云計算技術驅動下構建數字圖書館虛擬化環境的探討

徐世嗚

關鍵詞：云計算技術；數字圖書館；云服務平臺

摘要：圖書館經歷了不同的發展時期，目前正朝著云計算方向發展。文章結合云計算技術及虛擬化技術，通過構建數字圖書館云服務平臺，構建了基于云計算技術的數字圖書館虛擬化環境，探討了數字圖書館資源在云計算環境下如何實現信息的集成以及共享，以期能夠為數字圖書館真正實現共建共享起到一定的促進作用。

中圖分類號：G250文獻標識碼：A文章編號：1003-1588（2018）07-0119-03

1背景

云計算早在十年前就已經受到人們的關注，2010年美國便在政府預算中劃撥專門資金用以云計算技術的研究工作，同時也將云計算提升到了國家戰略的高度。隨后，IBM、Google以及微軟等軟件企業均投入大量的資金用以云計算研究工作[1]。現在，云計算已逐漸滲透到了人們生活的方方面面，同時也會對今后互聯網行業的發展及具體服務模式產生重大影響，還會在較大程度上對人們應用信息資源的方式帶來影響。圖書館是信息服務中極為重要的載體，數字圖書館借助于網絡平臺可以把一些分散信息、異構信息等加以集中，參照以往圖書館對于信息的組織方法，同時充分應用先進技術，逐漸發展成為目前網絡環境下非常有效的信息組織方式[2]。而怎樣將數字圖書館和云計算相互融合，構建數字圖書館云服務平臺，從而建立更為優良的數字化圖書館虛擬環境，這對圖書館而言并非是簡單的技術革新，而是對傳統圖書館服務體制的根本性改變。

2云計算及虛擬數字圖書館

2.1云計算及虛擬化技術

云計算可以被看作是一種基于網絡的集成計算技術，而虛擬化技術則是把系統之中包含的處理器裝置、內存裝置及儲存裝置等進行抽象處理，將它們轉變為標準化的虛擬硬件，而把所構建的虛擬硬件和操作系統及應用程序等一起封裝于虛擬機之中，因為虛擬機是采用文件形式進行保存，同時不同虛擬機文件所擁有的格式是一致的，所以通過虛擬化技術便能夠有效地消除信息之間的異構性問題[3]。虛擬技術也被人們看作是云計算技術最為基礎以及最為核心的技術。通過利用虛擬化技術，能夠將底層資源與操作系統之間的異構性加以有效屏蔽，而用戶能夠實現采用統一的接口，透明地訪問異質云端資源。而在用戶的實際使用過程中，不要求用戶掌握相關知識與技術，也不要求用戶知道資源具體的位置，更不要求用戶了解資源的運行環境，用戶只要依照自身的實際需求，租賃云計算資源，便能夠借助于無縫抽象平臺集成功能，確保自身可以獲得透明且便捷的云服務。

2.2虛擬數字圖書館

與實體圖書館不同，虛擬數字圖書館是基于數字圖書館，利用網絡信息資源建立起來的跨區域抽象圖書館，因此，用戶雖然能夠通過虛擬數字圖書館獲得所需信息以及知識，但虛擬數字圖書館并非是具體的圖書館形態。虛擬數字圖書館是以信息數字化儲存以及網絡化傳輸為基礎，其目的是為了實現信息共享，為用戶提供個性化信息服務，使圖書館從以信息資源為中心，逐漸朝著以用戶為中心這一方向不斷轉變[4]。虛擬數字圖書館具有以下特征：①虛擬數字圖書館不僅是信息資源的主體，同時也是信息資源的客體，擁有更為強大的資源定制能力，可以為用戶提供更加個性化的信息服務。②虛擬數字圖書館擁有動態集成的能力，同時還擁有協同解決問題的能力，逐漸演變成為高性能計算實體。③虛擬圖書館能夠確保知識資源得以有效利用，并促進知識的創新與發展，最終實現真正的知識共享。

