高校数字图书馆解决方案

高校数字图书馆解决方案
目录
第1章数字化校园发展现状及需求分析................................................................................ - 3 -
1.1 智慧校园概念............................................................................................................... - 3 -
1.2 智慧校园需求分析....................................................................................................... - 4 -第2章数字图书馆解决方案.................................................................................................... - 6 -
2.1 数字图书馆系统概述................................................................................................... - 6 -
2.2 当前数字图书馆面临的主要问题............................................................................... - 6 -
2.3 数字图书馆的特点....................................................................................................... - 7 -
2.4 数字图书馆应用分析................................................................................................... - 8 -
2.5 数字图书馆存储方案设计......................................................................................... - 10 -
2.6 存储产品推荐............................................................................................................. - 13 -
2.7 图书馆桌面虚拟化 (14)
2.7.1 图书馆桌面概述 (14)
2.7.2 桌面虚拟化技术 (14)
2.7.3 桌面虚拟化解决方案 (15)
2.7.4 桌面虚拟化对存储的要求 (16)
2.7.5 方案亮点 (17)
4.6.6存储产品推荐 (19)
第1章数字化校园发展现状及需求分析
1.1 智慧校园概念
在20世纪末提出“智慧校园”概念以来的十几年中，智慧校园经过高校信息化建设的不断摸索，逐渐的发展起来，目前已进入快速发展期。

信息技术的飞速发展为高校信息化建设提供了机遇和条件，也不断暴露出很多新问题，如信息孤岛、信息安全等问题导致业务流程不通畅、用户使用不方便、系统应用推广难等等。

随着应用系统的增多，经常需要牵扯到其它应用和流程的改造，以便进行数据共享、交换和更新。

这就需要建设一个统一的信息访问平台。

目前，国内智慧校园的发展具有明显的地域性和层次性。

发达地区的教育机构智慧校园建设程度好于欠发达地区。

高教、普教、职教、幼教、成教等各种教育层次，由于业务特性、管理体制和信息化普及程度存在差异，对智慧校园的需求和体会也存在着很大的差异性。

从差异中总结共性，针对个性化的需求模式提供定制化的校园建设方案，将现代教育思想和现代信息技术结合起来，建立了一套数字化校园解决方案，保证了学校的投资最大化、业务个性化、管理职能整合化、老师学生便利化。

智慧校园是一个广范围概念，它包括了现实校园及数字化空间，也包含了当前流行的虚拟大学。

现实校园是智慧校园的基础，智慧校园是现实校园通过信息技术在时间和空间上的扩展与延伸，它包含了现实校园及其所衍生出来的数字空间，虚拟大学是智慧校园的远程教育功能部分，是智慧校园的对外服务的部分职能，它是传统校园数字化后社会功能的延伸。

智慧校园是利用计算机技术、网络技术、通信技术对学校与教学、科研、管理和生活服务有关的所有信息资源进行全面的数字化；并用科学规范的管理对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制；把学校建设成面向校园内，也面向社会的一个超越时间和空间的虚拟大学。

智慧校园是以网络为基础，从环境、资源、到活动的全部数字化校园网络
及其应用系统构成整个校园的神经系统，完成校园的信息传递和服务。

在智慧校园里，可以通过现代化手段，方便地实现学校的教学、科研、管理、服务等活动的全部过程，从而达到提高传统校园效率，扩展传统校园功能，最终实现教育过程的全面信息化，达到提高教育水平、管理效率的目的。

1.2 智慧校园需求分析
智慧校园应用系统建设，就是通过利用校园网上的网络基础设施，构建各种校园的应用支撑平台与信息服务系统，建立一个虚拟校园的校园应用系统，实现数字化的学习和数字化的管理。

