“云存儲”在圖書館數(shù)字資源建設(shè)中的應(yīng)用

黃紅

〔摘 要〕數(shù)字資源建設(shè)成為當(dāng)今圖書館業(yè)務(wù)建設(shè)工作的重中之重。數(shù)字資源建設(shè)應(yīng)包括數(shù)字資源應(yīng)用和數(shù)字資源存儲2個方面，滿足這兩方面應(yīng)用需求，是圖書館能否為社會大眾提供優(yōu)良的數(shù)字資源服務(wù)的關(guān)鍵。本文結(jié)合圖書館具體業(yè)務(wù)實(shí)際情況，分析了作為公共圖書館依托先進(jìn)的“云計(jì)算”“云存儲”架構(gòu)，更好地為社會大眾提供圖書館數(shù)字資源服務(wù)的思路。

〔關(guān)鍵詞〕“云存儲”；數(shù)字資源建設(shè) ；數(shù)字資源服務(wù)；圖書館

1 公共圖書館數(shù)字資源建設(shè)背景

信息化社會，數(shù)據(jù)以驚人的速度增長。每過18個月就會把有史以來到今天的數(shù)據(jù)總量翻一番，人們對信息資源的依賴程度已越來越高。另一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，在信息爆炸的今天，互聯(lián)網(wǎng)信息的平均壽命只有42天，也就是說在大量信息產(chǎn)生的同時(shí)，也有大量的信息消失，其中有許多有價(jià)值的信息因未被有效組織、整序、管理，很容易就失存了。作為公共數(shù)字資源服務(wù)中心的圖書館，收集、組織、收藏有價(jià)值的信息資源，為廣大讀者提供免費(fèi)的信息服務(wù)，減小信息鴻溝，構(gòu)建和諧社會，是公共圖書館的一項(xiàng)重要職能。

公共圖書館的數(shù)字資源主要包括如下幾部分：（1）自建數(shù)據(jù)庫資源；（2）購買數(shù)據(jù)庫資源；（3）按專題收集組織整理的網(wǎng)絡(luò)信息資源。這些資源的類型主要包括：文本、圖片、音視頻等。分析公共圖書館的資源數(shù)據(jù)性質(zhì)，大部分為非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，一般占到該館總數(shù)據(jù)量的98%以上。由于互聯(lián)網(wǎng)信息量的急劇膨脹，信息技術(shù)的快速發(fā)展及各館文獻(xiàn)資源數(shù)字化工作力度的加大，筆者對多家公共圖書館進(jìn)行了調(diào)研，幾乎每家的存儲空間都不夠用。新建存儲，擴(kuò)大存儲容量成為當(dāng)前共公圖書館的當(dāng)務(wù)之急。結(jié)合圖書館數(shù)字資源特性，認(rèn)為在圖書館存儲建設(shè)中，需要考慮以下幾方面因素：（1）要確保數(shù)字資源的安全性；（2）提供資源使用的共享性；（3）要能夠?yàn)閺V大讀者高效快速使用資源提供強(qiáng)大的存儲計(jì)算動力；（4）要具有良好的擴(kuò)展功能，根據(jù)圖書館的資源增加的速度，方便快捷擴(kuò)容的同時(shí)增加計(jì)算能力。所以選擇先進(jìn)的存儲架構(gòu)，是圖書館數(shù)字資源館藏建設(shè)之物理基礎(chǔ)——存儲建設(shè)的關(guān)鍵。

2 數(shù)字資源服務(wù)的物理基礎(chǔ)——“云存儲”

2.1 “云存儲”的概念

“云”存儲是在“云”計(jì)算（Cloud Computing）基礎(chǔ)上延伸和發(fā)展出來的一個新概念。它通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)、分布式管理系統(tǒng)、虛擬存儲等技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)“云”中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。本文介紹的圖書館“云存儲”系統(tǒng)是指采用先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及分布式文件系統(tǒng)技術(shù)，將廉價(jià)的、性能低下的硬件存儲節(jié)點(diǎn)組織管理起來，提供高性能、高可靠的存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用大容量存儲服務(wù)節(jié)點(diǎn)，通過”云存儲”系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和容錯，提供高效、穩(wěn)定服務(wù)。

2.2 傳統(tǒng)存儲與“云存儲”之間的區(qū)別

隨著IT技術(shù)的發(fā)展，存儲技術(shù)也有了很大的發(fā)展。目前，按其計(jì)算架構(gòu)的不同我們把存儲分為兩類，一類是傳統(tǒng)存儲，另一類是”云存儲”。傳統(tǒng)存儲與”云存儲”的區(qū)別主要表現(xiàn)在4個方面：（1）網(wǎng)格計(jì)算；（2）分布式文件系統(tǒng)；（3）并行計(jì)算擴(kuò)展模式；（4）虛擬資源池。

