網(wǎng)格技術(shù)在現(xiàn)代檔案信息化管理中的應(yīng)用

趙順梅

（天水電氣傳動研究所有限責(zé)任公司，甘肅天水741020）

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛躍發(fā)展，其每一次的進(jìn)步都對社會、生活各個方面產(chǎn)生著巨大的影響。檔案工作是國家信息資源建設(shè)的一個重要部分，已經(jīng)從不同層面、多方位地利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為自身建設(shè)服務(wù)，期望實現(xiàn)國家檔案資源的有機整合和充分利用。如今，一種新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)-網(wǎng)格的出現(xiàn)，在網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展的影響和推動下，網(wǎng)格技術(shù)越來越逼近實際生活，檔案工作也不可避免地受到碰撞和沖擊。如何利用網(wǎng)格技術(shù)的優(yōu)勢管理檔案信息資源將是檔案信息化管理的一個重要課題，它必將引起檔案工作的時代變遷。

2 網(wǎng)格技術(shù)的內(nèi)涵

計算機和Internet發(fā)展到今天，對社會發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，從根本上改變了人們的工作方式、生產(chǎn)方式和生活方式，使整個社會進(jìn)入了“信息時代”。信息的產(chǎn)生、加工、傳播和獲取隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用逐漸朝著數(shù)字化、信息化、自動化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，信息的種類、形式、范圍大大拓展，從傳統(tǒng)的印刷型文獻(xiàn)過渡到數(shù)字化信息，純文本信息逐漸被文本、圖像、聲頻、視頻等多種媒體數(shù)字信息所取代，信息共享正在逐步實現(xiàn)。

在信息時代，Internet使得信息共享成為可能，但由于人們對信息的渴求程度大大提高，不再滿足于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和共享模式，而要尋求更加廣泛的資源共享，于是一種可以將地理上分散的資源集成起來的基礎(chǔ)設(shè)施-網(wǎng)格（Grid）被提了出來。關(guān)于網(wǎng)格，美國科學(xué)家伊安·福斯特（Ian Foster）曾這樣描述：“網(wǎng)格是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它將高速互聯(lián)網(wǎng)、計算機、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備融為一體，為科技人員和普通老百姓提供更多的資源、功能和服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽等通信功能，而網(wǎng)格的功能則更多更強，它能讓人們透明地使用計算、存儲等其他資源”。網(wǎng)格是一個一致、開放、標(biāo)準(zhǔn)的計算環(huán)境的信息基礎(chǔ)設(shè)施，支持聚合地理上廣泛分布的高性能計算資源、大容量數(shù)據(jù)和信息存儲資源、軟件和應(yīng)用系統(tǒng)、高速測試和獲取系統(tǒng)、以及人力等各種資源的合作問題求解系統(tǒng)的構(gòu)造。網(wǎng)格的出現(xiàn)讓人們看到資源無縫共享的前景，因此人們常常用“下一代因特網(wǎng)”、“國際互聯(lián)網(wǎng)2”、“下一代萬維網(wǎng)”等詞語來描述網(wǎng)格。

網(wǎng)格是借鑒電力網(wǎng)的概念提出來的，也稱網(wǎng)格計算或網(wǎng)格技術(shù)，它是伴隨互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而發(fā)展起來的新型科學(xué)計算模式。這種計算模式利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每一臺參與計算的計算機都是一個“節(jié)點”，整個計算系統(tǒng)是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一張網(wǎng)格”，這種計算方式數(shù)據(jù)處理能力超強，能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力，并像電力一樣隨處可得。

網(wǎng)格所連接的資源相當(dāng)廣泛，可以是計算機的軟硬件，也可以是其他的儀器設(shè)備，甚至是操作計算機的人。網(wǎng)格的目的就是將這些可用資源連結(jié)起來，實現(xiàn)計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、軟件資源、通信資源、知識資源、專家資源等的全面共享。

