| 标题 | 云计算环境下面向用户的科技信息资源整合和服务浅析 |
| 范文 | 肖晶+吕世炅+张晓丹 作者简介：肖晶（１９８３－），男，助理研究员，研究方向：网络信息服务、数字图书馆。·信息资源开发与利用· 〔摘要〕云计算为信息技术领域带来了一种新的服务模式。本文分析了云计算的特点，以及云计算对信息资源整合及服务模式产生的影响，通过混合云的方式来整合分散在各个机构中的科技信息资源，实现主要核心资源的分布式存放和集中式管理。在此基础之上，提出了面向用户的资源整合和服务的理念，借助云计算的强大和弹性的计算能力及存储能力，将资源接口化和服务化，最后提出了一个云计算环境下的科技信息公共云服务平台框架及混合云的协作服务模型。本文旨在探讨云计算技术环境下，科技信息资源整合和服务模式会发生哪些变化，并为公共云服务平台的建设提供一种思路。 〔关键词〕云计算；混合云；资源整合；信息服务 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１４．０３．０１５ 〔中图分类号〕Ｇ２０３〔文献标识码〕Ａ〔文章编号〕１００８－０８２１（２０１４）０３－００６３－０５ Analysis on User-oriented Service and Science & Technology Information Resource Integration in the Cloud ComputingXiao JingLyu ShijiongZhang Xiaodan （Institute of Scientific and Technical Information of China，Beijing 100038，China） 〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕The cloud computing brought a new service model for information technology.This paper analyzed the characteristics of cloud computing,and the impact to the integration of information resources and service mode by cloud computing,how to integrate science and technology information resources scattered in various institutions by mixing cloud way.Then put forward a user oriented concept about the resources integration,turn the resources to interfaces and services,with the help of powerful and elastic computation ability and storage capacity,finally put proposes a framework of science and technology information service platform with a collaborative service model of hybrid cloud in the cloud computing environment.This paper aimed to explore what will happen to the information resource integration and service mode in the cloud computing environment,and provided a new idea for the construction of public cloud services platform. 〔Ｋｅｙｗｏｒｄｓ〕cloud computing;hybrid cloud;resource integration;information services 如今，各行业都非常重视对资源的整合，希望通过对资源进行有效合理的整合，从而能够提供更优质的产品和服务。云计算正是在信息技术的飞速发展和社会需求的加速膨胀中孕育出来的产物，云计算解决了底层资源的整合和服务的问题，同时，更重要的是“云”成了一种创新的服务模式，在科技信息服务领域，也亟须采用这种创新的服务模式来引导信息资源的整合。 １云计算的概念和特征 云计算，其本质不是一种具体的技术，而是一种理念和方式，它利用虚拟化技术，通过网络来实现分散资源间的整合和互操作，在任意时间和地点，以被请求的任意方式为用户提供高效、灵活、按需分配且成本低廉的服务，包括软件、平台和基础设施等各层次的服务［１－３］。 一个典型的云架构分为3个基本层次：基础设施层（Infrastructure）、平台层（Platform）和应用层（Application）。其中，每一层都可以为用户提供服务，分别为：基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS）和软件即服务（Software as a Service）。基础设施即服务交付给用户的是基本的基础设施资源。基础设施层向用户提供了虚拟化的计算资源、存储资源和网络资源，这些资源能够根据用户的需求进行动态分配。平台即服务交付给用户的是丰富的“云中间件”资源，这些资源包括应用容器、数据库和消息处理等。软件即服务交付给用户的是定制化的软件，即软件提供方根据用户的需求，将软件或应用通过租用的形式提供给用户使用，该软件通过网络交付给用户，用户不需要在本地安装。 云计算作为一种新的技术方案，具有下面几个方面的特点［４］： （1）以用户为中心。云计算可以将各种资源像水、电等公共设施一样方便快捷地提供给最终用户，用户不用关心其来源和原理，只需登录系统，即可直接使用。 （2）高可扩展性。云中的各种资源可随业务量的增减而弹性改变，为用户提供足够的空间和足够的计算能力。 （3）高可靠性。通过数据多副本容错和计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，用户不用担心数据的丢失或损坏，能够享受到最安全的服务。 （4）成本低廉。云计算使用户能够更专注于本身的业务，而无须花费成本和精力投入到各种软硬件的基础设施的建设中，用户只需一台终端接入云中，即可按需取用，并按实际使用量付费。 ２云计算对信息资源整合及服务模式带来的影响 传统的信息资源整合的概念，就是把分散的资源集中起来，把无序的资源变为有序，使之方便用户查找信息，它包含了信息采集、组织、加工以及服务等过程［５］。传统的资源整合方式如基于OPAC［６］的电子资源整合，能够对电子资源的书目数据进行整合。基于元数据的数据整合，通过构建一个大的元数据仓储，建立一个集中式的元数据索引体系，来达到资源的整合的目的。基于SFX服务的文献资源整合，通过OpenUrl［７］来提供一种实现异构资源之间无缝互连的方法。传统的集中式元整合模式在各机构中已经得到了很好的实现，如NSTL、CALIS等，都提供了一个很好的资源整合平台。但是，在云计算的环境中，传统的集中式元整合模式，已经很难继续满足需要，大量科技资源分散于各机构的独立平台中，出于各种因素的考虑，很难也没必要再采用集中式的资源整合模式来整合各机构的科技资源，因此，需要更多地考虑如何利用云计算提供的强大、弹性的计算和存储能力，以统一的公共云服务平台和机构私有云结合的混合云的方式，来对现有机构的各类资源和服务实现整合，从而实现基于核心资源的分布式存储之上的集中式管理和服务。图１基于云计算的信息服务模式图１描述了云计算环境下的信息资源整合和服务模式，这是一种公有云和私有云混合的模式，各生产中心建立自己的私有云，通过云服务平台接口，在公共云服务平台上整合各自的资源，从而对外提供统一的服务，形成一个统一的公共云服务平台，生产中心的私有云只需对云服务平台负责，通过云服务平台提供的接口，在云服务平台中提供并维护各自的服务，终端用户不再与生产中心直接交互，只需根据自己的需求在云服务平台中请求相应的服务即可。通过云计算对信息资源整合后会带来下面几个方面的影响： （1）服务的位置无关性。在云计算环境下提供的服务，能保证用户在任意时间，任意地点，都能方便快捷地获取云中提供的信息和服务，用户不需关心具体的细节，只需要一个终端，如笔记本或者平板电脑，即可通过互联网随时按需购买并获取服务。 （2）服务方式的多样化。除了简单的文献服务外，还可以提供大规模计算服务、数据存储服务、知识服务、社交网络服务等。 （3）深入的个性化服务。按需为用户提供服务，通过数据挖掘发现用户的关注点，从而提供用户感兴趣的服务，允许用户个性化地创建或者设置自己所需要的服务。 ３云计算环境下面向用户的资源整合及服务理念 云计算的核心是一种整合统筹、按需分配资源的方式，云计算技术推广的最原始的动力就是对各种计算、存储、网络资源进行整合，达到资源的集约型利用的目的，这样能够大大减低对软硬件资源的投入成本。随着云计算技术的推广和云计算理念的普及，信息系统的建设思路和架构形式发生了根本性的变化，云计算技术及云服务理念对科技信息服务的方式也产生了深刻的影响。