市级图书馆中心机房实施虚拟化的思考

王松涛

摘 要：中心机房承载着图书馆的各项关键业务，保障着图书馆基础业务和数字资源服务的正常运行。传统机房管理模式耗时费力，存在诸多不便。借助新兴的虚拟化技术，将中心机房改造成为虚拟化的数据中心，能极大提高机房设备的使用效率，减轻管理人员的工作負担，为各项业务工作的开展提供强大的助力。

关键词：机房 虚拟化 FusionSphere FusionComputer

中图分类号：G25 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）07-000-02

随着我国经济社会的高速发展，国家对公共文化事业愈加重视，陆续开展了全国文化信息资源共享工程、数字图书馆推广工程、电子阅览室建设计划等一系列重点文化工程，有力促进了全国，特别是西部欠发达地区的公共文化事业发展，缩小了西部欠发达地区与东部发达地区在文化数字资源上的差距。在共享工程和数推工程中，市级图书馆都配备了服务器、存储、UPS、交换机、防火墙等机房设备，用于承载文化工程中的数字资源存储和服务推送的功能。因此，市级图书馆事实上已经拥有自己的中心机房和一些关键业务，需要加强中心机房的管理与维护，确保关键业务的稳定运行。

一、市级图书馆中心机房现状分析

市级图书馆中心机房设备包括：9台服务器，2台存储，3台防火墙，4台交换机，2套UPS电源；关键业务包括：业务自动化系统1个，共享工程业务系统4个，数推工程业务系统2个，共享工程配发数字资源1个，图推工程配发数字资源1个，自购数字资源2个，试用数字资源2个，合计13个关键业务。

因此，在传统方式下，13个关键业务需要分别运行在9台服务器上，个别服务器需要承载着2～3个关键业务，存在以下问题：

1.由于各个业务对服务器操作系统环境（Windows或Linux，32位系统或64位系统）、中间件软件（如Java Runtime Environment、Microsoft .Net Framework）、存储资源的要求不同，多个业务系统运行在同一服务器上难免相互干扰、影响，并且随着业务数量的增多而愈加难以协调。同时，当某个业务的维护人员登录到服务器时，整个服务器对他都是开放的，包括其上运行的多个业务系统，因此从管理角度看，存在较大安全隐患；在同一服务器上运行多个业务，当某一业务的维护需要对多个业务系统的共用软件进行修改时，难以评估此操作对其他业务造成的影响，存在较大隐患。

2.服务器的资源（包括计算资源、内存资源、存储资源、网络资源）有效利用率不高。原因在于，一是现有服务器的资源较之现有业务需求，存在较大富裕，即单一服务器仅安装单一或少量业务存在资源浪费，而单一服务器安装太多业务又难以解决不同业务对系统的不同要求；业务对资源的需求存在高峰期，必须预留必要的资源用于需求高峰期，但在非高峰期，为高峰期预留的资源将处于闲置浪费状态。非高峰期是常态，高峰期是非常态，进一步加剧了资源的闲置浪费。因此，如何提高服务器资源的有效利用率，减少直接、间接的浪费，是机房管理人员必须解决的一个问题。

二、市级图书馆中心机房管理与维护应对

保障机房设施的正常运转，不仅要从制度上予以保障，更要从技术上予以保障。鉴于市级图书馆的实际情况，要充分利用现有设备，就必须借助新兴的虚拟化技术，将中心机房改造成为虚拟化的数据中心，从而提高整体的维护效率和使用效率。主要有以下优点：

1.平台虚拟化。实施虚拟化后，在虚拟化平台上虚拟出服务器，简称虚拟机。创建的虚拟机既可以是32位的，也可以是64位的；既可以安装Windows操作系统，也可以安装Linux操作系统。可创建的虚拟机数量不受限制，只要虚拟机的计算资源和内存资源总和不超过物理服务器即可，从而方便管理人员根据业务需要进行平台定制。

2.资源虚拟化。实施虚拟化后，计算资源、内存资源、存储资源、网络资源都虚拟成“池”，能被多个虚拟化平台使用，方便管理人员按照业务需要进行分配；同时，虚拟化平台还将根据业务的实时需要进行动态分配，提高资源的有效利用率。

3.方便的部署策略。实施虚拟化后，可以将已部署好系统环境的虚拟机转化为模板，在需要时按照模板部署出标准、统一的任意多个虚拟机环境，也可以直接克隆已部署好系统环境的虚拟机，从而节约管理员时间，提高系统部署效率。

4.方便的虚拟机快照策略。实施虚拟化后，既可以使用快照备份虚拟机的整机状态，也可以在对关键业务进行不确定的、尝试性的操作时，先做快照，再进行操作，一旦操作不当出现问题，可立即回到快照之时，方便管理员试错。（注：快照不适合数据库，会产生不可预知的错误。）