3 網(wǎng)格技術(shù)的特點

網(wǎng)格是因特網(wǎng)應(yīng)用的新發(fā)展，因特網(wǎng)實現(xiàn)了計算機硬件、網(wǎng)頁等的連接，而網(wǎng)格具有比因特網(wǎng)更強的功能。首先，網(wǎng)格比因特網(wǎng)具有更大的帶寬，歐美的網(wǎng)格計劃都使用更高速度的主干網(wǎng)；第二，網(wǎng)格能將更多高性能計算機資源連接共享，它的計算速度、數(shù)據(jù)處理速度可以大幅度提高；第三，網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)將比因特網(wǎng)更能有效地利用網(wǎng)絡(luò)信息資源。網(wǎng)格采用廣域緩存技術(shù)，能夠自動把用戶最需要的信息放在離用戶最近的服務(wù)器上；第四，網(wǎng)格將促進(jìn)更多、更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的出現(xiàn)，這些相互聯(lián)結(jié)的社區(qū)最終構(gòu)成一個龐大的網(wǎng)格社區(qū)。

網(wǎng)格是一個在地理位置上廣泛分布的基礎(chǔ)設(shè)施，用戶數(shù)量巨大，資源千差萬別，需求種類繁多，應(yīng)用功能各異，要給用戶提供安全、高效、高質(zhì)量的服務(wù)，網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)具有如下基本特點：

（1）網(wǎng)格具有分布與異構(gòu)性。網(wǎng)格系統(tǒng)由分布在Internet上的各類資源組成，包括各類大型機、工作站和個人計算機，它們是異構(gòu)的，可運行在UNIX、Windows、Linux等各種操作系統(tǒng)下，也可以是上述機型的機群系統(tǒng)、大型存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)庫或其他設(shè)備。

（2）網(wǎng)格具有集成與共享性。網(wǎng)格把地理位置上分布的各種資源集成在一起，成為一個有機的整體，協(xié)調(diào)分散在不同地理位置的資源使用者。同時，解決異構(gòu)機器之間資源與任務(wù)的分配與調(diào)度、安全通信與互操作、實時性等問題，實現(xiàn)對各種資源的充分共享，從計算資源、設(shè)備資源到服務(wù)資源，多個用戶不僅可以共同使用網(wǎng)格總的一個資源，網(wǎng)格中的一個用戶也可以同時使用多個網(wǎng)格資源，從而實現(xiàn)在非集中控制的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中協(xié)同使用資源。

（3）網(wǎng)格具有動態(tài)性。組成網(wǎng)格系統(tǒng)的資源不是一成不變的，而是動態(tài)變化的。隨著時間的推移，原先不在網(wǎng)格上的資源有可能連接到網(wǎng)格上，原先在網(wǎng)格上的資源由于故障或者其他原因有可能不再可用。針對網(wǎng)格資源的動態(tài)變化性，資源管理必須能動態(tài)監(jiān)視，實現(xiàn)任務(wù)的動態(tài)遷移，從可利用資源中選取最佳資源服務(wù)。

（4）網(wǎng)格具有自治性與多重管理性。網(wǎng)格上的資源是屬于不同的組織或個人的，資源的擁有者應(yīng)該擁有對資源的自主管理能力，可以隨時允許其資源進(jìn)入或退出網(wǎng)格而不影響整個網(wǎng)格的使用。但網(wǎng)格資源也必須接受網(wǎng)格的統(tǒng)一管理，否則不同組織的資源就無法建立聯(lián)系，無法實現(xiàn)共享和互操作，消滅不了信息資源的“孤島效應(yīng)”。

（5）網(wǎng)格具有開放性與標(biāo)準(zhǔn)性。網(wǎng)格系統(tǒng)面向所有的設(shè)備開放，只要遵守網(wǎng)格規(guī)則，任何設(shè)備都可加入網(wǎng)格。網(wǎng)格提供的接口是標(biāo)準(zhǔn)的，不依賴于接入的具體設(shè)備和管理系統(tǒng)，設(shè)備接入閾值低。

4 網(wǎng)格技術(shù)在現(xiàn)代檔案信息化管理中的應(yīng)用

網(wǎng)格技術(shù)作為新一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有分布性與異構(gòu)性、集成性與共享性、動態(tài)性、自治性和多重管理性、開放性與標(biāo)準(zhǔn)性等特點，有利于檔案的信息化建設(shè)和檔案信息資源的管理，能進(jìn)一步推動檔案工作的發(fā)展。

