隨著數(shù)字圖書館建設(shè)的深入，IT系統(tǒng)已經(jīng)成為圖書館運作的核心。目前傳統(tǒng)的核心圖書管理流程已經(jīng)被全部自動化。隨著需求的增加，很多圖書館又建設(shè)了許多新的應(yīng)用系統(tǒng)為讀者提供更全面的服務(wù)，包括門戶系統(tǒng)、網(wǎng)上借閱預(yù)定、館際資料互借、音像資料系統(tǒng)、TRS檢索、期刊管理等，這些應(yīng)用基本上都獨立運行。另外，圖書館在逐步實現(xiàn)圖書電子化，大量的影印數(shù)據(jù)占用著越來越多的存儲空間。
雖然在圖書館自動化建設(shè)中大多數(shù)院校已考慮過系統(tǒng)的可靠性、數(shù)據(jù)保護、應(yīng)用高可用，但是面對今天人們越來越高的要求，這個系統(tǒng)仍然面臨許多挑戰(zhàn)。
1．圖書館綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)
這個系統(tǒng)通常由一臺中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和多臺應(yīng)用服務(wù)器組成，承擔(dān)著圖書館的日常運行功能，它一般運行數(shù)據(jù)庫，保存著完整的書目信息、書籍狀態(tài)、借閱情況、讀者信息等。同時數(shù)據(jù)庫還對新的擴展業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供支持。一旦發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，將造成嚴重后果—圖書館停止運轉(zhuǎn)、甚至經(jīng)濟損失—很多借出的書不能追回。因此至少需要實施最基本的數(shù)據(jù)保護。目前許多圖書館沒有進行數(shù)據(jù)備份，或者只簡單地手工備份,或采用圖書管理軟件自帶的備份功能，無法保證所有數(shù)據(jù)、任何情況下的可恢復(fù)性。它面臨以下挑戰(zhàn)：
因此需要建立一個成熟的、可靠的、功能完善的、可擴展的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)。對于要求更高的學(xué)院，比如不能承受任何故障（硬件故障、軟件故障、停電、火災(zāi)等）造成這個核心系統(tǒng)的停機，那么還需要建設(shè)這個系統(tǒng)的容災(zāi)系統(tǒng)，以保證當(dāng)主系統(tǒng)由于災(zāi)難而停止運行時，容災(zāi)系統(tǒng)接管它的工作，繼續(xù)提供服務(wù)。
2. 其他擴展業(yè)務(wù)系統(tǒng)
很多圖書館還擴展了多種新業(yè)務(wù)系統(tǒng)??如門戶系統(tǒng)、網(wǎng)上借閱預(yù)定、館際資料互借、音像資料系統(tǒng)、TRS檢索、數(shù)據(jù)庫綜合服務(wù)等。這些系統(tǒng)也保存著重要的讀者信息和資料信息，需要實施統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護，以便發(fā)生問題后及時、正確地恢復(fù)運行。要想為讀者提供高質(zhì)量的服務(wù)，這些擴展系統(tǒng)的不中斷性不得不考慮。
總之，高校圖書館自動管理系統(tǒng)根據(jù)需求的高低、投資的多少，依次需要構(gòu)建基本的數(shù)據(jù)保護、較高層次的高可用保護、及最全面的容災(zāi)保護。
【解決方案】
1. 集中的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)
需要建立一個集中統(tǒng)一的、高質(zhì)量的、可靠的、適用的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)，以滿足圖書管理系統(tǒng)最基本的數(shù)據(jù)可用性要求。同時降低管理成本，提高投資回報。
Symantec提供先進的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)解決方案，滿足圖書管理自動化環(huán)境的數(shù)據(jù)保護要求，其在圖書館管理環(huán)境中的部署架構(gòu)如下圖：
邏輯上，NetBackup由備份管理服務(wù)器、備份介質(zhì)服務(wù)器和備份客戶端組成。管理服務(wù)器管理整個系統(tǒng)的備份策略、備份記錄，提供GUI給管理員使用；備份介質(zhì)服務(wù)器直接存取備份存儲設(shè)備（帶庫或磁盤），并負責(zé)將需要備份的數(shù)據(jù)傳送到合適的磁帶或磁盤上，還負責(zé)恢復(fù)時將磁帶或磁盤中的數(shù)據(jù)回送到需要恢復(fù)的客戶端上；備份客戶端安裝在每個需要作數(shù)據(jù)備份的應(yīng)用服務(wù)器上，如圖中的各個業(yè)務(wù)機器。
