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(tái)物理服務(wù)器對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)、使用效率低、維護(hù)量大、無(wú)備用機(jī)，硬件出現(xiàn)故障服務(wù)停止，存儲(chǔ)空間靜態(tài)分配、利用率很低、造成空間的浪費(fèi)，系統(tǒng)遷移不靈活，無(wú)法及時(shí)滿足隨時(shí)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(jiǎn)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(rèn)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(wèn)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(gè)為了簡(jiǎn)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(gè)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(jìn)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(jìn)行重新規(guī)劃以達(dá)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(gè)操作系統(tǒng)中多個(gè)程序同時(shí)并行運(yùn)行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，而且每一個(gè)操作系統(tǒng)中都有多個(gè)程序運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬的CPU或者是虛擬主機(jī)上;而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來(lái)平衡程序運(yùn)行性能，這兩個(gè)模擬出來(lái)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(gè)物理服務(wù)器虛擬成若干個(gè)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(yùn)行在三個(gè)獨(dú)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(yùn)行在三個(gè)獨(dú)立的虛擬服務(wù)器上，而這三個(gè)虛擬服務(wù)器可以被一個(gè)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(shì)，從而有效的控制成本。簡(jiǎn)而言之就是:淡化用戶對(duì)物理計(jì)算資源，如處理器，內(nèi)存，I/O設(shè)備的直接訪問(wèn)，取而代之的是用戶對(duì)其邏輯的訪問(wèn)，而后臺(tái)物理的連接則是由虛擬化技術(shù)實(shí)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(shí)際業(yè)務(wù)情況，并考慮業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)處理能力的要求，保證能夠滿足未來(lái)三至五年業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，本著“經(jīng)濟(jì)、使用、先進(jìn)、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(tái)配置較高的服務(wù)器作為ESXI物理主機(jī)使用，應(yīng)用VMwareVsphere軟件系統(tǒng)，進(jìn)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(shí)施服務(wù)器虛擬化應(yīng)用，通過(guò)最大限度提高應(yīng)用程序吞吐量來(lái)降低資金和運(yùn)營(yíng)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(jìn)行應(yīng)用分離，根據(jù)應(yīng)用類型采用不同網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，采用一個(gè)單獨(dú)網(wǎng)卡進(jìn)行控制管理。在存儲(chǔ)方面，選用二套H3C-IX1000的磁盤柜做為整體存儲(chǔ)，將3臺(tái)物理主機(jī)服務(wù)器通過(guò)光纖交換機(jī)連接后端共享存儲(chǔ)，為保證系統(tǒng)可用性，通過(guò)虛擬化的DRS(動(dòng)態(tài)資源分配)技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用自動(dòng)負(fù)載遷移。即當(dāng)其中某臺(tái)物理服務(wù)器上的資源不夠時(shí)，運(yùn)行在上面的部分虛擬機(jī)可以平滑遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)別的負(fù)載均衡。設(shè)置集群HA，當(dāng)任一臺(tái)物理服務(wù)器發(fā)生故障，所有的虛擬機(jī)可以實(shí)時(shí)在另一臺(tái)物理服務(wù)器上重新啟用。安裝VCenter軟件，對(duì)物理服務(wù)器及其上的虛擬服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jì)算環(huán)境中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的企業(yè)級(jí)虛擬化平臺(tái)，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(yùn)行最關(guān)鍵的應(yīng)用，而且被最大規(guī)模的云計(jì)算環(huán)境和 xSP所采用。同時(shí)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(tái)的XenServer服務(wù)器。管理上，通常會(huì)先在Xen-Center建立一個(gè)服務(wù)器群組(Pool)，然后將位于同一機(jī)房?jī)?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(duì)于微軟過(guò)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(jī)可以較直接的使用實(shí)體主機(jī)的硬件資源，以提高虛擬系統(tǒng)之效能;并可在主機(jī)上支持多達(dá)16顆CPU，每臺(tái)虛擬主機(jī)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(jìn)行動(dòng)態(tài)自我優(yōu)化的基礎(chǔ)，VMware ESX Server是一個(gè)強(qiáng)健的，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證的虛擬層，它將處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源抽象到多臺(tái)虛擬機(jī)中。ESX Server為圖書館IT環(huán)境提供了最高級(jí)別的性能，通過(guò)跨在同一服務(wù)器上并行運(yùn)行的大量虛擬機(jī)共享硬件資源，提高了硬件利用率并大大減少資金和運(yùn)營(yíng)成本。即使是對(duì)最占用資源的應(yīng)用程序，也能通過(guò)高級(jí)資源管理、高可用性和安全性功能提高服務(wù)級(jí)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(dòng)態(tài)遷移系統(tǒng)平臺(tái)，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(hù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，可以在最短時(shí)間，迅速?gòu)?fù)原系統(tǒng)的運(yùn)作。

