公共圖書(shū)館讀者用機(jī)管理中的應(yīng)用，力求給出一個(gè)公共圖書(shū)館普遍適用的讀者用機(jī)云桌面管理方案。

中圖分類(lèi)號(hào)：G258.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-1588（2021）10-0032-04

1公共圖書(shū)館讀者用機(jī)管理技術(shù)手段簡(jiǎn)述

公共圖書(shū)館電子閱覽室普遍使用臺(tái)式電腦對(duì)讀者提供電子資源瀏覽、網(wǎng)絡(luò)信息檢索等服務(wù)，各專(zhuān)業(yè)閱覽室也需要多種應(yīng)用類(lèi)型的信息查詢用機(jī)供讀者使用，如何對(duì)數(shù)量龐大、位置分散、內(nèi)容不同的讀者用機(jī)進(jìn)行有效管理，提升服務(wù)滿意度，一直以來(lái)都是各圖書(shū)館相關(guān)部門(mén)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。從最初的單機(jī)還原卡管理到網(wǎng)絡(luò)還原卡管理、Ghost備份軟件管理到無(wú)盤(pán)工作站系統(tǒng)管理，其發(fā)展趨勢(shì)是從單臺(tái)獨(dú)立管理發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)化集群管理、從每臺(tái)客戶端部署單獨(dú)軟件或硬件發(fā)展為系統(tǒng)性投入軟硬件，利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)客戶端進(jìn)行管理，帶來(lái)管理效率的大幅提升，讀者體驗(yàn)越來(lái)越好，但依然存在或多或少的問(wèn)題，如病毒防范難、客戶端內(nèi)容更新繁瑣耗時(shí)、管理系統(tǒng)冗余度不高、軟硬件耦合故障點(diǎn)多等[1]。

云計(jì)算技術(shù)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集大成者，需要多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)條件的支撐：高速以太網(wǎng)技術(shù)不斷突破，萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸在數(shù)據(jù)中心普及，局域網(wǎng)內(nèi)千兆到桌面已經(jīng)普遍實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)連接更加可靠;存儲(chǔ)虛擬化和服務(wù)器虛擬化技術(shù)的成熟和發(fā)展可以更好地應(yīng)對(duì)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的大數(shù)據(jù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算效能的最大化和按需供應(yīng)計(jì)算資源，分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算因此逐漸成為主流。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和完善，特別是對(duì)客戶端進(jìn)行管理的云桌面技術(shù)的出現(xiàn)，讓很多桌面終端管理難題迎刃而解。云桌面具有管理簡(jiǎn)單、操作容易、系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)、部署方便、簡(jiǎn)化IT維護(hù)、可以統(tǒng)一管理集中配置、節(jié)約購(gòu)置和維護(hù)成本、提高資源利用率等優(yōu)點(diǎn)，在圖書(shū)館讀者用機(jī)的管理中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。目前適用于公共圖書(shū)館讀者用機(jī)管理的云桌面技術(shù)有以下三種典型架構(gòu)[3]：①VDI（Virtual Desktop Infrastructure）虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)。VDI是集中存儲(chǔ)、集中運(yùn)算的虛擬桌面架構(gòu)。該架構(gòu)是將所有的數(shù)據(jù)運(yùn)算都集中在服務(wù)器端管理，客戶端只通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和專(zhuān)有協(xié)議接收服務(wù)器上的虛擬桌面，并在顯示器上顯示，每一個(gè)用戶都可以是一個(gè)獨(dú)立的操作系統(tǒng)，在邏輯上能夠完全隔離。②IDV（Intelligent Desktop Virtualization）智能桌面虛擬化架構(gòu)。IDV是采用集中存儲(chǔ)、分布運(yùn)算的虛擬桌面構(gòu)架;IDV的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集中在后端，鏡像存儲(chǔ)在本地，相比VDI模式，IDV模式是離線可用的，但安全性會(huì)低于VDI。IDV對(duì)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有過(guò)度依賴，無(wú)需傳輸大量的圖像，同樣可以統(tǒng)一管理終端桌面系統(tǒng)。而在3D應(yīng)用方面，由于客戶端硬件虛擬層的存在，同時(shí)受本地PC顯卡配置和顯卡傳透技術(shù)的影響，IDV必須犧牲客戶端機(jī)器部分物理性能。此外，該模式不支持按需分配，不支持移動(dòng)架構(gòu)終端接入。③VOI（Virtual Operatingsystem Infrastructure）虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)。VOI也是集中存儲(chǔ)、分布運(yùn)算的構(gòu)架，但和IDV不同的是客戶端無(wú)任何硬件虛擬化層;取而代之的是客戶端容器的概念，類(lèi)似于無(wú)盤(pán)工作站，離線可用的特點(diǎn)又優(yōu)于無(wú)盤(pán)工作站的離線不可用，桌面系統(tǒng)完全運(yùn)行在本地物理機(jī)之上，因此桌面性能可完全保持傳統(tǒng)PC的體驗(yàn)，在3D應(yīng)用等富媒體應(yīng)用方面可完全發(fā)揮客戶端的硬件性能，與IDV架構(gòu)一樣終端不支持移動(dòng)架構(gòu)。

