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計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析員論文-數(shù)字圖書(shū)館類的應(yīng)用
論改進(jìn)Web服務(wù)器性能的有關(guān)技本——論文2：數(shù)字圖書(shū)館類的應(yīng)用【摘要】
一個(gè)大中型的圖書(shū)館信息系統(tǒng)涉及到許多方面的技術(shù)與方案，本文著重討論與Web服務(wù)器性能有關(guān)的一些內(nèi)容。
本人有幸作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一參與了某大型圖書(shū)館數(shù)字化信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和基于Web應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)工作。由于在數(shù)字化圖書(shū)館信息系統(tǒng)中流通著的大多是數(shù)字化的索引、文摘、全文、圖像或音頻視頻等多媒體信息，對(duì)Web服務(wù)器性能有著較高的要求。
結(jié)合實(shí)際工程的經(jīng)驗(yàn)，本文將從硬件實(shí)現(xiàn)手段（緩存服務(wù)器、均衡負(fù)載設(shè)備、Web雙機(jī)鏡像、CPU和網(wǎng)卡的提升、網(wǎng)絡(luò)帶寬擴(kuò)充）和軟件實(shí)現(xiàn)手段（三層C/S軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用程序部署）等兩個(gè)大方面論述如何提高Web服務(wù)器的性能，以便使用戶能夠更快捷、高效、安全地使用應(yīng)用系統(tǒng)。
【正文】
隨著Intranet信息技術(shù)的發(fā)展，圖書(shū)館為了更好地發(fā)揮其圖書(shū)流通、資料檢索和學(xué)術(shù)交流的職能，圖書(shū)館的數(shù)字信息化工程也勢(shì)在必行。某圖書(shū)館為了盡快地步入世界先進(jìn)圖書(shū)館的行列，已經(jīng)啟動(dòng)了一部分的數(shù)字圖書(shū)館工程。
該數(shù)字圖書(shū)館工程主要包括對(duì)外信息Web發(fā)布系統(tǒng)，交互式檢索網(wǎng)、后臺(tái)館藏信息管理系統(tǒng)、多媒體資料采集制作以及VOD點(diǎn)播系統(tǒng)等。本人有幸作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一，參與了整個(gè)數(shù)字化信息系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并參與了基于Web的一些應(yīng)用（如對(duì)外信息發(fā)布系統(tǒng)、圖像/全文混合檢索系統(tǒng)、VOD點(diǎn)播系統(tǒng)）的開(kāi)發(fā)。
某圖書(shū)館數(shù)字化信息系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上講，主要?jiǎng)澐譃槎鄠�(gè)網(wǎng)段：（一）Intranet接入部分，采用2M的DDN專線；（二）公共網(wǎng)段（非軍事區(qū)），主要包括前臺(tái)發(fā)布數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、E-Mail/FTP/DNS服務(wù)器、檢索服務(wù)器及SAN網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存儲(chǔ)設(shè)備；（三）是內(nèi)部局域網(wǎng)，包括內(nèi)網(wǎng)Web服務(wù)器、后臺(tái)館藏?cái)?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、OA服務(wù)器等。（四）是VOD點(diǎn)播專用網(wǎng)，包括音頻視頻點(diǎn)播服務(wù)器等。由于制定了嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)級(jí)和應(yīng)用級(jí)訪問(wèn)權(quán)限，通過(guò)具有三層交換能力的高性能交換機(jī)和安全授權(quán)認(rèn)證系統(tǒng)等，有效地控制了防問(wèn)權(quán)限，確保了數(shù)據(jù)的安全性和完整性�？紤]到經(jīng)費(fèi)和人員素質(zhì)及今后的維護(hù)管理運(yùn)營(yíng)等方面，操作系統(tǒng)采用Windows NT平臺(tái)，服務(wù)器選用DELL高端的系列，數(shù)據(jù)庫(kù)采用IBM的DB2。主干網(wǎng)為千兆快速交換式以太網(wǎng)，局域網(wǎng)百兆到桌面，VOD點(diǎn)播網(wǎng)十兆到桌面。
在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用主要分為三大部分：（一）對(duì)外Web發(fā)布系統(tǒng)、對(duì)外圖書(shū)輔助檢索系統(tǒng)；（二）后臺(tái)館藏信息管理系統(tǒng)和圖像/全文混合檢索系統(tǒng)；（三）VOD點(diǎn)播系統(tǒng)。由于絕大部分應(yīng)用采用Browser/Server方式結(jié)構(gòu)，最終用戶在本地只需安裝IE或者Netscape Web瀏覽器，在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的支持下通過(guò)網(wǎng)頁(yè)方式請(qǐng)求和訪問(wèn)各類應(yīng)用服務(wù)。另外，由于在圖書(shū)館信息系統(tǒng)中流通的多為索引、摘要、全文或音頻視頻等多媒體信息，對(duì)Web服務(wù)器性能與網(wǎng)絡(luò)帶寬等都有更高的要求。