所以云计算技术不单仅仅是在技术上的一种创新，更是一种服务模式的创新，其对以资源生产，资源整合，信息服务等环节为核心的整条信息服务产业链会带来革命性的变化。 在云计算环境下进行科技信息资源的整合，需要改变过去单纯地以资源为核心的管理及服务理念。过去在系统建设中，因为服务模式比较单一，更多的是考虑到如何存储，管理以及应用资源，目标是实现传统信息服务的数字化和自动化，而在云计算时代，用户和资源会更加紧密地结合，资源的概念被扩展了，不再仅仅局限于各种文献资源，从某种角度说用户本身也即是资源，用户及用户的属性和行为都构成了资源的一部分，用户既是资源的使用者，同时也可以是部分资源的创造者，也就是说，资源的生产者和消费者之间的界限被逐渐模糊化了。所以，在云计算环境中，不仅要考虑到信息资源的管理、挖掘和利用，还应该考虑以用户为中心的服务模式，系统的资源整合及功能建设都应该加入面向用户的价值观元素，具体表现在如下几个方面： （1）资源整合应以尽可能地提供满足用户实际需求的服务为目标，在云计算环境中对资源进行整合，与以往信息机构单独建立数据中心进行资源整合的一个最大的理念上的区别就是：以往单独建立数据中心追求的是“大而全”，希望能最大化的占有信息资源，这样往往只能形成数据模块的简单叠加。而在云计算环境下，一切都是服务，所以资源整合应以提供服务为目标，所提供的服务应能以一种快捷的，有保障的方式来满足用户对资源的需求。 （2）让用户主动参与到部分资源的生产，构建和整合中来，发挥长尾的价值。信息服务机构不单单只是担任信息资源的生产者和管理者的角色，更应该利用云计算及云服务平台的力量，来提供一种资源生产、整合和利用的机制和模式，让用户能够主动参与到信息资源的生产和构建的过程中，信息服务机构除了承担资源的生产者和管理者的角色外，还要承担起这种机制和模式的维护者和推动者的角色。 （3）利用好用户与平台及用户与用户之间的行为和互动数据。云计算时代，得益于云计算的硬件环境及软件环境在底层的技术支撑，用户不再仅是数据和服务的被动接收者，也是数据和服务的主动请求者，用户在请求服务及与其他用户的互动中，会产生大量信息，所以，对于科技资源的深度利用也可以将传统的对内的基于分析处理技术和基于大数据的统计挖掘技术结合起来，形成更完善的服务体系。 （4）资源整合的对象需要多元化。随着信息服务水平的提高，用户已经不再满足于简单的科技文献类的服务，用户对信息服务的需求提出了多元化的更高要求。通过云计算技术，需要实现多元化的科技信息资源整合，包括数字图书馆，科学实验数据库，科研设备等。 ４云计算环境下的资源整合和服务框架 云计算技术是一种手段，而不是目标，在云计算时代，资源整合的关键在于“云化”，也即“服务化”，为此，有必要建立一个基于云计算技术的科技信息服务平台，即图１中的公共云服务平台，图２是笔者构建的一个该平台的总体框架。 该服务平台涵盖了云计算的3个层次的服务体系：即IaaS层、PaaS层和SaaS层，底层为上层提供服务支撑，IaaS层的服务对象是PaaS层的各种平台和部分SaaS层的服务，PaaS层可为SaaS层、各机构的私有云和终端用户提供服务。 （1）IaaS是最底层的服务层，提供的服务是定制的基础设施平台，通过虚拟化软件将各种大量相同类型的资源，包括计算资源、存储资源、网络资源以及其他一些大型科研设备资源虚拟化为资源池，从而向用户按需提供动态灵活的基础设施服务，而用户不需要关注这些硬件设施的运行状态，所有的基础设施的运维和监控都由平台来统一负责。IaaS层的搭建目前已经较为成熟，和其他同类云计算服务平台大同小异。 （2）PaaS在云计算的服务体系中，目前是属于应用最少的一个层次，但是在将来，PaaS一定会是云计算潮流中的下一个制高点，同时，通过混合云的方式整合和利用目前分散在各机构中的科技信息资源，也必须要求在公共云服务平台中构建一个合理的PaaS层。在图２所示的平台框架中，PaaS主要是为平台内部用户和外部终端用户提供可利用的服务平台，包括：集成开发平台、数据存储平台、各种服务接口集以及其他一些中间件平台。集成开发平台面向平台内部的开发人员提供服务，为开发人员提供按需图２科技信息公共云服务平台总体框架 分配的集成化的开发环境，从而大大减少开发人员的重复性工作量。数据存储平台面向平台内部的管理、开发和维护人员提供服务，提供一套完善的数据校验、存储、备份和调用的流程。服务接口集主要面向SaaS层、机构私有云和终端用户提供服务，将平台内部的资源服务化为可编程接口，从而支撑上层的整个服务体系。按照服务对象的不同，服务接口集可以分为3类：面向SaaS层的服务接口集、面向终端用户的服务接口集、和面向机构私有云的服务接口集。