從云計(jì)算技術(shù)所屬類(lèi)型的角度來(lái)看，這三種云桌面架構(gòu)均屬于私有云和SaaS（軟件即服務(wù)）的云計(jì)算模式[4]。結(jié)合公共圖書(shū)館電子閱覽用機(jī)的現(xiàn)實(shí)狀況，筆者總結(jié)了三種云桌面架構(gòu)各自的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，見(jiàn)表1。表1三種云桌面架構(gòu)各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

對(duì)比項(xiàng)VOIIDVCDI最優(yōu)技術(shù)選擇管理方式集中管理集中管理集中管理VOI、IDV、CDI終端要求及成本可根據(jù)應(yīng)用靈活選用最高低CDI服務(wù)器配置要求低低最高VOI、IDV建設(shè)成本較低中高VOI局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求低，最低支持10兆局域網(wǎng)絡(luò)較低，最低支持100兆局域網(wǎng)絡(luò)高，僅支持千兆局域網(wǎng)絡(luò)以上環(huán)境VOI3D/富媒體應(yīng)用同終端稍弱于終端差VOI離線使用支持支持不支持VOI、IDV支持移動(dòng)架構(gòu)客戶端不支持不支持支持VDI外設(shè)兼容性好較好較差VOI數(shù)據(jù)安全性低低高VDI啟動(dòng)風(fēng)暴無(wú)無(wú)可能VOI、IDV注：此表中“最優(yōu)技術(shù)選擇”項(xiàng)同時(shí)列入性能指標(biāo)基本接近的最優(yōu)技術(shù)選型由表1可知，在所列出的11項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)最佳技術(shù)選項(xiàng)中，VDI云桌面架構(gòu)占4項(xiàng)，IDV架構(gòu)占4項(xiàng)，VOI架構(gòu)占8項(xiàng)，在這三種云桌面技術(shù)中VDI云桌面的優(yōu)勢(shì)是數(shù)據(jù)不落地、唯一支持移動(dòng)架構(gòu)客戶端的云桌面技術(shù)，但不能離線使用、對(duì)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器端高度依賴、3D/富媒體應(yīng)用性能差、客戶端外設(shè)兼容性不佳、建設(shè)成本高昂等缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)。VOI云桌面具有IDV云桌面所有的優(yōu)點(diǎn)，且多項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)優(yōu)于IDV云桌面?；诠矆D書(shū)館讀者用機(jī)目前基本為臺(tái)式PC機(jī)電腦，很少有ARM架構(gòu)等移動(dòng)客戶端，且對(duì)讀者基本全部免費(fèi)開(kāi)放使用、不存在保密數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)需求，VOI架構(gòu)的云桌面最符合目前公共圖書(shū)館電子閱覽用機(jī)的管理現(xiàn)實(shí)。

2安徽省圖書(shū)館電子閱覽服務(wù)升級(jí)項(xiàng)目的具體實(shí)踐2.12018年改造前安徽省圖書(shū)館讀者用機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀

