高校图书馆数据中心虚拟化建设研究

廖志江

（河北联合大学〈建设路校区〉图书馆，河北 唐山 063000）

0 前言

高校图书馆数据中心（中心机房）是图书馆集中部署、运行、维护服务器系统以及相关设备的设施。随着图书馆信息化建设的发展，图书馆业务系统逐步增加，传统图书馆数据中心出现了设备数量过多、管理操作繁琐、设备能耗严重、故障多发等问题。虚拟化是一个能够简化管理、优化资源的解决方案，它打破了操作系统和硬件的互相依赖性，屏蔽了硬件平台的动态性分布和异构性，实现了硬件资源的共享和复用，提供了多个独立隔离的应用环境，为图书馆数据中心的建设发展提供了新方案。

1 虚拟化技术在图书馆应用的研究情况

通过对CNKI中国知网数据库近7年来发表在图书馆学期刊上的关于虚拟化技术文章进行分析来看，学术界已经有了一定的研究成果：刘荣发首先介绍了服务器虚拟化的概念，阐述了服务器虚拟化的核心价值，并详细描述了利用虚拟化软件VMware Server来部署和整合福州大学图书馆的数字化应用过程[1]；葛廷霞等介绍了中国人民大学图书馆采用VMware、VSphere 4 Enterprise进行服务器整合的过程，为同行提供了可借鉴的实例[2]；孟凡立等提出了一种利用虚拟存储实现图书馆存储虚拟化的方案，将硬件设备进行资源池化，实现了服务器、网络和存储的高效整合[3]。总体来看，关于虚拟化技术在图书馆的应用已有了一些理论研究，但对虚拟化技术系统应用于图书馆数据中心建设的实证研究还比较薄弱，现有d文章多集中在服务器虚拟化和基于虚拟化技术的云计算研究方面，对图书馆数据中心虚拟化研究的比较少，即使有的研究也多侧重于某一方面，缺少进行完整系统方案的研究。

2 数据中心虚拟化建设研究内容

2.1 数据中心虚拟化设计需求分析

在对国内高校图书馆数据中心虚拟化建设方案进行文献分析及案例调研的基础上，对高校图书馆中心机房的硬件资源、应用系统的软件环境、数据容量安全等级需求等进行分析统计，检测各硬件设施在应用系统运行不同状态下的技术参数，明确现有硬件可以为将来方案提供的硬件条件，掌握软硬件系统日常高峰期的运行状态，分析数据中心虚拟化设计的需求。

2.2 数据中心虚拟化方案设计

根据数据中心的建设目标，结合图书馆信息服务的实际业务情况以及未来应用系统的发展需求，设计虚拟化建设方案。数据中心的虚拟化包括：网络虚拟化、服务器虚拟化、存储虚拟化等，其中虚拟化网络规划设计是数据中心虚拟化的主要内容，要对虚拟环境中的网络进行区分，并根据不同网络功能分工进行规划。

2.3 数据中心虚拟化方案部署

在确定虚拟化方案的基础上，反复论证、部署方案的实施，搭建虚拟化软件平台，进行数据中心网络、服务器、存储的虚拟整合，并进行系统测试与调整。

2.4 数据中心虚拟化应用效果评估

按虚拟化设计方案完成不同设备的虚拟化整合，进行模拟故障测试，对实际应用效果进行评估，直至达到预期的设计要求。

3 数据中心虚拟化建设实施路线图

在对应用虚拟化技术尤其是虚拟化技术在图书馆应用相关成果进行研究的基础上，通过对国内典型高校图书馆数据中心虚拟化建设的调研分析，查找各虚拟化方案的优势及存在问题，结合对我馆现有资源的调查、需求分析与应用分类，设计出图书馆数据中心虚拟化建设路线图（见图1）。传统数据中心架构的设计是为了解决“客户端—服务器”架构模式应用程序自上而下的大流量数据传输问题，虚拟化数据中心网络则从根本上改变了数据中心网络架构的需求。鉴于现有研究资料中针对虚拟化技术中单一技术应用的研究较多，系统完整地研究图书馆数据中心虚拟化的实证研究很少的情况，经研究分析后系统提出的图书馆数据中心虚拟化实施方案，可为高校图书馆数据中心虚拟化建设提供理论及实践指导。

图1 数据中心虚拟化建设路线图

4 数据中心虚拟化建设中需考虑的问题

图书馆数据中心虚拟化建设涉及多种硬件设施及虚拟化软件的选择、配置等，是一个复杂的系统工程，其中虚拟化网络规划、硬件平台的整合方式以及整个虚拟化方案的设计是其中的关键。

4.1 做好详细计划方案

将一个应用系统迁移到虚拟机中，需评估应用对计算机资源的需求，连续占用计算机资源的应用不适合迁移到虚拟机中。要充分地与数据库商沟通，了解它们是否支持虚拟化架构，对那些需要USB加密的数据库，虚拟机可能无法支持；如果服务器的CPU、内存利用率超过70%，则没有必要再做虚拟化；核心业务系统，暂不宜实施虚拟化。[4]

4.2 虚拟化软件的选择配置

认真考虑采用何种虚拟化技术，选择虚拟机运行的操作系统类型，是否需要多种操作系统的虚拟机同时运行。拟整合的物理服务器数量，平衡整合服务数量与宿主机硬件性价比之间的关系。虚拟机实施的软件费用也应予以考虑。

4.3 硬件设施的选择配置

虚拟化平台将多个虚拟机整合到一台物理服务器上运行，对服务器的CPU、内存要求较高，并且物理服务器的硬件故障会导致多个虚拟机上的应用系统停止运行，要充分考虑应用系统对CPU、内存、I/O设备的需求，选择品牌好、配置高的服务器。虚拟机的高可用性（HA）和动态迁移（Vmotion）需要高速的网络和高性能的共享存储，存储最好选择采用光纤通道技术的存储区域网络（SAN）[5]。

5 结语

虚拟化技术已经有30多年的历史，现正处于蓬勃发展阶段，利用虚拟化技术对图书馆物理资源进行虚拟化整合，建设具有动态资源分配和调度功能的虚拟化数据中心，是提高高校图书馆IT资源利用效率、自动化服务水平、用户满意度，降低建设维护成本的关键。对相关领域问题开展深入研究对图书馆实现服务器、网络和存储等设施的高效整合，构建稳定可靠的资源调配和管理体系，降低维护成本和能耗水平，提高设备的利用率等都具有实际应用价值。

［1］刘荣发.服务器虚拟化技术在图书馆数字化服务中的应用[J].现代图书情报技术，2007（4）：79-82.

［2］葛廷霞，李 伶.虚拟化技术在图书馆服务器整合中的应用[J].现代图书情报技术，2007（4）：79-82.

［3］孟凡立，孙荣.高校图书馆存储虚拟化研究与实践[J].图书馆学研究，2012（10）：26-28.

［4］徐大勇.虚拟化技术在数字图书馆中的应用探讨[J].中国教育信息化，2012（1）：85-86.

［5］何禹.虚拟化技术在校园网数据中心的应用[J].电子科技大学学报，2007（6）:1461-1464.