基于云计算的高校图书馆信息化基础架构

2022-11-27

图书馆信息化是高校图书馆工作的重点之一, 近年来, 各高校图书馆基本都部署了自己的图书管理系统、购买、部署了各类数字文献资源、建设了图书馆门户网站、微信公众平台等各类信息化系统, 为广大师生提供了便捷、丰富的文献、情报服务。然而, 随着图书馆部署的各类信息化服务越来越多, 图书馆原有的传统信息化基础架构面临诸多问题, 逐渐不能满足图书馆信息化的发展, 制约着图书馆各类业务的开展。利用云计算技术, 构建基于云计算的高校图书馆信息化基础架构是图书馆信息化发展的有利保障。

一、高校图书馆传统信息化基础架构及其面临的问题

高校图书馆传统的信息化基础架构一般为建设图书馆自己的数据机房, 向上连接校园网, 向下连接到图书馆各个计算机终端。图书馆数据机房内架设物理服务器, 每个物理服务器分别独立运行图书管理系统、各类文献资源系统等。这种传统的信息化基础架构虽然一定程度上满足了图书馆信息化的需求, 但是也存在诸如建设、使用成本高, 硬件负载不均衡, 利用率低, 故障率高, 维修维护困难, 新系统上线慢, 可靠性、扩展性低[1]等诸多问题, 正在制约着高校图书馆更好的为师生提供服务[1]。

二、云计算相关技术

(1) 虚拟化技术。虚拟化技术是将CPU、内存、存储、网络等各种计算机实体资源抽象、转换后以资源池的形式呈现出来让用户更加方面、灵活的使用的计算机资源管理技术[2]。目前比较成熟的是服务器虚拟化、存储虚拟化技术, 在底层物理服务器加存储的硬件基础上构建虚拟化平台, 建立虚拟机提供给上层应用使用, 改变原来一个应用使用一台物理服务器的方式。 (2) 云计算。云计算指使用虚拟化技术, 将服务器、存储、网络设备整合起来, 形成虚拟资源池, 实现按需易扩展的方式提供计算资源、存储资源、网络资源。云计算具有基于网络、资源池化、资源可控、按需服务、高可用、高可靠的特点[2]。

三、基于云计算的高校图书馆信息化基础架构实现

(1) 图书馆信息化基础架构需求分析。目前, 各高校图书馆普遍建设了图书管理系统、门户网站、移动平台, 购买部署了CNKI、超星、正方等数十个数字文献资源系统, 这些系统在传统的信息化基础架构下, 每个系统需要一台物理服务器来部署, 资源浪费严重, 扩展性差, 加之图书馆缺乏IT专业工作人员, 信息化基础设施维护困难, 故障频出。针对以上问题, 可采用服务器虚拟化技术及存储虚拟化技术, 以服务器加存储的方式, 建立统一的服务器虚拟化平台, 整合硬件资源, 统一管理, 各类应用系统部署到虚拟机上, 由物理服务器提供计算资源, 存储设备提供存储资源, 可以在两台物理服务器加一台存储上建立多达数十个虚拟机, 用来部署图书馆各类应用系统。如果计算、存储资源不够用, 可以灵活迅速的加入物理服务器和存储设备, 及时扩展。 (2) 基于云计算的高校图书馆信息化基础架构部署实施。基本的云计算基础架构至少需要两台物理服务器、一台存储设备, 一台网络交换机。服务器向下分别使用光纤连接存储设备, 向上分别连接网络交换机, 通过网络交换机接入校园网。以华为云计算平台为例, 两台物理服务器安装云计算平台软件Fusion Compute, 包括虚拟化引擎 (Compute Node Agent, CNA) , 和资源调度管理软件 (Virtual Resource Management, VRM) , 其中CNA是直接安装在物理服务器上, VRM是以虚拟机的形式部署。Fusion Compute可以将服务器、存储、网络资源虚拟化成资源池, 然后利用这些虚拟资源, 在Fusion Compute中建立多个虚拟机, 部署云管理软件 (Fusion Manager, FM) 及各类图书馆应用系统。基本的云计算平台拓扑图见图1。

(3) 基于云计算的高校图书馆信息化基础架构的优点。在上述信息化基础架构下, 较少的物理服务器上可以建立多个虚拟机, 部署多个业务系统, 提高了硬件资源的利用率;虚拟机可以根据物理服务器的负载情况在物理服务器之间在线迁移, 实现物理服务器的负载均衡;当某台物理服务器故障时, 虚拟机会自动迁移到另一台物理服务器, 降低了业务故障率;图书馆信息系统管理员通过浏览器登录云计算平台即可同时管理多个应用系统, 管理简便;某台物理服务器故障时, 可将其上运行的虚拟机迁移到其他物理服务器后对其进行维修维护, 保障业务不断线, 可靠性高;新业务系统需要部署时, 只需在云计算平台中新建虚拟机, 并安装应用系统软件即可快速上线提供服务;当计算、存储性能不足时, 只需购买物理服务器、存储硬盘及软件授权加入到原有平台即可, 扩展性强。

四、结语

本文讨论的基本的图书馆云计算信息化基础架构主要实现了服务器虚拟化功能及简单的云管理功能。节约了成本、提高了硬件利用率、降低了故障率, 管理、维护简单, 扩展性强, 实现了业务快速部署, 解决了传统图书馆信息化建设、运维当中存在的诸多问题, 满足了当前图书馆信息化快速发展的需求。此方案在云计算平台的容灾备份、虚拟化安全等方面尚未涉及, 需要进一步完善。

摘要：高校图书馆是高校文献情报中心, 随着数字文献的普及与推广, 高校图书馆引进、建设了各类数字文献资源, 数字文献资源占总文献资源的比重越来越高, 在服务教学与科研中发挥着重要作用。同时, 高校图书馆原有的信息化基础架构不能很好满足图书馆信息化发展的需求, 引入云计算技术, 构建安全、稳定的高校图书馆信息化基础架构是解决上述问题的有效方法。

关键词：图书馆,数字文献,云计算