图书馆云桌面应用浅识

钟远薪

图书馆云桌面应用浅识

钟远薪

文章从图书馆业务需求及云桌面概念出发，阐述了国内外相关研究现状，介绍了云桌面系统架构、虚拟机技术、桌面传输协议以及高可用性技术等关键技术内容；对检索终端服务、电子阅览服务、授权访问数字资源服务、读者云服务和馆员工作桌面服务等应用模式展开了讨论；并建议图书馆从可用性、易用性、可扩展性及性价比等四个方面去考察和选择云桌面应用系统，对图书馆云桌面应用进行了评价和展望。

云桌面 桌面虚拟化 云计算 图书馆技术

0 引言

终端检索、电子阅览是现代图书馆的基础服务内容之一，不限地点的授权访问数字资源服务、用户个性化数字资源存储和服务正是当前图书馆数字化建设的重要内容。多年来，业界对这些内容进行了大量的研究，不少研究结果在图书馆中有了普遍的实践和应用，但随着高速互联网、虚拟化、云计算等信息技术的发展，图书馆相关的服务内容面临着新的挑战，服务设施和手段也迎来了新的发展机遇。

云桌面是一种将虚拟化技术与瘦客户系统相结合，以虚拟机的形式运行在服务器上，采用桌面传输协议提供远程桌面显示服务，从而实现用户通过网络访问桌面计算环境的技术。云桌面又可称为桌面云、桌面虚拟化，由云平台和云终端两部分组成。其中，数据的读写和软件的处理全部在云平台运行，同时通过Web、客户端等方式将用户操作行为反馈到云平台，并将运算的结果实时地显示在云终端上。云桌面技术源于虚拟化技术，作为云计算技术的重要部分，随着云计算的发展而迅速普及，具有安全、节能、易于管理、灵活访问等特点，在银行、电信、教育等行业已有成功的应用，有报告认为云桌面取代传统PC指日可待[1]。

云桌面技术的发展和逐步成熟，对图书馆信息设施建设、数字资源服务、业务管理与服务流程等多个方面都产生重要的影响，已经有图书馆开始尝试使用云桌面[2-3]。然而，云桌面有哪些关键技术会直接影响到图书馆对这项新应用的判断和评估？图书馆云桌面应用有哪些模式？如何去考察和选择这些模式以及这些模式有哪些优势和劣势？未来的发展会是怎样？这都是目前图书馆所关心的、仍需深入探讨且具有重要研究价值和实践意义的内容。

1 相关研究

截至2014年3月18日，国外关于“图书馆云计算”(librar*+cloud)的研究较少，研究内容均侧重于云计算对图书馆的影响以及图书馆应如何应对云计算带来的挑战[4-6]，也有文献介绍云存储和服务器虚拟化[7]、云计算与图书馆自动化[8]等内容，但尚未发现涉及与“图书馆云桌面”(librar*+cloud desktop)、“图书馆桌面虚拟化”(librar*+desktop virtual*)等密切相关主题的研究报告。

在国内，关于“图书馆云计算”的研究论文较多，在CNKI中以关键词“图书馆and(云计算or云服务)”进行主题检索，找到1081篇相关文献，但大部分研究的内容主要集中在云计算影响与挑战、图书馆云计算应用、云计算与信息资源共享、云计算与数字图书馆安全等方面，仅有少部分论文涉及云桌面，如刘炜提到大型图书馆须架构满足本地或局部应用的“私有云”平台[9]；王华伟提出“读者私有云”建设[10]。“图书馆虚拟化技术”的研究对象主要是服务器虚拟化技术及其在图书馆中的应用，但有少量论文将桌面虚拟化及其在图书馆中的应用作为研究对象或主要内容[11]。2011年“云桌面”这一概念提出后[12]，近3年来有约200篇文章对云桌面的系统架构、应用前景等展开研究，但其中只有几篇文章是以图书馆为研究主体。总的来说，目前可查的“图书馆云桌面”相关研究文献仅有10来篇，研究内容包括云桌面在图书馆的应用及前景[13-15]、云桌面的挑战与图书馆应对[16-17]、云桌面设计与系统构建[18-19]、云桌面案例分析与成本效用[20-22]、“图书馆云桌面应用模式”、“图书馆应用云桌面的考察和评价”、“云桌面技术对未来图书馆数字化建设的影响”等，研究尚处于初期阶段，仍缺乏全面深入的讨论。

