基于云环境下财经类高校图书馆数据中心的虚拟化研究

本文结合南京财经大学图书馆数据中心的实际情况，分析了财经类高校图书馆数据中心目前的现状。在此基础上，作出了基于云环境下财经类高校图书馆数据中心虚拟化平台建设的设想，并就数据中心虚拟化建设中的服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化等问题作了系列分析研究。

教育科研是一个国家保持可持续发展和创新的基础，也是全社会关注的重点。而高校是一个孕育人才的摇篮，高校图书馆作为高校文化传播、信息传递的基地，在教育科研领域及人才培养方面起着导向性作用。传统的图书馆数据中心对数据的处理很多还是处于基于大量实体的服务器，大堆存储器，和各类复杂网络设备的人工管理阶段。而随着高校信息化建设的发展，高校图书馆数据中心的虚拟化管理也逐渐雏形。基于云计算的高校图书馆数据中心，能够实现对应用、网络和安全等方面的资源整合并按需分配，提高图书馆软硬件资源的利用率；减少机房空间、电力消耗，降低投资成本。本文以南京财经大学图书馆数据中心为例，提出一种云环境下的高校图书馆数据中心建设方案。通过虚拟化技术解决传统高校图书馆数据中心存在的资源利用率低、系统管理性差、扩展性差、可靠性差等问题。

所谓云计算，是分布式计算、虚拟化、网络、存储等多种技术融合演进，发展渗透的产物。是将软件与硬件作为数据资源并被封装为服务，用户可以通过网络按需进行访问和使用。在云计算中软、硬件资源都是以分布共享的形式存在，被动态地配置和扩展，最终以服务的方式提供给用户。基于云计算环境下的虚拟化技术是一种智能化的管理模式。

一、财经类高校图书馆数据中心现状——基于南京财经大学图书馆的数据分析

目前南京财经大学图书馆共有三个分馆，分别是仙林主馆、福建路分馆、镇江桥头分馆。三馆图书管理自动化系统统一为汇文文献管理系统。仙林馆作为三馆的数据中心和网络中心。我馆数字化服务经过多年的发展，现有业务种类繁多，具体如下：

1.服务器设备：汇文小型机服务器、仙林应用类服务器、福建路和桥头管理类服务器

汇文小型机服务器型号为IBM P7系列，一主一从两台，同时连接NETapp光纤存储器。小型机服务器中的应用为汇文图书管理系统。我馆所有对外提供服务的服务器全部集中在仙林馆，约25台左右，每台上面跑一到两个应用，其中大部分系统都是分时计算密集型和I/O密集型应用系统，因此在高峰期对服务器性能要求及高，常常导致数据的访问速度变慢或者出现死机现象，而除了高峰工作期外，闲时CPU的占有率为0。

福建路和桥头校区的服务器主要有三个用途分别为：管理该校区的电子阅览室无盘、一卡通计费和汇文数据库异地备份。

2. 存储设备：EMC、HP、NETAPP

EMC CX500和AX100，购置于2005年，共有存储容量约8T。

HP EVA4400，购置于2011年，存储容量约10T。

NETAPP，购置于2015年，共有存储容量约20T。

3. 网络设备：路由器、交换机

南京财经大学仙林图书馆的网络是三网同时接入：学校教育网，100M电信网络，100M联通网络。桥头分馆网络环境是独立的，电信50M带宽和校园网同时接入，所有业务服务均通过校园网与仙林馆通信。福建路分馆是仙林馆的子网络，通过光纤与仙林中心机房直连通信。所有的网络设备加起来，路由器4台，交换机25台。

4. 普通PC：汇文工作PC、培训教室PC，电子阅览室PC、公共查询PC

汇文工作PC主要访问IBM小型机服务器的数据库，总共在40台左右。培训教室主要用来对学生进行商业数据库的培训，培训教室有台式机约80台。电子阅览室的PC主要为学生提供自主上网，仙林馆约有台式机约380台，福建路馆约有190台，桥头馆约180台。公共查询机主要提供本馆馆藏资源查询，仙林约50台，福建路约20台，桥头约10台。

二、财经类高校图书馆数据中心设计目标展望

总体设计：南京财经大学图书馆数据中心可以引入云计算平台管理软件，利用虚拟化技术将现有的服务器、网络设备、存储器等硬件加入到云资源池端，易于管理，减少系统维护工作量，减少能源消耗，提高资源利用率。基于目前的现状，南京财经大学图书馆数据中心虚拟化设计暂时可分为：服务器虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化三个方面，分别对应主机层、网络层和储存层。设计的原则是：尽量保留原有硬件资源，根据需要适当添置设备。

1. 服务器虚拟化

如果在一个有10台服务器的中心机房，使用虚拟化技术，可以至少减少6台服务器。服务器虚拟化（ServerVirtualization）是将物理服务器资源抽象成逻辑服务器资源，不再受限于地理位置或物理上的界限。服务器虚拟化主要分为三种：“一虚多”、“多虚一”和“多虚多”。根据南京财经大学图书馆数据中心的实际情况，采用“多虚多”的模式，利用VMware Converter云计算管理软件对指定服务器资源进行整合和资源再分配。服务器虚拟化的原则：主要是利用现有硬件设备的基础上，适当增加新的设备。

2. 存储虚拟化

存储虚拟化（StorageVirtualization）是一种将复杂的底层基础架构简化的技术。通过中间层将物理存储设备和面向用户的逻辑存储设备进行映射，用户不用担心存储硬件怎样实现，而且通过集中化管理，将各种硬件平台的存储资源加入到存储库，实现动态扩展。虚拟存储的空间如同一个流动的池子的水一样，可以任意地根据需要进行分配。

3. 网络虚拟化

网络虚拟化就是在一个物理网络上模拟出多个逻辑网络来。目前比较常见的网络虚拟化应用包括虚拟局域网，即VLAN，虚拟专用网，VPN，以及虚拟网络设备等。云计算数据中心需要灵活、弹性、高效的信息交互环境。通过网络虚拟化，为用户提供一种封装在软件容器中的功能齐全的网络。

4. 虚拟化桌面

对于大量PC管理可以使用虚拟化桌面技术。所谓的虚拟化桌面技术是依赖于服务器虚拟化，依靠服务器端进行管理。客户端PC只是在屏幕上显示更新内容，并允许通过键盘和鼠标输入肉容。系统管理员只需要在办公室就可以轻松完成所有的管理工作。所以虚拟化桌面技术实质上是将系统管理与用户使用进行了有效的分离。可以选择Windows Server 2008操作系统的终端服务（Windows Server Terminal Services）实现。

三、结语

云计算已经对服务器、存储、网络等基础架构以及中间件、操作系统、应用软件、网络服务在内的诸多领域产生重要影响。基于云计算的南京财经大学图书馆数据中心虚拟化的研究，采用了面向云计算的设计思想，将计算、内存、网络、存储等资源虚拟化，提高了资源的使用率，提高平台的管理效率。当然其中也有许多不足之处，希望在改进的过程中不断完善。

（作者单位：南京财经大学图书馆）