服务器虚拟化在图书馆中的应用

尤永 刘丹

摘 要： 大数据时代已经来临，虚拟化技术已经在广泛应用在各个领域，本文主要介绍虚拟化技术及其在图书馆领域的应用，涉及服务器虚拟化技术的研究背景及优势。

关键词：服务器虚拟化 图书馆

Abstract：Big data era has come， virtualization technology has been widely used in various fields， this paper mainly introduces the virtualization technology and its application in the field of library， involving the server virtualization technology background and advantages.

Keyword：Server virtualization Library

中图分类号：G25 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0043-02

一、虚拟化技术概述

1.虚拟化技术的研究背景

通过对近五年来的期刊研究热词词频分析检索，发现虚拟化已经是成为了目前图书馆领域主流的技术。以下是热词推荐表，从中可以清楚的看到，虚拟化技术已经发展的比较成熟了，涉及的种类也比较多，受到广泛的关注，是研究的热点，涉及了与虚拟化相关的多个方面。

2.服务器虚拟化技术的内涵

虚拟化技术的发展可追溯到20 世纪六、七十年代，当时克里斯托弗在《计算机分时应用》一文中首次提到了virtualization （ 虚拟化） 一词[1]，随后IBM 公司于1972 年发布了用于创建灵活大型主机的虚拟机（ VM） 技术，可实现根据动态的需求快速而有效地使用各种资源的效果[2]。

服务器虚拟化是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，或者让几台服务器变成一台服务器来用，不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I /O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。它是一种方法，能够通过区分资源的优先次序，并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们工作的来负载，从而避免为单个工作负载峰值而储备过多的资源，减轻服务器的负担。[3]

3.国内相关文献研究现状分析

为了确保数据的准确性与专业性，本研究利用了专业分析软件（万方创新助手），采用文献计量学的研究方法，通过构造主题词检索式对国内外公开发表的相关期刊、论文等进行统计分析，得出了服务器虚拟化技术在图书馆领域的研究现状。检索式采用的是主题=图书馆 AND （服务器虚拟化 OR 虚拟化技术），产生了如下分析结果：

图表1 文献总体产出统计表

图表2.近十年中文期刊论文分布列表

图表3. 主题为服务器虚拟化或虚拟化技术的cnki检索结果表

从图表1和图表2可以看出，服务器虚拟化或虚拟化技术在图书馆方面的应用研究文献还不是很多，相对于图表3所显示的服务器虚拟化或虚拟化技术在其他领域的研究，无论从发文数量上还是深度上都处于起步阶段。虚拟化技术也是近几年新兴起来的高新技术，发展趋势也呈逐年递增态势，研究的广度与深度也在不断加强。

二、服务器虚拟化在图书馆的应用

1.图书馆服务器虚拟化的必要性

图书馆作为文献资料的收集及使用地，肩负着教学科研、文化传播等重要职能，作为数据的集合体，越来越多不同种类，不同形式的数据涌入到我们的图书馆，尤其在当今大数据时代，电子文献资源已经成为各个图书馆的主要文献保障资源，数据量成几何级增长，各式各样的数据库也层出不穷，视频资源，流媒体，电子图书，随书光盘等等数字资源对我们图书馆的服务器形成了巨大挑战，存储容量及存储结构都和以往有很大不同。面对如此多的数字形式，往往一台服务器上都要装上十几个不同的数据库，导致有的应用程序不兼容，数据库无法正常使用。不同终端对操作系统也有不同的要求，无法满足众多数据库同时存在于一台物理服务器的需求。在管理员管理资源上也存在着巨大难度及隐患，一旦这台服务器宕机，则在其上所运行的程序将无法继续运行，数据库将无法使用，直到这台服务修理完成，更严重的话将重新安装程序数据库等，需要大量人力物力，费時费力，影响正常使用。

2.虚拟化之前面临的问题

实施服务器虚拟化之前，图书馆应用程序数量较多、服务器数量有限，并且利用率较低，主要存在以下问题：

2.1服务器利用率低

机房内运行的大部分机器的利用率都非常低，由于一台服务器只能有一个操作系统，受系统和软件开发平台的限制，CPU、内存、硬盘空间的资源利用率不超过15%，大量的系统资源被闲置。

2.2可管理性差

首先是可用性低，几乎每个应用服务器都是单机，如果哪台服务器出现故障，相对应的业务也将中断，影响读者对图书馆资源的正常使用。其次是系统维护、升级和扩容时需要停机进行，也将造成应用中断，其中包括一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大。

2.3兼容性差

目前，很多高校都在建设分校，这就包括建设新的图书馆，一些之前安装在本地的平台由于种种原因，无法将其系统和应用程序重新安装到新的服务器上，迁移到其他服务器上，需要和旧系统兼容的系统。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台，而老的代码有时候也很难移植到新的硬件平台上。例如：由于各种资源数据库不同公司分别开发，需要的运行的软硬平台很多时候不能保证兼容。为节省时间、物力和保持系统部署的顺利，只能用增加服务器单独部署的方法来解决。

2.4成本高

服务器和存储购置成本高，维护成本递增，也不得不考虑。随着应用的不断增加，服务器数量也跟着增加，每年要支出高额购置费用不说，还有部分服务器已经过保修期，部件逐渐进入老化期，维护、维修预算费用也逐年增加。

2.5应用系统维护困难

很多应用系统都是多年前由厂家安装的，由于时间过长，安装介质、驱动等内容丢失，已经很难再把这些应用重新部署到新发服务器平台。

2.6新应用上线缓慢

采用传统的物理服务器，新资源从立项、报批到采购、实施和部署，时间久、周期长。新的电子资源数据库需要等硬件设备搭建完成后才可进行数字资源的上线，拖延了资源的上新速度。

