鮑靜　寧一丁

關鍵詞：計算機網絡;云計算;讀者用機;云桌面

摘要：隨著計算機網絡技術特別是云計算技術的深入發(fā)展，公共圖書館讀者用機的類型、服務內容、IT管理方式日益多樣化，文章以安徽省圖書館電子閱覽用機升級項目為例，探討了VDI、IDV、VOI等云桌面系統(tǒng)在公共圖書館讀者用機管理中的應用，力求給出一個公共圖書館普遍適用的讀者用機云桌面管理方案。

中圖分類號：G258.2文獻標識碼：A文章編號：1003-1588（2021）10-0032-04

1公共圖書館讀者用機管理技術手段簡述

公共圖書館電子閱覽室普遍使用臺式電腦對讀者提供電子資源瀏覽、網絡信息檢索等服務，各專業(yè)閱覽室也需要多種應用類型的信息查詢用機供讀者使用，如何對數(shù)量龐大、位置分散、內容不同的讀者用機進行有效管理，提升服務滿意度，一直以來都是各圖書館相關部門關注的焦點問題。從最初的單機還原卡管理到網絡還原卡管理、Ghost備份軟件管理到無盤工作站系統(tǒng)管理，其發(fā)展趨勢是從單臺獨立管理發(fā)展為網絡化集群管理、從每臺客戶端部署單獨軟件或硬件發(fā)展為系統(tǒng)性投入軟硬件，利用網絡對客戶端進行管理，帶來管理效率的大幅提升，讀者體驗越來越好，但依然存在或多或少的問題，如病毒防范難、客戶端內容更新繁瑣耗時、管理系統(tǒng)冗余度不高、軟硬件耦合故障點多等[1]。

云計算技術作為計算機網絡技術集大成者，需要多項關鍵技術條件的支撐：高速以太網技術不斷突破，萬兆網絡已經逐漸在數(shù)據(jù)中心普及，局域網內千兆到桌面已經普遍實現(xiàn)，網絡連接更加可靠;存儲虛擬化和服務器虛擬化技術的成熟和發(fā)展可以更好地應對指數(shù)級增長的大數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)，可以實現(xiàn)計算效能的最大化和按需供應計算資源，分布式計算、網格計算、云計算因此逐漸成為主流。隨著云計算技術的發(fā)展和完善，特別是對客戶端進行管理的云桌面技術的出現(xiàn)，讓很多桌面終端管理難題迎刃而解。云桌面具有管理簡單、操作容易、系統(tǒng)穩(wěn)定性強、部署方便、簡化IT維護、可以統(tǒng)一管理集中配置、節(jié)約購置和維護成本、提高資源利用率等優(yōu)點，在圖書館讀者用機的管理中具有重要的現(xiàn)實意義[2]。目前適用于公共圖書館讀者用機管理的云桌面技術有以下三種典型架構[3]：①VDI（Virtual Desktop Infrastructure）虛擬桌面基礎架構。VDI是集中存儲、集中運算的虛擬桌面架構。該架構是將所有的數(shù)據(jù)運算都集中在服務器端管理，客戶端只通過網絡和專有協(xié)議接收服務器上的虛擬桌面，并在顯示器上顯示，每一個用戶都可以是一個獨立的操作系統(tǒng)，在邏輯上能夠完全隔離。②IDV（Intelligent Desktop Virtualization）智能桌面虛擬化架構。IDV是采用集中存儲、分布運算的虛擬桌面構架;IDV的數(shù)據(jù)存儲集中在后端，鏡像存儲在本地，相比VDI模式，IDV模式是離線可用的，但安全性會低于VDI。IDV對網絡沒有過度依賴，無需傳輸大量的圖像，同樣可以統(tǒng)一管理終端桌面系統(tǒng)。而在3D應用方面，由于客戶端硬件虛擬層的存在，同時受本地PC顯卡配置和顯卡傳透技術的影響，IDV必須犧牲客戶端機器部分物理性能。此外，該模式不支持按需分配，不支持移動架構終端接入。③VOI（Virtual Operatingsystem Infrastructure）虛擬操作系統(tǒng)基礎架構。VOI也是集中存儲、分布運算的構架，但和IDV不同的是客戶端無任何硬件虛擬化層;取而代之的是客戶端容器的概念，類似于無盤工作站，離線可用的特點又優(yōu)于無盤工作站的離線不可用，桌面系統(tǒng)完全運行在本地物理機之上，因此桌面性能可完全保持傳統(tǒng)PC的體驗，在3D應用等富媒體應用方面可完全發(fā)揮客戶端的硬件性能，與IDV架構一樣終端不支持移動架構。

