貢維才，葉 玲，孫鑒坤

(1.黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館，湖北黃岡438002;2.黃岡師范學(xué)院圖書館，湖北黃岡438000)

隨著圖書館數(shù)字化建設(shè)的不斷發(fā)展，圖書館應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量大量增加，導(dǎo)致圖書館數(shù)字化系統(tǒng)管理較為復(fù)雜，一臺物理服務(wù)器對應(yīng)一個服務(wù)、使用效率低、維護量大、無備用機，硬件出現(xiàn)故障服務(wù)停止，存儲空間靜態(tài)分配、利用率很低、造成空間的浪費，系統(tǒng)遷移不靈活，無法及時滿足隨時出現(xiàn)的新的應(yīng)用需求(各類試用、新增應(yīng)用等)［1］。如何才能有效提高服務(wù)器硬件資源利用率、降低總體成本、簡化管理以及加快應(yīng)用部署呢?根據(jù)虛擬化技術(shù)在各大圖書館的應(yīng)用，本人認為，選擇合適的虛擬化技術(shù)應(yīng)用方案，能很好地解決上述問題。

1 服務(wù)器虛擬化技術(shù)

1.1 虛擬化的定義

虛擬化是一個為了簡化管理、優(yōu)化資源的解決方案。如同空曠、通透的寫字樓，整個樓層幾乎看不到墻壁，用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間，進而節(jié)省成本，發(fā)揮空間最大利用率。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同需求進行重新規(guī)劃以達到最大利用率的思路，在IT領(lǐng)域就叫做虛擬化技術(shù)。

虛擬化技術(shù)與多任務(wù)以及超線程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個操作系統(tǒng)中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上;而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作。

1.2 服務(wù)器虛擬化技術(shù)原理

服務(wù)器虛擬化將系統(tǒng)虛擬化技術(shù)應(yīng)用于服務(wù)器上，將一個物理服務(wù)器虛擬成若干個虛擬服務(wù)器使用［3］。如圖2-1所示，在采用服務(wù)器虛擬化之前，三種不同的應(yīng)用分別運行在三個獨立的物理服務(wù)器上;在采用服務(wù)器虛擬化之后，這三種應(yīng)用運行在三個獨立的虛擬服務(wù)器上，而這三個虛擬服務(wù)器可以被一個物理服務(wù)器托管。服務(wù)器虛擬化技術(shù)在服務(wù)器管理方面有突出的優(yōu)勢，從而有效的控制成本。簡而言之就是:淡化用戶對物理計算資源，如處理器，內(nèi)存，I/O設(shè)備的直接訪問，取而代之的是用戶對其邏輯的訪問，而后臺物理的連接則是由虛擬化技術(shù)實現(xiàn)。

圖1 服務(wù)器虛擬化

2 圖書館服務(wù)器虛擬化技術(shù)方案應(yīng)用

2.1 圖書館服務(wù)器虛擬化解決方案規(guī)劃

根據(jù)建設(shè)思路，結(jié)合圖書館實際業(yè)務(wù)情況，并考慮業(yè)務(wù)發(fā)展對處理能力的要求，保證能夠滿足未來三至五年業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，本著“經(jīng)濟、使用、先進、開放”的選型原則，在以保有原服務(wù)器，提高自有資產(chǎn)利用率的原則下，我館選用了以前的6臺配置較高的服務(wù)器作為ESXI物理主機使用，應(yīng)用VMwareVsphere軟件系統(tǒng)，進行虛擬化部署，配合使用VMware的P2V工具、VMotion功能和HA高可用性，實施服務(wù)器虛擬化應(yīng)用，通過最大限度提高應(yīng)用程序吞吐量來降低資金和運營成本。在安全性方面，優(yōu)先考慮網(wǎng)絡(luò)隔離，即提供足夠的物理網(wǎng)卡進行應(yīng)用分離，根據(jù)應(yīng)用類型采用不同網(wǎng)卡實現(xiàn)負載均衡，采用一個單獨網(wǎng)卡進行控制管理。在存儲方面，選用二套H3C-IX1000的磁盤柜做為整體存儲，將3臺物理主機服務(wù)器通過光纖交換機連接后端共享存儲，為保證系統(tǒng)可用性，通過虛擬化的DRS(動態(tài)資源分配)技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用自動負載遷移。即當其中某臺物理服務(wù)器上的資源不夠時，運行在上面的部分虛擬機可以平滑遷移到另一臺物理服務(wù)器，實現(xiàn)應(yīng)用級別的負載均衡。設(shè)置集群HA，當任一臺物理服務(wù)器發(fā)生故障，所有的虛擬機可以實時在另一臺物理服務(wù)器上重新啟用。安裝VCenter軟件，對物理服務(wù)器及其上的虛擬服務(wù)器進行統(tǒng)一管理監(jiān)控，實現(xiàn)自動化資源調(diào)配。

