湖南高校共建圖書館資源

文/施游 彭澤華

湖南高校共建圖書館資源

文/施游1彭澤華2

為了避免出現(xiàn)資源重復(fù)建設(shè)、購買的弊病，湖南省在CALIS項目的背景下建設(shè)湖南省高校數(shù)字圖書館，建立相應(yīng)的中心機房、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、存儲網(wǎng)絡(luò)，挖掘本地區(qū)的特色資源，構(gòu)建教學(xué)資源集成共享平臺，把國家的投資，高校豐富的文獻資源、人力資源整合起來，從而實現(xiàn)信息資源的共建、共享、共知，從而讓更多的用戶受益。

湖南資源共建共享進程

隨著高校信息化建設(shè)的推進，各個高校數(shù)字資源建設(shè)有了長足的進步，但是，也出現(xiàn)資源重復(fù)建設(shè)、購買的弊病。因此，國內(nèi)眾多高校圖書館從1998年開始合力推行共建、共享的資源體系建設(shè)。

從我國“九五”開始，由國務(wù)院批準啟動我國最大的高校資源共建、共享體系——中國高等教育文獻保障系統(tǒng)（China Academic Library & Information System，簡稱CALIS）。在教育部的領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過“九五”、“十五”、“十一五”以及“211工程”建設(shè)，CALIS成員館已經(jīng)發(fā)展到1200多家。CALIS建設(shè)目的是利用先進的計算機技術(shù)和現(xiàn)代化的管理手段，把國家的投資，高校豐富的文獻資源、人力資源整合起來，從而實現(xiàn)信息資源的共建、共享、共知，從而讓更多的用戶受益，發(fā)揮最大的社會效益，保護國家投資。

CALIS由全國中心、地區(qū)中心、成員館構(gòu)成。其中，湖南師范大學(xué)是CALIS的湖南省中心。由于CALIS的建設(shè)與發(fā)展，全國很多省市啟動了各具特色的高校圖書館聯(lián)盟建設(shè)。

湖南省高校數(shù)字圖書館是湖南省教育廳領(lǐng)導(dǎo)的、省高校圖工委具體指導(dǎo)的、依靠全湖南省高校參與的、依托湖南師范大學(xué)建立的服務(wù)全省高校的地區(qū)性數(shù)字化圖書館。通過建設(shè)，它將成為一個超大規(guī)模的，分布式的，方便使用的，沒有時空界限的，可以實現(xiàn)跨庫、跨平臺無縫鏈接集成與智能檢索的知識共享中心，也可以說它是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下湖南省高校共建共享的可擴展的綜合性知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能對各種文本、圖形、音視頻等多媒體資源進行整合、管理和利用，使其有序化與優(yōu)化，讓用戶以最簡便、有效的方式快速檢索文獻信息資源。

可擴展的綜合性知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能對各種文本、圖形、音視頻等多媒體資源進行整合、管理和利用，使其有序化與優(yōu)化，讓用戶以最簡便、有效的方式快速檢索文獻信息資源。

湖南省高校數(shù)字圖書館項目于2004年4月26日啟動。該項目由湖南師范大學(xué)承建。湖南省高校數(shù)字圖書館項目立項之后，已經(jīng)經(jīng)歷兩期建設(shè)：第一期項目（從2004年到2006年）主要是基礎(chǔ)設(shè)施和資源的建設(shè)；第二期（從2007年到2009年）主要是數(shù)字資源整合共享平臺建設(shè)。通過多年建設(shè)，該項目的建設(shè)已具備良好的基礎(chǔ)。建設(shè)運行多年來，為全省高校38所普通高等院校的教學(xué)科研提供可靠的信息保障，并且推進湖南省高校之間的信息資源合作共享進程。

建設(shè)開放靈活的機房

湖南省高校數(shù)字圖書館中心機房是數(shù)字圖書館工作與運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是湖南省高校數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)中心、管理中心、資源加工中心，同樣也是各級工作人員的重要辦公場所。同時也是外界訪問交流、合作的平臺，也屬于對外宣傳的窗口。因此，湖南省高校數(shù)字圖書館中心機房必須是開放的、高質(zhì)量的、靈活的，而且能承載數(shù)字圖書館的各種硬件設(shè)施，擁有足夠空間的現(xiàn)代化高標準機房。

湖南省高校數(shù)字化圖書館中心機房建筑面積240m2。機房內(nèi)設(shè)有主機房、主控室。UPS、發(fā)電機均放在一樓配電室。機房為框架結(jié)構(gòu)，層高為4.8m。

