構(gòu)建圖書館私有云平臺框架實(shí)踐性研究

高 榮

(鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖文信息中心，江蘇 鹽城 224005)

1 引言

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、普及以及計算機(jī)用戶應(yīng)用水平的提高，高校三大支柱之一的圖書館在利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺進(jìn)行內(nèi)部業(yè)務(wù)管理為用戶提供服務(wù)的同時，遇到了新的困難和挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在:系統(tǒng)平臺數(shù)量急劇增加;管理維護(hù)人員技術(shù)力量不足，水平滯后;硬件資源利用率不高。

就此，構(gòu)建圖書館私有云平臺的設(shè)想被提出。其以微軟Hyper－V Cloud為原型，在身份認(rèn)證架構(gòu)和虛擬基礎(chǔ)設(shè)施平臺基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)不同用戶自助使用圖書館軟、硬件資源的服務(wù)，簡化基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)平臺的管理，提高業(yè)務(wù)管理和服務(wù)平臺的可用性。

2 云計算、私有云［1］簡述

云計算是2007年后興起的概念，目前還沒有統(tǒng)一的準(zhǔn)確定義。狹義的云計算特指一種基礎(chǔ)設(shè)施資源(計算機(jī)、存儲和網(wǎng)絡(luò))的交付模式，即基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS);廣義的云計算是指服務(wù)的交付模式，包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、平臺及服務(wù)(PaaS)和軟件服務(wù)(SaaS)。目前在云計算數(shù)據(jù)中心使用的主要有VMware vCloud/vSphere、Citrix CloudPlatform、Microsoft Azure/Hyper－ V Cloud三家公司產(chǎn)品以及眾多的開源項(xiàng)目，如 Eucalyptus等。

私有云是云計算在一個組織的獨(dú)有資源上的應(yīng)用，具有資源池化(通過虛擬化技術(shù))、自助服務(wù)(自動化配置)、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。私有云提供了一種新的IT資源的交付模式。通過私有云，組織內(nèi)部用戶自助實(shí)現(xiàn)資源的使用和服務(wù)器的調(diào)用。

3 圖書館私有云平臺的總體設(shè)計

構(gòu)建圖書館私有云平臺框架Hyper－V Cloud是云計算數(shù)據(jù)中心的三個案例之一，具有廣泛的指導(dǎo)作用和推廣意義。江蘇部分高校圖書館正在使用，并不斷完善。它是微軟推出的基于 Windows Server 2008 R2、Hyper－V 和 System Center的私有云架構(gòu)。Hyper－V Cloud私有云在基礎(chǔ)的 Windows域環(huán)境上有Hyper－V虛擬基礎(chǔ)設(shè)施和System Center兩大部分。一部分Hyper－V是私有云平臺的虛擬設(shè)施基礎(chǔ);另一部分System Center包括虛擬機(jī)管理(Virtual Machine Manager，VMM)和虛擬機(jī)管理自助服務(wù)門戶(Virtual Machine Manager Self—Service Portal，VMMSSP)。通過網(wǎng)絡(luò)，不僅系統(tǒng)管理員可方便地管理維護(hù)私有云平臺，而且其他用戶也可以方便地獲取虛擬化應(yīng)用服務(wù)。

3.1 高可用性設(shè)計

在虛擬基礎(chǔ)上構(gòu)建圖書館各業(yè)務(wù)管理和服務(wù)系統(tǒng)平臺的高可用性有兩種做法:一種是先集群再虛擬化，先將虛擬主機(jī)建立集群，虛擬機(jī)運(yùn)行在集群上;另一種是先虛擬化再集群，也就是建立虛擬機(jī)集群。兩種做法的特點(diǎn)如表1。

表1 先集群再虛擬化和先虛擬化再集群兩種做法特點(diǎn)對照表

基于上述說明，圖書館私有云平臺的高可用性設(shè)計采用先集群再虛擬化的方法。

3.2 Hyper－V虛擬基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計

根據(jù)高可用性設(shè)計，Hyper－V虛擬基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計如圖1。

