VMware服务器虚拟化技术在数字图书馆建设中的应用

孟一奇

（黑龙江中医药大学图书馆，黑龙江哈尔滨 150040）

近年来，随着数字图书馆的快速发展，许多信息服务依靠网络来实现，从原来的自动化图书馆、自动化管理系统、网站到当前各种数据库、电子书、门禁系统、远程访问系统等。 图书馆建设通常为每年申请一定的经费，采购服务器，以满足不断增加的复杂化图书馆应用需求， 按照每台服务器对应一种应用，一个操作系统的管理模式，一台服务器承担了某种应服务，而由于购买服务器的硬件配置较高，无法发挥其性能，进而造成一定程度的资源浪费。一旦有新的数据库要求，为了避免不必要的功能冲突，您需要配置或购买安装多台服务器。随着服务器的增加，机房的空间及功能也提出了更高的要求，需要不断改进。另一方面，对于图书馆管理者来说，在管理和维护方面也非常不方便。如何有效解决上述问题，极大程度发挥服务器的综合性，有效的提升其安全性，从进而能够为图书馆读者提供更高效的，在数字图书馆建设过程中迫切需要安全稳定的接入服务。通过服务器虚拟化技术改进数字图书馆建设不仅可以提高服务器的综合利用率，缩短系统安装配置所需要的时间，为用户提供优质化服务，而且采用了集中化的管理，特别是自动化设备维护的优势更加突出，直接提高了图书馆信息化建设水平。

1 服务器虚拟化技术

服务器虚拟化实际上是通过单个主机同时操作和操作多个客户端。利用这种技术，在一台主机上就可以支持多种操作系统，同时运行包括 Linux，windows以及Unix等系统，不需要进行机器的重启就可以切换操作系统。 VMware被认为是服务器虚拟化行业的龙头，最具有典型性的产品，是基于云端的新一代数据中心虚拟化套件，能够提供虚拟化的基础架构，高可用性，集中管理以及监控等。包括VMware ESX Server，VMware GSX Server，VMware workstation。 其中，两者都是在主机的操作系统上完成虚拟化软件。VMware ESX Server是该公司虚拟产品的重点，能够将虚拟化软件直接在硬件平台上完成运行， VMware infrastructure是公司最新发布的，其虚拟架构套件包括 VMware ESX Server，VMware vCenter server，VI client这三个基础组件。第一个是物理服务器级别的虚拟层，可用于配置服务器，包括内存，cpu，储存器等硬件资源，并且这些资源根据提前设置好的分配形式到运行在其中的各个虚拟机，这些虚拟机可以以独立的模式完成后期运行。第二种是对物理服务器虚拟机分配的集中化管理，能够为数据中心提供集中化管理环境，也是调配配置管理虚拟化架构的重点。第三种是客户端管理软件，后台管理员通过远程连接到每一个 ESX server上，它是管理员用于管理和配置的主要工具，可以创建虚拟机来打开和关闭虚拟机，调整 CPU以及内存占用比例，进行迁移克隆虚拟机以及相关性能监测。

2 服务器虚拟化技术在数字图书馆中的运用

我们通过文献资料查阅以及访谈的方式，对一些高校图书馆进行分析，结果发现，目前我国很多图书馆需要存储的数字化资源越来越多，所购设备也逐渐增加，这种情况下需要高校付出更多的维护管理成本，为便于应用服务器，该操作满足系统运行环境的要求，同时增强了系统的稳定性，提高了服务器的综合利用率，解决了当前数据中心无法实现硬件资源应用统一管理的问题。此外，该库最初用于数字应用服务，主要包括网络和资源服务。资源服务包括万方全文数据库，中国知识网全文数据库和超星电子书，非书光盘，图书馆自动化管理等，而网络服务涉及到远程认证，防毒，备份以及 web服务，这些服务器需要由物理服务器和相应的存储空间保护，同时我们发现很多服务器已经使用了五年以上，而且在使用过程中经常出现各种故障，虽然管理员将两台性能较好的服务器进行应用化集中，但可能会使系统之间发生冲突，导致一系列问题，无法为读者提供稳定优质的服务。结合实际调查，我们选择了VMware服务器虚拟化解决方案来改进大学数字图书馆的一系列服务。

