隨著信息技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，圖書館的信息服務(wù)越來越依賴于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。從最初利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行紙本圖書、期刊和資料的管理，到現(xiàn)在利用計(jì) 算機(jī)直接提供電子圖書、電子期刊論文和資料的服務(wù)，圖書館用于支持自身運(yùn)行和讀者信息服務(wù)的服務(wù)器數(shù)量已經(jīng)增長到較大規(guī)模，配套設(shè)施也得到了相應(yīng)增加。以 清華大學(xué)圖書館為例，服務(wù)器從1996年的幾臺(tái)發(fā)展到2013年在使用的服務(wù)器數(shù)量達(dá)到110臺(tái)，機(jī)房空間2次擴(kuò)建，UPS和電源進(jìn)行了3次改建和擴(kuò)容， 機(jī)房使用的空調(diào)也進(jìn)行了3次擴(kuò)容。
服務(wù)器數(shù)量的增加，雖然提升了圖書館的服務(wù)質(zhì)量和水平，但是另一方面也帶來了設(shè)備成本、維護(hù)成本、運(yùn)行成本和人員成本地增加。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，各個(gè)圖書 館分別尋求不同的解決方法，例如服務(wù)外包、服務(wù)整合和虛擬化技術(shù)等。服務(wù)外包是指將圖書館的信息服務(wù)外包給第三方公司，以減少圖書館自己的計(jì)算機(jī)設(shè)備數(shù)量 和維護(hù)人員數(shù)量;但是目前來說還無法達(dá)到降低成本的目的，并且通常第三方無法提供圖書館所需要的服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)整合是指將圖書館的多項(xiàng)信息服務(wù)整合到同一 臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行;考慮到目前圖書館的應(yīng)用多為第三方應(yīng)用，分別有不同的需求，整合時(shí)需要考慮太多因素，或者需要花費(fèi)很長時(shí)間。虛擬化技術(shù)允許在一臺(tái)物理服 務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)將不同服務(wù)整合到同一臺(tái)物理服務(wù)器的目標(biāo)。近年來隨著PC服務(wù)器性能的大幅度提升，基于PC服務(wù)器的虛擬化技術(shù)得到了廣泛應(yīng) 用，越來越多的圖書館采用這項(xiàng)技術(shù)來控制服務(wù)器總體成本。
虛擬化技術(shù)
隨著虛擬化技術(shù)的不斷流行，市場上出現(xiàn)了許多不同的虛擬化產(chǎn)品，包括免費(fèi)產(chǎn)品和商業(yè)產(chǎn)品。常見的軟件產(chǎn)品有VMWare的vSphere，思杰公司的XenServer，微軟公司的HyperV和易思捷基于KVM的UniServer等。
通過實(shí)施服務(wù)器虛擬化，可以將多個(gè)服務(wù)整合到一臺(tái)物理服務(wù)器上，具有如下一些優(yōu)點(diǎn)：(1)提高服務(wù)器資源利用率，節(jié)省服務(wù)器購置成本;(2)減少服務(wù)器數(shù) 量，從而減少配套設(shè)施成本及運(yùn)行成本;(3)可以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)級(jí)別的隔離，使得各種應(yīng)用互不干擾;(4)可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整虛擬機(jī)的資源分配，實(shí)現(xiàn)快 速、動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)調(diào)度;(5)可以實(shí)現(xiàn)零宕機(jī)時(shí)間的遷移、災(zāi)難備份和業(yè)務(wù)恢復(fù)，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性;(6)將舊服務(wù)器系統(tǒng)遷移到虛擬機(jī)，從而維持老系統(tǒng)業(yè)務(wù)持續(xù) 運(yùn)行;(7)采用虛擬化平臺(tái)，可以快速部署應(yīng)用，有助于加快開發(fā)和測試進(jìn)度;(8)采用虛擬化平臺(tái)，可以簡化或整合服務(wù)器的管理，降低服務(wù)器的管理成本。
虛擬化規(guī)劃
為了通過實(shí)施服務(wù)器虛擬化達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的，需要進(jìn)行良好的規(guī)劃，包括現(xiàn)狀調(diào)查、確定目標(biāo)、費(fèi)用估計(jì)、實(shí)施方法及周期等。
現(xiàn)狀分析