2 云桌面关键技术探讨

2.1 系统架构

云桌面系统架构是指云桌面的硬件、网络、集群系统及相关软件等设施的设计规划。一般而言，云桌面系统包括云平台和云终端两部分。其中，云平台包含服务器(集群)、高性能存储及存储交换机、网络接入设备等硬件，服务器上运行集群管理系统、虚拟机管理与应用系统、云桌面会话与代理服务系统以及性能优化模块等软件；云终端则为各类PC、瘦客户机、终端机、平板、手机等接入设备，部分云终端需要安装终端软件以获得接入服务。典型的云桌面系统架构如图1所示。

系统架构直接关系到云桌面的性能和可靠性，不同产品在系统架构上各具特色，但都以实现有效冗余、数据高效读写、提升链路带宽、抑制网络风暴、避免单点故障等为目标。

2.2 虚拟机技术

虚拟机技术指的是将单个物理机模拟成多个虚拟机器的技术，是云桌面技术的核心；根据它对客户机OS的支持程度可分为半虚拟化和完全虚拟化两类。目前主流的虚拟机方案包括 VMware vSphere、微软 Hyper-V、Citrix Xen、Oracle VirtualBox和Ret Hat KVM，其中Xen、VirtualBox和KVM开源。上述解决方案各有优劣，基本都提供对Windows和Linux操作系统的支持。vSphere和Hyper-V强大、稳定，但价格昂贵，常见于服务器虚拟化；Xen是当前发展最好、性能最稳定、占用资源最少的桌面虚拟化技术，市场占有率较高；VirtualBox可以广泛地支持Windows、Mac OS、Linux、UNIX等操作系统，且免费，但性能方面表现不够优秀；KVM灵活、稳定，作为Linux内核的一部分，可以获得Linux系统最强大的支持，是当前发展最快、前景最好的虚拟机技术，目前国内大部分云桌面产品都是基于KVM而进行的二次开发。

图1 典型的云桌面系统架构图

2.3 桌面传输协议

要有效地传递用户操作，映射云终端设备，并将云平台上数据运行的结果显示到云终端，桌面传输协议至关重要，协议效率决定了云桌面的用户体验，协议越高效，最终用户的体验就会越好。在多媒体时代，高品质的影音体验已成为人们的基本需求，因此，桌面传输协议实际上就是云桌面的生命线。现在有几十种远程显示协议可应用到云桌面，其中应用最广泛的有微软的 RDP/RemoteFX、Citrix的 ICA/ HDX、VMware的PCoIP和Ret Hat的SPICE。RDP/RemoteFX基本上只用于Hyper-V，适用的场景有限；ICA/HDX是公认性能拔尖、体验流畅、稳定性好的协议，具有压缩功能，可以有选择地将部分视频处理工作卸载到终端；PCoIP特点在于压缩显示输出时只传输变化的部分，在低带宽中也能有较好的效果，但有测试认为，视频等高动态显示传输，效果不是很理想；SPICE开源，搭配KVM使用，拥有出色的图形性能和视频质量，发展前景较好。

2.4 高可用性技术

当前计算机的应用瓶颈在于存储设备的读写性能有限，云桌面除了受到网络带宽的制约外，其体验效果还受到数据读写性能较大的影响。因此，不同的产品均在高可用性技术上寻求突破，包括如何抑制和分散网络风暴、如何减少磁盘的频繁读写、如何共享数据等，这包含了一系列诸如内存合并、链接克隆、群集监听、行为侦测等技术手段。此外，系统的稳定性和可靠性，也是各个产品厂商关注的重点，包括服务器集群、动态漂移、容灾备份等，每个厂商有不同的解决方案。对于国内云桌面厂商而言，高可用性技术往往是不同产品分出技术高下的地方。

