高校數字圖書館容災系統的構建

[摘 要]本文從自然災害和人為災害兩方面分析了威脅高校圖書館的安全因素，論述了高校數字圖書館的容災原則，提出了采用本地容災、異地容災和數據備份3種方式構建容災系統，以及建立信息安全管理制度、定期對容災系統進行測試和維護、運用數據加密電子認證和數字水印保證安全3種容災系統的具體管理辦法。

[關鍵詞]數字圖書館;數據安全;容災系統

DOI:10.3969/j.issn.1008-0821.2010.07.032

[中圖分類號]G250.76 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-0821(2010)07-0114-03

Accommodates the Disaster Systems Construction

by the University Digital LibraryHan Fenghua

(Library，Hebei Professional College of Political Science and Law，Shijiazhuang 050061，China)

[Abstract]This article has analyzed the threat university library safety factor from the natural disaster and the artificial disaster two aspects，elaborated university Digital library Rong Zai the principle，proposed uses local Rong Zai，different Rong Zai and the data backup three way constructions accommodates the disaster system，as well as the message creation safety control system，to allows the disaster system to carry on the test and the maintenance，the performance data encryption electron authentication and the digital watermark regularly guaranteed that the safe three kinds accommodate the disaster systems concrete policing method.

[Keywords]digital library;data security;accommodates disaster system

數字圖書館即在互聯網的支持下，以內容管理為核心，以海量信息處理、知識發現與技術加工為主要手段，基于數據庫和信息庫的形式給大家提供的一個方便快捷的檢索平臺。高校數字圖書館的數字資源主要來源于本館數字化資源、數據提供商提供的現成數字資源以及網上信息資源。本館數字化資源，花費了大量的人力、物力、財力和時間，數據一旦丟失，就意味著全部勞動與心血付諸東流，損失將非常慘重;現成數據庫雖可依靠數據商提供恢復，但恢復過程是以犧牲讀者正常使用數字圖書館的信息為代價的。因此，要確保高校數字圖書館的信息服務有效地運行，圖書館必須重視數字信息的安全，制定安全措施，掃描技術漏洞，考慮系統的整體安全，健全安全管理制度，使日常管理到位，并加強有效容災系統的管理，惟此，才能為教學、科研提供穩定、高效、準確的信息服務。

1 威脅高校數字圖書館的安全因素

高校數字圖書館發生災害有多種原因，按性質可歸納為兩大類。

1.1 自然災害

自然災害主要指不可抗拒的自然災害，如水災、火災、地震、颶風以及其他不可預測的突發事件等。因為這些災害造成的數字信息資源丟失與破壞現象，屬于瞬時性災害。這類災害的出現具有很大的不確定性，難以預測和即時防范。由于高校數字圖書館的信息保存環境對計算機硬件、軟件、網絡及相關組件等具有很強的依賴性，一旦這些災害在高校數字圖書館中心及周圍發生，就會產生極強的破壞力，有時甚至是毀滅性的。

1.2 人為災害

人為災害主要指高校數字圖書館的運行以及在計算機系統操作過程中產生的錯誤，經過一段時間的積累最終暴發釀成的災害。延時性災害是人們在工作中意識不到的災害，而這些災害就潛伏在日常的工作過程中。延時性災害的發生，有3種情況:一是由于計算機誤操作而發生的災害。如對信息處理和傳輸設施的錯誤連結，網絡通訊失敗等引起的災害。二是計算機硬件、軟件及相關組件自身缺陷的暴露所產生的災害。如掉電、系統運行不穩定等。由于任何計算機硬件、軟件系統都不可能是完美無缺的，因而受到某種條件的引發就會產生一定的破壞性。三是人為干擾與破壞所產生的災害。這種人為的干擾往往一時難以發現。如病毒傳染、黑客侵入、惡意信息增刪等。這類災害潛伏在計算機系統中，常被人們所忽略，在一定條件下，就有可能造成高校數字圖書館的信息局部丟失或全部損壞。延時性災害造成的信息破壞，人們主觀原因占有較大的成分，如果制定嚴格的防范措施和規章制度，并認真執行，是可以防止的。要做到這一點，工作人員必須熟練地掌握高校數字圖書館的規章制度、計算機系統的專業知識和技能，從而避免由于專業知識不足和技能欠缺而引起災害的發生。四是其他災害。包括其他一些意外事件和恐怖襲擊造成的災害等。對于人為災害造成的信息資源破壞，雖然有不可預見性和不可控制性，但如果事先建有良好的容災系統，同樣也可以防止數字信息受到破壞。