湖南省高校數(shù)字圖書館中心機房建筑采用抗靜電活動地板、不銹鋼飾面、玻璃隔墻，鋁合金微孔方形吊頂，鋁塑板墻面做主材。

一樓配電室安裝高可靠的、高MTBF的60KV /h的 UPS二臺、380KVA柴油發(fā)電機一臺，并設(shè)有自動切換柜對配電系統(tǒng)全面管理。機房內(nèi)設(shè)UPS輸出配電柜、空調(diào)動力及照明配電柜，并做直流地網(wǎng)和靜電泄漏地網(wǎng)。機房單獨設(shè)空調(diào)新風系統(tǒng)、機房專用精密空調(diào)，制冷量可達50KW。

圖1 湖南省高校數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)拓撲

構(gòu)建三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

湖南省高校數(shù)字圖書館項目運行在湖南師范大學(xué)圖書館基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之上。圖書館的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計雙核心、區(qū)域匯聚、接入。干路采用雙鏈路冗余。具體拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

核心層采用萬兆核心交換機，交換機配置冗余電源、雙引擎，避免電源或者路由處理板塊損壞而帶來的單點故障。核心交換機之間啟用VRRP協(xié)議，實現(xiàn)交換機之間的冗余備份；通過核心間鏈路聚合，提高兩臺核心的級聯(lián)帶寬，其中，匯聚點和服務(wù)器均以雙鏈路的方式，分別接入兩臺核心交換機。

匯聚層采用單臺光纖交換機，分別接入圖書館各子樓棟的接入層交換機。這種構(gòu)建方式減少核心層的負擔。

為了避免網(wǎng)絡(luò)的單一性，減少網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。同時為了利用湖南師范大學(xué)眾多的IP地址資源和接入鏈路資源。湖南省高校數(shù)字圖書館并不單獨接入新鏈路，而是通過接入湖南師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心，連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。湖南師范大學(xué)出口總帶寬較大可達1200Mbps，IP地址資源相對充裕。因此，湖南省高校可以為不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)用戶提供高速的數(shù)據(jù)服務(wù)。

在圖書館與網(wǎng)絡(luò)中心之間部署一臺高性能防火墻，設(shè)置必要開放的服務(wù)端口，屏蔽剩下的所有端口。同時該防火墻可以抵抗DDoS攻擊、防病毒、防網(wǎng)頁篡改、防掛馬、防蠕蟲等，極大提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

三階段建設(shè)存儲網(wǎng)絡(luò)

湖南省高校數(shù)字圖書館存儲網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以分為三個階段。

FC SAN階段

該階段存儲網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較早，廉價的IP SAN架構(gòu)尚未在中國有典型案例。因此，我們選擇FC SAN架構(gòu)。

由于當時系統(tǒng)建設(shè)標準是準電信級標準，對于各類指標要求非常嚴格，我們采用了兩臺設(shè)備，其中一臺容量為20TB，另一臺為6TB，將每臺物理容量中的5TB作為備份容量。為了實現(xiàn)兩個陣列之間的數(shù)據(jù)鏡像，陣列上配置了Mirror View數(shù)據(jù)備份軟件，并在兩個陣列間采用專用的鏈路，該鏈路不經(jīng)過光纖交換機，直接從主陣列的存儲處理器端口連接到備份陣列的存儲處理器端口。數(shù)據(jù)鏡像時，復(fù)制數(shù)據(jù)流可以不經(jīng)過交換機，而直接從專用的鏈路到達目的陣列，大大提高鏡像的速度和效率。同時也避免備份數(shù)據(jù)流影響主機訪問陣列的帶寬。SAN存儲架構(gòu)拓撲如圖2所示。

圖2 SAN存儲架構(gòu)

FC SAN與IP SAN混合階段

隨著購買的商用數(shù)據(jù)庫的增加，第一階段購買的26T的空間不到三年便基本使用完畢。在富裕空間剩下5T的時候，項目組考慮存儲擴容。基于iSCSI協(xié)議的IP SAN存儲技術(shù)發(fā)展迅速，其融合了SCSI技術(shù)和TCP/IP技術(shù)的長處，使得存儲價格大幅度下降，同時擴展性、兼容性得到極大的提高。由于IP SAN技術(shù)帶寬優(yōu)勢，性能瓶頸也得到極大的解決。因此，數(shù)字圖書館的存儲擴展方案，項目組在選擇新存儲時采用IP SAN架構(gòu)，新增存儲容量40T。為了保護之前的投資，將新設(shè)備掛接到原有的兩臺Mc Data交換機上，這種IP SAN與FC SAN混合構(gòu)建的方式保證新、舊服務(wù)器都可以使用新增的存儲資源。

IP SAN與FC SAN混合存儲架構(gòu)拓撲如圖3所示。

數(shù)據(jù)中心的云存儲構(gòu)建與存儲虛擬化

由于湖南省數(shù)字圖書館承接項目的不斷增多，尤其是承擔湖南省精品課程資源庫、實踐教學(xué)資源信息平臺的項目后，新增40T的空間很快用盡。新存儲擴建迫在眉睫，目前考慮的新增容量為80T。

