從虛擬存儲化應用角度透析數字圖書館建設

摘要：隨著數字圖書館存儲數據量的快速增長，要不斷滿足對存儲資源的管理、異構平臺的數據共享、存儲系統可用性和可擴展性等方面的要求?？梢娞摂M存儲技術在圖書館的應用無疑極大地推動數字圖書館建設與發展。

關鍵詞：虛擬存儲化；數字圖書館；存儲區域網

1 虛擬存儲化概念

所謂虛擬存儲(Virtul Storage)技術，是指把多個物理上獨立存在的存儲體通過軟件或硬件的手段集中管理起來，形成一個邏輯上的虛擬存儲單元供主機訪問。這個虛擬邏輯單元的存儲容量是它所集中管理的各物理存儲體的存儲容量之和，而它的訪問帶寬則在一定程度上接近各個物理存儲體的訪問帶寬之和。

虛擬存儲技術是用一種設備來完全模擬另一種物理設備的存儲方式。比如，在虛擬存儲中，可能用一個磁帶驅動器來模擬一個物理的磁盤或磁盤子系統。在這種虛擬存儲架構中，互相獨立的虛擬設備和物理設備都可以被當作同樣的存儲設備來訪問。虛擬存儲是靈活的、具有可伸縮性的，它不僅具有更好的可管理性，更重要的是它能夠為存儲用戶節省極大的投資。

虛擬存儲是將存儲系統虛擬化，在存儲系統的基本物理存儲單元層到應用層之間增加一個或多個硬件的或軟件的虛擬層，在各種不同類型的應用環境中更方便、更經濟地使用存儲系統。

虛擬存儲實際上是邏輯存儲，是一種智能、有效地管理存儲數據的方式。虛擬存儲克服了物理存儲的局限，它可以把物理設備變成完全不同的邏輯鏡像，呈現給用戶，既充分利用了物理設備的優勢，如高性能、高可用，又打破了物理設備本身不可克服的局限性。從用戶角度看，使用存儲空間而不是使用物理存儲硬件，管理存儲空間而不是管理物理存儲部件，這就是虛擬存儲化的概念。

2 虛擬存儲化特點

2.1 使存儲設備管理簡單化

虛擬存儲化技術，讓用戶以自主、自動的方式在磁盤或者磁帶上存儲數據，使系統管理員不必再操心后端，只要關注于存儲空間管理即可。在虛擬化環境中，所有的存儲管理操作，例如系統升級、建立和分配虛擬磁盤、改變RAID級別、擴充存儲空間等都可自動實現，存儲管理變得輕松簡單。虛擬存儲提供了一個大容量存儲系統集中管理的手段，由網絡中的一個環節進行統一管理，避免了由于存儲設備擴充所帶來的管理方面的麻煩。

2.2 有較好的設備兼容性

虛擬存儲技術為存儲資源管理提供了更好的靈活性，可以將不同類型的存儲設備集中管理使用，保障了用戶以往購買的存儲設備的投資，在存儲設備的開支上可以節省一筆不小費用。

2.3 在視頻點播系統中應用優勢明顯

虛擬存儲對于視頻點播系統最有價值的特點是：可以大大提高存儲系統整體訪問帶寬。存儲系統是由多個存儲模塊組成，而虛擬存儲系統可以很好地進行負載平衡，把每一次數據訪問所需的帶寬合理地分配到各個存儲模塊上，這樣系統的整體訪問帶寬就增大了。例如，一個存儲系統中有兩個存儲模塊，每一個存儲模塊的訪問帶寬為50MBps，則這個存儲系統的總訪問帶寬就可以接近各存儲模塊帶寬之和，即100MBps。這種帶寬特點用于傳送非圖像文件時更顯速度優勢。

3 虛擬存儲技術種類

根據主機、存儲設備和存儲網絡所處的位置，虛擬存儲可以分為三個層次:基于服務器主機的虛擬存儲、基于存儲設備的虛擬存儲、基于網絡的虛擬存儲。三種方式有各自的優缺點，不同條件的圖書館可根據實際選用。目前，使用較多的是基于網絡的虛擬存儲方式。

