| 标题 | 基于云计算的图书馆信息平台的构建 |
| 范文 | 蒋丽艳 收稿日期：2011－03－09 基金项目：本文系东北师范大学人文社会科学校内青年基金项目《数字信息产品市场中的“柠檬问题”研究》（项目编号：07QN027）阶段性成果之一。 〔摘要〕通过对云计算的概念和特点的分析，介绍云计算基础设施的架构可以分为三类：公用云、专用云和混合云，进而指出云计算的服务集合。主要探讨了云计算在图书馆中的运用优势以及运用中应该注意的问题，在此基础上，提出了基于云计算的图书馆信息平台的构建模式，分析了云计算的基本架构，深入研究云计算在图书馆信息平台中的运作模式以及云计算案例，并对云计算未来的发展及应用进行展望。 〔关键词〕云计算；图书馆；信息平台；构建 DOI：10．3969／j．issn．1008－0821．2011．08．012 〔中图分类号〕G250.7 〔文献标识码〕B 〔文章编号〕1008－0821（2011）08－0047－05 Cloud-based Information Platform Library Jiang Liyan （Library，Northeast Normal University，Changchun 130024，China） 〔Abstract〕Through the concept and characteristics of cloud analysis,introduced the structure of the cloud computing infrastructure that can be divided into three categories:public cloud,clouds and mixed clouds exclusive,and then pointed out that the collection of cloud computing services.Focuses on the cloud computing advantage in the use of the library and the use of issues that should be noted that,on this basis,the proposed cloud-based platform for building the library information model,analysis of the basic structure of the cloud,dark Research into the information platform for cloud computing in the library mode of operation and in the case of cloud computing,and cloud computing and application of future development prospects. 〔Key words〕cloud computing;library;information platform;construction 世界正在步入IT革命和全球化的第二乐章——“云时代”。凭借“云”，苹果、亚马逊在线销售音乐、电视、电影、电子书籍和数码报纸杂志，谷歌免费提供检索、电子邮件、卫星图像、地图、计算、数据保存等网络服务［1］。云计算概念兴起于2006年，于2009年发展得最为火热。云计算的概念一提出就受到了各个领域的关注，Google、IBM、Amazon和Microsoft等大型的IT公司纷纷建立自己云计算平台，提供相关的云计算服务。2007年10月，Google和IBM联合宣布推广“云计算”的计划，包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校在内的多所高校都参加了该项计划，我国的清华大学也于2008年3月加入了此项计划。云计算在全球已经有了很多成功案例，如：亚马逊的Amazon WebServices、谷歌的Google AppEngine、Salesforce的Force.com，这些案例均证实了云计算技术的可行性、稳定性和高效性。云的兴起会变革IT行业，它将会深刻变革人们的工作方式和公司的经营方式［2］。 2009年5月22日，在北京中国大饭店中国电子学会隆重举办首届中国云计算大会。2009年6月6日，用友公司在北京召开一年一度的技术大会，6家机构共同发起用友“云计算与NC高性能实验室”，这6家机构均为国内研究云计算的领先机构，即中国科学院计算所网络重点实验室、清华大学高性能计算研究所、北京大学软件与微电子学院、IBM、Intel、用友公司。这个强大的云计算商用实践体系将保障“云计算”的应用价值得到切实发挥。 1 云计算概述 云计算是并行处理、分布式处理、网格计算、网络存储和大型数据中心的进一步发展和商业实现，云计算的基础是“整合”的思想。