論數字圖書館類的應用

【摘要】

一個大中型的圖書館資訊系統涉及到許多方面的技術與方案，本文著重討論與Web伺服器效能有關的一些內容。

本人有幸作為專案負責人之一參與了某大型圖書館數字化資訊系統的設計和基於Web應用軟體的開發工作。由於在數字化圖書館資訊系統中流通著的大多是數字化的索引、文摘、全文、影象或音訊視訊等多媒體資訊，對Web伺服器效能有著較高的要求。

結合實際工程的經驗，本文將從硬體實現手段（快取伺服器、均衡負載裝置、Web雙機映象、CPU和網絡卡的提升、網路頻寬擴充）和軟體實現手段（三層C/S軟體結構設計、應用程式部署）等兩個大方面論述如何提高Web伺服器的效能，以便使使用者能夠更快捷、高效、安全地使用應用系統。

【正文】

隨著Intranet資訊科技的發展，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，圖書館的數字資訊化工程也勢在必行。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資訊Web釋出系統，互動式檢索網、後臺館藏資訊管理系統、多媒體資料採集製作以及VOD點播系統等。本人有幸作為專案負責人之一，參與了整個數字化資訊系統的總體設計，並參與了基於Web的一些應用（如對外資訊釋出系統、影象/全文混合檢索系統、VOD點播系統）的開發。

某圖書館數字化資訊系統從網路環境上講，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），主要包括前臺釋出資料庫伺服器、Web伺服器、E-Mail/FTP/DNS伺服器、檢索伺服器及SAN網路區域儲存裝置；（三）是內部區域網，包括內網Web伺服器、後臺館藏資料庫伺服器、OA伺服器等。（四）是VOD點播專用網，包括音訊視訊點播伺服器等。由於制定了嚴格的網路級和應用級訪問許可權，通過具有三層交換能力的高效能交換機和安全授權認證系統等，有效地控制了防問許可權，確保了資料的`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，作業系統採用WindowsNT平臺，伺服器選用DELL高階的系列，資料庫採用IBM的DB2。主幹網為千兆快速交換式乙太網，區域網百兆到桌面，VOD點播網十兆到桌面。

在該網路環境下應用主要分為三大部分：（一）對外Web釋出系統、對外圖書輔助檢索系統；（二）後臺館藏資訊管理系統和影象/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，終端使用者在本地只需安裝IE或者NetscapeWeb瀏覽器，在後臺數據庫伺服器的支援下通過網頁方式請求和訪問各類應用服務。另外，由於在圖書館資訊系統中流通的多為索引、摘要、全文或音訊視訊等多媒體資訊，對Web伺服器效能與網路頻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伺服器效能；

（1）快取伺服器和均衡負載裝置使用可以緩解訪問瓶頸，提高網路頻寬、實現均衡負載。

快取伺服器也稱為cache伺服器，可以儲存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快取伺服器，已經可以儲存cache資料庫、ASP等動態內容。cache伺服器通常放到防火牆之外，外網Web伺服器之前，因此Internet使用者點選網頁不再直接訪問網站Web伺服器，而是訪問cache伺服器。

由於cache伺服器具有多個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，把大資料量的靜態圖片、點播資源、虛擬三維應用等都事先置放在cache伺服器中，即使現今只有2MInternet的接入頻寬，以上應用的播放速度和效果仍能讓使用者滿意。

另外一種方式採用均衡負載裝置或Web雙機映象。這種方式通過負載均衡的方法達到Web訪問效能最優。Web雙機映象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效能。均衡負載裝置是獨立於Web伺服器的硬體，它和Web伺服器及網站中其他伺服器接在同一交換機上，通過負載排程程式為各個伺服器分配工作量，從而，能達到充分利用資源，提高訪問效能的目的。只是由於某圖書館目前對外發布資源相對仍較少，只採用了三臺Web伺服器，因此目前的均衡負載裝置作用還不顯著。

（2）從Web伺服器的配置來看Web伺服器自身CPU個數及速度、網絡卡數量、Web伺服器與防火牆的位置關係等，都會影響到Web伺服器的效能。

從Web伺服器硬體本身來講，CPU個數的

增加、網絡卡個數的增加、I/O通道的擴充套件無疑可以直接地提高Web伺服器效能。此外，由於千兆口的防火牆目前較少且費用較高，如果把Web伺服器放置防火牆之後，一定會大大影響Internet訪問效能。某圖書館採用IDS（入侵偵測）+Web伺服器（伺服器防火牆，較低端，不會影響流量）+應用伺服器+資料庫伺服器（防火牆，高階），分層次的安全模式，既保證了系統的安全性，又提升了網路訪問效能。

另外，某圖書館還採用了SAN網路區域儲存來提高伺服器訪問速度。

（3）三層C/S軟體結構設計和應用程式的適當部署也會提高Web伺服器的效能。

將業務邏輯、通用訪問介面與資料等相互分離、分別置放於Web伺服器、應用伺服器、資料庫伺服器上，通過程式功能和邏輯的合理部署，也能大大改進Web伺服器效能。

一般的原則是，Web伺服器只需接受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伺服器處理，然後返回結果給Browser。某圖書館採用這種方式專門開發了搜尋引擎應用伺服器和混合檢索應用伺服器等，達到了良好的應用效果。

事實上，Web伺服器

的效能提升還存在很多手段和方法，比如CPU與儲存之間關係，Web交換機等等，有待於我們進一步的實踐、分析和討論。