在面向信息服务的架构下，在计算资源整合、信息整合、应用整合的基础上，实现流程与内容的整合。

通过任务驱动与流程调度控制，可有效协调校园所有人员、资源调配。

可以有效提高教学、科研、管理和生活水平和运作效率。

从长远的应用和服务上，建立完善的信息管理和运作机制，全面提升学校的信息化程度。

我们认为数字化校园应该包括以下几个部分：
网络基础设施
应用支撑平台
基础应用/服务
校园网综合管理平台（电子教务、电子图书馆、一卡通、……）
网络认证体系
安全保障体系
图1 智慧校园逻辑结构图
上图表示的是数字化校园系统模型，表示了智慧校园各系统模块的层次划分和关系。

关于智慧校园的分层模型描述如下：
第一层“绿色数据中心基础设施”层，包括网络、服务器、存储等硬件设备。

其中绿色数据中心支撑着智慧校园的上层应用，是智慧校园的构建基础。

第二层“应用支撑体系“层，包括数据库、网络管理、域名服务、目录服务、网上支付、校园卡等智慧校园建设所需的各核心平台。

第三层“平台软件”层，包括用户权限管理、安全运维管理、数据交换、信息发布、资源分享等，它为上层应用提供服务，是上层应用系统集成的基础。

第四层“各类校园应用”层，它是智慧校园中运行的各类业务系统，包括数字图书馆、办公自动化、网络教学、后勤服务等。

第五层“校园门户”层，它将各类信息资源与服务集成起来，是智慧校园的总入口，为用户提供统一的界面与个性化服务。

为了更好的解决众多难题和挑战，的教育行业解决方案以需求为导向，面向服务构建智慧校园整体架构体系。

通过信息服务化，将资源、数据、信息和应用流程，按照基于服务的方式整合起来，使它们之间彼此互相关联，数据共享、融通，并通过组织和业务流程再造，有效协调人员、资源，以提高教学、科研、管理、办公、学习方面的整体办事效率。

从而实现IT与业务的紧密结合，满足个性化需求，同时其快速应变能力能够灵活响应各种需求变化，支持教育改革和创新。

我们的方案着重从以下几点进行设计：
合理分布资源、信息和应用，充分利用已有建设成果，保护学校投资；
关注数据的整合和数据流的完整实现，从根源上消除信息孤岛；
支持国家要求的以及学校内的各级标准和统计上报需求，基于统一数据源，实现各种统计口径的信息汇总和决策支持；
实现应用的集成，支持业务协作、部门间流转和全校性业务的实现；
关注用户使用效率，支持多校区、多级管理和服务的实现，支持移动应用；
第2章数字图书馆解决方案
2.1 数字图书馆系统概述
随着现代计算机通讯、多媒体技术的高速发展，传统图书馆开始发生巨大的变革，图书馆文献信息资源的数字化、网络化，推动着图书馆管理与服务方式的变革和发展，导致了图书馆内涵与外延的变化，出现了电子图书馆、虚拟图书馆及数字图书馆。

数字图书馆也叫"电子图书馆"，相对传统图书馆而言，它管理和珍藏的不是纸质的图书，而是数字化的"电子图书"，并让人们利用计算机通过网络检索和获得这些数字图书。

所以数字图书馆是存储和管理大量数字图书，并为人们提供网络检索和阅读服务的计算机网络系统。

2.2 当前数字图书馆面临的主要问题
高校希望借助数字图书馆，提高图书馆的服务效率与管理水平，突破了传统图书馆在地域、时间、受众人数等方面的局限性，解决图书馆传统媒介信息的保存、管理和查阅等问题。

并充分利用网络资源，加强学生自学和计算机应用能力；进一步加强学校信息资料和数据库资源的充分利用和共享。

目前高校数字图书馆建设中面临的主要问题有：
➢实际应用中的信息有90%是非结构化数据。

传统的基于关系型数据库的存储和管理方式无法有效地对海量的非结构化内容进行检索；
➢异构数据库统一检索平台；
➢对中文信息的智能跨库检索；
➢对图象、视频和音频的内容的检索；
➢对数字化资源的保护；
➢充分利用其他图书馆的信息资源，真正做到信息资源共享；
➢建设学科专业资源库，为科研和教学提供资源服务；
数字图书馆是一个开放式的硬件和软件的集成平台，通过对技术和产品的集成，把当前大量的各种文献载体数字化，将它们组织起来在网上服务。