在圖書館2012年開始實(shí)施服務(wù)器虛擬化之前，圖書館共有110臺(tái)服務(wù)器。這些服務(wù)器的用途主要包括三大類：第一種是作為CALIS工程中心，與數(shù)據(jù)庫廠 商合作建立的鏡像站點(diǎn)，用于為全國高校讀者提供文獻(xiàn)服務(wù);第二種是本校所購買數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的鏡像服務(wù)器，用于為本校讀者提供文獻(xiàn)服務(wù);第三種是業(yè)務(wù)支持服務(wù) 器，包括主頁、自動(dòng)化管理系統(tǒng)、整合檢索、開放鏈接、館際互借、虛擬參考咨詢等應(yīng)用服務(wù)器。
這些服務(wù)器的購置成本接近500萬元，每年的維護(hù)費(fèi)用按照10%計(jì)算，也需要近50萬元。
另外，為了支持這些服務(wù)器運(yùn)行，圖書館多次對(duì)空調(diào)、電源和UPS進(jìn)行了改造和擴(kuò)容。這些配套設(shè)施的購置和運(yùn)行成本對(duì)于圖書館來說都是不小的負(fù)擔(dān)。
配合這些服務(wù)器的部署和運(yùn)行，圖書館系統(tǒng)部的工作人員數(shù)量也相應(yīng)增加。
確定目標(biāo)
考慮到圖書館服務(wù)器數(shù)量近年來不斷增長，設(shè)備的購置成本、運(yùn)行成本以及人員成本都相應(yīng)增加，對(duì)于圖書館已經(jīng)成為不小的負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，圖書館技術(shù)人員也一直在跟蹤服務(wù)器的相關(guān)技術(shù)，了解到服務(wù)器虛擬化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟。
針對(duì)圖書館的現(xiàn)狀，三種類型的應(yīng)用中，后面二種應(yīng)用都只對(duì)校內(nèi)讀者提供服務(wù)，用戶數(shù)量是有限的，很多應(yīng)用都不需要消耗太多的系統(tǒng)資源。根據(jù)圖書館多年來服 務(wù)器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，90%以上服務(wù)器的平均CPU資源利用率都低于10%。因而從系統(tǒng)需求方面具備了進(jìn)一步整合的客觀條件。另一方面，由于這些系統(tǒng)大多由第 三方開發(fā)，很多時(shí)候相互沖突，或者在發(fā)生問題相互推諉責(zé)任，所以這些服務(wù)又需要操作系統(tǒng)級(jí)別的隔離。
因此，圖書館確定了通過部署服務(wù)器虛擬化技術(shù)來達(dá)到縮減圖書館運(yùn)行服務(wù)器數(shù)量，進(jìn)而達(dá)到縮減相應(yīng)購置成本、維護(hù)成本、運(yùn)行成本和人員成本的目標(biāo)。
預(yù)算估計(jì)
確定目標(biāo)之后，需要進(jìn)一步考慮實(shí)施虛擬化所需要的資金、人力等資源。首先需要考慮購買虛擬化軟件的費(fèi)用，以及為了實(shí)施虛擬化需要增加硬件的投資。除了軟件和硬件資金投入之外，還需要考慮實(shí)施虛擬化額外需要的人員、培訓(xùn)等。
實(shí)施方法及周期
一般來說實(shí)施方法分為二種：一種方法是集中實(shí)施，遷移現(xiàn)有服務(wù)器。另一種方法是逐漸實(shí)現(xiàn)遷移。前一種方法的周期短，見效快，短期內(nèi)需要投入較多人力和財(cái)力 資源。后一種方法周期長，見效慢，但是過渡更加平滑。考慮到短時(shí)期內(nèi)的人力投入有限，并且有些應(yīng)用不能很快整合到虛擬化平臺(tái)上，所以我們選擇了逐步實(shí)施虛 擬化的方案。另外，對(duì)于存儲(chǔ)量需求很大或系統(tǒng)資源需求較大的系統(tǒng)，暫時(shí)不考慮遷移到虛擬化平臺(tái)上。
平臺(tái)選型
目前市場上服務(wù)器平臺(tái)虛擬化廠商有很多，例如VMWare,易思捷，微軟，RedHat等廠商。
對(duì)于VMWare，之前圖書館已經(jīng)有一些基于Workstation版本的使用經(jīng)驗(yàn)。它與服務(wù)器硬件具有良好的兼容性，但是它的成本較高，另外經(jīng)過測試表 示它對(duì)于IO密集型應(yīng)用表現(xiàn)不夠好。對(duì)于易思捷UniServer也進(jìn)行了一些測試，結(jié)果表明它也具有很好的兼容性，在虛擬機(jī)上的IO性能具有更好的表 現(xiàn)，而且它的成本更低。
經(jīng)過討論，圖書館最后決定采用性價(jià)比更好的的易思捷產(chǎn)品。一方面圖書館的預(yù)算有限，短期內(nèi)沒有太多的IT預(yù)算來支持虛擬化遷移方案;另一方面前面已經(jīng)決定選擇逐步實(shí)施虛擬化的方案，采用易思捷可以更好地控制項(xiàng)目初期成本。
為了實(shí)施虛擬化，必須要增加一些硬件服務(wù)器。根據(jù)現(xiàn)有服務(wù)器的數(shù)量，考慮到每臺(tái)服務(wù)器整合8~10個(gè)應(yīng)用，初步估計(jì)需要10臺(tái)左右的雙插座、四核虛擬化主機(jī)。每臺(tái)服務(wù)器配置雙插座、四核CPU，32GB內(nèi)存。因?yàn)橛?jì)劃逐步實(shí)施虛擬化，所以暫時(shí)不考慮集中的刀片方案。