據不完全調查，數字圖書館受到災害因素影響的比例主要為:①硬件故障占44%，主要的硬件故障是磁盤(包括其適配卡、接線)和電源(包括電纜、插座)。如果是安裝系統的磁盤故障，則還必須重建系統。②人為錯誤占32%，這是最容易忽略的故障原因，如對一些關鍵系統配置文件的不當操作，會導致系統癱瘓。③軟件故障占14%，這是最為復雜和多樣化的災害原因，如系統參數設置不當，或由于應用程度沒有優化，造成運行系統資源不合理分配，或數據庫參數設置不當等，都有可能導致系統性能嚴重下降，甚至停機。④病毒影響占7%，整個系統一旦受到強大病毒攻擊，整個數字圖書館將由于信息癱瘓而停止運行。⑤自然災難占3%。雖然總的來講，自然災害的發生幾率很低，但我們也要將它估計在內[1]。

2 數字圖書館的容災原則

容災(Disaster Recovery)系統，簡稱DR系統，也稱為災難恢復系統，就是通過特定的容災機制，能夠在各種災難損害發生后，仍然能夠最大限度地保障提供正常應用服務的計算機信息系統。

基于網絡平臺的信息數據量的劇增，以及處于動態的圖書館流通、采訪數據的不斷變化，促使圖書館不但要保證能夠快速地傳播信息數據，更要能夠有效地保護這些信息資源。其建設原則是:

(1)容災系統的備份中心與主數據中心在距離上應足夠遠，確保主數據中心遭受災害破壞時，不會波及備份中心。

(2)備份中心既可為主數據中心進行在線備份，也可為主數據中心進行離線備份。在線備份是備份中心與主中心保持同步，以保證數字化圖書館的信息服務的連續性。離線備份則是根據數字化圖書館的需要，完成信息系統的數據存儲備份工作。

(3)主、備數據中心是雙向的，相互間的應用切換應做到快速、可靠，可自動和手工切換。以確保數據系統災害發生時，以自動或手工方式，快速地將應用切換到遠程主機，保證數字化圖書館的信息服務的連續性[2]。

3 容災系統的構建

容災就是為恢復數字資源和計算機系統所提供的技術和設備上的保證，容災不僅僅是一門技術，更是一項系統工程。容災系統就是使受災計算機系統能夠迅速恢復運行的相關設施，當災害發生時，為受災計算機提供正常的運行環境和必要的條件，使系統和數據能夠盡快地恢復。制定容災方案是建立容災系統的第一步。一套較為完善的容災方案，一般應包括3種類型的容災方式:一是本地容災方式;二是異地容災方式;三是數據備份方式。

3.1 本地容災方式

本地容災的主要手段是容錯。容錯的基本思想是在圖書館自動化體系結構上精心設計利用外加資源的冗余技術來達到屏蔽故障、自動恢復系統或安全停機的目的。容錯是依靠外加資源的方法來換取可靠性的，外加資源的方法很多，主要包括硬件冗余、時間冗余、信息冗余和軟件冗余。建立這種容災系統的做法是:備份磁帶、磁盤異館存放，雙熱設備、磁盤鏡像、關鍵部件冗余以及定期監測和維護等，使容災系統始終處于良好的狀態中。一旦事故發生，即能及時啟動，完成容災任務。本地容災系統一般只能處理計算機的單點故障及系統局部問題，對區域性、毀滅性災害如地震等災害，不具備恢復能力。

3.2 異地容災方式

異地容災是指在相隔較遠的異地，建立兩套或多套功能相同的圖書館自動化管理系統。當主服務系統因意外停止工作時，備用系統可以接替工作，保證系統的不間斷運行。異地容災系統采取的主要方法是數據復制，目的是在本地與異地之間確保圖書館各業務系統關鍵數據和狀態參數的一致。因此，保證數據的完整復制就成為圖書館異地容災的重要工作。按照工作方式，容災系統可分為同步模式、半同步模式、異步模式和自適應模式等。異地容災系統所需要的設備和本地容災系統的設備基本相同。重點考慮的問題是，要有良好的數據通訊設施。

