湖南高校共建图书馆资源

文/施游 彭泽华

湖南高校共建图书馆资源

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为了避免出现资源重复建设、购买的弊病，湖南省在CALIS项目的背景下建设湖南省高校数字图书馆，建立相应的中心机房、基础网络、存储网络，挖掘本地区的特色资源，构建教学资源集成共享平台，把国家的投资，高校丰富的文献资源、人力资源整合起来，从而实现信息资源的共建、共享、共知，从而让更多的用户受益。

湖南资源共建共享进程

随着高校信息化建设的推进，各个高校数字资源建设有了长足的进步，但是，也出现资源重复建设、购买的弊病。因此，国内众多高校图书馆从1998年开始合力推行共建、共享的资源体系建设。

从我国“九五”开始，由国务院批准启动我国最大的高校资源共建、共享体系——中国高等教育文献保障系统（China Academic Library & Information System，简称CALIS）。在教育部的领导下，经过“九五”、“十五”、“十一五”以及“211工程”建设，CALIS成员馆已经发展到1200多家。CALIS建设目的是利用先进的计算机技术和现代化的管理手段，把国家的投资，高校丰富的文献资源、人力资源整合起来，从而实现信息资源的共建、共享、共知，从而让更多的用户受益，发挥最大的社会效益，保护国家投资。

CALIS由全国中心、地区中心、成员馆构成。其中，湖南师范大学是CALIS的湖南省中心。由于CALIS的建设与发展，全国很多省市启动了各具特色的高校图书馆联盟建设。

湖南省高校数字图书馆是湖南省教育厅领导的、省高校图工委具体指导的、依靠全湖南省高校参与的、依托湖南师范大学建立的服务全省高校的地区性数字化图书馆。通过建设，它将成为一个超大规模的，分布式的，方便使用的，没有时空界限的，可以实现跨库、跨平台无缝链接集成与智能检索的知识共享中心，也可以说它是基于网络环境下湖南省高校共建共享的可扩展的综合性知识网络系统，它能对各种文本、图形、音视频等多媒体资源进行整合、管理和利用，使其有序化与优化，让用户以最简便、有效的方式快速检索文献信息资源。

可扩展的综合性知识网络系统能对各种文本、图形、音视频等多媒体资源进行整合、管理和利用，使其有序化与优化，让用户以最简便、有效的方式快速检索文献信息资源。

湖南省高校数字图书馆项目于2004年4月26日启动。该项目由湖南师范大学承建。湖南省高校数字图书馆项目立项之后，已经经历两期建设：第一期项目（从2004年到2006年）主要是基础设施和资源的建设；第二期（从2007年到2009年）主要是数字资源整合共享平台建设。通过多年建设，该项目的建设已具备良好的基础。建设运行多年来，为全省高校38所普通高等院校的教学科研提供可靠的信息保障，并且推进湖南省高校之间的信息资源合作共享进程。

建设开放灵活的机房

湖南省高校数字图书馆中心机房是数字图书馆工作与运行的重要基础设施，是湖南省高校数字图书馆的数据中心、管理中心、资源加工中心，同样也是各级工作人员的重要办公场所。同时也是外界访问交流、合作的平台，也属于对外宣传的窗口。因此，湖南省高校数字图书馆中心机房必须是开放的、高质量的、灵活的，而且能承载数字图书馆的各种硬件设施，拥有足够空间的现代化高标准机房。

湖南省高校数字化图书馆中心机房建筑面积240m2。机房内设有主机房、主控室。UPS、发电机均放在一楼配电室。机房为框架结构，层高为4.8m。

湖南省高校数字图书馆中心机房建筑采用抗静电活动地板、不锈钢饰面、玻璃隔墙，铝合金微孔方形吊顶，铝塑板墙面做主材。

一楼配电室安装高可靠的、高MTBF的60KV /h的 UPS二台、380KVA柴油发电机一台，并设有自动切换柜对配电系统全面管理。机房内设UPS输出配电柜、空调动力及照明配电柜，并做直流地网和静电泄漏地网。机房单独设空调新风系统、机房专用精密空调，制冷量可达50KW。

图1 湖南省高校数字图书馆网络拓扑

构建三层网络结构

湖南省高校数字图书馆项目运行在湖南师范大学图书馆基础网络之上。图书馆的基础网络采用传统的三层结构设计双核心、区域汇聚、接入。干路采用双链路冗余。具体拓扑结构如图1所示。

核心层采用万兆核心交换机，交换机配置冗余电源、双引擎，避免电源或者路由处理板块损坏而带来的单点故障。核心交换机之间启用VRRP协议，实现交换机之间的冗余备份；通过核心间链路聚合，提高两台核心的级联带宽，其中，汇聚点和服务器均以双链路的方式，分别接入两台核心交换机。

汇聚层采用单台光纤交换机，分别接入图书馆各子楼栋的接入层交换机。这种构建方式减少核心层的负担。

为了避免网络的单一性，减少网络的复杂度。同时为了利用湖南师范大学众多的IP地址资源和接入链路资源。湖南省高校数字图书馆并不单独接入新链路，而是通过接入湖南师范大学网络中心，连接互联网络。湖南师范大学出口总带宽较大可达1200Mbps，IP地址资源相对充裕。因此，湖南省高校可以为不同网络的互联网用户提供高速的数据服务。

在图书馆与网络中心之间部署一台高性能防火墙，设置必要开放的服务端口，屏蔽剩下的所有端口。同时该防火墙可以抵抗DDoS攻击、防病毒、防网页篡改、防挂马、防蠕虫等，极大提高了网络的安全性。