4 虛擬化存儲技術在圖書館數字資源建設中應用

近年來，各館都在建設數字圖書館方面投入一定的人力、物力，目前圖書館數字資源占圖書館館藏的比重越來越大，數字圖書館已從概念發展到實際應用。圖書館的數字化資源一般包括數字圖書、數字期刊、數字古籍、多媒體視頻數據等。國內提供數字圖書資源的公司有：北京世紀超星公司，圖書量已達80萬冊，容量為8TB左右；北京書生之家公司，容量為5TB;北京國圖，圖書量為20萬冊，總容量為2TB；北大方正，數據容量1TB左右。數字期刊目前國內較普遍采用的有三家，分別是清華同方、重慶維普公司和萬方數字期刊，他們各自的電子期刊總容量都在1TB以上。就高校圖書館而言，一般都采購有幾家的數字資源產品，數字資源總存儲量在十幾個TB左右，而且每年都會購買新的數字圖書和數字期刊，新增存儲容量也有數個TB。這種數據量的增加光靠購買新的設備是不可能的，在現有設備條件下提高它們的利用率，可以一定程度解決數據存儲問題。由此可見，圖書館是網絡技術和存儲技術最大的受益者，虛擬存儲技術在圖書館的應用無疑極大地推動數字圖書館的建設與發展。

由于虛擬存儲具有的特點，虛擬存儲技術正逐步成為共享存儲管理的主流技術，其具體應用如下：

數據復制。在數據復制方面已經發展出多種鏡像方法。許多存儲供應商提供三層鏡像結構，有的公司甚至能夠提供4層鏡像結構。全面鏡像能在另一個驅動器上產生完全相同的副本。有時，在不同地理位置上存在的副本驅動器，通過IP地址相連能產生遠程或異步副本，實現遠距離數據遷移，這對于不同規模的圖書館來說，都是一種極為重要的數據災難恢復工具。

實時數據恢復。利用磁帶來還原數據是數據恢復工作的主要手段，但常常難以成功。數據管理工作中一個重要的發展新方向是將近期內的備份數據轉移到磁盤介質，而非磁帶介質。這遠比用磁帶恢復數據安全可靠。同時，整卷數據都能被快速恢復。這對于隨書光盤鏡像文件的管理特別有意義。

應用整合。存儲管理發展的又一新方向是將服務貼近應用。沒有一個信息技術領域的管理人員會單純出于對存儲設備的興趣而去購買它。存儲設備是用來服務于應用的，比如數據庫、通訊系統等等。通過將存儲設備和關鍵的企業應用行為相整合，能夠獲取更大的價值，同時，大大減少操作過程中遇到的難題。

虛擬化技術可以減少存儲系統的管理開銷，實現存儲系統的數據共享，提供透明的高可用性和可擴展性，優化使用存儲系統。圖書館對存儲的要求也不再是單純的購買行為，而是把眼光更多地投在它在異構環境下的應用與管理上?？梢钥闯?，存儲虛擬化、存儲網絡化是存儲技術與存儲管理發展的必然趨勢。

5 虛擬存儲技術催生下數字圖書館建設主流模式

經過對數字圖書館各種主要技術的研究和相關技術的發展，為建立現實的數字圖書館打下重要技術基礎，在不遠的將來我國將會在虛擬存儲技術催生下建立一批現代科技型數字圖書館，主要有三種類型：

特種館藏型模式:將自己圖書館的珍藏(包括善本古籍珍藏)或特種館藏（包括圖片、聲音、音樂、影視等各種載體）的資料進行數字化，提供網上共享。例如：以美國SPE協會出版的SPE會議論文和美國石油文摘等。

服務主導型模式：這種服務模式的資源一般由三部分組成：a. 圖書館本身的數字化特種館藏；b. 商用的網上聯機電子出版物或數據庫（包括在本館的資源鏡像站）；c. 在因特網上有用的文獻信息資源。它們用統一的界面向讀者提供服務。例如:目前國外有些大學的數字圖書館模式。

文獻型模式:一些文獻服務公司、出版社、代理商等建立的一種供商用文獻型的數字圖書館，提供全文的期刊、雜志、電子圖書（也包括音樂和影視資料）等，一般既有索引數據庫，又有全文的對象數據庫。

參考文獻

[1]謝長生.SAN網絡級存儲虛擬化實現方式的研究與設計.計算機應用研究，2004（4）

[2]周粵.淺析虛擬存儲技術及其IPSAN實現方式.現代計算機，2003(8)

[3]周曉英.關于我國數字圖書館建設若干問題的思考.情報資料工作，2002，(3)

[4]索傳軍.論網絡化圖書館的信息資源建設.圖書館，1999，(1)

[5]杜寶娟.試論圖書館的數字化建設. 天津職業技術師范學院學報，2001(4)：52-53.