基于云計算的高校圖書館機房建設

林建清 林幼平

（1.集美大學圖書館；2.集美大學誠毅學院計算機教研室，福建 廈門 361021）

林建清 男，1970年生，學士。研究方向：圖書館管理。

林幼平 男，1984年生，碩士。研究方向：計算機軟件開發與應用。

1 引言

高校圖書館機房是圖書館計算機管理系統的大腦，是圖書館內部局域網與因特網、校園網進行相互通信的神經節點[1]。機房建設質量、體系、架構是否合理、高效直接影響到圖書館客戶端、服務器、信息系統及所有數據的可靠性。

云計算是近幾年計算機網絡行業中的一個前沿熱點，它通過虛擬化技術架設的虛擬資源池，能夠動態地組織各種異構資源，屏蔽具體的硬件體系結構和多樣化的軟件系統平臺，靈活構建滿足不同應用需求的環境，是實現彈性計算系統架構、解決高性能應用的重要途徑。云計算技術應用于高校圖書館機房建設無疑將極大提高圖書館數字化系統的穩定性和可靠性。

2 云計算概述

云計算（Cloud Computing）的概念首先是由Google公司提出的，“云”是指計算機群，每一個群包括幾十萬臺甚至上百萬臺計算機，“云計算”屬于網絡應用模式，是網格計算、分布式計算、并行計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物，是通過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統，經搜尋、計算分析之后將處理結果回傳給用戶。它具有分布式存儲和計算、高可擴展性、高可用性、用戶友好等特點。傳統地，我們把軟件、數據存放在本地個人計算機中，在本地終端運行軟件、訪問數據，當然，也可以通過網絡來共享數據[2]。而在“云計算”中，我們不必把軟件、數據放在本地計算機中，而是把它放在“云”中，由數據中心來為用戶提供軟件和數據存儲等服務。對用戶來說，只需訂制“云”中的服務，登錄后即可使用。

3 云計算的系統組成

我們針對高等學校圖書館機房的特點，組建了一種分層結構的云計算應用系統，如圖l所示[3]。

3.1 入口層

入口層的作用是為高校圖書館用戶與云計算應用提供統一規范的接口，用戶端云入口最常見的就是網絡瀏覽器，比如人們熟知的IE、360SE、搜狗瀏覽器等，也可能是一些應用程序入口。通過用戶端云入口用戶可以便捷地訪問云中資源。在構建的圖書館機房系統中，用戶端云入口安裝在各種需要訪問圖書館資源的用戶終端計算機中，用戶端云入口對計算機的硬件要求較低，這樣可以在不投入大量資金來建設高性能的本地終端機器的情況下訪問云計算平臺中的海量資源，進行遠遠超過終端機器性能上限的高強度計算和大存儲容量的工作。

圖1 云計算系統基本架構

3.2 控制層

控制層的功能包括云資源控制、負載平衡控制、云系統安全控制和云數據資源控制。資源控制負責對虛擬資源層的各種虛擬資源的協調，包括監控各種資源狀態、協調資源分配、更新、新增、管理與移除資源等；負載平衡控制根據資源的數據狀態，按照相應的規則進行負載統籌，包括進程調度、任務遷移等；云系統安全控制包括網絡安全控制、數據安全控制、訪問安全控制以及用戶登錄驗證和用戶權限管理等；云數據資源控制主要是對計算機與軟件云計算平臺系統中的軟件數據、實驗數據、資源數據、用戶數據以及系統數據等的保存與維護。另外，為了增強云系統的隱私性，可以對云數據進行加密處理。

