高校圖書館數據中心虛擬化建設研究

廖志江

（河北聯合大學〈建設路校區〉圖書館，河北 唐山 063000）

0 前言

高校圖書館數據中心（中心機房）是圖書館集中部署、運行、維護服務器系統以及相關設備的設施。隨著圖書館信息化建設的發展，圖書館業務系統逐步增加，傳統圖書館數據中心出現了設備數量過多、管理操作繁瑣、設備能耗嚴重、故障多發等問題。虛擬化是一個能夠簡化管理、優化資源的解決方案，它打破了操作系統和硬件的互相依賴性，屏蔽了硬件平臺的動態性分布和異構性，實現了硬件資源的共享和復用，提供了多個獨立隔離的應用環境，為圖書館數據中心的建設發展提供了新方案。

1 虛擬化技術在圖書館應用的研究情況

通過對CNKI中國知網數據庫近7年來發表在圖書館學期刊上的關于虛擬化技術文章進行分析來看，學術界已經有了一定的研究成果：劉榮發首先介紹了服務器虛擬化的概念，闡述了服務器虛擬化的核心價值，并詳細描述了利用虛擬化軟件VMware Server來部署和整合福州大學圖書館的數字化應用過程[1]；葛廷霞等介紹了中國人民大學圖書館采用VMware、VSphere 4 Enterprise進行服務器整合的過程，為同行提供了可借鑒的實例[2]；孟凡立等提出了一種利用虛擬存儲實現圖書館存儲虛擬化的方案，將硬件設備進行資源池化，實現了服務器、網絡和存儲的高效整合[3]。總體來看，關于虛擬化技術在圖書館的應用已有了一些理論研究，但對虛擬化技術系統應用于圖書館數據中心建設的實證研究還比較薄弱，現有d文章多集中在服務器虛擬化和基于虛擬化技術的云計算研究方面，對圖書館數據中心虛擬化研究的比較少，即使有的研究也多側重于某一方面，缺少進行完整系統方案的研究。

2 數據中心虛擬化建設研究內容

2.1 數據中心虛擬化設計需求分析

在對國內高校圖書館數據中心虛擬化建設方案進行文獻分析及案例調研的基礎上，對高校圖書館中心機房的硬件資源、應用系統的軟件環境、數據容量安全等級需求等進行分析統計，檢測各硬件設施在應用系統運行不同狀態下的技術參數，明確現有硬件可以為將來方案提供的硬件條件，掌握軟硬件系統日常高峰期的運行狀態，分析數據中心虛擬化設計的需求。

2.2 數據中心虛擬化方案設計

根據數據中心的建設目標，結合圖書館信息服務的實際業務情況以及未來應用系統的發展需求，設計虛擬化建設方案。數據中心的虛擬化包括：網絡虛擬化、服務器虛擬化、存儲虛擬化等，其中虛擬化網絡規劃設計是數據中心虛擬化的主要內容，要對虛擬環境中的網絡進行區分，并根據不同網絡功能分工進行規劃。

2.3 數據中心虛擬化方案部署

在確定虛擬化方案的基礎上，反復論證、部署方案的實施，搭建虛擬化軟件平臺，進行數據中心網絡、服務器、存儲的虛擬整合，并進行系統測試與調整。

2.4 數據中心虛擬化應用效果評估

按虛擬化設計方案完成不同設備的虛擬化整合，進行模擬故障測試，對實際應用效果進行評估，直至達到預期的設計要求。

3 數據中心虛擬化建設實施路線圖

在對應用虛擬化技術尤其是虛擬化技術在圖書館應用相關成果進行研究的基礎上，通過對國內典型高校圖書館數據中心虛擬化建設的調研分析，查找各虛擬化方案的優勢及存在問題，結合對我館現有資源的調查、需求分析與應用分類，設計出圖書館數據中心虛擬化建設路線圖（見圖1）。傳統數據中心架構的設計是為了解決“客戶端—服務器”架構模式應用程序自上而下的大流量數據傳輸問題，虛擬化數據中心網絡則從根本上改變了數據中心網絡架構的需求。鑒于現有研究資料中針對虛擬化技術中單一技術應用的研究較多，系統完整地研究圖書館數據中心虛擬化的實證研究很少的情況，經研究分析后系統提出的圖書館數據中心虛擬化實施方案，可為高校圖書館數據中心虛擬化建設提供理論及實踐指導。

圖1 數據中心虛擬化建設路線圖

4 數據中心虛擬化建設中需考慮的問題

圖書館數據中心虛擬化建設涉及多種硬件設施及虛擬化軟件的選擇、配置等，是一個復雜的系統工程，其中虛擬化網絡規劃、硬件平臺的整合方式以及整個虛擬化方案的設計是其中的關鍵。

4.1 做好詳細計劃方案

將一個應用系統遷移到虛擬機中，需評估應用對計算機資源的需求，連續占用計算機資源的應用不適合遷移到虛擬機中。要充分地與數據庫商溝通，了解它們是否支持虛擬化架構，對那些需要USB加密的數據庫，虛擬機可能無法支持；如果服務器的CPU、內存利用率超過70%，則沒有必要再做虛擬化；核心業務系統，暫不宜實施虛擬化。[4]

4.2 虛擬化軟件的選擇配置

認真考慮采用何種虛擬化技術，選擇虛擬機運行的操作系統類型，是否需要多種操作系統的虛擬機同時運行。擬整合的物理服務器數量，平衡整合服務數量與宿主機硬件性價比之間的關系。虛擬機實施的軟件費用也應予以考慮。

4.3 硬件設施的選擇配置

虛擬化平臺將多個虛擬機整合到一臺物理服務器上運行，對服務器的CPU、內存要求較高，并且物理服務器的硬件故障會導致多個虛擬機上的應用系統停止運行，要充分考慮應用系統對CPU、內存、I/O設備的需求，選擇品牌好、配置高的服務器。虛擬機的高可用性（HA）和動態遷移（Vmotion）需要高速的網絡和高性能的共享存儲，存儲最好選擇采用光纖通道技術的存儲區域網絡（SAN）[5]。

5 結語

虛擬化技術已經有30多年的歷史，現正處于蓬勃發展階段，利用虛擬化技術對圖書館物理資源進行虛擬化整合，建設具有動態資源分配和調度功能的虛擬化數據中心，是提高高校圖書館IT資源利用效率、自動化服務水平、用戶滿意度，降低建設維護成本的關鍵。對相關領域問題開展深入研究對圖書館實現服務器、網絡和存儲等設施的高效整合，構建穩定可靠的資源調配和管理體系，降低維護成本和能耗水平，提高設備的利用率等都具有實際應用價值。

［1］劉榮發.服務器虛擬化技術在圖書館數字化服務中的應用[J].現代圖書情報技術，2007（4）：79-82.

［2］葛廷霞，李 伶.虛擬化技術在圖書館服務器整合中的應用[J].現代圖書情報技術，2007（4）：79-82.

［3］孟凡立，孫榮.高校圖書館存儲虛擬化研究與實踐[J].圖書館學研究，2012（10）：26-28.

［4］徐大勇.虛擬化技術在數字圖書館中的應用探討[J].中國教育信息化，2012（1）：85-86.

［5］何禹.虛擬化技術在校園網數據中心的應用[J].電子科技大學學報，2007（6）:1461-1464.