圖書館云計(jì)算的應(yīng)用研究與實(shí)踐構(gòu)想

●馮永財(cái)（西安科技大學(xué) 圖書館，西安 710054）

1 云計(jì)算的概念

云計(jì)算是一個(gè)基于網(wǎng)格技術(shù)理念并在其基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模型。在云計(jì)算模型下，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商利用“云”（超級計(jì)算機(jī)群）為用戶提供安全、快捷的信息存儲服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。從廣義上來看，云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)；從狹義上來看，云計(jì)算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。云計(jì)算是分布式計(jì)算（DistributedComputing）、并行計(jì)算（Parallel Computing） 和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的發(fā)展。云計(jì)算的基本原理是：通過使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。[1]這使得用戶能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)轉(zhuǎn)的管理和維護(hù)則由提供云計(jì)算服務(wù)的企業(yè)負(fù)責(zé)，并由他們來保證足夠強(qiáng)的計(jì)算能力和足夠大的存儲空間來供用戶使用。在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)，用戶都可以任意連接至互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備。同時(shí)，用戶終端的功能將會被大大簡化，而諸多復(fù)雜的功能都將轉(zhuǎn)移到終端背后的網(wǎng)絡(luò)上去完成。

2 圖書館云計(jì)算的特點(diǎn)

2.1 服務(wù)能力強(qiáng)

通過一定的協(xié)調(diào)調(diào)度策略，圖書館云計(jì)算模式可以通過數(shù)萬乃至百萬的普通計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)合來提供超強(qiáng)的、可以與超級計(jì)算機(jī)相抗衡的計(jì)算能力，使用戶完成單臺計(jì)算機(jī)根云計(jì)算（CloudComputing）。利用高速互聯(lián)網(wǎng)的傳輸能力，將數(shù)據(jù)的處理過程從個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器移到互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)集群中。這些計(jì)算機(jī)都是很普通的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器，由一個(gè)大型的數(shù)據(jù)處理中心管理，數(shù)據(jù)中心按客戶的需要分配計(jì)算資源，達(dá)到與超級計(jì)算機(jī)同樣的效果。在云計(jì)算模式中，人們不是從自己的計(jì)算機(jī)上，也不是從某個(gè)指定的服務(wù)器上，而是從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上，通過各種設(shè)備（如移動終端等）獲得所需的信息，因此其速度得到了質(zhì)的飛躍。[2]在圖書館“云”（計(jì)算機(jī)群）中，當(dāng)用戶在互聯(lián)網(wǎng)上提交一個(gè)查詢請求時(shí)，圖書館云計(jì)算模式將調(diào)用云中的成千上萬臺計(jì)算機(jī)在為他同時(shí)搜索眾多的數(shù)據(jù)庫，并運(yùn)用各種不同的方法提供盡可能完備的搜索結(jié)果。

2.2 運(yùn)行成本低

為了使用某個(gè)最新的操作系統(tǒng)或某個(gè)應(yīng)用軟件的最新版本，各圖書館必須不斷升級自己的電腦硬件。云計(jì)算服務(wù)提供商的存儲成本、帶寬成本、計(jì)算處理成本等加起來也只有機(jī)構(gòu)自身運(yùn)營數(shù)據(jù)中心成本的幾分之一，這將有助于圖書館以比較低廉的架構(gòu)成本進(jìn)行運(yùn)作。實(shí)施云計(jì)算不需要舍棄原有的IT基礎(chǔ)設(shè)施資源，云計(jì)算的本質(zhì)就是通過整合、共享和動態(tài)的供應(yīng)來實(shí)現(xiàn)IT投資的利用率最大化，包括了新的投資和已有的資源。圖書館云計(jì)算中，圖書館只需花少量的錢來租用相關(guān)的云服務(wù)商所提供的相關(guān)服務(wù)即可。它可以讓各圖書館利用很少的投資獲得較大的回報(bào)，同時(shí)不必?fù)?dān)心自己所購買的IT產(chǎn)品被淘汰，因?yàn)榫唧w的硬件的配置和更新都是由云服務(wù)提供商來提供的。圖書館用戶所需做的只是通過各種設(shè)備（如移動終端等）享受云服務(wù)所提供的信息、知識、服務(wù)等。

2.3 界面友好

雖然在“云”里有成千上萬臺計(jì)算機(jī)為其提供服務(wù)，但對于“云”外的用戶來說，他看到的只是一個(gè)統(tǒng)一的“服務(wù)”（或接口）界面，用戶使用云服務(wù)就如通過互聯(lián)網(wǎng)使用本地計(jì)算機(jī)一樣的方便。[3]用戶在使用時(shí)，通過Web云接入，實(shí)現(xiàn)“無處不在”的訪問，同時(shí)也和Web云上的用戶共享流量和計(jì)算能力，可以動態(tài)地提供請求和反饋信息。對于用戶而言，所有的數(shù)據(jù)存儲和管理都由“云”來完成，圖書館不再需要關(guān)心如何獲取和管理數(shù)據(jù)，只需要關(guān)心如何使用這些數(shù)據(jù)即可。[4]