2.2 服務(wù)器虛擬化軟件的選擇

2.2.1 思杰的服務(wù)器虛擬化軟件Xen Server

XenServer是在云計算環(huán)境中經(jīng)過驗證的企業(yè)級虛擬化平臺，可提供創(chuàng)建和管理虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)所需的所有功能。它深得很多要求苛刻的企業(yè)信賴，被用于運行最關(guān)鍵的應(yīng)用，而且被最大規(guī)模的云計算環(huán)境和 xSP所采用。同時XenCenter是一種虛擬化圖形接口管理工具，可在同一界面，管理多臺的XenServer服務(wù)器。管理上，通常會先在Xen-Center建立一個服務(wù)器群組(Pool)，然后將位于同一機房內(nèi)的XenServer服務(wù)器加入。

2.2.2 微軟的服務(wù)器虛擬化軟件Hyper-V

微軟的服務(wù)器虛擬化軟件Hyper-V是微軟提出的一種系統(tǒng)管理程序虛擬化技術(shù)，首次內(nèi)置于Windows Server 2008中。相對于微軟過去的虛擬化技術(shù)-Virtual Server/PC(Type 2，多了一層操作系統(tǒng)，兼容性好，速度較慢)，Hyper-V采用Type 1架構(gòu)，讓虛擬機可以較直接的使用實體主機的硬件資源，以提高虛擬系統(tǒng)之效能;并可在主機上支持多達16顆CPU，每臺虛擬主機亦可支持至4顆CPU。

2.2.3 VMware的服務(wù)器虛擬化軟件ESX Server

VMware ESX是IT基礎(chǔ)架構(gòu)進行動態(tài)自我優(yōu)化的基礎(chǔ)，VMware ESX Server是一個強健的，經(jīng)過生產(chǎn)驗證的虛擬層，它將處理器、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源抽象到多臺虛擬機中。ESX Server為圖書館IT環(huán)境提供了最高級別的性能，通過跨在同一服務(wù)器上并行運行的大量虛擬機共享硬件資源，提高了硬件利用率并大大減少資金和運營成本。即使是對最占用資源的應(yīng)用程序，也能通過高級資源管理、高可用性和安全性功能提高服務(wù)級別。以VMotion技術(shù)在各服務(wù)器或刀片服務(wù)器之刀板間彈性動態(tài)遷移系統(tǒng)平臺，讓IT人員做更有效的資源調(diào)度，并獲得更好且安全周密的防護，當系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時，可以在最短時間，迅速復(fù)原系統(tǒng)的運作。

3 圖書館服務(wù)器虛擬化的實施方案

一般來說服務(wù)器虛擬化的實施方法分為二種:一種方法是逐步對現(xiàn)有的服務(wù)器進行遷移。另一種方法是集中實施，遷移現(xiàn)有服務(wù)器。第一種方法周期較長，見效緩慢，但是可以平穩(wěn)過渡。后一種方法周期短，見效快，短期內(nèi)需要投入較多人力和財力資源?？紤]到短時期內(nèi)的人力投入有限，并且有些服務(wù)器上的應(yīng)用不能很快整合到虛擬化平臺上，所以我們選擇了逐步實施虛擬化的方案。另外，對于存儲量需求很大或系統(tǒng)資源需要較大的系統(tǒng)，暫時不考慮遷移到服務(wù)器虛擬化平臺上。

我館采用VMware ESXi軟件作為服務(wù)器虛擬化平臺，增加2臺高配置服務(wù)器、同時對原有4臺服務(wù)器進行硬件擴容、由6臺服務(wù)器組成機群、在服務(wù)器虛擬化平臺上為多個業(yè)務(wù)提供運行環(huán)境通過VMware虛擬化平臺的物理隔離技術(shù)、完成各業(yè)務(wù)服務(wù)器操作系統(tǒng)與服務(wù)器硬件之間的相對獨立、為圖書館業(yè)務(wù)平臺提供一個與服務(wù)器硬件無關(guān)的基礎(chǔ)架構(gòu)，保證各業(yè)務(wù)的連續(xù)運行。