由于存儲虛擬化技術(shù)有了長足的發(fā)展，新的存儲方案可以充分利用新一代云存儲技術(shù)和虛擬化技術(shù)，極大提高存儲管理的工作效率，降低存儲管理誤操作風險。

由于FC SAN擴展性差，成本高昂、FC SAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換速度相對IP SAN發(fā)展慢，各存儲器間存在數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，因此，F(xiàn)C SAN網(wǎng)絡(luò)升級方案首先被淘汰。

傳統(tǒng)的、不開放存儲虛擬化的方案有一定的優(yōu)勢，例如可忽略具體存儲硬件品牌，可以不用考慮服務(wù)器平臺。但是，這種方案有很多缺點：帶內(nèi)虛擬化方案的接入主機越多，管理成本越高，受操作系統(tǒng)影響大；帶外虛擬化方案的存儲復(fù)雜度增加，主機需要重新配置；基于控制器的存儲虛擬化方案容易發(fā)生單點故障、性能瓶頸等問題。

因此，構(gòu)建基于云存儲的數(shù)據(jù)中心是綜合多種方案考慮的結(jié)果。云存儲的數(shù)據(jù)中心需要綜合考慮服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化，是一個可以動態(tài)延伸、動態(tài)擴展、動態(tài)還原的基礎(chǔ)架構(gòu)。

圖3 混合存儲架構(gòu)

挖掘本地特色資源

自湖南省高校數(shù)字圖書館所有數(shù)字資源向全省成員館的用戶開放使用以來，經(jīng)過了5期資源建設(shè)。經(jīng)過幾輪使用、評估、調(diào)整，目前可用的資源種類基本保持在20多種，并且每年使用一定的經(jīng)費，在已有規(guī)模的基礎(chǔ)上適當增加一批包括電子圖書、文獻數(shù)據(jù)庫、電子期刊、多媒體資源、大學(xué)生學(xué)習(xí)及考試類資源、基礎(chǔ)教育類資源在內(nèi)的中外文數(shù)字資源。

目前，湖南省高校數(shù)字圖書館數(shù)字資源有：中文科技期刊數(shù)據(jù)庫、EBSCO、高校財經(jīng)數(shù)據(jù)庫、博看期刊、中國法律法規(guī)庫、北大法意案例庫、CSSCI、Science China、中外專利數(shù)據(jù)庫、中外標準數(shù)據(jù)庫、道瓊斯財經(jīng)資訊高教版、EZonexam考試學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)庫、央視教育視頻資源庫、英語模擬練習(xí)平臺、Gale Academic Onefile學(xué)術(shù)期刊、冰果英語、百科視頻、慧科大中華資訊平臺、中國疾病知識總庫、全球新興市場資訊（EMIS）。

湖南省高校數(shù)字圖書館引導(dǎo)全省各高校圖書館，挖掘本校或本地域特色信息資源，建成一批具有湖南特色、地方特色、高等教育特色和資源特色，服務(wù)于高校教學(xué)科研和國民經(jīng)濟建設(shè)，方便實用、技術(shù)先進的專題文獻數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)庫將成為湖南省高校數(shù)字圖書館（湖南省高等教育信息資源共享平臺）的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

開發(fā)教學(xué)資源集成共享平臺

近年來，通過實施質(zhì)量工程，湖南省培育建設(shè)了一批具有示范作用的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，包括省級、國家級特色專業(yè)，省級、國家級精品課程，省級、國家級實踐教學(xué)示范中心，省級優(yōu)秀實習(xí)教學(xué)基地，省級、國家級教學(xué)團隊，省級、國家級教學(xué)名師，省級優(yōu)秀教材，國家級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)建設(shè)項目等一系列項目資源。湖南省高校數(shù)字圖書館建設(shè)了一套可實現(xiàn)“分布式存儲、一站式訪問”的系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)平臺包含統(tǒng)一檢索門戶、精品課程資源庫、實踐教學(xué)資源信息平臺、大型實驗儀器設(shè)備共享平臺、特色專業(yè)資源共享平臺、教學(xué)名師數(shù)據(jù)庫、教學(xué)團隊數(shù)據(jù)庫等子系統(tǒng)。

信息化建設(shè)是湖南省富民強省的戰(zhàn)略任務(wù)，湖南省高校數(shù)字圖書館也不是一次性建設(shè)就能完成的項目，它是一個長期的不斷完善和提升的工程，它應(yīng)該與高等教育發(fā)展及湖南省信息化建設(shè)進程同步發(fā)展，營造一個適合湖南省高等教育、服務(wù)湖南社會文化發(fā)展的信息服務(wù)環(huán)境。

（作者單位1為湖南師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心，2為湖南師范大學(xué)圖書館）