3.解决方法及案例分析

为解决以上问题，提高服务器资源的使用率，降低设备采购成本，提高业务的连续性以及为将来新应用系统建设提供一个灵活的资源使用平台，服务器进行虚拟化整合是当前普遍运用的技术。

经过产品可行性分析和市场调研，我们对图书馆运用服务器虚拟化的情况进行了初步了解。目前，虚拟化技术在图书馆的应用已经比较普遍和完善了，国内很多的高校、普教等早已开始部署应用服务器虚拟化平台系统，比较有代表性的属人大图书馆，之前人大图书馆拥有60多台服务器，应用系统和本地数据库60多个，分别安装在不同的服务器上，经过长期的建设，存在很多问题。如资源利用率偏低、机房空间越来越小、服务器的高耗能、业务连续性无法保证、管理复杂、繁琐、成本高等等。人民大学通过8台HP DL580机架式服务器和一台HP刀片机，基本实现了图书馆应用系统的全部虚拟化。大大提高了服务效率，新应用系统部署速度也得到提高，有效降低了采购、维护成本，系统的可靠性和连续性也得到了有效保障。

虚拟化技术的应用可谓非常广泛，首都师范大学就利用服务器虚拟化技术搭建了试验教学平台。通过引入一台高性能的戴尔PE6950服务器和VMwareVsphere的虚拟软件，以非常经济的投入搭建出了一个先进的实验教学平台。该平台不仅能够以简单的方式模拟出各种IT环境，高效地支持各学科的实验教学，而且能够更好地支持在操作系统和多核计算等方面的教研活动。该平台虽然结构简单，但功能强大，其平台的建成使得实验教学在实践和理论上都向前迈进了一大步。第一，灵活虚拟。利用Vsphere虚拟化平台的强大性能，教师在实验课中可根据学生的数量多少划分出相应的虚拟机，并给每个学生都分配一台虚拟化的服务器，让学生在其上实践所学的各种计算机基础知识，比如安装Unix、Linux、Solaris和Windows等不同的操作系统，进行应用软件的配置和优化等等；第二，应用提升。利用虚拟系统可以自由分割、随意组合的特点，教师在实验课中可将不同的系统，包括DNS系统、网站系统、防火墙系统和安全证书等安装在相互独立的虚拟机中，再组合成一个功能齐全的网络应用环境，让学生以身临其境的方式，深入探寻IT网络的运作规律；第三，开拓视野。教师可以因材施教，给学习得比较深入的学生分配多个虚拟机，让其将自己编写的各种程序放在不同的操作系统平臺上进行调试，或让其在虚拟的异构平台上模拟各种应用和网络服务，使其实践能力和视野得到进一步的提高。总之，有个服务器虚拟化技术，我们的工作效率大大提高，利用有限的人力物力资源，实现最优化，易于管理，互不干扰，大大减轻了工作量，节约了成本。

除了高校计算机中心、图书馆外，还有很多社会机关、企事业单位、公共图书馆等都在利用虚拟化技术来实现科学管理，降低成本，提高效率。

4.服务器虚拟化的优势

4.1提高设备资源的利用率

通过合理的技术手段对主机（服务器）系统和存储系统进行合理整合，提高主机设备和存储设备等资源的利用率。整合完成后，在资源被完全利用的基础上大大减少服务器的数量，并使用统一管理平台对所有主机进行管理；增加高性能存储设备，解决存储与服务器之间的性能瓶颈，实施数据的统一存储和管理，降低系统管理的成本，提高系统运维与进一步扩展的经济性。

4.2保障业务的连续性

传统单一物理机遇到硬件故障、软件故障或者扩容时需要停掉所有业务，关机进行维修，造成应用的中断，由于维修时间的不确定性，严重影响了图书馆正常业务的开展。服务器虚拟化整合后，可以通过在线迁移功能将虚拟机迁移至两一台物理机上，所需时间短，操作简便，所有业务正常开展，有充足的时间来维修损坏的服务器。

4.3降低运维工作的复杂性

在合理的主机和存储系统整合的基础上，在保证应用系统持续运行的前提下，减少物理主机的数量，简化网络结构，配置服务器统一管理平台，降低主机和存储系统的日常维护工作量。简单高效的IT系统运维管理也能避免系统人工维护造成的不稳定性和不确定性。

4.4提高图书馆信息化服务能力

通过主机与存储系统的整合，实现对现有的资源的合理利用，实现针对为不同的应用系统配置不同的设施资源，从而提高电子政务系统的整体业务性能。实现电子政务系统的基础资源共享，提高信息化条件下图书馆的管理能力与服务水平。提供数字化、网络化的、高速和稳定的综合保障管理服务及公共信息服务，使信息化成果惠及全校师生。

4.5为后续发展打下基础

设计、搭建合理的服务器虚拟化平台和存储架构，可以在解决现有传统物理服务器问题的基础上，能提供更多的未来系统扩展能力，为图书馆信息化平台未来的应用系统及所需资源的动态扩展提供一个良好的和开放的IT架构。

参考文献

[1]LinuxIDC.com.服务器虚拟化微软被VMware 压制十余年[EB/OL].[2014-05-06].http：//servers.pconline.com.cn/news/1205/2780504_all.html.

[2]张晓. 服务器虚拟化在数字图书馆建设中的应用[J]. 图书情报工作，2014，S2：174-176.

[3]博威云计算专家.使用VMware Infrastruct 构建虚拟化企业[EB/OL].[2014-05-06].http：//www.boway. net /yzjs /x86xnh /2013144.shtml.