（1）在資源建設(shè)方面，網(wǎng)格可以實現(xiàn)數(shù)字檔案信息資源的全面共享。

檔案部門在檔案信息資源建設(shè)時，需要處理大量的數(shù)據(jù)，由于現(xiàn)有技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)條件的限制和檔案信息安全的制約，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法對各個數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行連通和數(shù)據(jù)交換，各個檔案館之間的檔案信息資源還處于分散和孤立狀態(tài)，沒有能夠?qū)崿F(xiàn)全面關(guān)聯(lián)，“信息孤島”、“信息煙囪”現(xiàn)象嚴(yán)重，在很多情況下用戶并不知道檔案信息資源存儲位置，不利于檔案信息資源跨地區(qū)、跨部門之間的利用，極大地影響用戶的利用需求。這些檔案信息資源各自為政、互不相通，造成了十分嚴(yán)重的人力、物力、財力浪費。

網(wǎng)格的本質(zhì)特征是共享利用，與目前的計算機網(wǎng)絡(luò)不同，實現(xiàn)資源全面共享是網(wǎng)格的出發(fā)點和目的。網(wǎng)格能實現(xiàn)應(yīng)用層面的連通，它主要關(guān)注的是如何消除“信息孤島”，為用戶提供“一站式跨庫”檢索，實現(xiàn)信息資源的智能共享。檔案是一種十分重要的信息資源，利用網(wǎng)格的共享性，可將分布在不同地域、不同部門異構(gòu)檔案信息資源集成起來，不僅能在各檔案館、各檔案部門之間實現(xiàn)檔案信息資源共享，還能為用戶提供統(tǒng)一的訪問接口，選擇適當(dāng)?shù)脑L問協(xié)議來實現(xiàn)用戶提出的服務(wù)請求。網(wǎng)格技術(shù)在檔案信息資源管理中的應(yīng)用，可以提高檔案部門的管理水平和服務(wù)質(zhì)量，提高數(shù)字檔案信息資源的利用效率，有助于國家綜合信息系統(tǒng)的組建?！昂饬恳粋€國家信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展程度的一項重要指標(biāo)，就是這個國家所組建的信息系統(tǒng)的完善程度和綜合程度。而國家信息系統(tǒng)主要涉及全部學(xué)科領(lǐng)域的文獻(xiàn)、圖書館和檔案服務(wù)。由此可見，完善的國家信息系統(tǒng)，也依賴于檔案信息系統(tǒng)的建立和完善?！本W(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用必將極大地增強整個檔案信息系統(tǒng)的功能和與其他信息系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)能力，從而有利于構(gòu)建完善的國家綜合信息系統(tǒng)。

網(wǎng)格技術(shù)的優(yōu)勢在于不僅能實現(xiàn)檔案信息資源的共享，還能實現(xiàn)計算機硬件及其他電子設(shè)備的共享，利用網(wǎng)格中其它檔案館閑置計算機的計算能力為用戶查詢和數(shù)據(jù)處理服務(wù)；也可以利用存儲虛擬化技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)存儲，整合閑置的存儲資源?！按鎯μ摂M化是指將物理的存儲設(shè)備以邏輯的形式呈現(xiàn)，將網(wǎng)絡(luò)中的存儲設(shè)備視為一個或多個存儲池進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，而不用考慮信息具體存放在哪臺設(shè)備上。利用虛擬化技術(shù)來改善數(shù)據(jù)管理所帶來的好處是簡化管理，降低管理的復(fù)雜性，提高存儲設(shè)備的利用率，提高數(shù)據(jù)的高可用性。

（2）在資源管理方面，網(wǎng)格能為數(shù)字檔案信息資源構(gòu)造統(tǒng)一的管理平臺。

數(shù)字化檔案信息異構(gòu)現(xiàn)象嚴(yán)重，信息有文本、圖形、圖像、影像等形式，存儲工具千差萬別，數(shù)據(jù)庫類型各不相同，檔案管理軟件品種繁多，不同計算機使用的操作系統(tǒng)也不相同。如何整合這些異構(gòu)的載體、軟件和管理系統(tǒng)等問題成為檔案信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。