虚拟化的优点很多，但也存在不足：

1.基础设备门槛高。实施虚拟化，承载虚拟化的物理服务器配置要高，即具有较好的计算资源、内存资源和存储资源，能够虚拟出多台虚拟机，才能体现出实施虚拟化的“集约化”优势；若物理服务器配置太低，则会因为虚拟化本身要占用一定的资源，反而不如不使用虚拟化，无法体现实施虚拟化的必要。

2.技术门槛要求高。实施虚拟化，不仅要掌握服务器系统的管理、维护知识，还要掌握实施虚拟化的技术知识和网络、存储相关知识要点，这些都需要有针对性的、长期的系统学习。

三、市级图书馆中心机房虚拟化实践选择及实施要点

目前，虚拟化技术处于快速发展阶段，主流的虚拟化产品厂商有Vmware、Citrix和Microsoft，各有优缺，简述如下：

1.Vmware在服务器虚拟化上占主导地位，专业性最强，提供免费的具有功能限制的版本vSphere Hypervisor，仅支持单节点管理，不提供集群、高可用性、克隆等高级功能。

2.Citrix在应用虚拟化方面具有较强优势，并且提供开源的XenServer，限制较少，提供多节点集中管理和克隆功能，不提供集群、高可用性等高级功能。

3.Microsoft将Hyper-V集成在其系统平台中，可免费使用，也提供免费的Hyper-V Server版本，因其平台的广泛适用型和对其平台的习惯性，易用性较强。支持单节点管理、克隆、快照、故障迁移等功能。

但这三者的免费版本上都不提供官方技术支持，需要自行学习摸索，对市级图书馆具有一定的难度；商业版提供技术支持但费用不菲，市级图书馆难以承担。因此，最终选择华为FusionSphere实施虚拟化，原因如下：

1.免费版本与商业版本功能一致，方便今后无缝升级为商业版本。FusionSphere免费版对于6个物理CPU以内（含6个）的系统（集群），永久免费使用，不限制任何资源功能，资源功能与商业版相同。

2.提供电话技术支持和详尽的技术文档，解决了后顾之忧。虽然免费版不提供商业支持和上门服务，但电话技术支持和详尽的技术文档对于解决学习和使用过程中的问题非常有帮助，对入门级用户使用也较为简单易行。

3.符合我国软件安全的相关要求。FusionSphere基于开源的OpenStack，华为已成为OpenStack社区的核心成员，使得FusionSphere的品牌知名度和品牌深度虽然在现阶段不如三大主流厂商的产品，但因其源码开放，在技术上与国际接轨，所以具有有较大潜力和较高的自主性、安全性。

在部署FusionSphere前，要做好前期的准备工作：

1.学习FusionSphere相关文档（可访问华为云计算信息自助服务平台http：//enterprise.huawei.com/topic/FusionCloud_2013/index.html），了解其基本特性和基本要求。

2.提前在華为官网上下载相关软件包。

备份用于虚拟化的物理主机上的资料（部署FusionCompute会格式化物理主机的硬盘）。

在部署FusionSphere时，要注意：

1.提前规划好物理主机、VRM虚拟机的静态IP地址。因集群规模较小，可以将FusionSphere的管理平面、业务平面、数据平面统一为一个平面（即同一个IP段）。

2.可将主机的多个网口绑定给任意网络接口（如管理接口、业务接口、数据接口），以提高网络的可靠性和带宽。在做网口绑定时，需要将相应的交换机端端口配置为Trunk组。

3.因为物理主机相对较少，网络结构较为简单，并没有严格划分管理平面、业务平面、数据平面，因此添加数据存储会报错，只需在数据存储中将“虚拟化SAN存储平面配置”设置为“关闭”，通过管理平面承载存储心跳流量，即可正常添加数据存储。

4.FusionSphere提供“裸设备映射”功能，将存储设备上的资源直接映射给虚拟机使用，用于满足虚拟机中需要进行大量磁盘读写操作的业务，例如：Oracle数据库、MS SqlServer数据库应用。

通过实施虚拟化，仅用一台高性能4路服务器、一台存储就满足了全馆13个业务的需要，并留有较大的资源富裕，极大的提高了设备的利用效率；在业务的管理、维护上，可以方便的查看设备运行状态和资源使用情况，包括各个虚拟机的资源使用情况，还可以直接登入每台虚拟机进行管理、维护，实现了集中统一管理，减轻了管理人员负担，提高了维护效率。同时，虚拟化的运行机制具有良好的扩展性，保障了在服务器资源不敷使用时，可以将新的资源增加进来，或者在服务器资源过度富裕时，剔除一些不必要的服务器资源，保证虚拟化的数据中心能够灵活应对各种不断变化的业务需要，尽可能的充分利用服务器资源。因此，市级图书馆中心机房实施虚拟化是数字化图书馆发展的必然选择。

参考文献

[1]马博峰。VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践，北京：机械工业出版社，2013（1）.

[2]王伟任著，蒋魏鹏译。疯狂Winodws Server 2012 Hyper-V 3.0实战虚拟化讲义，北京：中国水利水电出版社。2014（4）.