3 图书馆云桌面应用

3.1 图书馆云桌面应用模式

就目前的发展来看，云桌面取代PC的趋势逐步明显，将为图书馆带来重要的改变，这些改变不仅涉及到图书馆的基础信息设施，还有可能影响到图书馆的管理和业务流程，乃至颠覆部分图书馆传统服务。从技术应用的角度而言，图书馆云桌面应用有以下5种模式。

3.1.1 检索终端服务

当前图书馆的检索终端一般采用PC或终端机，存在设备容易老化、不易于管理维护等缺点。而云桌面的终端性能由云平台决定，可以针对用户需求，对终端所需的系统功能进行定制和快速分发，并可以根据实际情况进行实时调整；此外，云桌面的终端采用零噪音设计，无风扇和传统硬盘，能耗极低，故障率少，设备寿命更长；当终端需要进行调整和更换时，无需在进行系统安装和配置，基本实现零维护。

3.1.2 电子阅览服务

电子阅览服务是图书馆信息化服务的传统项目之一，读者可以通过图书馆电子阅览室或其他开放的馆内电脑访问图书馆的各类数字资源和互联网。传统电子阅览服务存在容易出现故障、管理维护困难、需配备专职管理人员、服务成本较高等问题。实施云桌面后，可以大幅减少终端故障的发生；当需要对阅览用机进行系统更新、软件安装、访问策略调整等维护操作时，只需定期对云平台上的虚拟机镜像进行更新部署即可，极大地节省了相关工作人员的时间，也节约了能耗、设备更新、人员配备等方面的成本。当然，目前电子阅览服务的云桌面应用仍存在无法媲美高性能PC的视频体验，无法满足3D高级处理需求等问题，但相信在不久的将来这些问题都会得到解决。

3.1.3 授权访问数字资源服务

图书馆的数字资源往往采用IP地址授权服务，馆外的读者无法访问图书馆的数字资源。针对这一难题的解决方案是过去研究和实践的热点，往往花费不菲的价钱购置相关的VPN系统或代理系统，给读者开通校外访问帐号，以满足他们的需求。在云桌面系统中只需为用户开放校外网络的授权接入，就可以为这一问题提供一种现成的、更可靠的解决方案。因为云桌面运行在图书馆的云平台服务器中，用户通过云桌面访问数字资源实际上就是通过图书馆服务器进行访问，自然不存在IP受限的问题。

3.1.4 读者云服务

云桌面的应用还可以让图书馆开展一项新服务，即提供云存储和个人云桌面的读者私有云服务。不管用户是在图书馆、家里还是在其他地方，都可以通过他的帐号和密码登录到图书馆的云桌面系统，进行数据操作、软件和互联网利用。云桌面还可以通过多种终端设备的支持，提供基于PC、PAD或手机的访问。这样就为读者提供一个数据不丢失、基本不关机、共享更容易的虚拟个人电脑或网络服务空间。

3.1.5 馆员工作桌面服务

云桌面的应用可为每个馆员提供定制的工作桌面，以帮助馆员在一个更为标准和规范、系统更稳定、性能更好、数据共享更迅捷的桌面环境中开展读者服务工作。它的优势在于：一方面，馆员对桌面性能的需求可根据实际情况予以调整；另一方面，图书馆对云平台服务器和存储资源的整合可优化资源配置，节省服务运行成本。此外，在管理维护、数据安全方面，相对于传统PC，云桌面也具有巨大的优势。