在分布式的異構(gòu)環(huán)境中，網(wǎng)格技術(shù)能夠精確定位所需的數(shù)據(jù)集，并且能對分布在廣域網(wǎng)環(huán)境中的信息資源進(jìn)行抽象描述，支持網(wǎng)格應(yīng)用對資源訪問的透明性，為用戶提供一體化的智能信息平臺。在這個平臺上，信息處理是分布式、協(xié)作和智能化的，用戶可以通過單一入口訪問所有信息。而不像目前的因特網(wǎng)那樣，需要用戶自己在大量的、凌亂的、不統(tǒng)一的網(wǎng)頁信息中尋找自己所需的信息。

網(wǎng)格技術(shù)可以提供一個統(tǒng)一的、可以相互訪問的接口或者協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)格的許多平臺和資源只要滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，就可以將分布在各地的計算機、知識、數(shù)字檔案信息等組成一個邏輯整體，在此基礎(chǔ)上運行各自的應(yīng)用網(wǎng)格，為數(shù)字檔案信息資源管理提供軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，使網(wǎng)格中的檔案資源被統(tǒng)一管理和使用。

（3）在數(shù)據(jù)處理方面，網(wǎng)格有利于數(shù)字檔案信息資源的海量數(shù)據(jù)處理。

隨著檔案信息化進(jìn)程的加快，檔案館中需要處理的檔案數(shù)據(jù)越來越多，如果為了處理這些數(shù)據(jù)而添置大量的計算機或其他電子設(shè)備，顯然會加重檔案館的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而網(wǎng)格能夠充分利用現(xiàn)有資源，更好地解決海量數(shù)據(jù)的計算處理和分析問題；它能將分布在不同地域的計算機連接在一起，用戶只需通過客戶端發(fā)出要求計算的指令，網(wǎng)格就能把這些任務(wù)調(diào)配給各個計算機執(zhí)行，然后將各個計算機計算出來的結(jié)果匯總反饋給用戶，連接的計算機規(guī)模越大，計算能力就越高。此外，網(wǎng)格用戶還可以在較短時間內(nèi)把需要的數(shù)據(jù)從不同的數(shù)據(jù)庫中找出來，綜合在一起實現(xiàn)“一站式檢索”，這種檢索方式向用戶提供了統(tǒng)一的檢索接口，將用戶的檢索要求轉(zhuǎn)化為不同數(shù)據(jù)源的檢索表達(dá)式，并發(fā)的檢索本地和互聯(lián)網(wǎng)上的多個分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，并對檢索結(jié)果加以整合，在經(jīng)過去重和排序以后，以統(tǒng)一格式將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶，而且這一過程用戶只需要以單一身份、單次登錄和單一的檢索方式就可以實現(xiàn)。省去了用戶多次訪問不同數(shù)據(jù)庫的麻煩，可直接調(diào)用網(wǎng)格中的算法和程序等資源，避免了許多重復(fù)性的工作。

網(wǎng)格可以智能地分配和優(yōu)化計算資源，更快地解決檔案館數(shù)字檔案信息資源的數(shù)據(jù)處理和檢索利用問題，能將應(yīng)用程序的每個部分調(diào)整到最適合它的系統(tǒng)中去；從而以更短的時間、更低的成本實現(xiàn)海量數(shù)字檔案信息資源的數(shù)據(jù)處理。

（4）在資源利用方面，網(wǎng)格可為檔案用戶提供知識服務(wù)。

目前用戶查閱數(shù)字檔案信息大多是采用Web方式，由于Web在技術(shù)方面的不足，未能解決當(dāng)前存在的信息泛濫但知識貧乏的困境。雖然Web上采用了不少對信息進(jìn)行學(xué)習(xí)與挖掘的嘗試，如智能搜索引擎、知識發(fā)現(xiàn)等，但是這些努力并沒有從根本上解決知識利用率低的難題。因此，人們開始尋找一種新的技術(shù)平臺，希望從根源上打破這種瓶頸，此時網(wǎng)格出現(xiàn)在人們的視野中。