2.4 安全性高

在云計(jì)算模式中，數(shù)據(jù)集中存儲，因而更容易實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測。依托云計(jì)算模式中的一個(gè)或者若干個(gè)數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心的管理者對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、分配資源、均衡負(fù)載、部署軟件、控制安全，并進(jìn)行可靠的安全實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而可使用戶的數(shù)據(jù)安全得到最大限度的保證。[5]云計(jì)算為圖書館用戶提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心，用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等問題。因?yàn)榕c現(xiàn)今流行的網(wǎng)絡(luò)硬盤相比，云服務(wù)端有專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來管理信息，有先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心來保存數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以自動同步傳遞，并可通過Web在所有的設(shè)備上使用，避免了用戶將數(shù)據(jù)存放在個(gè)人電腦上而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失或感染病毒等問題。

在現(xiàn)行的圖書館中，數(shù)據(jù)都集中在館內(nèi)的服務(wù)器上，而一旦服務(wù)器出現(xiàn)故障，輕則使圖書館無法進(jìn)行正常的工作，不能給用戶提供正常的服務(wù)，重則將導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)（如借閱記錄等）的丟失。在云計(jì)算模式中，因?yàn)椤霸啤敝杏邪偃f臺服務(wù)器，因此即使“云”中的某臺服務(wù)器出現(xiàn)故障，“云”中的服務(wù)器也可以在極短時(shí)間內(nèi)，快速利用克隆技術(shù)將某臺服務(wù)器中的數(shù)據(jù)完全拷貝到別的服務(wù)器上，并啟動新的服務(wù)器來提供服務(wù)，從而使圖書館真正實(shí)現(xiàn)無間斷的安全服務(wù)。

為了防止病毒造成圖書館管理系統(tǒng)癱瘓，圖書館還必須反復(fù)安裝殺毒軟件和防火墻軟件。而在云計(jì)算時(shí)代，所有這些都無需用戶自己動手，因?yàn)樵谠品?wù)端有專業(yè)的IT人員幫用戶維護(hù)硬件、安裝和升級軟件、防范病毒和各類網(wǎng)絡(luò)攻擊，而用戶只需在瀏覽器中鍵入U(xiǎn)RL（Uniform Resource Locator，統(tǒng)一資源定位符），登錄后即可在瀏覽器中完成在個(gè)人電腦上所能進(jìn)行的一切工作。用戶不需要安裝和升級電腦上的各種應(yīng)用軟件，只需要具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以方便、快捷地使用云計(jì)算提供的各種服務(wù)。

3 云計(jì)算在圖書館的應(yīng)用構(gòu)想

在圖書館領(lǐng)域，云計(jì)算為新的圖書館服務(wù)模式提供了新的發(fā)展思路：云計(jì)算服務(wù)器中的大型存儲器為日益豐富的數(shù)字圖書資源的聚合奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，它實(shí)現(xiàn)了C/S（Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù)器） 結(jié)構(gòu)向B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器） 結(jié)構(gòu)真正意義上的轉(zhuǎn)變，這使得對使用者終端硬件的要求大幅降低，用戶只需一臺支持瀏覽器技術(shù)的移動設(shè)備，如手機(jī)、PDA（Personal Digital Assistant，個(gè)人數(shù)碼助理）等即可享受圖書館的服務(wù)。圖書館如何使用云計(jì)算服務(wù)呢？舉例來說，如果想建立一個(gè)網(wǎng)上圖書館，讓人們登錄到你的網(wǎng)站后，利用圖書館的網(wǎng)站獲取知識和信息，那么首先要開發(fā)這一網(wǎng)上軟件，然后在自己的服務(wù)器上運(yùn)行，或在其他公司的托管服務(wù)器和設(shè)定空間上運(yùn)行，為用戶服務(wù)。這種方式的潛在問題是服務(wù)的資源是恒定的，但每個(gè)圖書館的讀者流量是變化的。讀者少時(shí)資源可能浪費(fèi)，讀者多時(shí)資源可能不夠。利用云計(jì)算，圖書館為讀者提供服務(wù)的資源可隨時(shí)根據(jù)讀者流量減少或增加，大大提高服務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量，而不需要投資新的基礎(chǔ)設(shè)施，開展新的培訓(xùn)或者購買新的軟件許可證。云計(jì)算最適合希望將數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施全部外包的中小型圖書館，或者希望不用花費(fèi)高額成本建立更大的數(shù)據(jù)中心就可獲得更高負(fù)荷能力的大型圖書館。各圖書館不必?fù)碛性浦械幕A(chǔ)設(shè)施、軟件或平臺，因此降低了前期成本、資本支出和運(yùn)營成本。