2.1 假设虚拟化平台

在本次调查中，我们需要利用VI3服务器，以通过两台服务器完成ESX服务器的运行。其中一个用于操作，并且需要服务器共享存储设备。在硬件结构和配置要求方面，在数字图书馆建设过程中，我们购买了四台型号为HP DL580 G5的服务器。用于安装ESX Server，由于需要在物理服务器中运行多个虚拟服务器，因此对硬件配置有很高的要求。需要更大的 CPU和内存，每台服务器配置64 G CPU硬盘，大小3 X146 GB，以太网卡，HBA可以通过光纤交换机连接到存储设备，以在存储阵列上部署虚拟组合数字资源。 储存EVA6400使用的是双光纤交换机，完成线路的冗余。 因此，该服务器集成双口位置 HBA能够确保储存线路冗余，这种服务器采用的是四个集成千兆以太网网卡，可以将其分为两组，用于核心千兆交换机断连接，利用网卡绑定，实现网络冗余，提高网络的吞吐量。从虚拟服务器的配置部署应用上来看，在虚拟器安装上采用的是迁移工具或者系统克隆的方式，前者由 VMware提供，可以将物理服务器迁移到虚拟服务器。将物理机转换为虚拟机，相关信息保存于EXS中，通过转换公共检索，FTP等物理服务器，转换部署时间后，可以复制和克隆虚拟机。其次，另一种虚拟机的建立是通过模仿克隆的方式完成的，建立系统服务器模板，安装数据库，可以将其作为模板，利用模板克隆完成虚拟机的建立，根据各个应用中对不同虚拟服务器所需硬件资源，包括内存，空间，CPU进行划分，将原有的服务器数据库进行迁移，迁移之后的虚拟服务器，无论是从性能，操作功能上来看，是与单台物理服务器等同的，但是却能够从极大程度上提升资源的有效利用率，降低管理成本，提高系统灵活性和响应能力。为了实现虚拟机资源的高可用性和热迁移性能，VMware Virtual Architecture Suite会生成虚拟机程序包文件。 并将这些数据信息储存与 San储存阵列上，根据数字化系统的配置，开销，空间等各项需求参数，然后，完成虚拟服务器的建立，并在物理服务器上执行分配，以使每个物理服务器的负载相等。

2.2 虚拟化平台的管理上

服务器虚拟架构完成后，需要对其进行有效监督和管理，可以用于实现对多个服务器资源的有效管理，控制备份资料迁移等系统维护和监管，后台管理员可以通过在网络 PC客户端中运行 VI客户端来远程连接到此服务器，进而实现虚拟机的维护管理。

2.3 数字图书馆服务器虚拟化的实际效果

这种虚拟化技术可以支持各种平台和操作系统，以满足图书馆的各种应用需求，也可以避免传统图书馆用系统在转型升级过程中存在的复杂环节以及系统不匹配问题。但是，虚拟化的实现存在一些问题。可能无法识别USB接口，这可能导致使用USB加密数据库无法通过虚拟机部署。比如中国知网数据库等，其次是系统备份，由于虚拟连接无法与当前数据库进行有效的物理连接，因此，备份服务器无法通过虚拟机完成系统备份。最后是网络储存系统的稳定性问题，由于所有虚拟机所配置的文件都统一保存在后台储存介质中，只有通过确保存储介质的稳定性和安全性，虚拟平台才能够正常运行。此外在实施过程中，所有的新机采用了转换方式进行创建，可能会存在过去的网站采用普通 pc作为服务器，日志记录中存在自动重启和内存溢出问题。

通过对数字化图书馆服务器进行虚拟化处理之后，其优点主要体现在以下几点：首先，它可以有效地提高服务器的综合利用效率，而新的虚拟化技术可以避免孤岛模式，即一台服务器。对应于应用程序的操作系统实现了每个物理服务器可以集成多个虚拟机，从而有效地提高了服务器的运行效率。抑制服务器数量的急剧增加使每台服务器的平均利用率提高了约70%。 其次，能够缩短新应用程序的部署时间。 通过对虚拟机进行应用程序和系统的安装，可以通过相关的学习软件提供的工具，对虚拟机模块进行克隆或者以宿主机迁移的方式来完成，能够缩短大量配置时间，可以在几分钟内完成新系统的配置工作，增强系统的运行稳定性，使用这种虚拟化的软件功能，包括高可用，分布式资源调动，动态迁移，确保在迁移过程中虚拟机能够实现不间断运行，无论哪台服务器出现故障，都能够确报其他服务器虚拟机能够在短时间内继续完成运行，确保应用程序的稳定性和高效性，降低异构资源管理难度，能够支持多种操作系统应用平台，避免传统用系统在升级过程中出现的系统不兼容，不匹配问题。最后能够极大程度上减少资源浪费，减少成本输入，在整个运行过程中所需要的成本包括人力，数据，空间，耗电量等，能够整合多台传统物理服务器，降低服务器在维护管理过程中所需的人力，，财力，物力，进而也能够从一定程度上减少工作人员的工作量。

3 小结

经过本课题研究，并通过文献查阅和访谈的形式对某图书馆服务器虚拟化进行实践研究，在购买高性能服务器的前提下，实现对图书馆数字化应用的服务器虚拟化整合，利用有限的设备和经费，以满足图书馆不断增加的应用服务需求，使数据库资源数据不断增长，尽管目前所采用的服务器虚拟化技术还存在很多问题，但随着技术的完善，虚拟化理念和解决方案将会得到更多更广的运用。