3基于云計算技術的數字圖書館云服務平臺架構

依照云計算所提供的相應功能，同時結合數字圖書館構建的具體現狀，數字圖書館云服務平臺架構從上至下包括應用層、管理層、數據層及基礎設施層，具體結構如圖1所示。

3.1應用層

在所構建的系統中，應用層屬于最高層，可以為用戶提供其所需的一些應用服務和交互接口。在向用戶提供信息服務的過程中，利用Web網站的形式，用戶登錄到網站之后，便可以連接到云服務平臺，從而獲取所需的信息以及服務。云平臺的用戶能夠根據自身需求，租用系統所提供的部分或全部服務內容。

3.2管理層

該層結構屬于整個系統之中最為核心的結構，其所擁有的功能非常多，主要包括資源配置、進程管理、存儲訪問以及安全管理等。管理層可以提供程序運行、安全管理以及維護監測等工作中會使用到的一些資源，所封裝的服務大多數都與分布式計算相關。

3.3數據層

數據層利用數據庫虛擬化技術，借助Web中間件，針對各節點之中的異構數據進行管理以及調度等。用戶能夠應用任何一個中間件所對應的Web接口提交相應的查詢信息，查詢信息在被分解之后，路由至網絡中另外一些中間件，并執行相關操作，最后會將信息收集結果反饋至用戶界面。數據共享網絡是由大量的中間件構成的，擁有非常高的靈活性，而且只要求圖書館安裝集成了大量中間件的云圖書館節點平臺，同時再配備相應的IP鏈接，就能實現共享網絡的進一步擴展。

3.4基礎設施層

該結構層屬于最為基礎的部分，直接影響到數字圖書館云平臺所包含的服務內容以及能力等。基礎設施層包括虛擬的硬件資源，借助于虛擬化技術，把網絡節點之中的相關信息資源接入網絡系統，同時還會借助于云平臺服務器集群技術手段，對節點位置的分散服務器進行管理以及調度，虛擬出相應的服務器系統，確保整個系統的計算能力得到顯著提升，從而可以滿足越來越高的計算需求。

4基于云計算技術的數字圖書館云服務平臺服務流程

用戶在利用數字圖書館云服務平臺獲取信息的過程中，需要經過以下幾個流程，如圖2所示。

4.1信息資源描述

用戶登錄到相應的Web界面之后，可以通過提交檢索信息，向平臺發出相應的請求，而在接收到用戶的請求之后，平臺就可以提供相應的服務，并且還能與云平臺的其他用戶共享計算能力以及流量等。用戶的動態請求能夠驅動云服務平臺，借助描述語言對具體的信息需求加以描述。

4.2信息資源匹配

平臺在完成信息資源的描述工作之后，便通過信息資源發現以及發布等手段，在各個節點平臺包含的資源中搜索與之相匹配的信息。云服務平臺所包含的動態部署虛擬硬件設施，能夠為整個系統提供所需的儲存空間，同時還能夠提供系統所需的計算資源，而且還可以進一步對資源加以優化配置，并確保信息的完整性以及精準性。

4.3信息資源調度

云服務平臺不同節點的相關信息資源都是經過規范化處理之后的信息資源，能夠確保平臺可以對收集到的信息加以調度。通過利用調度功能，可以確保系統能夠對用戶實際需求的信息數據進行儲存以及調取，同時還能夠實現不同信息數據完成并行的儲存以及調取，其擁有的功能與記錄設備相類似，主要針對目前全部用戶所需信息數據進行記錄，并且保證全部用戶的信息需求均能夠得到有效執行。

4.4信息資源發布

云服務平臺對用戶提交的信息需求進一步加以評估，也就是借助用戶所提交的信息需求與數據庫信息資源，確保任務調度工作能夠獲得相應的參考信息。而在云服務平臺中運行的不同節點平臺會按照數字圖書館云服務平臺的任務調度指令，確保將相關信息傳輸至用戶界面，從而實現把相關信息發送至有需求的用戶，最終完成信息資源發布工作。