3.3 資源層

云計算的資源層包括虛擬資源層和物理資源層。云計算的核心內容是虛擬化的資源池即虛擬資源層，虛擬化技術能夠實現從物理資源向邏輯資源的映射，它屏蔽了硬件資源的不確定性、差異性，為用戶提供友好易懂的信息推送服務。通過對信息資源的虛擬化，可以把網絡中分散的信息以一種與硬件配置、硬件系統、硬件位置無關的形式隨心所欲地進行調用整合，從而降低圖書館機房管理維護難度、提高資源利用效率[4]。物理資源層主要是指底層硬件設備，包括連接圖書館的個人計算機、各院系工作站、圖書館內部服務器等，還包括各種網絡路由設施和數據存儲裝置等，設備之間全部實現網絡連通。物理資源層中的資源可以分布在網絡中的任意節點，并且資源總規模不受限制，理論上可以無限擴展。所有圖書館的信息資源，包括館內信息資源和圖書館個人用戶端上的信息資源構成云系統的虛擬資源；所有連接圖書館的個人計算機、各院系工作站、圖書館內部服務器等構成云系統的物理資源。無論是圖書館機房的管理人員還是圖書館資源的訪問者都可以通過云系統享受到更高效的管理體驗和更暢快的訪問體驗。

4 云系統的安全性

隨著云計算研究的深入與應用的推廣，云計算系統的安全性也廣受關注。2010年，中國云計算聯盟羅列出云計算的7個弊端：數據丟失/泄漏、共享技術漏洞、內奸、賬戶、服務和通信劫持、不安全的應用程序接口、沒有正確運用云計算以及未知的風險。其中前5點均劍指云計算的安全性[5]。高校圖書館機房在搭建云平臺時，也必將遭遇到系統安全性能考量。針對上述云安全問題提出以下兩種解決方案。

①為虛擬技術搭建的無代理安全：通過“云”的防護盾技術與虛擬環境進行無代理互動結合，以保護高校圖書館機房數據中心、應用程序系統，使得云系統的應用、服務平臺本身免受病毒、木馬、系統漏洞等威脅侵害。

②云平臺數據保護：通過“云”中保險箱技術中密鑰與策略管理機制來保護圖書館機房用戶存放于圖書館云的隱私和數據不被非法竊取和利用，使得用戶可以隨時隨地安全使用圖書館機房云平臺存放或者交換數據。

5 系統性能分析

以較低的成本投入獲得更高運算能力。圖書館的用戶只需要一臺普通配置的計算機終端登錄到云系統中，然后直接使用云中的高性能資源。

提供巨大的資源存儲能力。通過圖書館機房的云計算構建的虛擬資源池理論上可以提供不受限制的存儲空間。在實際應用中，數目龐大的云存儲空間可供海量的數據存放，并可以根據需要適當增加存儲空間，以解決海量信息增長對存儲空間的需求。

減少升級和維護圖書館機房系統的工作量。因為對軟件的升級和維護只需要針對云中的資源進行，而不需要逐個更新客戶終端的軟件，這樣可以極大地減少圖書館機房日常維護的工作量。

可以實現大范圍的資源共享，解決資源不足、分布不均的問題。通過云計算技術，各個院系的圖書資源可以共同構筑一個虛擬資源池，實現資源共享，從而解決資源分布不均的問題，同時還可以大幅度提高資源利用率。甚至可以通過校園網連接其他高校的圖書館信息資源云，實現更大范圍的資源共享。

6 結語

云計算正在快速發展，它將改變我們獲取信息、分享內容和相互溝通的方式。因而，掌握云計算技術將會成為人們利用互聯網上的軟件和數據的必備能力。高校圖書館是高校的文獻和情報中心，是一個知識與智慧高度集中的信息存儲、加工與傳輸中心。基于云計算的高校圖書館機房建設能夠為高校提供更高性能、更低成本的信息管理系統。當然目前云計算相關技術和標準還在不斷完善中，基于云計算的實際應用研究還有待進一步深入。

[1] 李征．云計算在圖書館建設與信息服務中潛在價值探析[J]．大學圖書館學報，2011（1）.

[2] 周洪波．云計算：技術、應用、標準和商業模式[M]．北京：電子工業出版社，2011.

[3] 吳朱華．云計算核心技術剖析[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[4] 陶宇．基于云計算的圖書館自動化系統探討和應用實踐[J]．圖書館論壇，2011（3）.

[5] 胡剛林，陶敏龍．云計算環境下數據訪問安全性研究[J]．邵陽學院學報，2011（9）.