云计算将所有的资源都集中在了云存储中心，用户只要使用简易的终端，通过互联网，就可以享受到云端提供的无限资源与计算力。用户使用云计算的服务就像使用水电一样，只需要一个终端完成输入输出，所有的业务和数据处理都由网络完成，只要按照流量和服务向运营商支付费用即可，运营商负责维护存储数据的数据中心和运行应用程序的服务器集群，也就是说运营商负责提供存储空间、维护应用程序和保证信息的安全。 1.1 云计算特点 云计算以用户为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络服务，使互联网成为每个用户的数据中心和计算中心，使用户从以桌面为核心使用的各项应用转移到以Web为核心进行的各种活动。云计算的特点主要表现在： 1.1.1 可靠的数据存储 数据是云计算最主要的方面，拥有了数据，就拥有了互联网。云计算提供了可靠的数据存储中心，数据可以自动同步传递，并可通过Web 在所有的设备上使用，避免了用户将数据存放在个人电脑上而出现的数据丢失或感染病毒等问题。 1.1.2 方便、快捷的云服务 用户是云服务的对象，云计算时代，用户不需要安装和升级电脑上的各种应用软件，只需要具有网络浏览器就可以方便、快捷地使用云计算提供的各种服务。 1.1.3 强大的运算能力 云计算为网络应用提供了强大的计算能力，完成普通计算难以达到的各种业务要求。 1.1.4 高扩展性 云使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务，只要用户需要，各种资源和应用可以随时添加到服务中来。 1.1.5 降低运行成本 云计算服务提供商的存储成本、带宽成本、计算处理成本等加起来也只有机构自身运营数据中心成本的几分之一，这将有助于一些机构以比较低廉的架构成本进行运作。 1.2 云计算的基础设施模式 云计算基础设施的架构可以分为三类： 1.2.1 公用云 由第三方运行，许多不同客户的作业在云内的服务器、存储系统和其它基础设施上混合在一起，用户不知道运行其作业的服务器、网络或磁盘上还有哪些用户。 1.2.2 专用云 由单个客户拥有，根据客户需求提供基础设施，包括服务器、网络和磁盘，该客户可以决定哪些用户可以使用基础设施和应用程序，控制哪些应用程序在哪里运行。 1.2.3 混合云 把公用云模式与专用云模式结合在一起。客户部分独自拥有云资源，部分与他人共享云资源。 1.3 云计算的服务集合 用户根据自己的需要租用云中的任何服务，虚拟技术在云计算中的应用把云计算划分为3个服务层，即以下3个服务集合： 1.3.1 软件即服务（SaaS） 基于云平台开发的各类应用服务，应用程序作为服务提供给用户，应用程序的一个实例运行于云服务器上并为多个用户提供服务。 1.3.2 平台即服务（PaaS） 构建在云基础设施之上，为云应用程序开发者提供一个平台开发各种的云应用软件，对开发环境抽象封装和对有效服务负载封装，即把开发平台当作服务，并实现系统的有效服务负载均衡。 1.3.3 基础设施即服务（IaaS） 由底层的硬件或虚拟机资源构成，提供计算、数据存储和网络通讯等资源。 2 图书馆云计算 2.1 云计算在图书馆的运用 2008年10月，Griffey J提出了“云图书馆员”（Cloud Librarians）的概念， 指出对云图书馆员而言最为重要的是在技术成熟时就能应用这种技术为用户服务。在网络时代，作为与IT 技术结合最为密切的领域，图书馆一直重视对先进IT 技术的研究与应用。在云环境下，图书馆借助云计算，在各项云服务的支持下，进一步提升自身的资源建设与服务提供能力，是一种与时俱进的趋势。 云计算在图书馆业务中的一个重要应用是全国性的联合编目云计算环境的建立。2009年4月，非营利性图书馆服务与研究机构——OCLC（Online Computer Library Center，联机计算机图书馆中心）宣布推出基于World Cat书目数据的“Web级合作型图书馆管理服务”，是图书馆界接受云服务的重要标志性事件。更为重要的是，该平台的协作性使得图书馆可以借助网络的力量，通过共享馆藏管理系统、身份管理，全面提升自身在资源发现、资源共享等方面的能力。目前OCLC提供的云服务更多的涉及动态数据的搜索，因而属于基于动态数据的云服务，这在很大程度上标志着包括云计算在内的云服务开始在图书馆领域有了更为实质的应用［3］。 2.2 云计算在图书馆中的优势 2.2.1 超强的数据处理能力 将云计算与数据挖掘技术相结合，增强物联网的数据处理能力。伴随着物联网应用的不断扩大，业务应用范围从单一领域发展到所有的各行各业，信息处理方式从分散到集中，产生了大量的业务数据。运用云计算技术，由云模式下的几百万台的计算机提供强大的计算能力，并通过庞大的计算机处理程序自动将任务分解成若干个较小的子任务，快速地对海量业务数据进行分析、处理、存储、挖掘，在短时间内提取出有价值的信息，为图书馆提供服务［4］。 