前两类接口集主要是对平台内部的软硬件资源和数据资源进行封装，并向上提供服务支撑，SaaS层和终端用户都可以有条件地利用这些接口集来形成服务。面向机构私有云的服务接口集根据所需提供的服务，定义一系列的接口规范协议，包括所需数据和信息资源的种类，结构等，而具体资源则由机构私有云根据自己的实际情况通过调用公共云服务平台接口集的方式来提供。在PaaS中，数据存储平台和部分服务接口集在合适的条件下都可以对平台外部开放，随着服务体系的逐步完善，甚至可以形成一套完善的开发环境，为第三方开发者提供有价值的资源和服务平台，这样，就能够利用大量终端用户的力量，来推动和促进SaaS层的服务体系的发展和完善。 （3）SaaS层是云计算最终的效用体现，面向终端用户提供服务。SaaS层提供的服务并不局限于图中所描述的各种服务，而是可扩展的，比如LBS类的服务，增值信息服务等。SaaS层是云计算服务化地具体体现，云计算平台是否发挥了最大的服务效果，关键就在于SaaS层的服务体系构建。５混合云的协作服务模型 在混合云中，公共云服务平台与机构的私有云之间需要能够较好地进行交互协作，下面介绍一下本框架下的混合云协作服务模型中的主要功能模块，包括：云服务代理模块（cloud service proxy），身份验证模块（UAM），云服务注册模块（CSR），云服务策略分解模块（CSD）： （1）cloud service proxy：云服务代理模块主要负责接收用户发送的各种请求，并将这些请求发送到UAM进行验证，在验证通过的情况下，将这些请求转发到CSD模块。 （2）UAM：用来存储用户的身份信息，这些用户既包括终端用户，也包括其他私有云，用户的请求在这里被验证，并根据用户的身份信息和云中资源情况对其进行授权。 （3）CSR：负责存储公共云和外部私有云的接口服务协议，所有云中提供的接口服务，都需要在CSR模块中进行注册。CSR主要是为了协助CSD模块进行服务请求的分解。 （4）CSD：用户的原始请求会被发送到这里，CSD会根据云中的各种策略和CSR中的接口服务信息，来将原始请求分解成很多元请求，并将这些元请求分到相应的外部私有云或者公共云中进行处理。 图３是这些模块交互的时序图。 ６结语 目前云计算在基础设施的虚拟化方面已经具有了一定的实践基础，云计算并不是一种新的技术，而是一种资源整合的方式以及基于其上的一种创新的服务模式。云计算推崇面向用户的以服务为导向的核心价值观，在云计算环图３混合云协作服务过程 境下，信息服务机构的角色不再只是信息资源的占有者和管理者，而更多的应该是服务的提供者，这就为各机构进行信息资源的整合提供了新的思路，也带来了新的挑战。需要充分发挥云计算的优势，采用面向用户的核心理念，通过各种手段整合资源，并将所有服务集成为一个体系嵌入到整个信息服务产业链中，从而使自己成为整条产业链中的一环。 参考文献 ［１］Armbrust M，Fox A，Griffith R，et al．A view of cloud computing［Ｊ］．Communications of the ACM，2010，53（4）：50－58. ［２］Truong H L，Dustdar S．Cloud computing for small research groups in computational science and engineering：current status and outlook［Ｊ］．Computing，2011，91（1）：75－91． ［３］Mell P，Grance T．The NIST definition of cloud computing［Ｊ］．Communications of the ACM，2010，53（6）：50． ［４］朱近之.智慧的云计算［Ｍ］.北京:电子工业出版社，2010. ［５］苏新宁，章成志，卫平.论信息资源整合［Ｊ］.现代图书情报技术，2005，（9）:54-61. ［６］http:∥baike.baidu.com/link?url=wK7r2CAkJPjBOagJnn0fFV7Zy37-tlmAQZn48O4PAcRQUqQ0hYd2fhgsb7-vupH［ＥＢ］． ［７］Herbert Van de,Oren Beit-Arie.Open Linking in the Scholarly Information Environment Using the OpenURL Framework［Ｊ］.D-Lib Magazine,2001,7（1）:59-75. （本文责任编辑：马卓） |
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