網(wǎng)格不僅能將各種資源連接起來，還能根據(jù)用戶的要求自動生產(chǎn)知識。在知識生產(chǎn)的過程中，高性能計算機將起到關(guān)鍵的作用，能將從數(shù)據(jù)源中得到的各種原始數(shù)據(jù)運行特定的程序加工成信息和知識。網(wǎng)格技術(shù)可根據(jù)用戶需求，利用高性能計算機自動地尋找有關(guān)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行綜合分析和知識發(fā)現(xiàn)，形成新的知識，傳送給需要的用戶。這種量體裁衣的模式與知識管理系統(tǒng)管理知識是不謀而合的。由此可見，隨著網(wǎng)格技術(shù)在檔案信息資源管理中的應(yīng)用，將會增強數(shù)字檔案信息資源的知識服務(wù)能力，全面提升數(shù)字檔案信息資源的作用，從而使數(shù)字檔案信息的服務(wù)功能更加完善。

（5）在資源安全方面，網(wǎng)格能保障檔案信息資源的安全。

目前Internet的安全保障主要提供兩個方面的服務(wù)：訪問控制服務(wù)，用來保護(hù)各種資源不被非授權(quán)使用；通信安全服務(wù)，用來提供認(rèn)證，數(shù)據(jù)保密性與完整性和各通信端的不可否認(rèn)性服務(wù)。這兩方面的安全服務(wù)不能完全解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的安全問題。網(wǎng)格環(huán)境中，各種資源都動態(tài)連接到Internet上，不同網(wǎng)格節(jié)點之間的通信是通過Internet連接的，用戶向網(wǎng)格計算環(huán)境提交任務(wù)和監(jiān)控管理任務(wù)也是通過Internet來完成的，并且所有主體都是可以動態(tài)加入或撤離網(wǎng)格中的虛擬組織。因此，網(wǎng)格對安全的要求要高于Internet。

網(wǎng)格通過網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施保障網(wǎng)格計算環(huán)境的安全。這種安全基礎(chǔ)設(shè)施支持網(wǎng)格環(huán)境中主體之間的安全通信，防止主體假冒和數(shù)據(jù)泄漏；支持跨虛擬組織的安全；支持網(wǎng)格環(huán)境中用戶的單點登陸，包括跨多個資源和地點的信任委托和信任轉(zhuǎn)移等。網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施為網(wǎng)格計算環(huán)境提供了一系列的安全協(xié)議、安全服務(wù)、安全SDK和命令行程序，如安全應(yīng)用編程接口、相互安全身份鑒別技術(shù)、單點登錄（single sign-on）技術(shù)等。通過使用這些安全技術(shù)，可有效地保證網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境的安全性和方便性。這樣就能保證網(wǎng)格中檔案信息資源的安全存取和通信，保證不同用戶對檔案信息資源的不同訪問權(quán)限，滿足檔案信息資源的特殊安全要求。

5 結(jié)論

網(wǎng)格技術(shù)是一種新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它有著傳統(tǒng)Internet所沒有的優(yōu)勢，將給世界帶來前所未有的改變，是一次深刻的互聯(lián)網(wǎng)革命。雖然目前網(wǎng)格技術(shù)還處在試驗和初步應(yīng)用階段，但很有發(fā)展前景。對于大量產(chǎn)生的電子文件和數(shù)字化檔案信息資源，目前無法解決的技術(shù)難題，如異構(gòu)環(huán)境的管理、海量數(shù)據(jù)的處理、共享和協(xié)作等，網(wǎng)格技術(shù)將在這些方面有著巨大的優(yōu)勢。因此，應(yīng)該關(guān)注網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使之成為檔案信息化管理的重要手段。

［1］Ian Foster，Carl Kesselman，editors.The Grid：Blueprint for a New Computing Infrastructure.CA.Morgan Kaufmann Publishers，1999.

［2］黃曉斌，鄧愛貞.網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展與數(shù)字圖書館建設(shè)［J］.情報資料工作，2003（5）.

［3］都志輝，陳 渝，劉 鵬.網(wǎng)格計算［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

［4］傅榮校.從技術(shù)革命本質(zhì)看電子文件的兩面性［J］.檔案學(xué)通訊，2000（3）.

［5］卞昭玲.基于網(wǎng)格應(yīng)用的企業(yè)信息管理模式之創(chuàng)新［J］.檔案學(xué)通訊，2006（6）.

［6］高 丹.知識網(wǎng)格資源管理研究.中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，2005.

［7］都志輝，陳 渝，劉 鵬.網(wǎng)格計算［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002，61-62.