2.2.1 網(wǎng)格計(jì)算（節(jié)點(diǎn)服務(wù)器驅(qū)動模式）

傳統(tǒng)存儲如傳統(tǒng)火車一樣，動力集中在火車頭上，由兩個強(qiáng)大的控制器（一主一備），帶動一個大的磁盤體（火車車廂體），當(dāng)廂體數(shù)量多（負(fù)載大）的時(shí)候，相應(yīng)的性能（速度）就會減弱，達(dá)到一定程度就運(yùn)行不了。所以傳統(tǒng)存儲都有最大容量的限制?！霸拼鎯Α奔軜?gòu)如動車，動力分散在每一個節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上（如動車的每節(jié)車廂都有動力一樣），一個節(jié)點(diǎn)服務(wù)器包括一定的磁盤容量并且?guī)в邢鄳?yīng)的動力（CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸卡）。增加磁盤容量即增加相應(yīng)的動力，所以不會降低運(yùn)行速度和性能，確保了存儲對外服務(wù)的能力。

采用傳統(tǒng)的存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)字資源存儲，其容量是有限的。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的存儲方式采用串行擴(kuò)容，擴(kuò)容只增加磁盤空間不增加動力源。所以最大擴(kuò)容值是有限的，擴(kuò)容后整個存儲的性能必定會下降。不管它接多少擴(kuò)展箱，總是有個極限有，并且過了兩、三年后就找不到與原磁盤品牌、接口、型號等完全相同的磁盤，只有新購存儲。但是”云存儲”可以為用戶提供無限的存儲空間。因?yàn)椤痹拼鎯Α辈扇〉募軜?gòu)是并行擴(kuò)容，可以允許存儲服務(wù)器和存儲節(jié)點(diǎn)同時(shí)增加，容量不夠了，只要采購新的存儲節(jié)點(diǎn)服務(wù)器即可，容量立即增加，增加相應(yīng)磁盤容量時(shí)，相應(yīng)的計(jì)算動力（CPU、內(nèi)存）、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力都同時(shí)配套增加，不影響服務(wù)性能，理論上可擴(kuò)到極大空間。更重要的是“云”還可提供動態(tài)的可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)非破壞性的增長和升級。也即是說存儲的容量隨著節(jié)點(diǎn)的增加而無縫增長。這有利于維護(hù)數(shù)字資源的連續(xù)性和完整性，同時(shí)也有利于降低用戶成本，保護(hù)了用戶投資。

2.2.3 分布式文件系統(tǒng)

“云存儲”采用的是分布式文件系統(tǒng)。分布式文件系統(tǒng)是指文件系統(tǒng)管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節(jié)點(diǎn)上，而是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)相連。“云存儲”系統(tǒng)的文件復(fù)本按算法隨機(jī)地存放到其它節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，一個節(jié)點(diǎn)服務(wù)器（十多塊磁盤）全都壞了，也不影響數(shù)據(jù)的安全和使用。安全性極高。傳統(tǒng)存儲按RAID組進(jìn)行劃分，一組盤中最多只能壞兩塊盤。壞掉的盤需要有熱備盤頂上，否則就會影響數(shù)據(jù)安全。

2.2.4 共享虛擬存儲池

“存儲虛擬化”是一種邏輯存儲形式，將分散的存儲資源整合抽象成一個單一的邏輯資源，使得管理員僅對一個單一的存儲資源進(jìn)行智能化有效地管理存儲數(shù)據(jù)。虛擬化將存儲資源的物理特性掩蓋起來，用戶感覺到的存儲資源是巨大的，可以自由調(diào)配的。這樣用戶不再關(guān)心存儲資源的物理結(jié)構(gòu)，簡化了管理過程。并且可以根據(jù)使用需求和實(shí)際情況，擴(kuò)大或減小存儲空間。傳統(tǒng)存儲按RAID進(jìn)行組劃分，各組的空間量也不能隨意增加減少，即使一組容量不夠，另一組有多余，也不能根據(jù)需求調(diào)配，管理使用都不方便。“存儲虛擬化”克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲過程的局限性，能夠更加充分地利用異構(gòu)平臺的海量存儲空間和高效的數(shù)據(jù)傳輸能力，從而為用戶提供一個容量大、數(shù)據(jù)傳輸性能高的存儲系統(tǒng)，較好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源的共享目的。

3 “云存儲”在圖書館數(shù)字資源服務(wù)中的應(yīng)用

3.1 “云存儲”與圖書館數(shù)字資源門戶的關(guān)系

圖書館數(shù)字門戶通過已有的數(shù)字資源服務(wù)，業(yè)務(wù)服務(wù)，展現(xiàn)層組件，借助界面建模和規(guī)則引擎實(shí)現(xiàn)靈活的應(yīng)用組裝，而不僅僅是簡單的服務(wù)集成。其重點(diǎn)包括兩個內(nèi)容，一個是“找到服務(wù)”，一個是“編排服務(wù)”?！罢业椒?wù)”重點(diǎn)是服務(wù)分析識別方法，同時(shí)保證服務(wù)的自治性，粗粒度和可重用性等；“編排服務(wù)”重點(diǎn)是服務(wù)通過編排能夠滿足業(yè)務(wù)和流程的需要。如圖1所示。

