云計算技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用研究

朱民清

0 引言

云計算(Cloud Computing)是一種以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的具備分布式、并行計算和網(wǎng)格計算能力的新型服務(wù)平臺。它為企業(yè)與個人用戶提供了一種按需即取（On-Demand）的新模式。

1 云計算技術(shù)和個性化服務(wù)

在對圖書館進行數(shù)字化改造過程中，一般采用的是儲存虛擬化、主機冗余化以及網(wǎng)絡(luò)高速化等技術(shù)。盡管建立起了比較完善的數(shù)據(jù)中心體系。但是，在服務(wù)個性化的提交方面，一直無法切實地滿足要求。傳統(tǒng)的解決方案往往采取綜合使用多種數(shù)據(jù)接口，WEB門戶與多種VPN遠程接入的技術(shù)來實現(xiàn)，如圖1所示：但是經(jīng)過長期實踐，傳統(tǒng)個性化服務(wù)方式表現(xiàn)出了以下幾點不足。

圖1 傳統(tǒng)的以VPN技術(shù)為基礎(chǔ)的個性化遠程服務(wù)方案

① 服務(wù)成本。為解決訪問終端的兼容性問題不可避免的增加開發(fā)、管理和維護成本。同時，由于傳統(tǒng)方案往往是信息孤島式的系統(tǒng)，也就增加了重復(fù)建設(shè)的成本。

② 系統(tǒng)安全。通過VPN把用戶終端置放于固定的一個IP池中進行資源訪問，在某些情況下，其安全問題會對整個網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。也就是說，用戶終端和系統(tǒng)在邏輯上的緊耦合關(guān)系會導(dǎo)致一定的系統(tǒng)風(fēng)險。

③ 終端支持。這一服務(wù)方案在很大程度上把用戶訪問的設(shè)備終端限制在PC上，但是在智能終端設(shè)備與3G網(wǎng)絡(luò)風(fēng)靡的今天，如果不進行大的改動，傳統(tǒng)的服務(wù)方案幾乎不能滿足多種智能終端的訪問需求。

④ 訪問授權(quán)。傳統(tǒng)模式下是對用戶名與密碼進行管理，即使通過了SSO單點登錄技術(shù)，仍舊不能很好地滿足針對遠程合法用戶訪問館內(nèi)終端授權(quán)的內(nèi)部資源的要求。

這時，應(yīng)運而生的云計算技術(shù)提供了遠程服務(wù)無限發(fā)展的空間與可能。相對公有云而言，目前私有云由于在數(shù)據(jù)、安全和穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)勢，并且對現(xiàn)有的IT部署架構(gòu)沖擊較小，而被廣泛采用。

通過在傳統(tǒng)的圖書館數(shù)字化體系當(dāng)中，增加專門為讀者提供服務(wù)的一個“私有云”，就可以實現(xiàn)在原來的圖書館基礎(chǔ)框架不進行大范圍改動的情況下，把數(shù)字化圖書館帶入到一個“云計算時代”，這對數(shù)字化圖書館提升服務(wù)功能產(chǎn)生了重要的影響。

2 云計算在圖書館中的構(gòu)建方案

從數(shù)字化圖書館實際運用的條件來看，需要重點考慮兩種“私有云”構(gòu)建的方案。一種是提供給具備完整的基礎(chǔ)服務(wù)框架的私有云，即IaaS。圖書館IT人員將館內(nèi)具備計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備進行整合形成集群。然后按照業(yè)務(wù)需求將集群的硬件資源進行再分配，再在分配到的基礎(chǔ)性資源上自行安裝系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。另一種是將各種資源和應(yīng)用軟件打包發(fā)布到服務(wù)云中，即 SaaS。用戶只需按自己的需要在終端進行各項操作。

從當(dāng)前數(shù)字化圖書館的任務(wù)來說，只需要提供統(tǒng)一的應(yīng)用云就基本能夠滿足圖書館用戶的需求，但是，從現(xiàn)實的情況來看，即便是提供的統(tǒng)一的應(yīng)用云，也必須首先建立起基礎(chǔ)的服務(wù)保障——基礎(chǔ)架構(gòu)云。

為了簡化管理程序、降低云建設(shè)與運行的成本，可以把基礎(chǔ)架構(gòu)云進一步改造成為SaaS統(tǒng)一應(yīng)用云，即把用戶云PC中的系統(tǒng)鏡像同數(shù)字化圖書館當(dāng)中的服務(wù)程序統(tǒng)一進行打包，并為讀者提供唯一的可使用的系統(tǒng)鏡像。在這種情況下，可以使系統(tǒng)存儲的需求大大降低，系統(tǒng)管理得到簡化，同時還能提供非常標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)。這樣，無論是來自哪里的用戶都能享受到館內(nèi)的待遇，還能保證管理與運行成本不增加。SaaS統(tǒng)一應(yīng)用云計算，如圖2所示：