3 圖書館服務(wù)器虛擬化的實(shí)施方案

一般來(lái)說(shuō)服務(wù)器虛擬化的實(shí)施方法分為二種:一種方法是逐步對(duì)現(xiàn)有的服務(wù)器進(jìn)行遷移。另一種方法是集中實(shí)施，遷移現(xiàn)有服務(wù)器。第一種方法周期較長(zhǎng)，見效緩慢，但是可以平穩(wěn)過(guò)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(cái)力資源?？紤]到短時(shí)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(tái)上，所以我們選擇了逐步實(shí)施虛擬化的方案。另外，對(duì)于存儲(chǔ)量需求很大或系統(tǒng)資源需要較大的系統(tǒng)，暫時(shí)不考慮遷移到服務(wù)器虛擬化平臺(tái)上。

我館采用VMware ESXi軟件作為服務(wù)器虛擬化平臺(tái)，增加2臺(tái)高配置服務(wù)器、同時(shí)對(duì)原有4臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行硬件擴(kuò)容、由6臺(tái)服務(wù)器組成機(jī)群、在服務(wù)器虛擬化平臺(tái)上為多個(gè)業(yè)務(wù)提供運(yùn)行環(huán)境通過(guò)VMware虛擬化平臺(tái)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(duì)獨(dú)立、為圖書館業(yè)務(wù)平臺(tái)提供一個(gè)與服務(wù)器硬件無(wú)關(guān)的基礎(chǔ)架構(gòu)，保證各業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行。

3.1 圖書館服務(wù)器虛擬化的硬件配置

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

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

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

2 臺(tái)IPSAN架構(gòu)的H3C-IX1000存儲(chǔ)，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(tái)高配置服務(wù)器與4臺(tái)原有服務(wù)器組成，布置12個(gè)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(kù)、圖書館自動(dòng)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(yuǎn)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(yuǎn)程訪問(wèn)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(guò)實(shí)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(shí)節(jié)省了資金，提高了服務(wù)器的利用率。通過(guò)在服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)虛擬服務(wù)器的方式，完成了傳統(tǒng)方式下需要十幾臺(tái)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(shí)，還大大降低了對(duì)機(jī)房環(huán)境的需求，降低能耗需求，支持環(huán)保，同時(shí)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(fù)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(jìn)行虛擬化后，計(jì)劃內(nèi)宕機(jī)損失為零，計(jì)劃外宕機(jī)接近與零。整合后的系統(tǒng)管理大大簡(jiǎn)化，維護(hù)成本也大幅下降，簡(jiǎn)化了IT管理。VCenter為IT環(huán)境提供了集中化管理、操作自動(dòng)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(hù)性、效率和可靠性級(jí)別。通過(guò)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(shí)現(xiàn)集中化的備份管理，不用擔(dān)心某臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)影響到整個(gè)應(yīng)用平臺(tái)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)圖書館服務(wù)器虛擬化進(jìn)行了方案的設(shè)計(jì)和某些具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究，但本文在某些方面的設(shè)計(jì)還不夠完善，還有待改進(jìn)和追加新功能，服務(wù)器虛擬化技術(shù)對(duì)于大多數(shù)高校圖書館來(lái)說(shuō)是一門新技術(shù)，在國(guó)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(lái)看，仍然存在一些問(wèn)題。而且服務(wù)器虛擬化技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)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(shí)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(huì)更加日益完善，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的建設(shè)必將迎來(lái)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(bào)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(shí)與技術(shù)，2011(22).

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

［4］周彩陽(yáng).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(bào)理論與實(shí)踐，2009(01).