電子閱覽室集中布署100臺(tái)左右電子閱覽用機(jī)：品牌電腦HP3300及同等性能其他品牌臺(tái)式機(jī)（CPU：AMD AthlonTM II X2 255 Processor;內(nèi)存：2G;500G SATA硬盤(pán)）。向讀者提供以下服務(wù)：數(shù)字化圖書(shū)報(bào)刊閱覽、專(zhuān)題性數(shù)據(jù)庫(kù)檢索查詢、全國(guó)文化信息資源共享工程資源、互聯(lián)網(wǎng)信息瀏覽（電子郵件和基本網(wǎng)頁(yè)瀏覽）。

辦證大廳及各閱覽室分散布署讀者查詢機(jī)20臺(tái)左右：全部為臺(tái)式機(jī)電腦，品牌雜亂、型號(hào)老舊，多為從其他用途轉(zhuǎn)用，僅向讀者提供館藏書(shū)目查詢、讀者借閱查詢、自助續(xù)借和政務(wù)外網(wǎng)信息查詢等服務(wù)。

以上讀者用機(jī)使用年限全部達(dá)到5年以上，部分信息查詢機(jī)達(dá)到10年的使用期限，全部配備小特工硬件還原卡對(duì)電腦系統(tǒng)進(jìn)行重啟還原保護(hù)，經(jīng)過(guò)多年的使用，這種硬件還原卡保護(hù)模式已不能適應(yīng)機(jī)器的系統(tǒng)維護(hù)工作，主要表現(xiàn)在：一是隨著還原卡及臺(tái)式機(jī)硬件使用年限的增多，還原卡自帶網(wǎng)卡模塊故障不斷出現(xiàn)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接中斷，需要不斷打開(kāi)機(jī)箱重新插拔或更換還原卡才能暫時(shí)解決故障，造成重復(fù)、大工作量維護(hù)并影響讀者使用。二是系統(tǒng)克隆雖然可以批量克隆，但常帶來(lái)廣播風(fēng)暴問(wèn)題，造成克隆速度慢、頻繁掉線，降低系統(tǒng)維護(hù)效率，影響讀者體驗(yàn)。三是資源部署彈性不佳。這種維護(hù)方式最佳的讀者用機(jī)終端部署方式是集中部署在同一個(gè)近距離物理空間內(nèi)，以方便維護(hù)管理，提高維護(hù)效率。在以讀者服務(wù)為導(dǎo)向的發(fā)展趨勢(shì)下，各公共圖書(shū)館逐漸傾向于將讀者電子閱覽用機(jī)分散、就近部署在讀者日常使用的各專(zhuān)業(yè)閱覽室等方便使用的地方，館內(nèi)使用面積充裕的公共圖書(shū)館更傾向于采用集中和分散兩種方式部署讀者電子閱覽用機(jī)。2018年3月，我國(guó)16家省級(jí)以上公共圖書(shū)館（含國(guó)家圖書(shū)館）的電子閱覽服務(wù)方式為：有9家館采用的是集中式的管理方式，占56.25%;6家館為集中和分散兼有的方式，占37.5%;1家館采用分散方式，占6.25%。在人力資源有限和物理空間跨度大的條件下，部署模式的變化加劇了現(xiàn)有管理方式和資源部署模式的矛盾，制約了電子閱覽用機(jī)資源部署的彈性。

2.2安徽省圖書(shū)館電子閱覽用機(jī)升級(jí)改造項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