從云計算技術所屬類型的角度來看，這三種云桌面架構均屬于私有云和SaaS（軟件即服務）的云計算模式[4]。結合公共圖書館電子閱覽用機的現(xiàn)實狀況，筆者總結了三種云桌面架構各自的優(yōu)勢特點，見表1。表1三種云桌面架構各自的優(yōu)勢和特點

對比項VOIIDVCDI最優(yōu)技術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)應用靈活選用最高低CDI服務器配置要求低低最高VOI、IDV建設成本較低中高VOI局域網絡環(huán)境要求低，最低支持10兆局域網絡較低，最低支持100兆局域網絡高，僅支持千兆局域網絡以上環(huán)境VOI3D/富媒體應用同終端稍弱于終端差VOI離線使用支持支持不支持VOI、IDV支持移動架構客戶端不支持不支持支持VDI外設兼容性好較好較差VOI數(shù)據(jù)安全性低低高VDI啟動風暴無無可能VOI、IDV注：此表中“最優(yōu)技術選擇”項同時列入性能指標基本接近的最優(yōu)技術選型由表1可知，在所列出的11項關鍵指標最佳技術選項中，VDI云桌面架構占4項，IDV架構占4項，VOI架構占8項，在這三種云桌面技術中VDI云桌面的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)不落地、唯一支持移動架構客戶端的云桌面技術，但不能離線使用、對網絡和服務器端高度依賴、3D/富媒體應用性能差、客戶端外設兼容性不佳、建設成本高昂等缺點也顯而易見。VOI云桌面具有IDV云桌面所有的優(yōu)點，且多項關鍵性能指標優(yōu)于IDV云桌面?；诠矆D書館讀者用機目前基本為臺式PC機電腦，很少有ARM架構等移動客戶端，且對讀者基本全部免費開放使用、不存在保密數(shù)據(jù)的現(xiàn)實需求，VOI架構的云桌面最符合目前公共圖書館電子閱覽用機的管理現(xiàn)實。

2安徽省圖書館電子閱覽服務升級項目的具體實踐2.12018年改造前安徽省圖書館讀者用機運行現(xiàn)狀

電子閱覽室集中布署100臺左右電子閱覽用機：品牌電腦HP3300及同等性能其他品牌臺式機（CPU：AMD AthlonTM II X2 255 Processor;內存：2G;500G SATA硬盤）。向讀者提供以下服務：數(shù)字化圖書報刊閱覽、專題性數(shù)據(jù)庫檢索查詢、全國文化信息資源共享工程資源、互聯(lián)網信息瀏覽（電子郵件和基本網頁瀏覽）。

辦證大廳及各閱覽室分散布署讀者查詢機20臺左右：全部為臺式機電腦，品牌雜亂、型號老舊，多為從其他用途轉用，僅向讀者提供館藏書目查詢、讀者借閱查詢、自助續(xù)借和政務外網信息查詢等服務。