三個功能模塊可以部署在一臺機器上，也可以安裝到不同的機器上。這里備份管理服務(wù)器和備份介質(zhì)服務(wù)器由一臺服務(wù)器負責(zé)，統(tǒng)稱為備份服務(wù)器。
備份管理員通過GUI制定每個應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份計劃（也叫備份策略），并將它們保存在集中管理服務(wù)器上。所謂備份策略就是指定每個需要備份的客戶機上那些數(shù)據(jù)在什么時候備份、如何備份。例如綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)最重要，設(shè)置成每天晚上8:00開始做備份；其他系統(tǒng)每兩天做一次備份等。
備份策略設(shè)置好之后，備份服務(wù)器就會按照策略指定的時間去喚醒應(yīng)用服務(wù)器上的備份客戶端，于是備份客戶端將指定文件或數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)從磁盤上取出，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給備份服務(wù)器，由備份服務(wù)器保存到備份設(shè)備上。如果備份服務(wù)器有需要備份的數(shù)據(jù)，它直接將其保存到備份設(shè)備上，不需要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)，備份性能更高。
備份設(shè)備既可以是磁帶庫也可以是磁盤。備份設(shè)備總是由備份服務(wù)器存取。允許多臺備份服務(wù)器通過SAN共享一臺備份設(shè)備。由于備份服務(wù)器自身的備份速度快，當(dāng)多臺應(yīng)用服務(wù)器（如圖書館綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)、期刊管理）需要高性能備份時，可以將它們均部署成備份服務(wù)器。
備份設(shè)備的容量跟圖書館管理系統(tǒng)整個環(huán)境需要備份的數(shù)據(jù)量有關(guān)，還跟備份策略有關(guān)。例如，綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)量是20G，備份策略是每周全備份，每天增量備份，每天的數(shù)據(jù)變化量是2G，需要保存4個全備份版本，則需要的存儲容量為20×4+2×6=92GB。其它擴展應(yīng)用系統(tǒng)9G的數(shù)據(jù)量，并要求每兩天增量備份，一周一個全備份，保存兩個全備份版本，每天數(shù)據(jù)變化量為1G, 需要的存儲容量為9×2+1×3=21GB. 因此，這個圖書館所需購買的存儲設(shè)備（磁帶庫或磁盤）容量至少103GB。再考慮每年的數(shù)據(jù)增長50%,規(guī)劃3年的用量，則需要大約230GB的容量。
當(dāng)需要恢復(fù)某個應(yīng)用的數(shù)據(jù)時，可以透過集中管理服務(wù)器的GUI查找指定數(shù)據(jù)的位置，申請備份服務(wù)器將備份設(shè)備中的數(shù)據(jù)取出來，并通過網(wǎng)絡(luò)傳送到相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器上. 如果是備份服務(wù)器上的應(yīng)用需要恢復(fù)數(shù)據(jù)，它就將數(shù)據(jù)直接存到相應(yīng)的目錄下。
SYMANTEC的備份方案不僅完成數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)，還支持操作系統(tǒng)的備份和快速恢復(fù)。它可以周期性地將操作系統(tǒng)環(huán)境（包括應(yīng)用軟件代碼及配置）等完整的影像備份到服務(wù)器上，一旦應(yīng)用系統(tǒng)遭到破壞，需要重新部署時，可以采用備份的影像在幾分鐘內(nèi)將操作環(huán)境恢復(fù)到備份點時的狀態(tài)。
如果要求在任何災(zāi)難后數(shù)據(jù)都不丟失，而繼續(xù)恢復(fù)使用，可以將磁帶離線遠程保存，即送到另外的地方甚至是另一個城市存放。當(dāng)發(fā)生軟硬件故障造成數(shù)據(jù)丟失時，可以從本地的備份設(shè)備中恢復(fù)數(shù)據(jù)；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、地震等場地災(zāi)難后，可以利用遠程保存的數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)。
