“云存儲”在圖書館數字資源建設中的應用

黃紅

〔摘 要〕數字資源建設成為當今圖書館業務建設工作的重中之重。數字資源建設應包括數字資源應用和數字資源存儲2個方面，滿足這兩方面應用需求，是圖書館能否為社會大眾提供優良的數字資源服務的關鍵。本文結合圖書館具體業務實際情況，分析了作為公共圖書館依托先進的“云計算”“云存儲”架構，更好地為社會大眾提供圖書館數字資源服務的思路。

〔關鍵詞〕“云存儲”；數字資源建設 ；數字資源服務；圖書館

1 公共圖書館數字資源建設背景

信息化社會，數據以驚人的速度增長。每過18個月就會把有史以來到今天的數據總量翻一番，人們對信息資源的依賴程度已越來越高。另一項統計，在信息爆炸的今天，互聯網信息的平均壽命只有42天，也就是說在大量信息產生的同時，也有大量的信息消失，其中有許多有價值的信息因未被有效組織、整序、管理，很容易就失存了。作為公共數字資源服務中心的圖書館，收集、組織、收藏有價值的信息資源，為廣大讀者提供免費的信息服務，減小信息鴻溝，構建和諧社會，是公共圖書館的一項重要職能。

公共圖書館的數字資源主要包括如下幾部分：（1）自建數據庫資源；（2）購買數據庫資源；（3）按專題收集組織整理的網絡信息資源。這些資源的類型主要包括：文本、圖片、音視頻等。分析公共圖書館的資源數據性質，大部分為非結構性數據，一般占到該館總數據量的98%以上。由于互聯網信息量的急劇膨脹，信息技術的快速發展及各館文獻資源數字化工作力度的加大，筆者對多家公共圖書館進行了調研，幾乎每家的存儲空間都不夠用。新建存儲，擴大存儲容量成為當前共公圖書館的當務之急。結合圖書館數字資源特性，認為在圖書館存儲建設中，需要考慮以下幾方面因素：（1）要確保數字資源的安全性；（2）提供資源使用的共享性；（3）要能夠為廣大讀者高效快速使用資源提供強大的存儲計算動力；（4）要具有良好的擴展功能，根據圖書館的資源增加的速度，方便快捷擴容的同時增加計算能力。所以選擇先進的存儲架構，是圖書館數字資源館藏建設之物理基礎——存儲建設的關鍵。

2 數字資源服務的物理基礎——“云存儲”

2.1 “云存儲”的概念

“云”存儲是在“云”計算（Cloud Computing）基礎上延伸和發展出來的一個新概念。它通過集群應用、網格技術、分布式管理系統、虛擬存儲等技術，將互聯網“云”中大量各種不同類型的存儲設備通過軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能。本文介紹的圖書館“云存儲”系統是指采用先進的云計算技術、網絡通信技術以及分布式文件系統技術，將廉價的、性能低下的硬件存儲節點組織管理起來，提供高性能、高可靠的存儲系統。系統中采用大容量存儲服務節點，通過”云存儲”系統軟件實現統一管理和容錯，提供高效、穩定服務。

2.2 傳統存儲與“云存儲”之間的區別

隨著IT技術的發展，存儲技術也有了很大的發展。目前，按其計算架構的不同我們把存儲分為兩類，一類是傳統存儲，另一類是”云存儲”。傳統存儲與”云存儲”的區別主要表現在4個方面：（1）網格計算；（2）分布式文件系統；（3）并行計算擴展模式；（4）虛擬資源池。

2.2.1 網格計算（節點服務器驅動模式）

傳統存儲如傳統火車一樣，動力集中在火車頭上，由兩個強大的控制器（一主一備），帶動一個大的磁盤體（火車車廂體），當廂體數量多（負載大）的時候，相應的性能（速度）就會減弱，達到一定程度就運行不了。所以傳統存儲都有最大容量的限制。“云存儲”架構如動車，動力分散在每一個節點服務器上（如動車的每節車廂都有動力一樣），一個節點服務器包括一定的磁盤容量并且帶有相應的動力（CPU、內存、網絡數據傳輸卡）。增加磁盤容量即增加相應的動力，所以不會降低運行速度和性能，確保了存儲對外服務的能力。