5基于云計算技術的數字圖書館云服務平臺運行機制

5.1數字信息資源的采集機制

通過云服務平臺所擁有的采集機制，用戶只需要登錄到云服務平臺，提交相應的檢索信息，云服務平臺便能夠自動把各個用戶所提交的檢索信息轉變為針對不同數字圖書館的信息采集指令，同時依據相應的要求在不同數據庫中收集相關數據信息。采用這種信息采集模式，系統無需重復儲存數據信息，同時還更加有利于實現數據信息的同步性。

5.2數字信息組織以及管理機制

云服務平臺的一些核心軟件，如數據庫虛擬化技術，能夠把單獨存在于網絡中的資源，依據不同的類別進行集中，確保所有的資源能夠被協調應用，在平臺各個節點服務器上設置相應的從屬平臺，通過主系統對儲存于不同節點服務器的異構化數據加以集中管理，對數據資源進行任務調度。同時，云服務平臺還能夠借助于元數據收割的方式，針對不同節點服務器的信息資源構建新的表單，確保云服務平臺的利用率能夠得到進一步提升，同時還可以增強云服務平臺的管理功能，確保平臺能夠為用戶提供更具個性化的信息資源，滿足不同用戶的信息服務需求，數據處理流程如圖3所示。

5.3用戶服務機制

云服務平臺可以借助虛擬化技術，為用戶提供更為統一的操作系統，提供相同的應用軟件。用戶只需登錄到云服務平臺，在交互界面中輸入信息需求申請，平臺就能夠進一步解析用戶的不同需求，并且對請求信息加以規范化處理，然后把用戶所提交的需求信息發布于不同節點服務器。各個節點服務器首先依照云服務平臺實際的任務調度，在數據庫之中進行檢索，搜尋和申請信息相匹配的各種信息資源；其次將所收集的信息資源反饋至云服務平臺，在平臺完成信息的分類以及挖掘工作，從中提取到用戶所需的信息資源；最后對這些信息資源進行整理，發布給相應的用戶。

5.4不用機制間的相互作用

在云服務平臺中，不同機制之間存在著非常密切的聯系以及相互作用，具體關系如圖4所示。

在這些運行機制之中，數據信息采集機制是最為基礎的部分，其重要功能便是收集不同用戶所需的各種數據信息，借助于數據庫集群完成相關信息的檢索工作，收集和用戶實際信息需求相符合的各種數據信息資源。而信息的組織與管理機制則會把所收集到的各種數據信息通過任務調度進行分配管理，同時還有安全管理以及用戶管理的功能。用戶服務機制則是把收集到的各種數據信息經過Web交互界面發布至用戶手中。在云服務平臺中，不同的機制相互作用，其中某一機制發生改變，會導致其他運行機制出現關聯反應，同時，不同機制之間只有相互協調，才能確保云服務平臺的功能得到有效發揮。

6結語

目前，圖書館對于云計算技術的應用依舊處在起步階段，在應用過程中也會面臨信息安全、技術革新以及性能等問題。要想構建出更加優良的數字圖書館虛擬化環境，圖書館需要深入地研究相關技術，對現有的技術加以革新與完善。在未來云計算技術不斷得到發展的同時，數字圖書館虛擬化環境也會越來越完善，越來越多的云服務平臺將會應用到虛擬數字圖書館建設之中，而通過構建云服務平臺，可以進一步改善數字圖書館的服務質量，提升服務效率，確保數字圖書館共建共享的目標得以真正實現。

參考文獻：

[1]任風賢.基于云計算技術的圖書館智能采編系統[J].電子技術與軟件工程，2018（7）：58.

[2]呂魯江.基于云計算的圖書館數字資源庫構建研究[J].圖書館學刊，2018（1）：108-111.

[3]李依霏.基于云計算的數字化圖書館研究[J].科技與創新，2018（2）：87-88.

[4]浦潔.云計算在數字圖書館中的應用研究[J].新世紀圖書館，2018（1）：58-61.

（編校：崔萌）