2.2.2 信息资源的整合 云计算的基础是“整合”的思想，云计算提供商将所有的硬件能力集于一身，显然，这些硬件中，除了提供计算能力的一部分之外，还包括为数不少的存储类硬件，而对其“存储内容”的整合和应用，也是云计算的核心内容之一。简言之，不管信息用户在何时何地，只要能连入互联网，就能享受到图书馆的服务。用户可以通过网络获取他们想要的文献，他们无须理会界面之后的繁复运作，只需要关注获取过程本身，全球图书馆的信息资源就能得到真正的整合和共享［5］。 2.2.3 降低维护费用 为了确保图书馆工作正常平稳的运行，图书馆人员需要经常对图书馆的计算机、服务器等终端进行维护、升级和更新。由于云计算模式对于用户终端的配置没有限制，因此，有关的技术人员不必在升级图书馆的相关硬件上煞费苦心，另外服务器的日常维护也由云服务提供商来提供，这样相关人员的工作强度就会大大降低，从而能有更多的时间开展其他的工作。 2.2.4 海量的信息资源存储能力 “云”中上百万的计算机可以容纳海量的数据，并可以随时更新和增加，能够存储更多的数据。云计算提供了强大的存储空间，能满足海量信息的增长，为图书馆日益增长的数据提供解决的途径。此外，云计算能够为超复杂计算的联合处理提供优于网格技术的支持。 2.3 云计算在图书馆应用中应该的注意问题 2.3.1 标准化问题 虽然云计算解决的问题一样，架构一样，但基于不同的技术、应用，细节很可能完全不同，导致平台与平台之间可能无法互通。目前在Google、EMC、Amazon等平台上都存在许多云技术打造的应用程序，却无法跨平台。这样一来，物联网的网与网之间的局限性依旧存在。 2.3.2 数据安全问题 数据安全对图书馆至关重要。无论是书目数据、读者数据还是流通数据，一旦丢失，后果都是不堪设想的。而馆藏文献数字化的数据，一旦丢失更令图书馆人心痛不已。物联网从专网到互联网，虽然信息分析、处理得到了质的提升，但同时网络安全性也遇到了前所未有的挑战。Internet上的各种病毒、木马以及恶意入侵程序让驾于云计算平台的物联网处于非常尴尬的境地。 2.3.3 信息资源共享中的版权问题 在云计算模式中，各个加入云模式的物联网之间可能通过相关的协议彼此互相共享数据信息，而数据信息是与利润挂钩的，利润的问题毕然带来纠纷问题。因此，要想基于互联网的物联网能更好的发展，版权问题不能不考虑。 2.3.4 收费标准问题 因为建设一个“云计算”环境下图书馆信息资源共建共享模式，需要花费一定的成本，因而在云计算的计费模式上，要考虑到基础架构的成本。我们可以汲取国外企业及同行的一些成功经验，按照成本折算、数据的存储量、计算量、存储时间等方面来制定收费标准。 3 图书馆云计算信息平台中的构建 图书馆云是云计算技术在图书馆领域的迁移，是未来图书馆信息化的基础架构，包含了图书馆信息化所必须的一切软硬件计算资源，这些计算资源虚拟化之后，向图书馆用户提供以计算资源为形式的服务。云计算的出现，对于我们建立一个统一、开放、灵活的图书馆信息化平台有着重要意义。在此首先介绍基于云计算的图书馆信息化平台的架构，然后讨论基于该架构的运作模式，最后介绍在云平台之上的应用案例。 3.1 平台架构 基于云计算的图书馆信息化平台架构分为5层： 3.1.1 基础设施层 基础设施层，为高层提供计算、数据存储和网络通讯等资源，即提供IaaS，分为物理硬件子层和虚拟化子层。其中，物理硬件子层由各种真实的物理硬件组成，包括服务器、存储器和网络设备。虚拟化子层构建在物理硬件子层之上，利用虚拟化技术对底层硬件设备进行管理，向上提供计算、数据存储和网络通讯等虚拟资源，由各类虚拟机组成，当前主流的虚拟机软件有VMware、XEN、Virtual PC和Virtual-Box等。 3.1.2 平台服务层 该平台提供开发环境，构建在基础设施层之上，面向开发人员，为开发各类基于云计算的教育应用软件提供开发环境和公用API等，即提供PaaS。公用API可以以Web Service的形式提供给开发人员，例如Amazon Web Services，从而免除了开发人员许多系统管理的操作。开发人员也可以使用公用API开发自己的Web Service。这些服务既可以直接面向用户，也可以通过一组Open API提供给用户。 3.1.3 云联邦服务层 式对外提供抽象化的应用服务。该平台用于将不同的图书馆本地系统、云计算的应用服务以及第三方公共服务集成起来，以统一服务接口方式提供给各用户，降低服务集成难度，从而能形成高度集成的图书馆信息平台，以统一的界面和操作方式为用户提供服务。 3.1.4 应用服务层 即提供面向图书馆的SaaS，该平台直接面向终端提供最终的应用服务。通过SOA构建应用程序是一种是松散耦合的，允许合成的架构风格。我们能够根据SOA原则建立一个数据中心基础设施，就是云计算。因此，它是一个面向服务的基础设施。它采用了SOA的架构原则并且把这个原则应用到了一个基础设施。 