考慮到現(xiàn)有館舍面積不足和電子閱覽用機(jī)部署方式應(yīng)以滿足讀者服務(wù)需求為導(dǎo)向，在前期充分調(diào)研和測(cè)試的基礎(chǔ)上，安徽省圖書(shū)館建設(shè)完成了分散部署以云終端管理軟件管理云終端一體機(jī)的軟硬件設(shè)備升級(jí)方案：本次升級(jí)依舊使用一臺(tái)現(xiàn)有服務(wù)器（HPDL388P：CPUE5-2650、內(nèi)存16G、硬盤(pán)SATA500G）搭建3V一體的云終端管理平臺(tái)（Win server2008R2+mysql+VDI、VOI、IDV融合云桌面管理系統(tǒng)），初期采用VOI云桌面方案對(duì)讀者用機(jī)客戶端進(jìn)行管理，同時(shí)預(yù)留VDI模塊用于以后可能的移動(dòng)閱讀需求;針對(duì)原電子閱覽用機(jī)硬件老舊、運(yùn)行速度慢的情況，結(jié)合讀者電子閱覽服務(wù)類(lèi)型的不同需求，新購(gòu)不同性能、配置和價(jià)格的電子閱覽用機(jī)，達(dá)到既滿足讀者需求又節(jié)約建設(shè)經(jīng)費(fèi)的目的，建設(shè)完成后的讀者電子閱覽用機(jī)分散部署在讀者服務(wù)大廳及各閱覽室，分別配置不同瀏覽內(nèi)容的閱讀模板（win7 32位旗艦版操作系統(tǒng)+定制桌面和應(yīng)用軟件），供讀者電子閱覽或信息查詢使用;升級(jí)電子閱覽室管理軟件和檢索軟件，連通業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，提供使用借書(shū)證號(hào)和密碼自助登錄的讀者身份驗(yàn)證上機(jī)方式，以適應(yīng)電子閱覽服務(wù)分散部署在各功能廳和讀者閱覽室窗口的需求。建設(shè)后安徽省圖書(shū)館讀者用機(jī)的系統(tǒng)管理架構(gòu)見(jiàn)圖1。

云終端管理系統(tǒng)具備的基礎(chǔ)管理功能包括：首先是自動(dòng)化批量安裝部署功能，具備集中式部署，跨網(wǎng)段接入功能;具備終端分組管理，將不同的終端劃分成不同的群組進(jìn)行管理，以便與使用場(chǎng)景相對(duì)應(yīng)的功能;具備統(tǒng)一設(shè)置客戶端電腦的機(jī)器名、IP地址功能;具備鏡像制作、上傳服務(wù)端、分發(fā)到其他客戶端、批量更新的功能;具備根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，創(chuàng)建不同的節(jié)點(diǎn)鏡像，部署個(gè)性化應(yīng)用軟件及桌面，滿足不同用戶需求的功能;具備C/S架構(gòu)或B/S架構(gòu)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，具備記錄服務(wù)端用戶操作的日志審計(jì)功能。其次是客戶端管理及用戶行為管理功能。客戶端具備網(wǎng)絡(luò)和離線模式雙模啟動(dòng)方式運(yùn)行功能，具備兩種模式靈活切換，網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換到離線模式功能，最大限度地保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性;具備給客戶端每個(gè)邏輯盤(pán)分別設(shè)定重啟后還原保護(hù)和不還原模式功能;具備設(shè)定任務(wù)計(jì)劃，定時(shí)喚醒、重啟、關(guān)閉客戶端功能;具備設(shè)置多種獨(dú)立的使用環(huán)境，根據(jù)場(chǎng)景要求設(shè)置啟動(dòng)鏡像功能;具備客戶端系統(tǒng)桌面管理功能，如禁止修改IP、禁用USB類(lèi)存儲(chǔ)設(shè)備、禁用光驅(qū)等。

經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的建設(shè)和一年多的穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)合理設(shè)置客戶端機(jī)器的物理布局，從方便讀者使用和提升機(jī)器管理效率入手，安徽省圖書(shū)館云終端管理系統(tǒng)取得了預(yù)期的建設(shè)效果，日常系統(tǒng)維護(hù)和鏡像更新可以做到完全不影響客戶端的日常使用，純軟件管理的客戶端避免了軟硬件耦合時(shí)多發(fā)的故障點(diǎn)，重啟即恢復(fù)的桌面系統(tǒng)保證了讀者用機(jī)始終處于最佳的使用狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)快速部署相應(yīng)需求場(chǎng)景的桌面系統(tǒng)環(huán)境。業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在讀者電子閱覽用機(jī)數(shù)量減少一半以上的情況下，安徽省圖書(shū)館電子閱覽服務(wù)讀者人次從改造前2018年的18，256人次增長(zhǎng)為改造后2019年的23，486人次，服務(wù)讀者人次增長(zhǎng)了28.6%以上。