通過(guò)不斷地試驗(yàn)和實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)從以下幾個(gè)方面可以相對(duì)有效地提升Web服務(wù)器性能；
（1）緩存服務(wù)器和均衡負(fù)載設(shè)備使用可以緩解訪問(wèn)瓶頸，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬、實(shí)現(xiàn)均衡負(fù)載。
緩存服務(wù)器也稱為cache服務(wù)器，可以存儲(chǔ)cache靜態(tài)的內(nèi)容如網(wǎng)頁(yè)、多媒體點(diǎn)播資源和會(huì)議實(shí)況（已壓縮的、有一定格式要求的）等。此外，目前美國(guó)cashflow緩存服務(wù)器，已經(jīng)可以存儲(chǔ)cache數(shù)據(jù)庫(kù)、ASP等動(dòng)態(tài)內(nèi)容。cache服務(wù)器通常放到防火墻之外，外網(wǎng)Web服務(wù)器之前，因此Internet用戶點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)不再直接訪問(wèn)網(wǎng)站W(wǎng)eb服務(wù)器，而是訪問(wèn)cache服務(wù)器。
由于cache服務(wù)器具有多個(gè)CPU和高速大容量I/O通道，獨(dú)立的OS，因此能大大緩解Internet訪問(wèn)瓶頸，而且也具有一定的抗黑客攻擊的能力。
目前某圖書(shū)館采用這種方式，把大數(shù)據(jù)量的靜態(tài)圖片、點(diǎn)播資源、虛擬三維應(yīng)用等都事先置放在cache服務(wù)器中，即使現(xiàn)今只有2M Internet的接入帶寬，以上應(yīng)用的播放速度和效果仍能讓用戶滿意。
另外一種方式采用均衡負(fù)載設(shè)備或Web雙機(jī)鏡像。這種方式通過(guò)負(fù)載均衡的方法達(dá)到 Web訪問(wèn)性能最優(yōu)。Web雙機(jī)鏡像是較早以前流行的方式，雖能使系統(tǒng)可靠性提升，但由于雙機(jī)總是在互相詢問(wèn)對(duì)方狀態(tài)，將會(huì)影響一定的訪問(wèn)性能。均衡負(fù)載設(shè)備是獨(dú)立于Web服務(wù)器的硬件，它和Web服務(wù)器及網(wǎng)站中其他服務(wù)器接在同一交換機(jī)上，通過(guò)負(fù)載調(diào)度程序?yàn)楦鱾�(gè)服務(wù)器分配工作量，從而，能達(dá)到充分利用資源，提高訪問(wèn)性能的目的。只是由于某圖書(shū)館目前對(duì)外發(fā)布資源相對(duì)仍較少，只采用了三臺(tái)Web服務(wù)器，因此目前的均衡負(fù)載設(shè)備作用還不顯著。
（2）從Web服務(wù)器的配置來(lái)看Web服務(wù)器自身CPU個(gè)數(shù)及速度、網(wǎng)卡數(shù)量、Web服務(wù)器與防火墻的位置關(guān)系等，都會(huì)影響到Web服務(wù)器的性能。
從Web服務(wù)器硬件本身來(lái)講，CPU個(gè)數(shù)的增加、網(wǎng)卡個(gè)數(shù)的增加、I/O信道的擴(kuò)展無(wú)疑可以直接地提高Web服務(wù)器性能。此外，由于千兆口的防火墻目前較少且費(fèi)用較高，如果把Web服務(wù)器放置防火墻之后，一定會(huì)大大影響Internet訪問(wèn)性能。某圖書(shū)館采用IDS（入侵偵測(cè)）+Web服務(wù)器（服務(wù)器防火墻，較低端，不會(huì)影響流量）+應(yīng)用服務(wù)器+數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（防火墻，高端），分層次的安全模式，既保證了系統(tǒng)的安全性，又提升了網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)性能。
另外，某圖書(shū)館還采用了SAN網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存儲(chǔ)來(lái)提高服務(wù)器訪問(wèn)速度。
（3）三層C/S軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序的適當(dāng)部署也會(huì)提高Web服務(wù)器的性能。
將業(yè)務(wù)邏輯、通用訪問(wèn)接口與數(shù)據(jù)等相互分離、分別置放于Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，通過(guò)程序功能和邏輯的合理部署，也能大大改進(jìn)Web服務(wù)器性能。
一般的原則是，Web服務(wù)器只需接受Internet http訪問(wèn)請(qǐng)求，使Web只有最少的任務(wù)，把實(shí)際處理交給各個(gè)應(yīng)用服務(wù)器處理，然后返回結(jié)果給Browser。某圖書(shū)館采用這種方式專門(mén)開(kāi)發(fā)了搜索引擎應(yīng)用服務(wù)器和混合檢索應(yīng)用服務(wù)器等，達(dá)到了良好的應(yīng)用效果。
事實(shí)上，Web服務(wù)器
的性能提升還存在很多手段和方法，比如CPU與存儲(chǔ)之間關(guān)系，Web交換機(jī)等等，有待于我們進(jìn)一步的實(shí)踐、分析和討論。（本文主要參考了上海童茵等人的論文）
評(píng)注：主題鮮明，條理也較分明。但所討論的技術(shù)應(yīng)更有機(jī)地結(jié)合于項(xiàng)目的實(shí)例。
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