3.3 數據備份方式

備份方式是容災系統的重要組成部分，也是受損系統恢復數據最有效和最實用的方法之一。在高校數字圖書館的管理中，計算機系統在正常工作狀態下，各種操作系統都附帶有備份程序，可以隨機進行數字信息備份，以提高備份效率。但隨著高校數字圖書館信息量的急驟增加，一般系統附帶的備份程序常難以滿足要求，所以應該選擇專門的備份軟件和硬件設備進行備份。備份時應首先制定備份方案。備份方案是對備份有關事項的說明，其中包括:備份的機型、方法、步驟、內容、載體形式、周期、存放地(本館存放、異館存放)以及有關規章制度等，使備份工作在嚴格的管理中有序地進行。硬件是備份系統的重要組成部分，對于整個備份系統的性能、可靠性有著舉足輕重的作用。在選擇備份硬件時，應考慮備份速度、備份介質費用、備份數據的易保管性、備份硬件的可維護性等。好的備份硬件是完成備份任務的基礎，而備份軟件則關系到是否能夠將備份硬件的優良特性完全發揮出來，同時滿足用戶的備份需求。在備份軟件選擇上應考慮以下幾點:軟件質量保證程度、軟件對系統性能的影響、軟件的可擴充性、軟件的運行費用。國外對網絡備份系統的研究和開發，始于20世紀80年代中期，到目前為止，成熟的產品有:VERITAS公司的Backup Exec，CA(ComputerAssociates)公司的ARCServe等軟件。此外，備份時應首先制定詳細的備份策略，其中包括:備份的機型、方法、步驟、內容、載體形式、周期、存放地(本館存放、異館存放)以及有關規章制度等，使備份工作在嚴格的管理中有序地進行。在數字圖書館中，清華同方期刊、超星電子圖書等常用數據庫系統由于平時應用普遍，訪問量高，如果服務停止會給用戶造成一定的困難和麻煩，建議為其做一套快照備份于新的存儲系統上，保證其數據的安全性。

數字圖書館備份常用的方法:定期磁帶數據備份方法;遠程數據庫備份方式;遠程鏡像磁盤方式;網絡數據備份方式等等。

4 容災系統的管理

構建高校數字圖書館容災系統是一個復雜的過程，一旦建立起來，就要進行嚴格的管理，使容災系統在災害發生時能迅速地發揮作用，恢復系統并使系統正常運行起來。容災系統的管理主要有以下幾個方面。

4.1 建立信息安全管理制度

由圖書館建立數字信息系統安全保衛機構，對系統進行實時監控與保衛。在圖書館內部實行安全保密制度，禁止不必要的人員接觸網絡核心設備與技術。制定信息系統安全管理辦法，建立用戶等級管理制度，完善檢查、監控、考核等措施，防止機密泄露;健全責任制和責任追究制度，對那些有權了解、處理關鍵信息的內部人員，制定詳細的安全責任制度，明確每個人在保證信息安全方面應負的責任。

4.2 定期對容災系統進行測試和維護

對容災系統的測試，一般是通過實際演練的方式進行的。其目的主要是測試災害發生后，容災系統是否能迅速恢復系統、恢復數據，使系統正常工作。測試時，不能停止工作，不能停機。當假設的災害發生后，迅速啟動容災系統，如果一切信息業務工作很快被恢復而未影響正常工作，這就說明容災系統的處理環節是暢通的，表明容災系統是能夠發揮容災作用的。如果出現異常情況，如信息丟失、系統難以運行、得不到后援的支持等，說明容災系統不符合要求，就必須對容災系統進行檢查和修改。檢查的內容主要包括:設備是否有損，配套設備是否齊備，通訊系統聯絡是否正確，計算機操作系統是否匹配，應用軟件處理是否統一等。通過修改再進行測試，直到暢通為止。這種測試應定期進行，使容災系統始終處于良好的狀態。

4.3 運用數據加密、電子認證和數字水印保證安全

數據加密是在數據傳輸、存儲中對數據采取安全、有效的保護，保證數據的完整性，防止被外部截獲、破譯。電子認證是為了防止數據被篡改、刪除和偽造，并使發送的數據具有被驗證的能力，讓使用者可以辨別數據的真偽。數字水印是將數字、序列號、文字、圖像標志等版權信息嵌入到多媒體數據庫中，讀者能夠識別文件或圖像的來源、版本、原作者、擁有者及合法使用者對信息的擁有權。這些技術的應用能夠使數字圖書館健康、安全、有序地運行。

5 結 語

高校數字圖書館的安全管理是一個重大的課題，容災是關鍵，從簡單的定期手工備份文件到造價昂貴的異地實時備份系統，差異很大，我們要綜合考慮容災系統的目標、成本、運營費用等因素，對容災系統實施全面的集中管理，這樣就能起到事半功倍的效果，為高校數字圖書館避免風險和災難、保護數據提供堅實的保障。

參考文獻

[1]胡風娥，吳曉波.數字圖書館信息安全與容災[J].圖書館，2008，(6):87-88.

[2]張成武，等.圖書館容災系統的數據安全技術[J].圖書館工作與研究，2007，(5):58-59.

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[4]趙雷.VLAN在高校圖書館網絡中的應用[J].中華醫學圖書情報雜志，2007，16(5):68-69.

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