3云終端管理系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)及不足之處系統(tǒng)建設(shè)前必須進(jìn)行系統(tǒng)的讀者需求調(diào)研，開(kāi)展終端部署位置和IP地址規(guī)劃，制定相應(yīng)的軟硬件需求技術(shù)文檔，目標(biāo)是既要滿足現(xiàn)實(shí)需求，又要留有充分的系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)冗余度。IP地址規(guī)劃以物理位置（如文學(xué)閱覽室）為基礎(chǔ)劃分IP段，每個(gè)IP段留夠該物理地址未來(lái)業(yè)務(wù)擴(kuò)容所需的足夠地址數(shù)量，并明確電子閱覽用機(jī)的各種類(lèi)型和應(yīng)用軟件模板，模板名稱應(yīng)包括用途，時(shí)間等關(guān)鍵要素（如讀者閱覽201809、檢索201809等），方便以后不同閱讀類(lèi)型機(jī)器的鏡像模板切換、更新時(shí)的模板識(shí)別工作。

做好前期相關(guān)云桌面產(chǎn)品技術(shù)測(cè)試。我國(guó)現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)云桌面廠商眾多，技術(shù)路線以VDI云桌面最普遍，另有部分IDV和VOI云桌面廠商，行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是三種云桌面技術(shù)融合發(fā)展，融合發(fā)展解決方案可以使用戶通過(guò)任意終端，在任意地點(diǎn)、任意時(shí)間接入云桌面，實(shí)現(xiàn)資源的集中合理。做好不同類(lèi)型的云桌面功能測(cè)試，有助于了解和確定最適合本館需求的技術(shù)方案，少走彎路，避免造成時(shí)間和資源的浪費(fèi)。對(duì)于利舊需求較多的公共圖書(shū)館來(lái)說(shuō)，特別要關(guān)注終端及外設(shè)適配時(shí)云桌面系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題和本館網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適配性問(wèn)題。

要特別關(guān)注的是，云桌面廠商的本地化服務(wù)能力，對(duì)于一個(gè)新興的軟硬件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，除了自身功能完備，響應(yīng)及時(shí)的售后服務(wù)在部署初期是很重要的。

云桌面系統(tǒng)的的不足和應(yīng)對(duì)方法：服務(wù)器端可能會(huì)成為影響服務(wù)連續(xù)性的關(guān)鍵瓶頸，特別是對(duì)于使用單臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行管理的VOI云桌面系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雖然服務(wù)器物理?yè)p壞或系統(tǒng)損壞后，終端離線可用，但必須手工逐一將客戶端啟動(dòng)方式更改為本地硬盤(pán)啟動(dòng)方式。此外，當(dāng)單臺(tái)管理服務(wù)器因病毒入侵造成客戶端啟動(dòng)VBS文件感染時(shí)，如果服務(wù)器沒(méi)有及時(shí)斷網(wǎng)，客戶端啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀取錯(cuò)誤的VBS文件，導(dǎo)致系統(tǒng)重新啟動(dòng)后不能加載正確的系統(tǒng)鏡像而宕機(jī)。因此，公共圖書(shū)館必須特別做好服務(wù)器端病毒防范等安全工作，即關(guān)閉不需要的服務(wù)器端口，限制不必要的遠(yuǎn)程訪問(wèn)，做好后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)和鏡像文件的手工備份，但要慎用服務(wù)器端操作系統(tǒng)補(bǔ)丁更新，因?yàn)榭赡軙?huì)造成云桌面系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題。后期云桌面廠商應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注服務(wù)器端的安全防護(hù)問(wèn)題和系統(tǒng)升級(jí)帶來(lái)的服務(wù)器端操作系統(tǒng)和云終端管理軟件的兼容性問(wèn)題，開(kāi)發(fā)服務(wù)器端一鍵恢復(fù)和一鍵備份工具也是保證系統(tǒng)服務(wù)連續(xù)性的有效方法之一。此外，云桌面軟件還面臨客戶端系統(tǒng)的版權(quán)問(wèn)題，可以在明確終端數(shù)量后采購(gòu)相應(yīng)數(shù)量的操作系統(tǒng)版權(quán)加以應(yīng)對(duì)。

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（編校：崔萌）

作者簡(jiǎn)介：鮑靜（1977—），安徽省圖書(shū)館副研究館員;

寧一?。?973—），安徽省圖書(shū)館館員。