虛擬化技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用研究

喻正紅

摘要：圖書館是高校的三大支柱之一，圖書館的電子信息資源在快速增長，需要大量的服務(wù)器存儲相關(guān)的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的服務(wù)器部署模式下，需要大量增加物理服務(wù)器的數(shù)量，這其中存在諸多的問題，圖書館通過利用虛擬化技術(shù)，低成本、高效率地改造了機房基礎(chǔ)架構(gòu)，實現(xiàn)了服務(wù)器資源動態(tài)分配、高可用性、零宕機等重要功能，降低了圖書館購買服務(wù)器的成本，方便讀者使用圖書館的電子信息資源。

關(guān)鍵詞：高等學校：圖書館：虛擬化：電子資源

引言

近幾年我國Ⅱ行業(yè)發(fā)展速度快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模日益擴大，無論是企業(yè)或者高校圖書館在發(fā)展過程中隨著部門和應(yīng)用的增多，都需要大量的服務(wù)器來滿足自身的發(fā)展需求。

與此同時，服務(wù)器硬件性能越來越高，而對于高校圖書館而言，由于應(yīng)用的局限性，一些服務(wù)器使用率卻在下降，形成了資源的浪費。隨著服務(wù)器數(shù)量的增多，這樣就會造成如下問題：如硬件成本較高，運營和維護成本高，包括數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等。缺乏高可用性，可用性低，因為每個服務(wù)器都是單機，如果都配置為雙機模式成本更高。

系統(tǒng)維護和升級或者擴容時候需要停機進行，造成應(yīng)用中斷。缺乏可管理性，數(shù)量太多難以管理，新服務(wù)器和應(yīng)用的部署時間長，大大降低服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間。硬件維護需要數(shù)天/周的變更管理準備和數(shù)小時的維護窗口。兼容性差，系統(tǒng)和應(yīng)用遷移到新的硬件需要和舊系統(tǒng)兼容的系統(tǒng)。

1.傳統(tǒng)圖書館的機房基礎(chǔ)架構(gòu)

隨著高校圖書館的電子資源的快速發(fā)展，信息系統(tǒng)在圖書館的應(yīng)用也更加廣泛，圖書館運營管理的方方面面都有信息系統(tǒng)的支持參與，信息系統(tǒng)數(shù)量在快速增長著，圖書館的機房環(huán)境面臨著兩方面的挑戰(zhàn)：一、為了運行圖書館的各種業(yè)務(wù)，經(jīng)過多年的建設(shè)，圖書館的機房中形成了大量的服務(wù)器系統(tǒng)，技術(shù)部門的管理者往往面臨如管理、業(yè)務(wù)連續(xù)性要求等方面的壓力；二、圖書館所購買的服務(wù)器大部分使用效率不高，沒有最大化的利用圖書館服務(wù)器的各種資源，造成了資源的浪費現(xiàn)象。

2.虛擬化技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用方案

針對以上現(xiàn)狀，我們可以利用oracle公司提供的虛擬化產(chǎn)品：Oracle VM來部署方案。在ORACLE VM虛擬架構(gòu)中，用戶可以把資源看成是專屬于他們的，而管理員則可在企業(yè)范圍內(nèi)管理和優(yōu)化整個資源。Oracle企業(yè)虛擬化架構(gòu)可以通過增加效率、靈活性和響應(yīng)能力來降低圖書館的Ⅱ花費。管理一個虛擬架構(gòu)可以讓技術(shù)部門更快的連接和管理資源，以滿足圖書館的各種應(yīng)用的需要。

圖書館需要搭建一個全新的虛擬化環(huán)境，利用現(xiàn)有服務(wù)器為多個部門的提供應(yīng)用。部門之間的應(yīng)用各自獨立，且互不影響。

根據(jù)圖書館的內(nèi)部規(guī)劃，需要實施虛擬化的服務(wù)器基于以下幾個部門：流通部、采編部、技術(shù)部以及咨詢部。除此之外，圖書館還可能會添加以下應(yīng)用服務(wù)器：移動圖書館、防病毒、數(shù)據(jù)統(tǒng)計服務(wù)器、門禁管理服務(wù)器、短信推送服務(wù)器。

