虛擬化技術在圖書館中的應用研究

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，需要大量的服務器存儲相關的數據，傳統的服務器部署模式下，需要大量增加物理服務器的數量，這其中存在諸多的問題，圖書館通過利用虛擬化技術，低成本、高效率地改造了機房基礎架構，實現了服務器資源動態分配、高可用性、零宕機等重要功能，降低了圖書館購買服務器的成本，方便讀者使用圖書館的電子信息資源。

關鍵詞：高等學校：圖書館：虛擬化：電子資源

引言

近幾年我國Ⅱ行業發展速度快速發展，互聯網規模日益擴大，無論是企業或者高校圖書館在發展過程中隨著部門和應用的增多，都需要大量的服務器來滿足自身的發展需求。

與此同時，服務器硬件性能越來越高，而對于高校圖書館而言，由于應用的局限性，一些服務器使用率卻在下降，形成了資源的浪費。隨著服務器數量的增多，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，包括數據中心空間、機柜、網線，耗電量，冷氣空調和人力成本等。缺乏高可用性，可用性低，因為每個服務器都是單機，如果都配置為雙機模式成本更高。

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

1.傳統圖書館的機房基礎架構

隨著高校圖書館的電子資源的快速發展，信息系統在圖書館的應用也更加廣泛，圖書館運營管理的方方面面都有信息系統的支持參與，信息系統數量在快速增長著，圖書館的機房環境面臨著兩方面的挑戰：一、為了運行圖書館的各種業務，經過多年的建設，圖書館的機房中形成了大量的服務器系統，技術部門的管理者往往面臨如管理、業務連續性要求等方面的壓力；二、圖書館所購買的服務器大部分使用效率不高，沒有最大化的利用圖書館服務器的各種資源，造成了資源的浪費現象。

2.虛擬化技術在圖書館中的應用方案

針對以上現狀，我們可以利用oracle公司提供的虛擬化產品：Oracle VM來部署方案。在ORACLE VM虛擬架構中，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范圍內管理和優化整個資源。Oracle企業虛擬化架構可以通過增加效率、靈活性和響應能力來降低圖書館的Ⅱ花費。管理一個虛擬架構可以讓技術部門更快的連接和管理資源，以滿足圖書館的各種應用的需要。

圖書館需要搭建一個全新的虛擬化環境，利用現有服務器為多個部門的提供應用。部門之間的應用各自獨立，且互不影響。

根據圖書館的內部規劃，需要實施虛擬化的服務器基于以下幾個部門：流通部、采編部、技術部以及咨詢部。除此之外，圖書館還可能會添加以下應用服務器：移動圖書館、防病毒、數據統計服務器、門禁管理服務器、短信推送服務器。

所有的應用服務器數據都需要通過FC SAN連接到存儲上，并且服務器要實現高可用，避免數據丟失。

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

我們可以為本次應用做以下部署：

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

2臺戴爾R710服務器（2c）作為數據庫服務器

1臺PC作為Oracle VM管理服務器，可通過web頁面實現對OracleVM服務器的管理。

1臺戴爾MD3200 SAN陣列存儲用于存儲Oracle VM服務器的數據文件，實現HA，動態遷移等功能。同時，其他應用服務器也連接到磁盤柜實現共享存儲。

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

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

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

為了實現在線遷移（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一存儲，可以是SAN，NAS，iSCSI的共享存儲；所有客戶機的數據包括映像文件，配置文件都集中存放在共享存儲上；

目標物理服務器和源服務器需要具有相同型號的CPU，用以保證內存數據遷移之后能被正確識別。

3.結束語

高校圖書館實施虛擬化能最大限度的提高服務器的使用效率，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，服務器虛擬化前景空前看好，高校圖書館應該以發展的眼光，盡快以虛擬化技術提高Ⅱ服務的核心競爭力。未來，云計算技術和桌面虛擬化將是高校虛擬化應用的兩大方向。