以上讀者用機使用年限全部達到5年以上，部分信息查詢機達到10年的使用期限，全部配備小特工硬件還原卡對電腦系統(tǒng)進行重啟還原保護，經過多年的使用，這種硬件還原卡保護模式已不能適應機器的系統(tǒng)維護工作，主要表現(xiàn)在：一是隨著還原卡及臺式機硬件使用年限的增多，還原卡自帶網卡模塊故障不斷出現(xiàn)，導致網絡連接中斷，需要不斷打開機箱重新插拔或更換還原卡才能暫時解決故障，造成重復、大工作量維護并影響讀者使用。二是系統(tǒng)克隆雖然可以批量克隆，但常帶來廣播風暴問題，造成克隆速度慢、頻繁掉線，降低系統(tǒng)維護效率，影響讀者體驗。三是資源部署彈性不佳。這種維護方式最佳的讀者用機終端部署方式是集中部署在同一個近距離物理空間內，以方便維護管理，提高維護效率。在以讀者服務為導向的發(fā)展趨勢下，各公共圖書館逐漸傾向于將讀者電子閱覽用機分散、就近部署在讀者日常使用的各專業(yè)閱覽室等方便使用的地方，館內使用面積充裕的公共圖書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。2018年3月，我國16家省級以上公共圖書館（含國家圖書館）的電子閱覽服務方式為：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資源部署的彈性。

2.2安徽省圖書館電子閱覽用機升級改造項目建設內容

考慮到現(xiàn)有館舍面積不足和電子閱覽用機部署方式應以滿足讀者服務需求為導向，在前期充分調研和測試的基礎上，安徽省圖書館建設完成了分散部署以云終端管理軟件管理云終端一體機的軟硬件設備升級方案：本次升級依舊使用一臺現(xiàn)有服務器（HPDL388P：CPUE5-2650、內存16G、硬盤SATA500G）搭建3V一體的云終端管理平臺（Win server2008R2+mysql+VDI、VOI、IDV融合云桌面管理系統(tǒng)），初期采用VOI云桌面方案對讀者用機客戶端進行管理，同時預留VDI模塊用于以后可能的移動閱讀需求;針對原電子閱覽用機硬件老舊、運行速度慢的情況，結合讀者電子閱覽服務類型的不同需求，新購不同性能、配置和價格的電子閱覽用機，達到既滿足讀者需求又節(jié)約建設經費的目的，建設完成后的讀者電子閱覽用機分散部署在讀者服務大廳及各閱覽室，分別配置不同瀏覽內容的閱讀模板（win7 32位旗艦版操作系統(tǒng)+定制桌面和應用軟件），供讀者電子閱覽或信息查詢使用;升級電子閱覽室管理軟件和檢索軟件，連通業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，提供使用借書證號和密碼自助登錄的讀者身份驗證上機方式，以適應電子閱覽服務分散部署在各功能廳和讀者閱覽室窗口的需求。建設后安徽省圖書館讀者用機的系統(tǒng)管理架構見圖1。

云終端管理系統(tǒng)具備的基礎管理功能包括：首先是自動化批量安裝部署功能，具備集中式部署，跨網段接入功能;具備終端分組管理，將不同的終端劃分成不同的群組進行管理，以便與使用場景相對應的功能;具備統(tǒng)一設置客戶端電腦的機器名、IP地址功能;具備鏡像制作、上傳服務端、分發(fā)到其他客戶端、批量更新的功能;具備根據(jù)不同的應用環(huán)境，創(chuàng)建不同的節(jié)點鏡像，部署個性化應用軟件及桌面，滿足不同用戶需求的功能;具備C/S架構或B/S架構對系統(tǒng)進行管理，具備記錄服務端用戶操作的日志審計功能。其次是客戶端管理及用戶行為管理功能?？蛻舳司邆渚W絡和離線模式雙模啟動方式運行功能，具備兩種模式靈活切換，網絡或服務器出現(xiàn)故障時自動切換到離線模式功能，最大限度地保證業(yè)務的連續(xù)性;具備給客戶端每個邏輯盤分別設定重啟后還原保護和不還原模式功能;具備設定任務計劃，定時喚醒、重啟、關閉客戶端功能;具備設置多種獨立的使用環(huán)境，根據(jù)場景要求設置啟動鏡像功能;具備客戶端系統(tǒng)桌面管理功能，如禁止修改IP、禁用USB類存儲設備、禁用光驅等。