从理论上讲，数字图书馆是一种引入管理和应用数字化技术的方法，它的主要特点有：➢信息实体虚拟化：网络环境下，各类文献为载体的知识信息，都转化为数字形式并在全球范围内传输。

用户对信息知识的利用不受地理位置的
限制，只要上网，在任何时候都可以利用。

➢信息资源数字化：利用现代信息技术和网络技术，将文献进行压缩处理并转化为数字信息。

➢信息制作规划计划化：文献信息资源数字化，要有计划地开发和利用，具有跨行业跨地区，跨部门的特点，各行各业要协同作战，统一组织，
共同努力，不搞重复建设，资源浪费。

➢信息传递网络化：数字图书馆的服务，通过以网络为主的信息基础设施来实现，数字图书馆依据高速宽带网构筑的网络，以高速、大容量、高
保真的计算机和网络系统，将世界各国的图书馆和无数台计算机联为一
体，信息传递网络化带来了信息服务的跨时空，信息利用的开放化和信
息传递的标准化和规范化。

➢信息利用共享化：数字图书馆通过提供网上的交互服务，使联网者均可随时查阅利用数字图书馆的信息，服务对象扩及馆外及国内国外的使用
者，实现真正意义上的资源共享。

➢信息提供层次化：数字图书馆是可以实现智能检索的知识中心，它有别于传统图书馆，不仅提供文献，还将提供更深层次的信息服务。

通过对
信息的分析和重组，提高信息的使用价值，形成符合用户需求的知识或
帮助其找到解决方案，并对提供的知识产品的质量进行评价。

综上，数字图书馆不是一个脱离传统图书馆的孤立概念，而是传统图书馆的延伸和扩展，是未来图书馆发展的方向，传统图书馆要充分利用现代科技的手段，提高自己在新时代的适应能力。

从系统结构上看,数字图书馆是一个以数据存储系统为核心和底层支持,配合业务应用系统进行多功能数据查询服务的大型数据库应用解决方案.在数字图书馆中,数据的存储和管理是整个系统的核心部件,一切的应用服务全部由处于核心位置的数据存储和管理系统来支撑. 从数字图书馆业务应用的角度看,一个完整的数字图书馆应该由三个层次组成: 元数据服务器和对象服务器以及图书馆应
用系统。