圖1 Hyper－V虛擬基礎(chǔ)設(shè)施示意圖

說明:1)四臺服務(wù)器均接入FC SAN存儲，并從FC SAN啟動。2)兩臺DL 380 G7安裝Hyper－V Server，分別創(chuàng)建一臺虛擬機(jī)，以這兩臺虛擬機(jī)為主域控制器和額外域控制器，建立域環(huán)境。3)兩臺DL 580 G7為虛擬化主機(jī)，建立Hyper－V故障轉(zhuǎn)移集群，創(chuàng)建集群共享卷，用于存放虛擬機(jī)及相應(yīng)文件。4)SCVMM和VMMSSP運(yùn)行在虛擬機(jī)上并管理四臺物理服務(wù)器。5)匯文系統(tǒng)等圖書館各業(yè)務(wù)管理和服務(wù)系統(tǒng)平臺均部署在具有高可用性的虛擬機(jī)上。6)所有數(shù)據(jù)存放在FC SAN存儲上。包括物理服務(wù)器的操作系統(tǒng)、配置文件等和虛擬機(jī)的虛擬磁盤、配置文件等所有數(shù)據(jù)。

4 Hyper－V虛擬基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建

Hyper－V虛擬基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建過程如下。

4.1 準(zhǔn)備工作。

服務(wù)器4臺，光纖存儲一套，4臺服務(wù)器均安裝Hyper－V Server 2008 R2，2臺Dl 580 G7作為Hyper－V主機(jī)，2臺Dl 380 G7各承載1臺安裝Windows server2008 R2的虛擬機(jī)作為域控制器。

4臺服務(wù)器均與存儲器連接，并在BIOS中設(shè)置從SAN啟動。具體操作參照存儲廠商和服務(wù)器廠商用戶手冊。

存儲器空間分配:每服務(wù)器分配1個LUN，序號1—4，容量 30GB，用于安裝 Hyper－V Server 2008 R2;LUN5為故障轉(zhuǎn)移集群仲裁磁盤，容量5GB;LUN6為Hyper－V數(shù)據(jù)磁盤，即“群集共享卷”，用于存放虛擬機(jī)數(shù)據(jù)和VHD文件。

4.2 Hyper－V Server 2008 R2的安裝

安裝過程:1)放入光盤，設(shè)置服務(wù)器從光驅(qū)啟動。服務(wù)器啟動并從光驅(qū)加載文件。2)在出現(xiàn)“現(xiàn)在安裝”時，按Shift+F10鍵，出現(xiàn)CMD界面，使用diskpart工具選擇映射到服務(wù)器上的LUN(被視為一塊物理磁盤)，創(chuàng)建并格式化分區(qū)、創(chuàng)建并掛載VHD。然后退出。在選擇磁盤時，選擇創(chuàng)建的VHD。3)下一步，服務(wù)器自動安裝。中間會重新啟動一次。4)安裝完成后，修改administrator的密碼。

安裝完成之后，出現(xiàn)的是黑色命令行和藍(lán)色的服務(wù)配置界面。

4.3 Hyper－V Server 2008 R2的配置

通過系統(tǒng)共享或USB存儲設(shè)備將工具軟件(VTUtilities、HVRemote、CoreConfig 等)復(fù)制到本地。1)安裝驅(qū)動程序。2)其他配置

在服務(wù)配置界面，根據(jù)提示輸入相應(yīng)數(shù)字進(jìn)行配置。主要配置有:管理IP地址和DNS地址、開啟遠(yuǎn)程桌面、安裝更新、修改計算機(jī)名、開啟Power-Shell、開啟服務(wù)器遠(yuǎn)程管理等。

4.4 Windows Server 2008 R2域環(huán)境的建立

在2臺DL 380 G7上通過VTUtilities圖形化工具本地創(chuàng)建或通過Hyper－V管理工具遠(yuǎn)程創(chuàng)建各一臺虛擬機(jī)，角色分別是主域控制器和備域控制器，安裝 Windows Server 2008 R2并創(chuàng)建域 lib.yctei.cn。具體操作參考微軟文檔。