如何在現(xiàn)有的技術(shù)水平條件下，利用較少的、合理的投資解決圖書館所面臨的種種問題，是當(dāng)今圖書館在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下所面臨的又一課題，而云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)無疑為這些問題的解決提供了一種嶄新的、較為理想的方法。

3.1 圖書館資源協(xié)調(diào)發(fā)展和共享共建

云計(jì)算有利于數(shù)字圖書館的信息集成。在云計(jì)算中信息資源是個(gè)超大的聯(lián)合體，它將不同地域的信息資源集成在一起，避免了資源重復(fù)，同時(shí)形成資源互補(bǔ)。而且云計(jì)算中資源更新速度快，其更新頻率將以天或更小的時(shí)間間隔為單位，頻繁的更新豐富了數(shù)字圖書館中的信息資源。通過云計(jì)算模式，有關(guān)的圖書館可以共同構(gòu)筑信息共享空間，在其的運(yùn)行成本大大降低的同時(shí)效率卻得到大幅度提高。對于參加合作的圖書館來說，在“圖書館云”中，通過云計(jì)算技術(shù)，他們可以實(shí)時(shí)地獲得其他圖書館的資料，使用戶的信息需求獲得極大的滿足。

云計(jì)算技術(shù)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了多種資源的全面共享，進(jìn)而極大地提高了數(shù)字圖書館資源的利用效率。隨著3G時(shí)代的到來，通過手機(jī)接入云計(jì)算服務(wù)已成為可能。不管信息用戶在何時(shí)何地，只要能連入互聯(lián)網(wǎng)，就能享受到數(shù)字圖書館的服務(wù)。作為網(wǎng)格運(yùn)算模式的發(fā)展和改進(jìn)，云計(jì)算提供了更強(qiáng)的管理機(jī)制、自動化的部署功能和高層次的虛擬化技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下最大化的資源共享和協(xié)同。

云計(jì)算還處于萌芽階段，它的眾多優(yōu)點(diǎn)會對整個(gè)社會，尤其是對圖書館的發(fā)展將產(chǎn)生深刻的影響。筆者認(rèn)為：云計(jì)算技術(shù)以其強(qiáng)大的功能已在我國的一些商業(yè)領(lǐng)域得到了初步的應(yīng)用。在不久的將來，云計(jì)算技術(shù)也可能在圖書館中得到大規(guī)模的普及應(yīng)用。

3.2 解決我國基層圖書館技術(shù)設(shè)備障礙

對于我國圖書館事業(yè)發(fā)展不均衡的現(xiàn)狀以及廣大農(nóng)村及城市社區(qū)圖書館資源的匱乏，云計(jì)算特別有價(jià)值。新建圖書館以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施較差的小型圖書館如果要提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，通常需要購買一定的服務(wù)器等硬件設(shè)備和軟件，甚至還要招聘管理設(shè)備的信息技術(shù)人員。這對于圖書館而言是一筆不小的資金。同時(shí)，為了要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件的變化和圖書館管理軟件的不斷升級換代，各圖書館都必須不斷更新和擴(kuò)充技術(shù)設(shè)備，培訓(xùn)技術(shù)信息管理人員，在一定程度上讓圖書館工作陷入以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)、圖書館信息管理和知識服務(wù)完全受各館技術(shù)水平和設(shè)備條件限制的被動狀態(tài)中。如果利用云計(jì)算服務(wù)，圖書館可以花費(fèi)較少的資金從云計(jì)算服務(wù)商那里獲得所需的網(wǎng)絡(luò)資源，按照圖書館業(yè)務(wù)的發(fā)展和性質(zhì)，決定是否逐步增加租用云計(jì)算服務(wù)，甚至設(shè)立自己的數(shù)據(jù)中心。如果設(shè)備需要更新，不存在丟棄現(xiàn)有設(shè)備，另起爐灶，從而風(fēng)險(xiǎn)相對小一些。

對于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的圖書館來說，云計(jì)算的興起既是機(jī)會，也是挑戰(zhàn)。無論是大型圖書館還是中小圖書館，都應(yīng)該結(jié)合自己的實(shí)際情況，根據(jù)讀者的需要，積極開發(fā)和實(shí)踐“圖書館云計(jì)算”，在圖書信息資源管理中提供具有創(chuàng)造力和技術(shù)含量的服務(wù)，在信息競爭中立于不敗之地。

[1] 葛慧.云計(jì)算的信息安全[J].硅谷，2009（2）：42－43.

[2] 李開復(fù).云計(jì)算[J].中國教育網(wǎng)絡(luò)，2008（6）：34.

[3] 盧軍.云計(jì)算離企業(yè)應(yīng)用有多遠(yuǎn)？[J].信息系統(tǒng)工程，2008（7）：31－33.

[4] 富益群.泛談云計(jì)算的發(fā)展之路[J].程序員，2008 （11）：43.

[5] 楊新民.關(guān)于云安全的分析[J].信息安全與通信保密，2009（9）：45－47.