在图书馆系统的部署过程中需要部署两种数据内容：一是电子资源库内的索引信息，也就是目录信息；二是资源库内图书的具体内容。

建立索引信息的目的是可以提供给读者根据不同的分类进行图书检索的功能。

两种数据内容可以同时存放于磁盘阵列中，也可以分开存放，将图书具体内容存放于磁盘阵列，将索引信息存放于数据库服务器上。

部署方式根据不同的软、硬件设备进行不同的设计。

影响电子图书馆的运行效率的因素是很多的。

硬件架构、网络环境、存储模式、软件兼容性等都是需要综合考虑的因素。

可以说图书馆的信息化建设是一个比较复杂的过程，在构建数字化图书馆时需要考虑的几个模块：
➢网络环境
现代数字图书馆本质上是基于网络环境下的海量数据库及其应用。

网络操作系统为当前的主流操作系统，如Windows ，Unix或Linux等。

网络环境以Internet 为基础进行设计，网络功能要强大，能支持多种网络协议，如TCP/IP、ISO10161等。

实现数字资源的多渠道发布。

➢硬件设备
数字图书馆硬件设备主要包括数字图书馆专用服务器、路由器、防火墙和存储设备等。

数字图书馆服务器的组织与安排要考虑系统的安全性、可扩充性。

硬盘、磁盘阵列、NAS等是数字图书馆常见的存储设备。

在图书馆信息化解决方案中数据的灾难备份及恢复也是要考虑的一个重要因素。

➢软件系统平台
完整的图书馆信息化解决方案软件系统平台包括制作系统、发布系统、应用
平台等。

制作系统实现将原始资料数字化，发布系统是将制作系统数字化后的数据发布到数字图书馆之中，供用户和读者使用。

应用平台对于用户和读者来说是进入数字图书馆的一个入口，为用户和读者提供了使用界面，并将网站管理平台、全文检索系统、阅读器等集成在一起，提供用户和读者使用。

网站管理系统应包括数据追加、网站维护、用户管理、流量监控等功能。

全文检索系统是数字图书馆系统必不可少的核心部分，数字图书馆的易用性很大程度上通过全文检索系统得以体现。

一般全文检索系统提供了分类检索、标题检索、作者检索等检索功能。

阅读器能给读者提供原出版物的信息，是读者见识数字图书馆“庐山真面目”的工具。

由于技术积累和其他因素的影响，当前各家数字图书馆的阅读器差别很大。

数字图书馆软件系统平台还必须考虑与图书馆自动化系统的兼容问题，以及数字图书馆的易用性问题。

同时安全访问控制以及著作权保护也需要在设计时考虑，实现对数字资源的访问和使用进行全方位、多层次的许可、控制和监督。

并保护信息拥有者和最终用户的利益。

➢数据库及其资源
在选用或使用数据库时应考虑数据库的易维护性、易升级性、开放性、通用性和可靠性。

虽然自行开发数据库价格便宜，但其维护、升级、通用性都很差，因而在图书馆信息化解决方案中应优先考虑选用性能/价格比较高的大型商用数据库，如Oracle等。

数据库资源是信息化图书馆的核心。

通俗地讲，在图书馆信息化解决方案中如何选择性能价格比最高的数据库资源对于数字图书馆建设的成败至关重要。

数据库资源应能处理图书、期刊、特种文献及电子媒体等信息资源。

➢体系结构
当前软件体系结构上以C/S结构、C/S+B/S结构（在客户服务器结构上加上WEB应用服务器）、B/S结构或三层架构为主。

综合考虑互联网设施的日益完善、信息技术的普及初期投入和维护成本，在图书馆软件体系架构上选择B/S结构或三层结构将是主流选择。

➢标准化
图书馆信息化建设本身当前还没有标准与规范，国家正在强化这方面的工作。

图书馆信息化解决方案应遵循当前已有的标准或规范。

如数据应遵循
ISO2709、MARC（CN-MARC）；字符集应支持GBK和GB18030-2000；网络应遵循诸如TCP/IP与ISO10610等。

2.5 数字图书馆存储方案设计
数字图书馆建设的基本内容有三部分：数字资源建设、数字资源管理和发布服务。

图2 数字图书馆建设内容
➢数字资源建设
即数字资源的获得和建立。

数字资源的获得和建立可以通过各种方式，包括传统纸质书籍的数字化，数字资源的外购，互联网资源的搜索采集，数字资料的创造如读者的发表（如学校图书馆中，学生论文库），新产生数字资源的直接管理等。

➢数字资源的管理
安全可靠的数字资源管理平台是建设数字图书馆的基础，需要包括数据的维护、索引维护等。

➢数据发布和服务
即资源的服务管理，包括权限限制等。

下面是根据以上原则，在综合分析后给出的系统整体拓扑图：
图3 智慧校园系统拓扑结构
作为数字图书馆基础应用平台，必须在支持业界流行的、先进的标准基础上，统一考虑数字图书馆理论的几大重要元素，即元数据的管理、元对象的管理、以及如何通过一个统一的库访问协议对元数和元对象进行一致性完整性操作。

