虚拟化技术在图书馆中的应用研究

喻正红

摘要：图书馆是高校的三大支柱之一，图书馆的电子信息资源在快速增长，需要大量的服务器存储相关的数据，传统的服务器部署模式下，需要大量增加物理服务器的数量，这其中存在诸多的问题，图书馆通过利用虚拟化技术，低成本、高效率地改造了机房基础架构，实现了服务器资源动态分配、高可用性、零宕机等重要功能，降低了图书馆购买服务器的成本，方便读者使用图书馆的电子信息资源。

关键词：高等学校：图书馆：虚拟化：电子资源

引言

近几年我国Ⅱ行业发展速度快速发展，互联网规模日益扩大，无论是企业或者高校图书馆在发展过程中随着部门和应用的增多，都需要大量的服务器来满足自身的发展需求。

与此同时，服务器硬件性能越来越高，而对于高校图书馆而言，由于应用的局限性，一些服务器使用率却在下降，形成了资源的浪费。随着服务器数量的增多，这样就会造成如下问题：如硬件成本较高，运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。缺乏高可用性，可用性低，因为每个服务器都是单机，如果都配置为双机模式成本更高。

系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中断。缺乏可管理性，数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间。硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口。兼容性差，系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统。

1.传统图书馆的机房基础架构

随着高校图书馆的电子资源的快速发展，信息系统在图书馆的应用也更加广泛，图书馆运营管理的方方面面都有信息系统的支持参与，信息系统数量在快速增长着，图书馆的机房环境面临着两方面的挑战：一、为了运行图书馆的各种业务，经过多年的建设，图书馆的机房中形成了大量的服务器系统，技术部门的管理者往往面临如管理、业务连续性要求等方面的压力；二、图书馆所购买的服务器大部分使用效率不高，没有最大化的利用图书馆服务器的各种资源，造成了资源的浪费现象。

2.虚拟化技术在图书馆中的应用方案

针对以上现状，我们可以利用oracle公司提供的虚拟化产品：Oracle VM来部署方案。在ORACLE VM虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。Oracle企业虚拟化架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低图书馆的Ⅱ花费。管理一个虚拟架构可以让技术部门更快的连接和管理资源，以满足图书馆的各种应用的需要。

图书馆需要搭建一个全新的虚拟化环境，利用现有服务器为多个部门的提供应用。部门之间的应用各自独立，且互不影响。

根据图书馆的内部规划，需要实施虚拟化的服务器基于以下几个部门：流通部、采编部、技术部以及咨询部。除此之外，图书馆还可能会添加以下应用服務器：移动图书馆、防病毒、数据统计服务器、门禁管理服务器、短信推送服务器。

所有的应用服务器数据都需要通过FC SAN连接到存储上，并且服务器要实现高可用，避免数据丢失。

综合上面情况，图书馆需要至少8台服务器提供给各部门应用，并且以后随时会添加新的应用。如果使用物理服务器会大大提高成本，而且不利于管理。

我们可以为本次应用做以下部署：

2台戴尔R810服务器（4C）作为Oracle VM服务器，并作双机热各。所有的应用服务器可按照用途划分对应的虚拟机。

2台戴尔R710服务器（2c）作为数据库服务器

1台PC作为Oracle VM管理服务器，可通过web页面实现对OracleVM服务器的管理。

1台戴尔MD3200 SAN阵列存储用于存储Oracle VM服务器的数据文件，实现HA，动态迁移等功能。同时，其他应用服务器也连接到磁盘柜实现共享存储。

通过共享的FC SAN存储架构，可以最大化的发挥虚拟架构的优势，进行在线地迁移正在运行的虚拟机，进行动态的资源管理，和集中的基于虚拟机快照技术的Lan Free的整合备份等，而且为以后的容灾提供扩展性和打下基础。

通过Oracle虚拟化管理平台还可以实现虚拟机的在线迁移，迁移就是把运行的虚拟机从一台物理服务器上面实时搬迁到另外一台物理服务器上面。服务器hypervisor在接到迁移指令时，源系统上的系统管理程序将与目标系统上的系统管理程序协作，共同为保留迁移中的虚拟机准备足够的空间。于是内存通过网络复制，直到只剩下“hot”内存为止。因为源设备上的虚拟机仍在运行并为客户提供服务，我们将“hot”内存定义为仍在活跃使用中的内存。然后，源系统管理程序暂停该虚拟机并复制剩下的hot内存。随后，在目标设备上的系统管理程序让该虚拟机运行起来。由于所有的网络和输入/输出连接都保存在复制的内存中，所有这些连接都具有持久性，因此在短暂的暂停后（<200 ms），会继续为客户提供服务。

在线迁移是指在保证客户的业务不中断的情况下，将某个客户机由一台物理服务器迁移到与该服务器处于同一个服务器池中的另一台物理服务器上，整个过程快速而安全。

为了实现在线迁移（包括后文提及的高可用），虚拟化方案对硬件有一些特殊要求：

所有客户机需要共享统一存储，可以是SAN，NAS，iSCSI的共享存储；所有客户机的数据包括映像文件，配置文件都集中存放在共享存储上；

目标物理服务器和源服务器需要具有相同型号的CPU，用以保证内存数据迁移之后能被正确识别。

3.结束语

高校图书馆实施虚拟化能最大限度的提高服务器的使用效率，虚拟化可以让作为高校三大支柱的图书馆越来越受到学校决策者的重视，服务器虚拟化前景空前看好，高校图书馆应该以发展的眼光，尽快以虚拟化技术提高Ⅱ服务的核心竞争力。未来，云计算技术和桌面虚拟化将是高校虚拟化应用的两大方向。