3.1.5 用户接口层 在客户端为用户访问教育云提供两种接口：传统的图形用户接口（GUI）和基于Web的接口。 借助于Web 2.0技术，教育云提供的服务主要为B/S结构，因此用户只需要使用浏览器便可以访问服务［6］。传统GUI将作为Web接口的一个辅助手段，用于远程登录教育云上的虚拟机，访问底层的资源。 3.2 运作模式 基础设施层是整个架构的基础，利用虚拟机技术在软、硬件之间引入虚拟化层。虚拟化层的引入可为应用提供独立的运行环境，屏蔽硬件平台的动态性、分布性和异构性，支持硬件资源的共享和复用，并为每个用户提供属于个人的独立、隔离的计算环境。平台服务层对各种虚拟资源进行进一步封装，免除开发人员许多系统管理的细节，为方便、快速开发基于云计算的应用软件提供了基础。应用服务层依托底层提供的计算、存储和网络资源运行。在用户接口层，由于所有软件运行在云上，用户只需使用普通的PC机（甚至是PDA和手机等移动设备）和一个浏览器便可使用各类软件，享受云计算提供的海量存储和无限的计算能力。同时，由于用户所有数据都存储在云端，因此不需要担心数据丢失。 在图书馆云中，基础设施层由各个高校图书馆私有云和区域云共同建设和管理；应用接口层由图书馆云的各个管理机构共同协商制定，并最终实现标准化。为实现资源的有效共享和充分利用，图书馆云应对各层所提供的各种资源进行描述，建立图书馆云资源索引库，用户可根据应用的需求在图书馆云资源索引库中进行检索。由于云上的资源众多，资源之间存在联系，因此图书馆云资源索引库除人可以理解外，还应该是机器可以理解，从而提高用户检索的准确性和资源使用的效率，语义网对资源的描述能力以及机器可理解的特性将是当前的可选技术之一［7］。 如何把图书馆的固有的数据中心部署成云数据中心呢？可以分为3步走。第一步，各个图书馆需要把原有的固化数据中心改造为适合云计算的单独数据中心，称之为云节点。第二步，建设一个图书馆全局管理系统，把多个云节点联系到一点，成为图书馆系统内部的私有云，只为图书馆系统内部服务。第三步，各图书馆根据自己的发展状况和发展特点，租用其他公用云设施，组合成混合云的图书馆平台。 3.3 云计算案例研究 目前云计算在图书馆的应用并不多，但已经出现了一些重要案例,如图书馆集成系统方面有自称亚洲首个SaaS的集成图书馆自动化解决方案的Cybrarian (印度)、WebFeat Exp ress跨库检索系统；OPAC强化应用方面LibraryThing For L ibraries，以及如亚马逊API、谷歌图书API等，也可归入这一范畴。OCLC的“Web级协作型图书馆管理服务”即WorldCat Local的强化版于2009年7月上线；2009年5月机构库二大开源软件Fedora和DSapce合并为DuraSpace，也于2009年秋试用新产品DuraCloud，这是一个具有云存储与云计算成本效益优势的托管服务。对这些案例进行研究，从国内应用的角度评判这些应用案例的优劣，对于图书馆应对云计算导致的管理挑战是极为必需的。 4 结 语 “云计算”不仅是一种技术，也是一种理念，“云计算”的理念也许比“云计算”的技术实施更重要。相信随着图书馆界对云计算技术的关注以及云安全技术的日趋成熟，云计算会日趋完善，推动社会的进步，推动数字图书馆更好的发展。图书馆云是未来图书馆信息化建设的基础架构，它向各种类型图书馆提供所需的信息化服务。当然，目前云计算的应用还处在探索阶段，相信随着图书馆界对云计算技术的关注以及安全技术的广泛应用，我国数字图书馆的发展将进入一个崭新的阶段［8］。 参考文献 ［1］王鹏，黄华峰，曹珂.云计算：中国未来的IT战略［M］.北京：人民邮电出版社，2010：1-2． ［2］张秀菊.云计算及其对企业信息化的影响［J］.北京石油管理干部学院学报，2010，（1）：75-76． ［3］黄华.基于图书馆云计算的信息安全对策研究［J］.中小学图书情报世界，2010，（2）：58． ［4］Amazon Web Services［CP／OL］.http:∥aws.amazon.com ［5］肖鹏.云计算对图书馆事业的双重影响［J］.图书馆学研究，2009，（8）：43． ［6］Tim O餜eilly,John Battelle.What Is Web 2.0［CP／OL］.http:∥oreilly.com/web2/archive/what-is-web-20.html，2005. ［7］Grigoris Antoniou,Frank van Harmelen.A Semantic Web Primer,2nd Edition［M］.London,England:The MIT Press,2008. ［8］王长全，艾＃姚建文.云计算环境下数字图书馆信息资源安全策略研究［J］.情报杂志，2010，（3）：186． |
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