論數字圖書館類的應用

【摘要】

一個大中型的圖書館信息系統涉及到許多方面的技術與方案，本文着重討論與Web服務器性能有關的一些內容。

本人有幸作為項目負責人之一參與了某大型圖書館數字化信息系統的設計和基於Web應用軟件的開發工作。由於在數字化圖書館信息系統中流通着的大多是數字化的索引、文摘、全文、圖像或音頻視頻等多媒體信息，對Web服務器性能有着較高的要求。

結合實際工程的經驗，本文將從硬件實現手段（緩存服務器、均衡負載設備、Web雙機鏡像、CPU和網卡的提升、網絡帶寬擴充）和軟件實現手段（三層C/S軟件結構設計、應用程序部署）等兩個大方面論述如何提高Web服務器的性能，以便使用户能夠更快捷、高效、安全地使用應用系統。

【正文】

隨着Intranet信息技術的發展，圖書館為了更好地發揮其圖書流通、資料檢索和學術交流的職能，圖書館的數字信息化工程也勢在必行。某圖書館為了儘快地步入世界先進圖書館的行列，已經啟動了一部分的數字圖書館工程。

該數字圖書館工程主要包括對外信息Web發佈系統，交互式檢索網、後台館藏信息管理系統、多媒體資料採集製作以及VOD點播系統等。本人有幸作為項目負責人之一，參與了整個數字化信息系統的總體設計，並參與了基於Web的一些應用（如對外信息發佈系統、圖像/全文混合檢索系統、VOD點播系統）的開發。

某圖書館數字化信息系統從網絡環境上講，主要劃分為多個網段：（一）Intranet接入部分，採用2M的DDN專線；（二）公共網段（非軍事區），主要包括前台發佈數據庫服務器、Web服務器、E-Mail/FTP/DNS服務器、檢索服務器及SAN網絡區域存儲設備；（三）是內部局域網，包括內網Web服務器、後台館藏數據庫服務器、OA服務器等。（四）是VOD點播專用網，包括音頻視頻點播服務器等。由於制定了嚴格的網絡級和應用級訪問權限，通過具有三層交換能力的高性能交換機和安全授權認證系統等，有效地控制了防問權限，確保了數據的`安全性和完整性。考慮到經費和人員素質及今後的維護管理運營等方面，操作系統採用WindowsNT平台，服務器選用DELL高端的系列，數據庫採用IBM的DB2。主幹網為千兆快速交換式以太網，局域網百兆到桌面，VOD點播網十兆到桌面。

在該網絡環境下應用主要分為三大部分：（一）對外Web發佈系統、對外圖書輔助檢索系統；（二）後台館藏信息管理系統和圖像/全文混合檢索系統；（三）VOD點播系統。由於絕大部分應用採用Browser/Server方式結構，最終用户在本地只需安裝IE或者NetscapeWeb瀏覽器，在後台數據庫服務器的支持下通過網頁方式請求和訪問各類應用服務。另外，由於在圖書館信息系統中流通的多為索引、摘要、全文或音頻視頻等多媒體信息，對Web服務器性能與網絡帶寬等都有更高的要求。

通過不斷地試驗和實踐，我們發現從以下幾個方面可以相對有效地提升Web服務器性能；

（1）緩存服務器和均衡負載設備使用可以緩解訪問瓶頸，提高網絡帶寬、實現均衡負載。

緩存服務器也稱為cache服務器，可以存儲cache靜態的內容如網頁、多媒體點播資源和會議實況（已壓縮的、有一定格式要求的）等。此外，目前美國cashflow緩存服務器，已經可以存儲cache數據庫、ASP等動態內容。cache服務器通常放到防火牆之外，外網Web服務器之前，因此Internet用户點擊網頁不再直接訪問網站Web服務器，而是訪問cache服務器。

由於cache服務器具有多個CPU和高速大容量I/O通道，獨立的OS，因此能大大緩解Internet訪問瓶頸，而且也具有一定的抗攻擊的能力。

目前某圖書館採用這種方式，把大數據量的靜態圖片、點播資源、虛擬三維應用等都事先置放在cache服務器中，即使現今只有2MInternet的接入帶寬，以上應用的播放速度和效果仍能讓用户滿意。

另外一種方式採用均衡負載設備或Web雙機鏡像。這種方式通過負載均衡的方法達到Web訪問性能最優。Web雙機鏡像是較早以前流行的方式，雖能使系統可靠性提升，但由於雙機總是在互相詢問對方狀態，將會影響一定的訪問性能。均衡負載設備是獨立於Web服務器的硬件，它和Web服務器及網站中其他服務器接在同一交換機上，通過負載調度程序為各個服務器分配工作量，從而，能達到充分利用資源，提高訪問性能的目的。只是由於某圖書館目前對外發布資源相對仍較少，只採用了三台Web服務器，因此目前的均衡負載設備作用還不顯著。

（2）從Web服務器的配置來看Web服務器自身CPU個數及速度、網卡數量、Web服務器與防火牆的位置關係等，都會影響到Web服務器的性能。

從Web服務器硬件本身來講，CPU個數的

增加、網卡個數的增加、I/O信道的擴展無疑可以直接地提高Web服務器性能。此外，由於千兆口的防火牆目前較少且費用較高，如果把Web服務器放置防火牆之後，一定會大大影響Internet訪問性能。某圖書館採用IDS（入侵偵測）+Web服務器（服務器防火牆，較低端，不會影響流量）+應用服務器+數據庫服務器（防火牆，高端），分層次的安全模式，既保證了系統的安全性，又提升了網絡訪問性能。

另外，某圖書館還採用了SAN網絡區域存儲來提高服務器訪問速度。

（3）三層C/S軟件結構設計和應用程序的適當部署也會提高Web服務器的性能。

將業務邏輯、通用訪問接口與數據等相互分離、分別置放於Web服務器、應用服務器、數據庫服務器上，通過程序功能和邏輯的合理部署，也能大大改進Web服務器性能。

一般的原則是，Web服務器只需接受Internethttp訪問請求，使Web只有最少的任務，把實際處理交給各個應用服務器處理，然後返回結果給Browser。某圖書館採用這種方式專門開發了搜索引擎應用服務器和混合檢索應用服務器等，達到了良好的應用效果。

事實上，Web服務器

的性能提升還存在很多手段和方法，比如CPU與存儲之間關係，Web交換機等等，有待於我們進一步的實踐、分析和討論。