在存儲(chǔ)設(shè)備的選型方面，對(duì)于虛擬化平臺(tái)，存儲(chǔ)設(shè)備的選型也非常重要，因?yàn)樵谔摂M服務(wù)器上存儲(chǔ)設(shè)備的I/O性能通常是瓶頸所在。對(duì)于比較重要的應(yīng)用，我們選 擇使用SAN光纖存儲(chǔ)設(shè)備，以保證虛擬服務(wù)器的存儲(chǔ)性能。對(duì)于一些次重要的應(yīng)用系統(tǒng)，圖書館則選擇了IP-SAN存儲(chǔ)設(shè)備，通過專用IP網(wǎng)絡(luò)來訪問存儲(chǔ)設(shè) 備，更具靈活性。
部署及實(shí)施
準(zhǔn)備好初始階段所需要的虛擬化平臺(tái)軟件和服務(wù)器硬件之后，就可以開始著手進(jìn)行虛擬化遷移了。
對(duì)于大部分系統(tǒng)，圖書館沒有考慮直接進(jìn)行物理服務(wù)器到虛擬服務(wù)器的遷移，而是在虛擬平臺(tái)上構(gòu)建新的服務(wù)器，重新部署該應(yīng)用，然后再遷移數(shù)據(jù)。這種重新部署 的方法要求準(zhǔn)備好原來應(yīng)用系統(tǒng)的部署和安裝文檔，并且在部署之后要進(jìn)行仔細(xì)測試。其優(yōu)點(diǎn)是原來的系統(tǒng)不受任何影響，并可以暫時(shí)保留，如果新部署平臺(tái)發(fā)現(xiàn)任 何問題，可以隨時(shí)切換回原來的平臺(tái)，待問題解決之后進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行虛擬化遷移工作。
對(duì)于要遷移到虛擬化平臺(tái)上的應(yīng)用，應(yīng)該考慮詢問應(yīng)用軟件開發(fā)商，了解他們是否支持虛擬化架構(gòu)。
在進(jìn)行虛擬化遷移時(shí)，圖書館同時(shí)考慮了這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的災(zāi)難備份方案。有些應(yīng)用系統(tǒng)在原來部署時(shí)受某些條件限制，沒有考慮災(zāi)難備份，遷移到虛擬化平臺(tái)之后，可以很容易地實(shí)現(xiàn)災(zāi)難備份，從而提高原來系統(tǒng)的可用性。對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用還可以考慮負(fù)載均衡或高可用解決方案。
圖書館還有開發(fā)任務(wù)，基于服務(wù)器虛擬化平臺(tái)，可以快速部署一個(gè)新系統(tǒng)，用于開發(fā)或測試目的。通過將開發(fā)系統(tǒng)和測試系統(tǒng)快速部署到虛擬化平臺(tái)上，不僅可以節(jié)省開發(fā)環(huán)境的硬件投資，還能加快應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)度。
經(jīng)驗(yàn)
圖書館從初期幾臺(tái)用于測試的虛擬服務(wù)器開始，到現(xiàn)在部署的虛擬服務(wù)器數(shù)量已經(jīng)達(dá)到30多臺(tái)。盡管這二年圖書館新部署了一些應(yīng)用系統(tǒng)，但是有些系統(tǒng)直接部署到虛擬化平臺(tái)上，所以現(xiàn)在物理服務(wù)器總數(shù)已經(jīng)下降到了90臺(tái)。后期圖書館還將可以考慮將更多應(yīng)用遷移到虛擬化平臺(tái)上。
根據(jù)對(duì)UPS電源的監(jiān)測，服務(wù)器機(jī)房的能源消耗有一定下降，近期內(nèi)不存在容量不足的問題;根據(jù)溫度監(jiān)測，機(jī)房內(nèi)部的空調(diào)也運(yùn)行良好，近期不需要考慮擴(kuò)容。所以總體來說實(shí)施虛擬化達(dá)到了綠色節(jié)能的目標(biāo)。
另外，在實(shí)施虛擬化時(shí)也需要注意一些問題。首先，虛擬化平臺(tái)并不是免費(fèi)的，有些廠商產(chǎn)品的授權(quán)甚至比物理服務(wù)器還要昂貴，在規(guī)劃時(shí)需要考慮周全;其次，虛 擬化平臺(tái)將多個(gè)系統(tǒng)整合到一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行，使得服務(wù)器硬件故障會(huì)導(dǎo)致多個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行;再次，虛擬化平臺(tái)系統(tǒng)維護(hù)更加復(fù)雜，需要提高維護(hù)人員的技術(shù)水 平;還有，虛擬化平臺(tái)會(huì)產(chǎn)生額外的系統(tǒng)開銷，硬件配置需要適度提高;最后，需要加強(qiáng)虛擬服務(wù)器的管理，避免虛擬服務(wù)器泛濫。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
分享到微信 ×
打開微信，點(diǎn)擊底部的“發(fā)現(xiàn)”，
使用“掃一掃”即可將網(wǎng)頁分享至朋友圈。