桌面虚拟化技术论文

桌面虚拟化技术论文

1 前言

公共电子阅览室是图书馆为适应大容量的馆藏数字化信息资源和网络信息资源，为读者提供便捷服务而建立的，是图书馆在网络环境下，面对高新技术的广泛应用开展文献信息服务的延伸和补充。无锡市图书馆近年来加大对公共电子阅览室的建设投入，目前公共电子阅览室已有读者电脑48台，免费向读者提供数字资源下载，信息检索和上网服务。

作为信息时代的产物，公共电子阅览室的更新换代十分迅速。眼下传统PC搭建电子阅览室模式存在的问题日益凸显，已成为遏制电子阅览室未来发展的瓶颈。如何建设一个易于管理、安全稳定、灵活可靠、节能减耗的公共电子阅览室已成为我们关注的焦点。

2 现状及问题分析

①计算机硬件资源利用率的不均衡。随着计算机系统和各类应用软件的不断升级更新，对计算机硬件性能要求越来越高。多年前购买的计算机已难以达到要求，运行逐渐变慢，硬件资源利用率非常高，无法满足读者不断变化的需求;如果购买最新配置的计算机，由于硬件资源利用率相当低，又会造成计算机硬件资源的严重浪费。

②软件更新周期长。公共图书馆电子阅览室免费开放后，越来越多的读者开始走进本馆的电子阅览室。上机读者复杂多样，读者电脑易受到破坏。因此，电子阅览室的计算机采用软件还原技术对系统进行保护。这种技术手段保证了系统每次都能正常运行，但造成了应用软件不能及时更新。工作人员要定期逐一对所有计算机内的软件进行升级，耗费时间长。

③软硬件故障频繁，维护量大。由于PC操作系统和应用软件自身比较薄弱，病毒木马大量传播，很容易造成死机、系统崩溃。同时设备日趋老化使得故障率不断上升，更增加了工作人员的维护量。

针对电子阅览室日益凸显的问题，电子阅览室的工作人员一直在寻找一种高效、灵活又能够统一管理电子阅览室内计算机的方法，而桌面虚拟化技术将是解决当前问题的可行途径。

3 桌面虚拟化技术的应用

3.1 桌面虚拟化介绍

桌面虚拟化又称虚拟桌面，是指利用中心服务器虚拟出独立的拥有操作系统、应用环境和计算能力的虚拟计算机，用户可以通过输入输出设备和网络访问自己虚拟计算机的操作系统桌面、文件和程序。通常，桌面虚拟化平台由桌面云服务器、管理平台和云终端组成。桌面云服务器拥有非常高的计算性能和大容量的存储空间，能够为所有用户端提供软件环境所需的计算和存储资源。管理平台是管理员对虚拟桌面进行安装、配置和管理的操作平台。云终端是用于运行远程虚拟桌面连接程序的设备，通常是瘦客户机，也可以是普通电脑、笔记本电脑和移动终端设备。

3.2 桌面虚拟化在公共电子阅览室应用过程中的优势

①管理模式的优化

长期以来，电子阅览室读者机软硬件的管理和维护给工作人员带来了很大的压力。而在虚拟化技术架构中，客户端所有桌面的管理和配置都能依托管理平台进行集中管理，能有效提升电子阅览室的管理水平，降低管理难度。表1将传统PC模式同虚拟桌面模式进行直观比较，我们可以清楚地得出这一结论。

②打造节能减排、低碳型电子阅览室

目前，如按照桌面虚拟化模式重新部署电子阅览室，将添置48台新型瘦客户机，用于读者浏览电子图书、电子期刊、有声读物、视频点播、地方特色等数字资源以及访问互联网等服务。以部署48台读者虚拟机的瘦客户端为例，对两种模式进行节能减排数据比较，如图1所示。

假设每台瘦客户机每台运行12小时，一年365天。目前无锡用电的单价按照0.8元/Kw﹒h进行估算，按照48台终端更新进行计算，计算方式如下(不计显示器功率)。

⑴传统PC一年电费总计为5.89万元，其中每台PC功率为0.35Kw/h。

⑵瘦客户端一年电费为10091.52元，虚拟化桌面服务器一年电费为4204.8元，总计为14296.32元，其中每台瘦客户端功率为60W/h，每台服务器功率为0.3kW/h，48个客户端需要2台虚拟服务器。

⑶根据科学统计，每省一度电少0.638kg的碳排放量。PC每年总共用电73584度，碳排放量46.95吨，瘦客户端方式总共用电17870.4度，碳排放量11.4吨。

采用虚拟化桌面技术后，用电和碳排放量减少了76%，极大响应了国家创建低碳节约型社会的号召，采用瘦客户机作为终端设备发热量小且没有噪音，能更好的为读者打造绿色环保且安静舒适的电子阅览环境。