顯然這里建立的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)是完備的、功能強大的，可以預(yù)防任何災(zāi)難帶來的圖書館管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)丟失，實現(xiàn)：
2. 集群與存儲管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)可以滿足最基本的數(shù)據(jù)可用性需求，但是這種離線的數(shù)據(jù)恢復(fù)周期一般較長，一些關(guān)鍵業(yè)務(wù)情況下是不能忍受的。尤其象圖書館的核心管理系統(tǒng)，癱瘓期間，整個圖書館不能運轉(zhuǎn)。因此對于條件好的學(xué)?；騿挝?，需要考慮增加更先進的技術(shù)改善關(guān)鍵系統(tǒng)的高可用性。
在最簡單的圖書自動化管理系統(tǒng)里，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及核心應(yīng)用一般運行在單臺服務(wù)器上，數(shù)據(jù)存放在這臺服務(wù)器的多個磁盤上。單個磁盤的毀壞將會毀掉所有的數(shù)據(jù)，因此通常采用邏輯卷管理軟件將這些磁盤作成容錯的邏輯卷，預(yù)防這種磁盤故障。
在規(guī)模大一點的圖書館里，通常采用磁盤陣列存放數(shù)據(jù)。但是磁盤陣列的故障同樣會引起數(shù)據(jù)不可存取，從而導(dǎo)致應(yīng)用停頓。因此在條件允許的情況下，通常推薦配置兩臺陣列，存放兩個數(shù)據(jù)副本。
兩種情況都需要邏輯卷管理軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的容錯功能。
再看應(yīng)用服務(wù)器，任何硬件錯誤（CPU板壞、網(wǎng)絡(luò)接口壞、內(nèi)存壞、磁盤接口壞）、病毒入侵都造成應(yīng)用不能運行，前端用戶不能存取應(yīng)用數(shù)據(jù)。所以需要考慮加強機器的可靠性。除了冗余機器內(nèi)部的硬件外，有條件的圖書館通常都采用機群方式提高系統(tǒng)的可用性。即多臺服務(wù)器互為備份，當(dāng)一臺服務(wù)器因為故障不能工作時，另一臺服務(wù)器接管它的應(yīng)用，繼續(xù)提供先前的服務(wù)。
Symantec公司的產(chǎn)品Storage Foundation HA是一個完整的高可用性解決方案，它提供 邏輯卷管理、磁盤陣列鏡像、及集群功能，特別適合圖書館管理系統(tǒng)環(huán)境，其部署示意圖如下：
中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是關(guān)鍵系統(tǒng)，需要集群技術(shù)提高可用性。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)也是關(guān)鍵數(shù)據(jù)，需要鏡像技術(shù)將其保存到兩個磁盤陣列上。一般構(gòu)建集群時，需要增加一臺后備主機。為了降低成本，也可以利用期刊管理服務(wù)器或其它應(yīng)用服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的備份服務(wù)器。因此將Storage Foundation HA安裝在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和期刊服務(wù)器上，一方面它將所有存儲到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同時保存到磁盤陣列1和2上，使數(shù)據(jù)有兩個copy, 另一方面當(dāng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器出故障時，在幾秒鐘內(nèi)將數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用切換到期刊管理服務(wù)器上。
因此無論是一臺主機出了毛病還是一臺磁盤陣列有故障，都不影響核心圖書館管理系統(tǒng)的運行，保證了圖書館基本業(yè)務(wù)的持續(xù)性。
集群和邏輯卷管理是在備份系統(tǒng)之上的進一步提升，它不能替代數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，因為所有的邏輯錯誤（病毒、人為出錯）都要靠備份系統(tǒng)來恢復(fù)。另外備份系統(tǒng)管理的應(yīng)用更廣泛，還有備份系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是離線的，可以方便地保存在任何地方。