所有的應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)都需要通過FC SAN連接到存儲上，并且服務(wù)器要實現(xiàn)高可用，避免數(shù)據(jù)丟失。

綜合上面情況，圖書館需要至少8臺服務(wù)器提供給各部門應(yīng)用，并且以后隨時會添加新的應(yīng)用。如果使用物理服務(wù)器會大大提高成本，而且不利于管理。

我們可以為本次應(yīng)用做以下部署：

2臺戴爾R810服務(wù)器（4C）作為Oracle VM服務(wù)器，并作雙機熱各。所有的應(yīng)用服務(wù)器可按照用途劃分對應(yīng)的虛擬機。

2臺戴爾R710服務(wù)器（2c）作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

1臺PC作為Oracle VM管理服務(wù)器，可通過web頁面實現(xiàn)對OracleVM服務(wù)器的管理。

1臺戴爾MD3200 SAN陣列存儲用于存儲Oracle VM服務(wù)器的數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)HA，動態(tài)遷移等功能。同時，其他應(yīng)用服務(wù)器也連接到磁盤柜實現(xiàn)共享存儲。

通過共享的FC SAN存儲架構(gòu)，可以最大化的發(fā)揮虛擬架構(gòu)的優(yōu)勢，進行在線地遷移正在運行的虛擬機，進行動態(tài)的資源管理，和集中的基于虛擬機快照技術(shù)的Lan Free的整合備份等，而且為以后的容災(zāi)提供擴展性和打下基礎(chǔ)。

通過Oracle虛擬化管理平臺還可以實現(xiàn)虛擬機的在線遷移，遷移就是把運行的虛擬機從一臺物理服務(wù)器上面實時搬遷到另外一臺物理服務(wù)器上面。服務(wù)器hypervisor在接到遷移指令時，源系統(tǒng)上的系統(tǒng)管理程序?qū)⑴c目標系統(tǒng)上的系統(tǒng)管理程序協(xié)作，共同為保留遷移中的虛擬機準備足夠的空間。于是內(nèi)存通過網(wǎng)絡(luò)復制，直到只剩下“hot”內(nèi)存為止。因為源設(shè)備上的虛擬機仍在運行并為客戶提供服務(wù)，我們將“hot”內(nèi)存定義為仍在活躍使用中的內(nèi)存。然后，源系統(tǒng)管理程序暫停該虛擬機并復制剩下的hot內(nèi)存。隨后，在目標設(shè)備上的系統(tǒng)管理程序讓該虛擬機運行起來。由于所有的網(wǎng)絡(luò)和輸入/輸出連接都保存在復制的內(nèi)存中，所有這些連接都具有持久性，因此在短暫的暫停后（<200 ms），會繼續(xù)為客戶提供服務(wù)。

在線遷移是指在保證客戶的業(yè)務(wù)不中斷的情況下，將某個客戶機由一臺物理服務(wù)器遷移到與該服務(wù)器處于同一個服務(wù)器池中的另一臺物理服務(wù)器上，整個過程快速而安全。

為了實現(xiàn)在線遷移（包括后文提及的高可用），虛擬化方案對硬件有一些特殊要求：

所有客戶機需要共享統(tǒng)一存儲，可以是SAN，NAS，iSCSI的共享存儲；所有客戶機的數(shù)據(jù)包括映像文件，配置文件都集中存放在共享存儲上；

目標物理服務(wù)器和源服務(wù)器需要具有相同型號的CPU，用以保證內(nèi)存數(shù)據(jù)遷移之后能被正確識別。

3.結(jié)束語

高校圖書館實施虛擬化能最大限度的提高服務(wù)器的使用效率，虛擬化可以讓作為高校三大支柱的圖書館越來越受到學校決策者的重視，服務(wù)器虛擬化前景空前看好，高校圖書館應(yīng)該以發(fā)展的眼光，盡快以虛擬化技術(shù)提高Ⅱ服務(wù)的核心競爭力。未來，云計算技術(shù)和桌面虛擬化將是高校虛擬化應(yīng)用的兩大方向。