如上图所示，智慧校园方案拓扑结构是基于由一个索引服务器、一个或多
个资源管理器和一个或多个客户程序构成的客户/服务器模型。

客户程序发送请求至索引服务器，然后索引服务器转发请求至资源管理器，最后资源管理器响应索引服务器的请求，并将请求的数字式数据对象传递至客户。

对于视频或音频信息这样的超大信息对象，通常采用的发布方式是基于视频流、音频流完成的。

可以支持不同服务方式，包括视频单点点播、视频多点广播、视频多点直播。

对于普通文字信息的数字化处理，可考虑人工输入或用扫描仪进行数字化。

将系统外的资产纳入管理系统, 其来源既可以是独立于任何系统外的原始资料, 如纸介质教学参考书、微缩胶片、光盘等，也可以是由其它系统的数据库或导出/转换的结果。

该方案的存储系统为主存储，按照集中存储、统一管理的原则，利用SAN等高速磁盘I/O设备存储提供给各应用系统所需的数据。

考虑到有可能发生的不可抗拒的自然灾害，如地震、火灾等，在安全级别要求高的学校可以考虑建立同城
异地容灾系统。

存储系统
通常情况下，一页图书的存储容量大约为35KB，馆藏图书厚薄不等，中等规模的图书大约为300页左右，所以一本普通图书所占用的存储空间约为35*300KB=10500KB≈10M，较小规模学校的馆藏图书约为10万册，中等高校的馆藏图书约为20~30万册，重点高校可以达到100万册的馆藏量。

根据上述公式，普通高校的传统图书的馆藏图书容量在10T左右。

但目前随着视频、音频等数字化资源的迅速增长，存储空间的需求增长也很迅速，具体空间测算可以根据用户实际情况进行估算。

从存储的角度分析该系统运行的瓶颈。

电子书库内部的书籍、期刊内页面大多为A4的纸面，一般情况下，这样的一页内容大概为20K大小。

以超星电子库为例，一个用户点击数据库时最多会打包发送大概30K的内容，假如1000个用户点击数据库，那么数据流量大概为1000*30=30M流量。

从数据传输速度的角度来看，推荐配置为光纤通道。

同时图书馆的数据量是很大的，要求盘阵具有很强的扩展性。

根据电子资源库的应用模式可以知道，图书馆每次的响应都是小包、大数据量的方式。

当用户浏览图书馆内容时。

应用软件往往会在系统存储里建立一个缓存，这样可以降低对磁盘读取的频率。

对于小文件来讲，较大的缓存能大大的增加文件读取的命中率，很大的改善数据的响应速度。

所以系统设计时应该较大的增加磁盘阵列内缓存的容量。

本地存储系统采用2台Brocade交换机以及1台FC-FC磁盘阵列提供海量存储。

该配置为将来扩充方便，平滑升级也预留了一定的扩展槽位，当这些扩展槽位用完后，还可以通过增加扩展柜的方式来继续扩展数据库系统的存储容量。

存储盘阵选择SS3000光纤磁盘阵列，它所具有的超越同类产品的强大性能和超大扩展容量以及领先业界的数据管理、保护功能不仅有助于满足用户今天的各种存储需求，而且为满足未来存储需求的持续增长奠定了良好的基础。

2.6 存储产品推荐
图：SS3000
SS3000 系列存储是推出的一款面向图书馆业务应用的中端存储产品。

它采用6GB SAS 存储架构和企业级的RAID 控制器，可提供SAS、FC 和iSCSI 多种主机接口。

SS3000 通过对数据进行整合，提高可用性及性能，极大的改进生产效率。

SS3000 具有更完善的技术及可靠性，使用户可以充分利用这种优化过的性能及可靠性对数据进行保护，并通过网络来共享整个存储系统的资源。

SS3000具有4个自适应8Gb/S的FC主机接口，可以连接多个主机或SAN网络。

既可以作为DAS 设备应用，也可以无缝的过渡到SAN 网络。

此外，SS3000 具有的自适应性，使它可以轻松兼容原有的2G，4G 或8GB 的SAN网络。

提高了投资利用率。

SS3000 自带的存储管理软件可以轻松的对设备进行管理，简单的设计风格，减小了操作难度，同时SS3000 还支持双机及集群环境，利用双活动RAID控制器和镜像缓存，以及冗余部件和自动化的I/O 路径故障切换，可以很快捷的构造以SS3000 为核心的高可用集群应用系统。