圖2 以SaaS云計算技術(shù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一應(yīng)用云建立方案

SaaS與 IaaS相比較，有著顯著的不同。云接入網(wǎng)關(guān)會直接的承擔(dān)起發(fā)布應(yīng)用管理網(wǎng)關(guān)的具體功能，將云PC可以進一步簡化成為應(yīng)用終端，而不一定必須是有著完備結(jié)構(gòu)的虛擬PC。

還需要注意的是，其中所隱含的一種非常重要的前提就是SaaS統(tǒng)一應(yīng)用云是構(gòu)建在IaaS基礎(chǔ)架構(gòu)云這一方案的基礎(chǔ)之上的，這里所隱含的 IaaS服務(wù)不是針對普通的讀者進行的服務(wù)，而是成為了一種系統(tǒng)管理人員所采用的管理工具。

相對于IaaS基礎(chǔ)架構(gòu)云中的PC能夠直接給讀者使用的情況，通過SaaS進行改造的統(tǒng)一應(yīng)用云有以下幾點優(yōu)勢：一是它把較為復(fù)雜的云PC管理功能收回到管理工作人員手中，這樣就有效地簡化了圖書館讀者在使用云計算技術(shù)時的門檻；二是它把相對來說比較占據(jù)存儲資源與耗費計算的用戶PC簡化為一個個終端，能夠比較充分的發(fā)揮出目前操作系統(tǒng)的一個多用戶功能；最后，它可以通過多用戶終端技術(shù)的采用，極大地降低云建設(shè)的成本。

3 云計算在圖書館中的應(yīng)用模式

除了有關(guān)云計算構(gòu)建的研究以外，如何正確選擇合適的云應(yīng)用模式，也是一個需要仔細研究的問題。目前來看，在考慮到安全和操控性的基礎(chǔ)上，圖書館領(lǐng)域的云計算應(yīng)用模式大致有以下兩類：

3.1 總/分模式

為了達到提供能覆蓋某個地區(qū)或全國的圖書館服務(wù)，總/分架構(gòu)的云計算部署應(yīng)該是最為典型的一種模式。在這種模式下，總館擔(dān)當(dāng)中心節(jié)點職能，承擔(dān)“云服務(wù)”提供者的角色，為本地數(shù)據(jù)中心或其他業(yè)務(wù)提供支持。而其他分圖書館作為“云服務(wù)”的使用者，直接將業(yè)務(wù)接入“云”端。幾乎所有的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)和資源服務(wù)系統(tǒng)都通過總館的“云”來提供。這樣，圖書館可以利用云計算平臺，進行數(shù)字資源的整合、組織、關(guān)聯(lián)、導(dǎo)航甚至可視化服務(wù)。每個圖書館背后都以互聯(lián)互通的圖書館網(wǎng)作為支持，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)館際互借、資源共享。這種模式提供的是私有云服務(wù)，圖書館界通過建立自有的私有云，可以增強IT對業(yè)務(wù)的影響能力，幫助圖書館界管理基礎(chǔ)架構(gòu)，提高文獻信息資源的可獲得性，最大程度上實現(xiàn)資源的共建共享，提高資源利用率。

3.2 混合模式

混合模式又叫做混搭模式，它是在基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，利用第三方云計算供應(yīng)商的專項服務(wù)，并結(jié)合本地門戶而構(gòu)建的“混合云”模式。這種模式的云環(huán)境由好幾個內(nèi)外服務(wù)供應(yīng)商共同構(gòu)成，設(shè)計者可以按需選擇最為合適的云服務(wù)應(yīng)用，而不必完全依賴于某個云服務(wù)提供商。也就是說，圖書館既可以創(chuàng)建自己的私有云，同時也能與其提供額外存儲和基礎(chǔ)架構(gòu)計算能力的云資源供應(yīng)商合作。利用混搭云，一方面，圖書館可以迅速整合各種服務(wù)和能力，迅速處理館內(nèi)外的大量數(shù)據(jù)，節(jié)省了成本和IT技術(shù)人員，同時也提供快捷有效的服務(wù)；另一方面，圖書館可更加自由地定制搭載方式。比如，館藏的珍藏文獻數(shù)字化的數(shù)據(jù)，一般不會輕易放在公有云上，而對一些基礎(chǔ)服務(wù)，如目錄服務(wù)、館際互借、聯(lián)合咨詢、聯(lián)機編目、軟件共享等可以放在公有云上。混搭模式兼顧公有云較低成本的優(yōu)點，也可部分實現(xiàn)私有云易控性。由于目前沒有哪個商業(yè)機構(gòu)會先期構(gòu)造一個為圖書館服務(wù)的云基礎(chǔ)環(huán)境，所以在沒有成熟的圖書館專用云計算環(huán)境的情況下，混合模式不失為一項好的選擇。