3. 容災(zāi)系統(tǒng)
正像上面的分析說明，對于要求更高的大學(xué)，還需要建設(shè)這個系統(tǒng)的容災(zāi)系統(tǒng)，以保證當(dāng)主系統(tǒng)由于災(zāi)難而停止運行時，容災(zāi)系統(tǒng)接管它的工作，繼續(xù)提供服務(wù)。Symantec提供適合大學(xué)圖書館的多種靈活的解決方案。
如果兩個園區(qū)之間已經(jīng)鋪設(shè)了基層光纖，并且距離在50公里以內(nèi)，現(xiàn)有的集群與卷管理系統(tǒng)則不需要太多改動就能夠支持兩個校園之間的容災(zāi)功能。在實施時只需要將集群中的一臺服務(wù)器和一臺磁盤陣列搬到校園2的機房中，部署如下圖所示：
當(dāng)本地出現(xiàn)災(zāi)難（硬件壞、火災(zāi)、停電）時，校園2容災(zāi)機房中的服務(wù)器接管校園1機房中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的應(yīng)用，存取本地磁盤陣列中的數(shù)據(jù)，繼續(xù)提供圖書館日常運行服務(wù)。
如果兩個校園之間沒有SAN、但有IP網(wǎng)絡(luò)，可以利用Symantec的復(fù)制軟件VVR將主中心的數(shù)據(jù)復(fù)制到遠程中心，部署如圖4:
這個部署模式中兩個校園的主機只能存取各自連接的磁盤陣列，兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換全部靠IP網(wǎng)絡(luò)。VVR是Storage Foundation的一個模塊，承擔(dān)這兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)復(fù)制，任何校園1中服務(wù)器寫入本地磁盤的數(shù)據(jù)，都被送到校園2的容災(zāi)中心去保存一份。復(fù)制基于磁盤邏輯卷，與應(yīng)用系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)類型無關(guān)。
同樣的，一旦校園1發(fā)生災(zāi)害事故，造成應(yīng)用停機，VCS就啟動安裝在校園2容災(zāi)中心服務(wù)器上的相同應(yīng)用，存取本地磁盤陣列中的數(shù)據(jù)繼續(xù)提供服務(wù)。
這個方案還提供簡單的主中心災(zāi)難后恢復(fù)的手段，當(dāng)應(yīng)用切換到容災(zāi)主機后，其運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會在校園1主服務(wù)器系統(tǒng)服務(wù)器恢復(fù)運行后增量地反向復(fù)制到磁盤陣列中，一旦復(fù)制完成，VCS可方便地將應(yīng)用切換回主服務(wù)器上。
基于VVR建設(shè)的容災(zāi)系統(tǒng)與距離無關(guān)，這就意味著不管你的容災(zāi)中心有多遠，這個架構(gòu)是一樣的，支持LAN或WAN。
4. 完整的自動化圖書館存儲解決方案
綜上所述，數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)是自動化圖書管理系統(tǒng)最基本的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)，它能夠保證任何災(zāi)難后整個應(yīng)用系統(tǒng)的恢復(fù)，解除管理者的后顧之憂，適用于所有高校和社會圖書館自動化管理環(huán)境。
集群與存儲管理系統(tǒng)可以進一步提高系統(tǒng)的高可用性，保證單個磁盤或磁盤陣列壞掉不影響數(shù)據(jù)的使用，同時能夠在服務(wù)器硬件故障時快速恢復(fù)運行。一般是在數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，對影響業(yè)務(wù)的關(guān)鍵系統(tǒng)部署集群和存儲管理。該方案推薦給對關(guān)鍵系統(tǒng)中斷敏感的高?；驀覉D書館。
容災(zāi)可以對圖書館自動化系統(tǒng)實施最高級別的保護，保證任何災(zāi)難下都不影響關(guān)鍵應(yīng)用。該方案推薦給對容災(zāi)有需求的高?；驀覉D書館。
【應(yīng)用效果】
Symantec的存儲解決方案今天已經(jīng)運行于許多國內(nèi)的大學(xué)和社會圖書館自動化系統(tǒng)，為這些單位提供全面的數(shù)據(jù)保護，解決了IT管理者的后顧之憂。目前數(shù)字化圖書館仍然是圖書館界的熱門話題，中國教育界的CALIS二期正在建設(shè)和深化之中，希望Symantec能夠為此作出更大的貢獻。