三阶段建设存储网络

湖南省高校数字图书馆存储网络建设可以分为三个阶段。

FC SAN阶段

该阶段存储网络建设较早，廉价的IP SAN架构尚未在中国有典型案例。因此，我们选择FC SAN架构。

由于当时系统建设标准是准电信级标准，对于各类指标要求非常严格，我们采用了两台设备，其中一台容量为20TB，另一台为6TB，将每台物理容量中的5TB作为备份容量。为了实现两个阵列之间的数据镜像，阵列上配置了Mirror View数据备份软件，并在两个阵列间采用专用的链路，该链路不经过光纤交换机，直接从主阵列的存储处理器端口连接到备份阵列的存储处理器端口。数据镜像时，复制数据流可以不经过交换机，而直接从专用的链路到达目的阵列，大大提高镜像的速度和效率。同时也避免备份数据流影响主机访问阵列的带宽。SAN存储架构拓扑如图2所示。

图2 SAN存储架构

FC SAN与IP SAN混合阶段

随着购买的商用数据库的增加，第一阶段购买的26T的空间不到三年便基本使用完毕。在富裕空间剩下5T的时候，项目组考虑存储扩容。基于iSCSI协议的IP SAN存储技术发展迅速，其融合了SCSI技术和TCP/IP技术的长处，使得存储价格大幅度下降，同时扩展性、兼容性得到极大的提高。由于IP SAN技术带宽优势，性能瓶颈也得到极大的解决。因此，数字图书馆的存储扩展方案，项目组在选择新存储时采用IP SAN架构，新增存储容量40T。为了保护之前的投资，将新设备挂接到原有的两台Mc Data交换机上，这种IP SAN与FC SAN混合构建的方式保证新、旧服务器都可以使用新增的存储资源。

IP SAN与FC SAN混合存储架构拓扑如图3所示。

数据中心的云存储构建与存储虚拟化

由于湖南省数字图书馆承接项目的不断增多，尤其是承担湖南省精品课程资源库、实践教学资源信息平台的项目后，新增40T的空间很快用尽。新存储扩建迫在眉睫，目前考虑的新增容量为80T。

由于存储虚拟化技术有了长足的发展，新的存储方案可以充分利用新一代云存储技术和虚拟化技术，极大提高存储管理的工作效率，降低存储管理误操作风险。

由于FC SAN扩展性差，成本高昂、FC SAN网络数据交换速度相对IP SAN发展慢，各存储器间存在数据孤岛现象，因此，FC SAN网络升级方案首先被淘汰。

传统的、不开放存储虚拟化的方案有一定的优势，例如可忽略具体存储硬件品牌，可以不用考虑服务器平台。但是，这种方案有很多缺点：带内虚拟化方案的接入主机越多，管理成本越高，受操作系统影响大；带外虚拟化方案的存储复杂度增加，主机需要重新配置；基于控制器的存储虚拟化方案容易发生单点故障、性能瓶颈等问题。

因此，构建基于云存储的数据中心是综合多种方案考虑的结果。云存储的数据中心需要综合考虑服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化，是一个可以动态延伸、动态扩展、动态还原的基础架构。

图3 混合存储架构

挖掘本地特色资源

自湖南省高校数字图书馆所有数字资源向全省成员馆的用户开放使用以来，经过了5期资源建设。经过几轮使用、评估、调整，目前可用的资源种类基本保持在20多种，并且每年使用一定的经费，在已有规模的基础上适当增加一批包括电子图书、文献数据库、电子期刊、多媒体资源、大学生学习及考试类资源、基础教育类资源在内的中外文数字资源。

目前，湖南省高校数字图书馆数字资源有：中文科技期刊数据库、EBSCO、高校财经数据库、博看期刊、中国法律法规库、北大法意案例库、CSSCI、Science China、中外专利数据库、中外标准数据库、道琼斯财经资讯高教版、EZonexam考试学习资源数据库、央视教育视频资源库、英语模拟练习平台、Gale Academic Onefile学术期刊、冰果英语、百科视频、慧科大中华资讯平台、中国疾病知识总库、全球新兴市场资讯（EMIS）。

湖南省高校数字图书馆引导全省各高校图书馆，挖掘本校或本地域特色信息资源，建成一批具有湖南特色、地方特色、高等教育特色和资源特色，服务于高校教学科研和国民经济建设，方便实用、技术先进的专题文献数据库。这些数据库将成为湖南省高校数字图书馆（湖南省高等教育信息资源共享平台）的基础数据。

开发教学资源集成共享平台

近年来，通过实施质量工程，湖南省培育建设了一批具有示范作用的优质教学资源，包括省级、国家级特色专业，省级、国家级精品课程，省级、国家级实践教学示范中心，省级优秀实习教学基地，省级、国家级教学团队，省级、国家级教学名师，省级优秀教材，国家级人才培养模式创新实验区建设项目等一系列项目资源。湖南省高校数字图书馆建设了一套可实现“分布式存储、一站式访问”的系统平台。系统平台包含统一检索门户、精品课程资源库、实践教学资源信息平台、大型实验仪器设备共享平台、特色专业资源共享平台、教学名师数据库、教学团队数据库等子系统。

信息化建设是湖南省富民强省的战略任务，湖南省高校数字图书馆也不是一次性建设就能完成的项目，它是一个长期的不断完善和提升的工程，它应该与高等教育发展及湖南省信息化建设进程同步发展，营造一个适合湖南省高等教育、服务湖南社会文化发展的信息服务环境。

（作者单位1为湖南师范大学网络中心，2为湖南师范大学图书馆）