VMware View虚拟化桌面云在图书馆的应用

钟智

[摘要]对桌面云的概念、技术架构到平台选择做了简要阐述。并基于VMware View桌面云核心技术特点，结合图书馆内电脑工作性质对桌面进行分类，通过用户数计算出桌面云系统所需资源，并对服务器及存储进行选型配置，经实施后大大提高了桌面管理和办公效率，运维模式得到显著改善。

[关键词]桌面虚拟化；VMware View；桌面云；桌面池；云计算

[中图分类号] G250. 72

[文献标志码]B

[文章编号]1005-6041（2015）-0084-04

经过多年图书馆信息化建设的发展，图书馆信息系统应用越来越复杂多样、更新越来越快，图书馆业务对信息化软硬件依赖程度也越来越高。目前多数图书馆面对IT产品的高速淘汰，经费捉襟见肘。图书馆内PC终端设备严重老化、故障率高，已无法适应高速发展的信息化业务需求。如何利用网络信息技术，摆脱传统PC终端对高性能的依赖，保留馆内现有PC投资，提高利用率，降低能耗，减少桌面运维成本，规范管理，保障业务稳定、不间断，已成为图书馆业一个重要的课题。部分图书馆开始尝试对电子阅览室实施桌面云改造，如中国刑警学院图书馆、广东省揭阳职业技术学院图书馆。南京审计学院图书馆在实施部署后发现虚拟磁盘的性能直接影响到使用的速度和使用者的体验。桌面虚拟化技术虽能使图书馆桌面服务更优化、设备管理维护更便捷，但前期实施部署与硬件选型、资源和用户数的计算是保障整套系统稳定运行的根基，有必要进一步重点研究和深入探讨。

1 桌面云技术简介

1.1 桌面云虚拟化概念

桌面云虚拟化技术是将传统操作系统桌面进行虚拟化，并存储于数据中心进行托管，服务器统一管理不同个人电脑、瘦客户机、平板和智能手机上的桌面，通过专有的桌面网络传输协议，用户可在任何终端设备上不受时间地点限制，通过账号认证直接访问个人专属桌面，且用户获取的使用体验与PC相同。桌面云是基于云计算“云+端”架构的一朵云，其云的部分主要由服务器（群集）、云技术管理应用、存储（群集）、存储管理应用、存储交换机、网络交换机等软硬件设施组成，而端的部分可以是由瘦客户机、办公PC、PAD、笔记本电脑、智能手机等内涵。独立操作系统可通过各种网络协议链接至云层（服务器）虚拟桌面的接入设备。

1.2 桌面云与传统PC桌面的区别

在数据安全性方面传统PC的桌面系统和个人数据文件通常都是保存在本地磁盘，极易受到硬盘损坏、资料泄露、病毒等因素影响导致数据的丢失或无法恢复，而桌面云系统的数据统一存储于拥有容灾安全策略的“云端”，且与终端通过专有的桌面传输协议通信，保障了数据安全，桌面云系统中的高可用性允许“云端”服务器群集内有服务器宕机而不影响终端用户使用，这是传统PC没有且无法做到的。在运维管理方面，传统桌面操作系统的安装配置、升级、修复、数据恢复、备份及各种应用程序安装配置、升级等工作基本上都需要在每个桌面上重复做一次，工作量非常大，且众多的操作系统版本和非标准化硬件设备、地理位置的分散等都增加了管理人员的工作难度。在桌面云系统中，桌面可集中部署成百上千个桌面，软件升级和打补丁等工作仅需更新一个“基础镜像”就可以实现全局更新。管理人员均可在数据中心对用户桌面内存、CPU等基础硬件资源进行分配，扩展性远高于传统PC。另外，在能耗与服务的灵活性及总拥有成本等方面，桌面云技术都比PC桌面有较大的优势。

1.3 桌面云存在的问题

尽管桌面云相比于传统PC具有很多优势，但也存在某些问题：1）桌面云对网络通信保障的依赖高于传统PC桌面；2）桌面云的总拥有成本虽低于传统PC桌面，但服务器、网络、存储的前期一次性投入相比传统图书馆的逐步分批次按需灵活采购的PC方式，投入还是要高出许多，所以面对桌面云高昂的前期投入，很多图书馆还是有顾虑的；3）桌面云系统的计算和数据的读写都在数据中心，由服务器和存储的性能决定，如果网络上某一桌面用户产生大量的读写（IOPS）占据存储的总IOPS比例过高时，将影响该网络上其他用户的桌面性能。如果通过不断追加服务器和存储投入来保障性能，将造成成本的不可控。