③降低成本，增加收益

在图书馆电子阅览室建设、使用过程中，终端的采购、维护、保养以及系统软件的费用是资金的.主要部分。采用TCO总所有成本来综合比较传统PC模式同虚拟桌面在初期投入、服务器的投资及维护用电成本等方面。TCO的核心思想是在一定时间范围内所拥有的包括置业成本和每年总成本在内的总体成本。在某些情况下，这一总体成本是一个为获得可比较的现行开支而对3到5年时间范围内的成本进行平均的值。分析数据如图2所示。

假设2台虚拟服务器每天运行 24 小时，48台终端每天运行 12 小时，一年 365 天。目前无锡用电的单价按照0.8元/kW·h 进行估算，计算和基础数据如下：

(1) 每台 PC 按4500 元计算，48台投资为 21.6 万元;每台瘦客户端按5000元计算，48台投资为24万元。

(2)PC 一年电费为5.89万元;虚拟桌面一年电费为1.42万元。

(3)每台 PC 维护费一年需 380 元，每台瘦客户端维护需 160 元，每台服务器维护需 5500 元，则 PC 总维护成本为1.824万元，虚拟桌面维护成本为1.868万元。

(4)CAPEX 初期增加投资 11%;OPEX 节省 57%;TCO节省 33%。

分析可见，在初期虚拟桌面并不等于降低成本，由于桌面虚拟化对服务器、存储容量、性能的要求很高，使得硬件成本迅速攀升，因此其初始成本相对较高，甚至高于传统 PC的10%～20%。然而由于其OPEX成本的急剧下降，使得5 年TCO 成本将低于传统 PC的 33%，这将非常考验管理层对TCO方面的关注能力。由于应用虚拟化桌面功耗低，内部元器件产品寿命更长(普通PC寿命的三倍)，因此瘦客户端会随着使用时间的增加，瘦客户端数量增加，优势效益会更加明显。

4 电子阅览室部署虚拟化桌面可能存在的问题

虚拟桌面技术在国内图书馆的应用还处于起步摸索阶段，就目前现状来看，仍存在一些问题。

4.1 读者体验习惯问题

读者对于传统PC享有一定的自主权，而实行虚拟桌面后这些自主行为可能会受到一定限制，这种管控有可能让读者感到不适。另一方面由于虚拟桌面是通过后台虚拟机提供计算能力，再通过网络传输数据到前端展现，所以在性能上与传统PC机相比，还是有差距的。

4.2 服务器问题

虚拟桌面对服务器性能要求很高，既要有足够的计算能力满足所有虚拟桌面的使用，又要提高资源的利用率。通过不断测试来评估虚拟桌面模式下对服务器(CPU和内存)的性能要求。在CPU的选择上，注意读者用机的应用负载。在内存的选择上，考虑操作系统和应用软件要求方面，规划时要考虑一定的冗余，才能选择到配置合适的服务器。

此外，传统PC风险相对分散，而虚拟化则把风险都集中到了数据中心，一旦数据中心瘫痪，将会影响整个电子阅览室的服务。因此，需要承载数据的云服务器平台安全、可靠、稳健。

4.3 网络带宽问题

网络在虚拟桌面的部署中作用十分重要，每个虚拟桌面的远程显示速度和设备性能很大一部分取决于网络带宽，同时云终端也无法断网脱机使用，一旦网络发生故障，将影响整个电子阅览室的使用。据厂商实践经验，全1000M的网络环境为虚拟桌面数据的最佳环境。由于1000M带宽无法短时间实现，必将成为制约虚拟桌面实施的一大阻碍。根据网络现状选择对网络带宽要求较低的虚拟桌面软件厂商，采用100M的网络接入+1000M的数据中心交换网络方案只能暂时缓解带宽对虚拟桌面的制约。

4.4 兼容性问题

由于没有统一的国际标准，应用程序都是基于传统PC机开发的，有很多程序无法兼容到虚拟机。虽然各大厂商都相继开发了一些协议，但仍无法交互，极大影响了虚拟桌面模式的使用。

4.5 软件的授权许可问题

传统PC模式按用户授权和按计算机授权没有区别，即在一台计算机上安装一个授权就够了。但虚拟化打破了这种关系，假设一台服务器有50个用户，某应用程序也只安装了一个，在这样的情况下，一台服务器上到底是需要多少授权，这是尚未解决的问题。

5 结束语

对于公共电子阅览室来说，虚拟化桌面代表了最大化利用资源、管理模式优化、节约成本、节能减排的理念。通过对无锡市图书馆电子阅览室现阶段情况和模拟采用虚拟桌面模式的情况进行对比后发现，桌面虚拟化技术给电子阅览室带来的优势显而易见。由于在图书馆电子阅览室的应用上，桌面虚拟化还处在摸索阶段，部分问题尚未解决。但我们相信随着虚拟技术的优化改良及网络环境的提升，新技术将引领电子阅览室进入崭新的发展空间，让读者获得优质的体验和服务。