4 云計算在圖書館中的實踐

目前云計算在圖書館的實踐應(yīng)用并不多，但已經(jīng)出現(xiàn)了一些案例。如有號稱亞洲首個SaaS的集成圖書館系統(tǒng)解決方案Cybrarian跨庫檢索系統(tǒng)。它提供在線管理圖書資源功能，并開放給Google、Yahoo等搜索引擎提供全球范圍的索引查詢功能。Cybrarian系統(tǒng)擁有的目錄模塊、WebOPAC模塊和 ePaper模塊更是能夠為所有圖書館使用者提供靈活、自助和高效的服務(wù)。

另外，美國國會圖書館的DuraCloud項目是一個具有持久云存儲能力的托管服務(wù)，由DuraSpace組織發(fā)起和管理。作為一個非盈利項目，其主要目的是為自身缺乏專門技術(shù)基礎(chǔ)的機構(gòu)提供云存儲服務(wù)，同時還能自由選擇云服務(wù)商，比如Amazon、RackspaceCloudFiles等。該項目主要由Fedora和DSpace兩個開源解決方案組成，其主要的服務(wù)對象為大學(xué)圖書館、科研中心和歷史文化組織。

據(jù)目前所知，國內(nèi)圖書館尚未有成型的云計算應(yīng)用實踐，因此，通過對國外圖書館的云計算應(yīng)用案例的研究和學(xué)習(xí)是極為必需的。

5 總結(jié)

盡管在IT領(lǐng)域已經(jīng)有了一些針對云計算的標(biāo)準(zhǔn)，但圖書館界對于云計算的應(yīng)用至今還沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。作者認為，管理者應(yīng)該就云計算在圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用所需的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)協(xié)議進行研究，制定行業(yè)的應(yīng)用規(guī)范。同時，業(yè)界還需要加強對云計算管理服務(wù)提供商的研究，重點關(guān)注其開放性、共享性、標(biāo)準(zhǔn)化等方面，以便聯(lián)合各方之力，形成圖書館行業(yè)對于云計算應(yīng)用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，進而提高管理水平，加快云計算在實際工作中的應(yīng)用。

雖然有專家認為云計算是最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心，但也有專家表示安全問題仍是云計算存在的主要問題之一。由于“云”對外部使用者的不透明性，尤其是當(dāng)云服務(wù)是由多家服務(wù)商提供時，每家服務(wù)商基本上是以不可見的方式為其他服務(wù)商提供計算處理或數(shù)據(jù)存儲的服務(wù)；這樣，整個服務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)其實是不可控的，甚至有可能某家服務(wù)商會以用戶未知的方式越權(quán)訪問讀者數(shù)據(jù)。即使采用進程隔離類的加密技術(shù)，也不能完全保證書目數(shù)據(jù)和讀者數(shù)據(jù)完好無損，從而導(dǎo)致圖書館的數(shù)據(jù)安全問題。因此，未來在如何安全的使用云計算也是圖書館界和計算機界需要關(guān)注的地方。

最后，云計算目前還處于早期應(yīng)用階段，存在很多技術(shù)方面的挑戰(zhàn)，比如安全性、兼容性、可移植性、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。對此，業(yè)界也存在一些對使用云計算的質(zhì)疑。作者認為，在數(shù)字化圖書館的建設(shè)中不斷嘗試應(yīng)用云計算技術(shù)，在其成熟后，把它逐步地推送到核心服務(wù)的云化改造之中，再通過采納云計算的個性服務(wù)解決方案，一定能夠推動數(shù)字化圖書館的跨越式發(fā)展。

[1]張捷.基于云計算的圖書館信息資源共建共享平臺的構(gòu)建[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2011(14).

[2]馮寶秀.基于云計算服務(wù)模式的圖書館信息資源建設(shè)可行性分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟. 2011(14).

[3]李永先,欒旭倫,李森森.云計算技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用探討[J].江西圖書館學(xué)刊,2009(01).

[4]盧曉娟.云計算與未來圖書館數(shù)字信息資源建設(shè)[J].四川圖書館學(xué)報, 2009(02).

[5]周舒,張嵐嵐.云計算改善數(shù)字圖書館用戶體驗初探[J].圖書館學(xué)研究, 2009(04).

[6]胡小菁,范并思.云計算給圖書館管理帶來挑戰(zhàn)[J].大學(xué)圖書館學(xué)報,2009(04).