1.4 发展趋势

目前，市场上主流桌面云虚拟化解决方案厂商主要有Microsoft、VMware、Citrix等，近年国内也有不少企业也开始涉及这一领域，包括华为、深信服、云巢科技等厂商也推出桌面云产品，尽管各家企业实现的方案不同，但桌面云的集中化的管理、更低的总成本、能耗的减少、更好的安全性、移动办公等优势替换传统PC势在必行。

2 高校图书馆桌面现状及桌面改造需求

随着图书馆信息化建设的高速发展，电脑作为信息化建设的基础设施，图书馆的公用及个人办公电脑数量激增，硬件设备淘汰周期越来越短、淘汰频率越来越快，升级与维护带来的成本也随之增加，加上为数不多的技术人员已无法高效管理维护众多各种型号、批次不同的电脑，如何找到一种省时省力、方便快捷、能主动跟踪终端监看状况的管理模式，正是眼下各高校图书馆亟待解决的问题。好在多数高校图书馆在经历了多年的数字化图书馆建设，硬件设施已有一定的积淀，技术人员也有一定的故障处理维护经验，为桌面云的部署提供了有力的支持。

3 桌面云技术在高校图书馆中的试用

3.1 闽南师范大学图书馆电脑整体情况分析及桌面部署总体思路

从闽南师范大学图书馆的情况来看，流通台与公共检索终端、研究间、电子阅览室机器使用量高，人流量大，电脑型号多，位置分散，提供的服务多样，对机器性能的需求也不同。针对这种复杂的软硬件环境，进行桌面云系统前期规划部署的思路是：总体设计从Vmware view核心功能技术特点人手，结合图书馆现有信息化业务发展需求，在保留现有投资的基础上，不改变用户习惯且满足用户需求，拟实现为馆内每一台电脑及工作人员提供一套完整的虚拟化桌面服务。

3.2 对硬件环境进行虚拟化部署（图1）

通过对用户数和需求计算出桌面云系统所需资源，并对服务器、存储、网络环境、终端机器进行选型配置。

3.2.1 服务器选择。虚拟桌面设计方案拟设计220个终端，按工作所需分配服务器资源，将虚拟桌面配置分为两类。第一类非永久桌面池：前台借阅10个，公共检索30个，电子阅览室80个。第二类个性化永久桌面池：研究间20个，馆员办公桌面50个，读者云桌面30个。详细CPU、内存资源分配（见图）。图书馆数据业务在工作运行中CPU占用率较低，因而操作系统内存使用率成为了服务器选型关键指标，根据图中配置情况估算最终服务器选型为3台浪潮NF5270M3服务器，每台服务器配置2个E5-2640 8核2.OOGHz的CPU，128GB内存，双千兆网卡和2张4口千兆网卡，2个SAS 15Krpm300GB硬盘，2张8Gb光纤卡，双电源。3台服务器安装VMware ESXi，通过一台vCenter Server服务器组成群集，每台服务器CPU、内存使用率规划不大于2/3，剩余部分用于热备冗余，允许群集内一台服务器发生故障。

3.2.2 存储的选择与设置。存储方面沿用往年采购的EMC VNX5300对其RAID和空间划分重新规划，存储基本配置为转速15Krpm，容量1T的SAS硬盘30块。在桌面云应用中主要考虑存储的IOPS（每秒读写次数）性能与容量空间两项关键性指标。按图中磁盘配置情况计算需存储空间不低于6T，虚拟桌面普通应用级在8-12个IOPS，而图书馆的一些简单应用桌面需求均不高于10个IOPS，220个桌面用户中考虑到开机率与待机率直接影响桌面对存储的每秒并发，拟估算总用户的三分之一取70-80个用户进行计算，总不低于700个IOPS。存储磁盘配置RAIDIO，虽存储空间利用率较低，但RAIDIO多磁盘读写与虚拟桌面随机零散读写模式相契合，且IO性能与数据安全提升很多，存储磁盘15Krpm的随机IOPS为150个，取16块硬盘为桌面云应用存储做RAIDIO裸磁盘容量可达8TB，总原生IOPS为2400个，功能性IOPS可达1440个，可轻松应对特殊用户读写风暴与全馆网络启动风暴。3.2.3网络设备的选择。存储与服务器之间数据通信使用两块光纤网卡单独链接两台8GB 24口Bro-cade 300光纤交换机形成双链路冗余，保障存储与服务器通信不间断。三台VMware ESXi服务器上的2张4口千兆网卡上各取一口分别链接两台千兆网络交换机，组成内部数据传输网络形成双链路冗余。各楼层分布着大量IOOM交换机，考虑到如都改造成千兆网络到桌面成本过高，最终终端与数据中心的通信设计采用千兆到楼层再百兆到终端桌面，电子阅览室则是独立千兆直达。