服務(wù)本身是一種能力，圖書館數(shù)字資源服務(wù)門戶是一個集成平臺，其本身并不產(chǎn)生能力，數(shù)字資源服務(wù)門戶本身不存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，它的主要作用是消息協(xié)議轉(zhuǎn)化，路由和數(shù)據(jù)的傳輸。圖書館數(shù)字門戶服務(wù)目錄庫能力來源于業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供服務(wù)注冊到圖書館數(shù)字門戶的服務(wù)目錄庫中，因此圖書館數(shù)字門戶更多是能力集成平臺?？梢詫I(yè)務(wù)系統(tǒng)各個層面的能力轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)服務(wù)，業(yè)務(wù)服務(wù)和展現(xiàn)層服務(wù)。通過圖書館數(shù)字門戶來集成這些服務(wù)，提供統(tǒng)一的服務(wù)目錄庫來屏蔽底層數(shù)字資源系統(tǒng)。

對于“云存儲”則根據(jù)強(qiáng)調(diào)能力的集中化，特別是原有數(shù)字資源系統(tǒng)，原有數(shù)據(jù)庫資源具備的能力要全部遷移到“云存儲”中，然后由“云存儲”平臺提供這種能力，調(diào)配這種能力。將每個數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)（服務(wù)）集中到“云存儲”來統(tǒng)一建設(shè)和管理。建設(shè)完成后再通過服務(wù)化方式提供出去。如果說傳統(tǒng)備份存儲主要是用犧牲性能換取安全，“云存儲”則是在可預(yù)見的安全策略下，在保持原有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)讀取能力，從呈現(xiàn)對外服務(wù)的角度上，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)服務(wù)能力。圖1 “云存儲”與圖書館數(shù)字資源門戶的關(guān)系

3.2 “云存儲”對圖書館數(shù)字資源建設(shè)的影響

3.2.1 有利于增強(qiáng)數(shù)字資源信息的安全性

“云存儲”把信息和數(shù)據(jù)存儲在不同的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，自動生成數(shù)據(jù)備份，一旦磁盤損壞，系統(tǒng)會自動再生成數(shù)據(jù)備份在不同的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，確保了數(shù)據(jù)安全?！霸拼鎯Α币子趯?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份或遷移，使數(shù)據(jù)能及時(shí)得到恢復(fù)。

3.2.2 有利于數(shù)字資源中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

“云存儲”則能很好解決海量數(shù)據(jù)的計(jì)算處理和分析。因?yàn)椤霸拼鎯Α蹦軐⒎植荚诟鱾€地方的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)連接在一起，用戶所需要做的只是通過客戶端發(fā)出要求計(jì)算的指令，“云存儲”中所應(yīng)用的網(wǎng)格技術(shù)就把這些任務(wù)調(diào)配給各個計(jì)算機(jī)執(zhí)行，接著將各個計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的結(jié)果匯總反饋給用戶，而且連接的計(jì)算機(jī)規(guī)模越大，其計(jì)算能力就越高。

3.2.3 有利于數(shù)字資源利用實(shí)現(xiàn)信息共享

開放性是“云存儲”系統(tǒng)的一個重要特征，“云存儲“通過開放融合，具備異構(gòu)平臺數(shù)據(jù)共享、多種協(xié)議支持、多種接口支持以及靈活的存取控制等特性。在“云存儲”中，信息被統(tǒng)一管理和使用，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為用戶提供一體化的智能信息平臺，雖然信息被存儲在不同的位置，但是對于訪問者來說，可以不必理會這些信息的存儲位置，用戶可以通過網(wǎng)格操作系統(tǒng)透明地使用整個數(shù)字資源中心的網(wǎng)絡(luò)信息資源，從而很好地解決了異構(gòu)信息的共享互連和互操作問題，提高數(shù)字資源信息資源共享的程度。

4 總 結(jié)

“云計(jì)算”“云存儲”是一種很成熟的技術(shù)架構(gòu)，是大規(guī)模數(shù)據(jù)應(yīng)用的必然選擇，GOOGLE、360、亞馬遜、阿里巴巴都有成功案例。它安全、可靠、節(jié)能、大大降底管理成本，這種科學(xué)架構(gòu)的宗旨是保護(hù)前期投資，兼容以往的投資環(huán)境，發(fā)揮集約的功效，產(chǎn)生“1+1>2”能效，目前在世界范圍內(nèi)形成一種應(yīng)用趨勢，也是今后計(jì)算機(jī)存儲應(yīng)用的必由之路。

建立在“云存儲”技術(shù)架構(gòu)上的圖書館數(shù)字資源服務(wù)，不僅解決了當(dāng)前公共圖書館面臨的數(shù)字資源存儲空間的不足，并行的擴(kuò)展方式保護(hù)了圖書館前期投資，使資源能夠長期保存下去，同時(shí)也是對圖書館服務(wù)形式和方法上的升級，拓展了公共圖書館數(shù)字門戶的服務(wù)能力，也是在圖書館學(xué)領(lǐng)域，信息傳播學(xué)領(lǐng)域理論和實(shí)踐的具體踐行，是未來發(fā)展的必由之路。

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（本文責(zé)任編輯：馬 卓）