采用傳統的存儲設備進行數字資源存儲，其容量是有限的。因為傳統的存儲方式采用串行擴容，擴容只增加磁盤空間不增加動力源。所以最大擴容值是有限的，擴容后整個存儲的性能必定會下降。不管它接多少擴展箱，總是有個極限有，并且過了兩、三年后就找不到與原磁盤品牌、接口、型號等完全相同的磁盤，只有新購存儲。但是”云存儲”可以為用戶提供無限的存儲空間。因為”云存儲”采取的架構是并行擴容，可以允許存儲服務器和存儲節點同時增加，容量不夠了，只要采購新的存儲節點服務器即可，容量立即增加，增加相應磁盤容量時，相應的計算動力（CPU、內存）、網絡傳輸能力都同時配套增加，不影響服務性能，理論上可擴到極大空間。更重要的是“云”還可提供動態的可擴展性，實現非破壞性的增長和升級。也即是說存儲的容量隨著節點的增加而無縫增長。這有利于維護數字資源的連續性和完整性，同時也有利于降低用戶成本，保護了用戶投資。

2.2.3 分布式文件系統

“云存儲”采用的是分布式文件系統。分布式文件系統是指文件系統管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節點上，而是通過計算機網絡與節點相連。“云存儲”系統的文件復本按算法隨機地存放到其它節點服務器上，一個節點服務器（十多塊磁盤）全都壞了，也不影響數據的安全和使用。安全性極高。傳統存儲按RAID組進行劃分，一組盤中最多只能壞兩塊盤。壞掉的盤需要有熱備盤頂上，否則就會影響數據安全。

2.2.4 共享虛擬存儲池

“存儲虛擬化”是一種邏輯存儲形式，將分散的存儲資源整合抽象成一個單一的邏輯資源，使得管理員僅對一個單一的存儲資源進行智能化有效地管理存儲數據。虛擬化將存儲資源的物理特性掩蓋起來，用戶感覺到的存儲資源是巨大的，可以自由調配的。這樣用戶不再關心存儲資源的物理結構，簡化了管理過程。并且可以根據使用需求和實際情況，擴大或減小存儲空間。傳統存儲按RAID進行組劃分，各組的空間量也不能隨意增加減少，即使一組容量不夠，另一組有多余，也不能根據需求調配，管理使用都不方便。“存儲虛擬化”克服了傳統數據存儲過程的局限性，能夠更加充分地利用異構平臺的海量存儲空間和高效的數據傳輸能力，從而為用戶提供一個容量大、數據傳輸性能高的存儲系統，較好地實現數字資源的共享目的。

3 “云存儲”在圖書館數字資源服務中的應用

3.1 “云存儲”與圖書館數字資源門戶的關系

圖書館數字門戶通過已有的數字資源服務，業務服務，展現層組件，借助界面建模和規則引擎實現靈活的應用組裝，而不僅僅是簡單的服務集成。其重點包括兩個內容，一個是“找到服務”，一個是“編排服務”?！罢业椒铡敝攸c是服務分析識別方法，同時保證服務的自治性，粗粒度和可重用性等；“編排服務”重點是服務通過編排能夠滿足業務和流程的需要。如圖1所示。

服務本身是一種能力，圖書館數字資源服務門戶是一個集成平臺，其本身并不產生能力，數字資源服務門戶本身不存儲非結構化數據，它的主要作用是消息協議轉化，路由和數據的傳輸。圖書館數字門戶服務目錄庫能力來源于業務系統，業務系統提供服務注冊到圖書館數字門戶的服務目錄庫中，因此圖書館數字門戶更多是能力集成平臺?？梢詫I務系統各個層面的能力轉化為數據服務，業務服務和展現層服務。通過圖書館數字門戶來集成這些服務，提供統一的服務目錄庫來屏蔽底層數字資源系統。