3.2.4 终端的选择。终端设备采用瘦客户机与传统电脑混用，保留馆内部分现有电脑投资。电脑硬件升级分为两类：一类是公共用机，其选用噪音、功耗、维护成本较低且性能较为稳定的瘦客户机；另一类是办公电脑，鉴于这批办公电脑整体运行状况良好，为节约成本，仅在系统中安装客户端软件，BYOD（Bring Your Own Device，自有设备）用户通过馆内提供的移动端下载链接，自行选择下载安装。

3.3 应用效果

（1）虚拟机标准化的虚拟硬件有效减少了桌面硬件兼容性与设备驱动程序不兼容的问题，且各桌面之间的CPU、内存等系统资源实现了共享，由云端统一动态分配，提高了服务器资源的利用率，从而保障了业务流畅。

（2）管理员在云端就能完成对桌面应用的软硬件的安装配置、升级、维护等烦琐的工作，仅终端机器出现硬件故障才需现场处理，基本实现了将硬件维护与软件维护分开。

（3）桌面云系统的数据及运算都在数据中心进行并保存于可容灾存储磁盘阵列上，用户数据的保存得到安全保障。利用虚拟化技术中的高可用性技术对服务器群集与存储群集管理，实现紧急物理硬件故障处理、虚拟桌面的动态迁移与容灾，保障业务的不间断与稳定性。

（4）经过改造后的图书馆桌面系统终端多数采用瘦客户机，最大功率23W，仅为传统PC的十分之一，因瘦客户机的处理器与闪存采用集成化一体设计，通常无光驱、风扇、硬盘等可移动插拔的易坏易损部件，从而在杜绝病毒来源的同时减少了损耗，较PC而言能耗低、更稳定，故障率低且无噪音，整体成本投入更低。

（5）瘦客户机终端设备维修或更换后，无须到终端安装系统和常用软件驱动程序等，终端性能在服务器群集内按需动态分配，实现资源利用率最大化。管理人员对桌面的日常维护都可在云端统一管理，改变了传统对终端操作系统一对一现场维护模式，轻松实现一对多的维护，减少人力资源投入与维护成本。

（6）个性化自有设备BYOD移动云接入的30个试用账号的开通，受到了读者积极参与并得到广泛好评，为今后开展BYOD移动阅读服务开拓了新的思路。很多电脑应用能力较强的馆员也在休息时间积极登录个人桌面云办公学习，如同多了一条与图书馆之间的VPN通道，随时随地不受限地使用馆藏资源。

3.4 尚需解决的问题

实施桌面云平台虽大幅减少了终端故障的维护频次，使管理人员对操作系统进行的日常更新与安装更为轻松快捷。部署虚拟化桌面一段时间以来虽收到了良好的效果，但就目前的使用情况来看，仍然存在一些问题，主要集中在以下几个方面：1）用户习惯问题。馆员办公桌面用户在云桌面和本地桌面之间下载拷贝自己所需的文件时与传统PC操作上稍有不同，在操作过程中感觉受到限制，尤其电脑操作能力不强的馆员时常抱怨，要改变以往的操作习惯尚有困难；2）用户集中读写问题。经过一段时间的跟踪观察，发现电子阅览室和办公桌面用户对存储磁盘经常会有集中读写高峰出现，甚至导致短暂系统繁忙致使云层其他桌面用户出现卡顿现象。为解决这一问题，除提升存储性能增加磁盘数量之外，管理人员仍需加强对存储策略及新的虚拟存储管理技术的学习，寻找解决对策；3）多媒体支持。在3D图像处理上无法满足电子阅览室部分学生群体需求，桌面云系统仍然存在无法媲美高性能PC在视频和图像处理上的优势。

4 结语

桌面云为图书馆桌面部署有效地节省了资金，满足了各类型桌面应用对图书馆数字化环境复杂性、多样性和可管理性不断提升的要求。为馆员和读者提供更为灵活的桌面接入服务，虽然在实践应用中遇到很多问题，相信以后随着硬件成本的不断降低和虚拟化技术的不断发展与普及，这些缺点都会逐渐得到克服。采用虚拟化桌面技术开展图书馆的各种桌面应用业务必将有着广阔的应用前景。

桌面云系统广泛的设备接入正满足当下个性化自有设备BYOD群体移动数字化阅读服务需求，实现了资源随人走，为图书馆今后开展读者云阅读，建立高效优质的读者服务打下了坚实的基础。