3.2 图书馆云桌面系统的考察与选择

云桌面具有广阔的发展前景，除了VMware、Citrix等国际一线品牌外，近年来国内厂商的相关产品集中性爆发，各行业的云桌面应用相继出现，呈现出规模应用的态势。不少图书馆也在对这项技术进行调研和考察。选择合适的云桌面系统除了要了解市场占有率、成功案例之外，还应从以下四个方面进行测试和考量。

3.2.1 可用性

图书馆云桌面应用的可用性首先是指能满足业务需求，例如电子阅览服务，云桌面要像传统PC一样完全支持各类软件应用，能顺利访问各类资源和互联网，能流畅播放高品质视音频；其次是指系统稳定、健壮、安全和少故障，这须考察相关系统的体系架构是否合理，是否存在单点故障，集群功能是否强大，冗余灾备是否完善等；此外，可用性还体现在多种终端和多种系统的支持上，云桌面作为一种架构更为先进的技术，应该考察其在移动应用和跨平台支持上的内容。

3.2.2 易用性

图书馆云桌面系统应易于学习和使用，亦应易于管理和维护。对于读者，云桌面的使用界面和操作方式应与传统桌面一致，无需额外学习；特定应用界面应简单清晰，相关使用帮助要齐备。对于图书馆，该系统应配置简洁、管理方便、维护轻松，且具有浮动桌面和持久桌面以便于不同场景的应用。

3.2.3 可扩展性

图书馆云桌面不是一个独立的系统，要与现有的图书馆用户数据、网站以及其他服务系统进行有效的整合。因此，必须考察云桌面系统与第三方设备或软件对接、其它应用程序的嵌入、功能二次开发、自定义桌面等方面的支持程度；此外，也要考察云桌面系统对于服务器资源扩展、接入终端数量扩展的支持与否和扩展瓶颈等问题。

3.2.4 性价比

即通过综合评估确定图书馆云桌面系统的最优方案：第一，计算系统的实施成本，包括服务器、存储阵列与交换机、终端设备、网络设备等硬件成本和服务器集群管理软件、云桌面管理和服务软件等软件成本；第二，计算运营和维护成本，包括运行成本、人员投入成本、硬件设备及系统年度维护费用等；第三，考察产品系统扩展的费用问题，因为云桌面的最佳应用方式是按需购买，逐步扩展；第四，评估厂商的服务支持能力和产品的发展前景，以寻求稳定长久的技术支持服务。

此外，作为一项仍在不断发展和成熟的技术，云桌面目前的实际应用仍然不多，所以图书馆在考察相关系统时，一定要基于真实环境进行规模化的、功能明确的、多个产品相互比较的应用测试，才能为相关决策提供有效的评判材料。

4 评价与展望

云桌面在图书馆的应用可以提高图书馆的管理水平，降低图书馆的运行成本，为馆员和读者提供更加灵活的桌面接入服务。当然，图书馆云桌面应用也存在性能相较于PC稍差、3D处理还不够理想等问题。当前图书馆云桌面的应用仍处于萌芽阶段，案例较少，很多问题可能要在实践应用中慢慢发现及解决。因此，对图书馆云桌面技术的应用须持严谨和慎重的态度，做好战略规划，确定切实合理的目标，以点带面，逐步推进，不断地提高应用的能力和水平。

从云计算的基本理念及图书馆云计算应用的可能框架分析，云计算给图书馆管理所带来的挑战是前所未有的[23]。其中，云桌面技术的下一步发展存在许多可能性，例如：云桌面整合图书馆的资源和服务，嵌入图书馆的业务管理功能，形成图书馆的数字资源共享中心、读者服务中心和桌面业务系统；又如，和新一代图书馆服务系统结合，成为下一代图书馆管理和服务软件的架构模式等等。云桌面应用的发展，必将对图书馆的建设和服务带来深远的影响。

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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 钟远薪.图书馆云桌面应用浅识[J].图书馆论坛，2014（6）：106-111.

钟远薪（1982-），男，东莞职业技术学院图书馆馆员。

2013-12-15