2.7 图书馆桌面虚拟化
2.7.1 图书馆桌面概述
一直以来，图书馆桌面电脑普遍使用的是功能全面的“胖客户端”PC。

在许多情况下，此类PC 提供了价格、性能与功能的最佳组合。

但是，在不少使用案例中，胖客户端PC 并不是理想的解决方案。

其缺点包括：
•难以管理：面对广泛分布的PC 硬件，用户日益要求能在任何地方访问其桌面环境，因此集中式PC 管理极难实现。

此外，众所周知，由于PC 硬件种类繁多，用户修改桌面环境的需求各有不同，因此PC 桌面标准化也是一个难题。

•总体拥有成本高：PC硬件相对较低的成本优势，通常无法抵消PC管理和支持工作的高昂成本。

目前，PC管理工作包括部署软件、更新和修补程序等，由于这些工作需要对多种PC配置的部署进行测试和验证，因而会耗费大量的人力。

同时，由于标准化程度不高，支持人员经常需要亲临现场解决问题，这就进一步增加了支持成本。

•难以保护数据的安全：确保PC上的数据能成功备份并能在PC出现故障或文件丢失时恢复，是一个巨大的挑战。

即使数据能成功备份，PC失窃的风险也威胁着重要数据的安全。

•资源未充分利用：PC的分布式特性使人们难以通过集中资源的方式提高利用率和降低成本。

结果，PC的利用率通常低于5%，远程办公室需要重复的桌面基础架构，移动工作人员可能需要使用复杂的远程桌面解决方案。

2.7.2 桌面虚拟化技术
桌面虚拟化，又称虚拟桌面——vinual Desktop，从字面上理解就是用户桌面电脑应用环境是虚拟的。

可以从以下4点表述什么是桌面虚拟化：
①桌面不是由本地操作系统生成，而是由后端的服务器或数据中心交付提供；
②虚拟的操作桌面包含应用程序的虚拟化，且这些应用程序是受控的；
③用户在虚拟桌面的操作与传统Pc机一致的；
④用户可以通过接入设备，在任何地点、任何时间访问网络上属于用户个人的桌面
系统
2.7.3 桌面虚拟化解决方案
当前在桌面虚拟化领域主要有3个厂商：Microsoft、Citrix和VMware。

每个厂商都有基于自己独有技术的解决方案，在图书馆建议采用VMware的解决方案，VMware
是服务器虚拟化的领跑者，其方案的稳定性、兼容性及易用性在业界口碑极好。

具体部署方案从以下3方面实行：
1）服务器端部署：
按照图书馆200个点的PC终端计算，我们在服务器端要搭建3台双路六核服务器(64G 内存、6T硬盘)，平均每台能够承载80个用户端，服务器均部署VMware vSphere虚拟化架构软件，每台物理服务器配置8块干兆网卡，每块千兆网卡负载10个虚拟桌面连接，启用网卡负载均衡模式可保证虚拟桌面间的数据交换为千兆交换。

2）虚拟桌面环境的部署与管理
VMware View Manager为VMwal'e vSphere虚拟桌面管理器，部署在Windows 2003 Server环境上，VMware View Manag—er 与Microsoft Active Directory(又称AD域、AD服务器、活动目录等，存储了有关网络用户对象的信息)集成，通过基于WEB管理界面按照不同策略向Active Directory用户分配虚
拟机(即建立用户虚拟桌面)，使用组策略工具分配每一种类型用户虚拟桌面的应用环境，即对图书馆不同性质的部门如采编部、期刊部、流通部、信息部等分别设定不同的应用系
统环境，并通过安全性组策略，保证各虚拟桌面数据的安全。

管理员可以监视和审核桌面活动，并可以对多个虚拟桌面进行负载平衡。

3）客户终端访问
虚拟桌面接入可以有多种方式，常用的有两种：第1种方式是通过购买价格低廉但性能稳定的瘦客户端采用远程显示协议(RDP)接人，通过SSL进行加密，使用户在任何地方
的登录都有安全保障。

第2种方式是利用现有的PC机通过远程桌面访问的方式登录服务器虚拟桌面。

逻辑拓扑图如下：。