經過兩個月的建設和一年多的穩(wěn)定運行，通過合理設置客戶端機器的物理布局，從方便讀者使用和提升機器管理效率入手，安徽省圖書館云終端管理系統(tǒng)取得了預期的建設效果，日常系統(tǒng)維護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多發(fā)的故障點，重啟即恢復的桌面系統(tǒng)保證了讀者用機始終處于最佳的使用狀態(tài)，可實現(xiàn)動態(tài)快速部署相應需求場景的桌面系統(tǒng)環(huán)境。業(yè)務統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在讀者電子閱覽用機數(shù)量減少一半以上的情況下，安徽省圖書館電子閱覽服務讀者人次從改造前2018年的18，256人次增長為改造后2019年的23，486人次，服務讀者人次增長了28.6%以上。

3云終端管理系統(tǒng)的建設運行管理經驗及不足之處系統(tǒng)建設前必須進行系統(tǒng)的讀者需求調研，開展終端部署位置和IP地址規(guī)劃，制定相應的軟硬件需求技術文檔，目標是既要滿足現(xiàn)實需求，又要留有充分的系統(tǒng)擴容升級冗余度。IP地址規(guī)劃以物理位置（如文學閱覽室）為基礎劃分IP段，每個IP段留夠該物理地址未來業(yè)務擴容所需的足夠地址數(shù)量，并明確電子閱覽用機的各種類型和應用軟件模板，模板名稱應包括用途，時間等關鍵要素（如讀者閱覽201809、檢索201809等），方便以后不同閱讀類型機器的鏡像模板切換、更新時的模板識別工作。

做好前期相關云桌面產品技術測試。我國現(xiàn)有國產云桌面廠商眾多，技術路線以VDI云桌面最普遍，另有部分IDV和VOI云桌面廠商，行業(yè)發(fā)展的趨勢是三種云桌面技術融合發(fā)展，融合發(fā)展解決方案可以使用戶通過任意終端，在任意地點、任意時間接入云桌面，實現(xiàn)資源的集中合理。做好不同類型的云桌面功能測試，有助于了解和確定最適合本館需求的技術方案，少走彎路，避免造成時間和資源的浪費。對于利舊需求較多的公共圖書館來說，特別要關注終端及外設適配時云桌面系統(tǒng)的兼容性問題和本館網絡環(huán)境的適配性問題。

要特別關注的是，云桌面廠商的本地化服務能力，對于一個新興的軟硬件系統(tǒng)來說，除了自身功能完備，響應及時的售后服務在部署初期是很重要的。

云桌面系統(tǒng)的的不足和應對方法：服務器端可能會成為影響服務連續(xù)性的關鍵瓶頸，特別是對于使用單臺服務器進行管理的VOI云桌面系統(tǒng)來說，雖然服務器物理損壞或系統(tǒng)損壞后，終端離線可用，但必須手工逐一將客戶端啟動方式更改為本地硬盤啟動方式。此外，當單臺管理服務器因病毒入侵造成客戶端啟動VBS文件感染時，如果服務器沒有及時斷網，客戶端啟動時會讀取錯誤的VBS文件，導致系統(tǒng)重新啟動后不能加載正確的系統(tǒng)鏡像而宕機。因此，公共圖書館必須特別做好服務器端病毒防范等安全工作，即關閉不需要的服務器端口，限制不必要的遠程訪問，做好后臺數(shù)據(jù)庫和鏡像文件的手工備份，但要慎用服務器端操作系統(tǒng)補丁更新，因為可能會造成云桌面系統(tǒng)的兼容性問題。后期云桌面廠商應重點關注服務器端的安全防護問題和系統(tǒng)升級帶來的服務器端操作系統(tǒng)和云終端管理軟件的兼容性問題，開發(fā)服務器端一鍵恢復和一鍵備份工具也是保證系統(tǒng)服務連續(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)的版權問題，可以在明確終端數(shù)量后采購相應數(shù)量的操作系統(tǒng)版權加以應對。

參考文獻：

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[4]姜棟瀚，劉曉平，吳作棟.云計算技術發(fā)展現(xiàn)狀研究綜述[J].網絡與通信技術，2019（8）：170-171.

（編校：崔萌）

作者簡介：鮑靜（1977—），安徽省圖書館副研究館員;

寧一?。?973—），安徽省圖書館館員。