4.5 Hyper－V 虛擬網(wǎng)絡(luò)

Hyper－V虛擬網(wǎng)絡(luò)有3種，分別是外部(虛擬機(jī)與物理網(wǎng)絡(luò)通信)、內(nèi)部(物理主機(jī)與虛擬機(jī)相通信)和專用(虛擬機(jī)之間的通信)，并且可以劃分VLAN。基于管理簡單的考慮，不劃分VLAN，物理主機(jī)一個網(wǎng)卡連接一個物理網(wǎng)絡(luò)，如圖2。

圖2 虛擬網(wǎng)絡(luò)示意圖

5 SCVMM2008 R2和VMMSSP2.0的安裝與配置

基于減少服務(wù)器數(shù)量和高可用性的考慮，SCVMM和VMMSSP均運(yùn)行在操作系統(tǒng)為Windows 2008 R2、數(shù)據(jù)庫為SQL Server 2008 R2的虛擬機(jī)上。

5.1 SCVMM2008 R2的安裝與配置

SCVMM包括VMM服務(wù)器和VMM管理員控制臺兩個部分，安裝時依次安裝在同一臺機(jī)器或不同機(jī)器上。具體安裝過程參考微軟文檔。

安裝完成之后，打開VMM管理員控制臺，配置SCVMM2008 R2。主要是添加主機(jī)和添加庫服務(wù)器。

5.2 VMMSSP2.0 的安裝與配置

在部署VMMSSP2.0之前，需要預(yù)先安裝一些功能和角色:IIS7、.NET Framework 3.5 SP1、Power-Shell 2.0、消息隊(duì)列。其中，IIS7包括的角色:靜態(tài)內(nèi)容、默認(rèn)文檔、ASP.NET、.NET 擴(kuò)展性、ISAPI擴(kuò)展、ISAPI篩選器、請求篩選、Windows身份驗(yàn)證、IIS 6元數(shù)據(jù)庫兼容性。

安裝完成后，使用服務(wù)器組件的賬戶登錄Self—Service Portal，對 VMMSSP2.0 進(jìn)行配置。

6 基于私有云平臺的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和信息服務(wù)平臺的實(shí)現(xiàn)與管理維護(hù)

在做好上述工作后，要做三方面的工作:1)現(xiàn)有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和信息服務(wù)平臺的遷移;2)系統(tǒng)(虛擬機(jī))模板的建立;3)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和信息服務(wù)平臺的部署、管理和維護(hù)。目前，鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館所有資源發(fā)布平臺已經(jīng)遷移到私有云平臺，業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和信息發(fā)布平臺正在遷移中。下一步將在私有云的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)DIRECTACCESS、桌面虛擬化和應(yīng)用虛擬化。通過DIRECTACCESS或桌面虛擬化提供的公共虛擬機(jī)，能讓讀者在非校園網(wǎng)環(huán)境下使用圖書館內(nèi)的各種電子資源，以達(dá)到遠(yuǎn)程訪問圖書館資源的目的，取代VPN。在電子閱覽室的計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)桌面虛擬化和應(yīng)用虛擬化，以應(yīng)對計算機(jī)配置日益落后的現(xiàn)狀，為讀者提供更加優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)。

［1］私有云.百度百科［EB/OL).［2011－02－10］.http://baike.baidu.com/view/4000912.htm.

［2］云計算［EB/OL］.［2012 －07 －11］.http://www.vmware.com/cn.

［3］構(gòu)建管理并交付高度可擴(kuò)展而且可靠的云服務(wù)［EB/OL］.［2012 －07 －11］.http://www.citrix.com.cn/products/CloudStack/index.aspx.

［4］服務(wù)器云私有云［EB/OL］.［2012－07－11］.http://www. microsoft. com/zh—cn/server—cloud/private—cloud/default.aspx.

［5］陳 仲.基于 EUCALYPTUS的虛擬云改進(jìn)研究［J］.現(xiàn)代情報，2011，5:152—156.

［6］微軟模塊指南［EB/OL］.［2012－07－11］.http://download.microsoft.com/download/D/9/6/D9688623 － 02EE－4546－9996－640DBA4543DA/HVC_Deployment_Guides_Module_1—Architecture.pdf.