3.1 圖書館服務(wù)器虛擬化的硬件配置

2 臺高配置服務(wù)器，配置為Intel Xeon E7450×4，32GB，146GBx2，4 個集成千兆網(wǎng)卡，1 塊HBA 卡。

3 臺原有服務(wù)器，配置為Intel Xeon X5355×2，16GB，146GBx2，4個集成千兆網(wǎng)卡，1塊HBA卡。

1 臺管理服務(wù)器，配置為Intel Xeon X5355×2，4GB，146GBx2，1 個千兆網(wǎng)卡。

2 臺IPSAN架構(gòu)的H3C-IX1000存儲，容量為12TB。

3.2 圖書館服務(wù)器虛擬化的群集

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)群集，2臺高配置服務(wù)器與4臺原有服務(wù)器組成，布置12個虛擬服務(wù)器，包括以下服務(wù):圖書館業(yè)務(wù)管理相關(guān)服務(wù)，包括ORACLE數(shù)據(jù)庫、圖書館自動化管理系統(tǒng)(ilasIII)、OPAC服務(wù)器、電子閱覽室管理系統(tǒng)、讀者郵件通知系統(tǒng)、遠程服務(wù)系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等;本地鏡像電子資源服務(wù)，如電子書、電子期刊等;多媒體資源服務(wù)，如音頻、視頻和隨書光盤等非紙資源;網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和管理服務(wù)，如 WEB、DHCP、FTP、網(wǎng)絡(luò)管理、遠程訪問等。

4 圖書館服務(wù)器虛擬化應(yīng)用的效果

4.1 降低成本，節(jié)省能源

通過實施VMware服務(wù)器虛擬化解決方案，降低了服務(wù)器閑置率，減少了能耗需求，同時節(jié)省了資金，提高了服務(wù)器的利用率。通過在服務(wù)器上創(chuàng)建多個虛擬服務(wù)器的方式，完成了傳統(tǒng)方式下需要十幾臺服務(wù)器才能完成的工作，在降低物理服務(wù)器數(shù)量的同時，還大大降低了對機房環(huán)境的需求，降低能耗需求，支持環(huán)保，同時具有更靈活穩(wěn)定的管理特性。本館采用虛擬化技術(shù)之后，UPS負載由55%降到33%。

4.2 提高硬件使用效率，便于統(tǒng)一管理

由于采用VMware ESXi軟件件搭建虛擬構(gòu)架，進行虛擬化后，計劃內(nèi)宕機損失為零，計劃外宕機接近與零。整合后的系統(tǒng)管理大大簡化，維護成本也大幅下降，簡化了IT管理。VCenter為IT環(huán)境提供了集中化管理、操作自動化、資源優(yōu)化和高可用性?；谔摂M化的分布式服務(wù)為數(shù)據(jù)中心提供了前所未有的響應(yīng)能力、可維護性、效率和可靠性級別。通過使用vRangerPro軟件，為虛擬服務(wù)器提供易于使用、集中化的備份工具，實現(xiàn)集中化的備份管理，不用擔心某臺服務(wù)器出現(xiàn)問題，會影響到整個應(yīng)用平臺。

5 結(jié)束語

本文對圖書館服務(wù)器虛擬化進行了方案的設(shè)計和某些具體實現(xiàn)技術(shù)的研究，但本文在某些方面的設(shè)計還不夠完善，還有待改進和追加新功能，服務(wù)器虛擬化技術(shù)對于大多數(shù)高校圖書館來說是一門新技術(shù)，在國內(nèi)圖書館的應(yīng)用還處于起步階段，就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，仍然存在一些問題。而且服務(wù)器虛擬化技術(shù)的發(fā)展和改進還存在著大量上升空間，我相信，虛擬化存在的不足將隨著時間的推移和大家的努力而得到不同程序的解決，隨著IT技術(shù)的發(fā)展，虛擬化產(chǎn)品的功能會更加日益完善，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的建設(shè)必將迎來美好的明天。

［1］劉榮發(fā).服務(wù)器虛擬化技術(shù)在圖書館數(shù)字化服務(wù)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代圖書情報技術(shù)，2007(04).

［2］梁永鴻，蘇寧.服務(wù)器虛擬化整合在數(shù)字圖書館的應(yīng)用［J］.電腦知識與技術(shù)，2011(22).

［3］王捷.服務(wù)器虛擬化與圖書館實施策略［J］.圖書館學(xué)刊，2011(06).

［4］周彩陽.圖書館服務(wù)器虛擬化技術(shù)可行性分析［J］.圖書館論壇，2008(03).

［5］董秋生，黃文，馬駿濤，宋欣.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)字圖書館服務(wù)器整合中的應(yīng)用［J］.情報理論與實踐，2009(01).