對于“云存儲”則根據強調能力的集中化，特別是原有數字資源系統，原有數據庫資源具備的能力要全部遷移到“云存儲”中，然后由“云存儲”平臺提供這種能力，調配這種能力。將每個數據應用系統（服務）集中到“云存儲”來統一建設和管理。建設完成后再通過服務化方式提供出去。如果說傳統備份存儲主要是用犧牲性能換取安全，“云存儲”則是在可預見的安全策略下，在保持原有數據庫系統功能的基礎上，增強了數據讀取能力，從呈現對外服務的角度上，增強了數據服務能力。圖1 “云存儲”與圖書館數字資源門戶的關系

3.2 “云存儲”對圖書館數字資源建設的影響

3.2.1 有利于增強數字資源信息的安全性

“云存儲”把信息和數據存儲在不同的節點服務器上，自動生成數據備份，一旦磁盤損壞，系統會自動再生成數據備份在不同的節點服務器上，確保了數據安全?！霸拼鎯Α币子趯崿F數據備份或遷移，使數據能及時得到恢復。

3.2.2 有利于數字資源中心進行數據處理

“云存儲”則能很好解決海量數據的計算處理和分析。因為“云存儲”能將分布在各個地方的聯網計算機連接在一起，用戶所需要做的只是通過客戶端發出要求計算的指令，“云存儲”中所應用的網格技術就把這些任務調配給各個計算機執行，接著將各個計算機計算出來的結果匯總反饋給用戶，而且連接的計算機規模越大，其計算能力就越高。

3.2.3 有利于數字資源利用實現信息共享

開放性是“云存儲”系統的一個重要特征，“云存儲“通過開放融合，具備異構平臺數據共享、多種協議支持、多種接口支持以及靈活的存取控制等特性。在“云存儲”中，信息被統一管理和使用，利用現有的網絡基礎設施為用戶提供一體化的智能信息平臺，雖然信息被存儲在不同的位置，但是對于訪問者來說，可以不必理會這些信息的存儲位置，用戶可以通過網格操作系統透明地使用整個數字資源中心的網絡信息資源，從而很好地解決了異構信息的共享互連和互操作問題，提高數字資源信息資源共享的程度。

4 總 結

“云計算”“云存儲”是一種很成熟的技術架構，是大規模數據應用的必然選擇，GOOGLE、360、亞馬遜、阿里巴巴都有成功案例。它安全、可靠、節能、大大降底管理成本，這種科學架構的宗旨是保護前期投資，兼容以往的投資環境，發揮集約的功效，產生“1+1>2”能效，目前在世界范圍內形成一種應用趨勢，也是今后計算機存儲應用的必由之路。

建立在“云存儲”技術架構上的圖書館數字資源服務，不僅解決了當前公共圖書館面臨的數字資源存儲空間的不足，并行的擴展方式保護了圖書館前期投資，使資源能夠長期保存下去，同時也是對圖書館服務形式和方法上的升級，拓展了公共圖書館數字門戶的服務能力，也是在圖書館學領域，信息傳播學領域理論和實踐的具體踐行，是未來發展的必由之路。

參考文獻

[1]范并思.云計算與圖書館：為云計算研究辯護[J].圖書情報工作，2009，53（11）：5-8.

[2]劉鵬.云計算（第2版）[M].北京：電子工業出版社，2011.5.

[3]黃燕.云存儲在圖書館數字資源存儲中的應用[J].現代情報， 2011，31（4）：68-70.

[4]袁建娟.存儲架構的演變與數字圖書館的發展[J].情報探索，2008，124（2）：54-55.

[5]高海峰，任樹懷.Web20技術在高校圖書館學科建設中的應用[J].圖書情報工作，2007，51（4）：115-118.

[6]梁曉歡.CloudArrayTwinStrata云存儲技術分析[J].全球IT新浪潮，2012，（5）：5-7.

（本文責任編輯：馬 卓）