基于云計(jì)算的高校圖書(shū)館機(jī)房建設(shè)

林建清 林幼平

（1.集美大學(xué)圖書(shū)館；2.集美大學(xué)誠(chéng)毅學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室，福建 廈門(mén) 361021）

林建清 男，1970年生，學(xué)士。研究方向：圖書(shū)館管理。

林幼平 男，1984年生，碩士。研究方向：計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

1 引言

高校圖書(shū)館機(jī)房是圖書(shū)館計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的大腦，是圖書(shū)館內(nèi)部局域網(wǎng)與因特網(wǎng)、校園網(wǎng)進(jìn)行相互通信的神經(jīng)節(jié)點(diǎn)[1]。機(jī)房建設(shè)質(zhì)量、體系、架構(gòu)是否合理、高效直接影響到圖書(shū)館客戶(hù)端、服務(wù)器、信息系統(tǒng)及所有數(shù)據(jù)的可靠性。

云計(jì)算是近幾年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中的一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)，它通過(guò)虛擬化技術(shù)架設(shè)的虛擬資源池，能夠動(dòng)態(tài)地組織各種異構(gòu)資源，屏蔽具體的硬件體系結(jié)構(gòu)和多樣化的軟件系統(tǒng)平臺(tái)，靈活構(gòu)建滿(mǎn)足不同應(yīng)用需求的環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)彈性計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)、解決高性能應(yīng)用的重要途徑。云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于高校圖書(shū)館機(jī)房建設(shè)無(wú)疑將極大提高圖書(shū)館數(shù)字化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2 云計(jì)算概述

云計(jì)算（Cloud Computing）的概念首先是由Google公司提出的，“云”是指計(jì)算機(jī)群，每一個(gè)群包括幾十萬(wàn)臺(tái)甚至上百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)，“云計(jì)算”屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，是網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶(hù)。它具有分布式存儲(chǔ)和計(jì)算、高可擴(kuò)展性、高可用性、用戶(hù)友好等特點(diǎn)。傳統(tǒng)地，我們把軟件、數(shù)據(jù)存放在本地個(gè)人計(jì)算機(jī)中，在本地終端運(yùn)行軟件、訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，當(dāng)然，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)共享數(shù)據(jù)[2]。而在“云計(jì)算”中，我們不必把軟件、數(shù)據(jù)放在本地計(jì)算機(jī)中，而是把它放在“云”中，由數(shù)據(jù)中心來(lái)為用戶(hù)提供軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等服務(wù)。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，只需訂制“云”中的服務(wù)，登錄后即可使用。

3 云計(jì)算的系統(tǒng)組成

我們針對(duì)高等學(xué)校圖書(shū)館機(jī)房的特點(diǎn)，組建了一種分層結(jié)構(gòu)的云計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)，如圖l所示[3]。

3.1 入口層

入口層的作用是為高校圖書(shū)館用戶(hù)與云計(jì)算應(yīng)用提供統(tǒng)一規(guī)范的接口，用戶(hù)端云入口最常見(jiàn)的就是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，比如人們熟知的IE、360SE、搜狗瀏覽器等，也可能是一些應(yīng)用程序入口。通過(guò)用戶(hù)端云入口用戶(hù)可以便捷地訪(fǎng)問(wèn)云中資源。在構(gòu)建的圖書(shū)館機(jī)房系統(tǒng)中，用戶(hù)端云入口安裝在各種需要訪(fǎng)問(wèn)圖書(shū)館資源的用戶(hù)終端計(jì)算機(jī)中，用戶(hù)端云入口對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求較低，這樣可以在不投入大量資金來(lái)建設(shè)高性能的本地終端機(jī)器的情況下訪(fǎng)問(wèn)云計(jì)算平臺(tái)中的海量資源，進(jìn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)終端機(jī)器性能上限的高強(qiáng)度計(jì)算和大存儲(chǔ)容量的工作。

圖1 云計(jì)算系統(tǒng)基本架構(gòu)

3.2 控制層

控制層的功能包括云資源控制、負(fù)載平衡控制、云系統(tǒng)安全控制和云數(shù)據(jù)資源控制。資源控制負(fù)責(zé)對(duì)虛擬資源層的各種虛擬資源的協(xié)調(diào)，包括監(jiān)控各種資源狀態(tài)、協(xié)調(diào)資源分配、更新、新增、管理與移除資源等；負(fù)載平衡控制根據(jù)資源的數(shù)據(jù)狀態(tài)，按照相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行負(fù)載統(tǒng)籌，包括進(jìn)程調(diào)度、任務(wù)遷移等；云系統(tǒng)安全控制包括網(wǎng)絡(luò)安全控制、數(shù)據(jù)安全控制、訪(fǎng)問(wèn)安全控制以及用戶(hù)登錄驗(yàn)證和用戶(hù)權(quán)限管理等；云數(shù)據(jù)資源控制主要是對(duì)計(jì)算機(jī)與軟件云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)中的軟件數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、用戶(hù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)等的保存與維護(hù)。另外，為了增強(qiáng)云系統(tǒng)的隱私性，可以對(duì)云數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。

3.3 資源層

云計(jì)算的資源層包括虛擬資源層和物理資源層。云計(jì)算的核心內(nèi)容是虛擬化的資源池即虛擬資源層，虛擬化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)從物理資源向邏輯資源的映射，它屏蔽了硬件資源的不確定性、差異性，為用戶(hù)提供友好易懂的信息推送服務(wù)。通過(guò)對(duì)信息資源的虛擬化，可以把網(wǎng)絡(luò)中分散的信息以一種與硬件配置、硬件系統(tǒng)、硬件位置無(wú)關(guān)的形式隨心所欲地進(jìn)行調(diào)用整合，從而降低圖書(shū)館機(jī)房管理維護(hù)難度、提高資源利用效率[4]。物理資源層主要是指底層硬件設(shè)備，包括連接圖書(shū)館的個(gè)人計(jì)算機(jī)、各院系工作站、圖書(shū)館內(nèi)部服務(wù)器等，還包括各種網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)施和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置等，設(shè)備之間全部實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通。物理資源層中的資源可以分布在網(wǎng)絡(luò)中的任意節(jié)點(diǎn)，并且資源總規(guī)模不受限制，理論上可以無(wú)限擴(kuò)展。所有圖書(shū)館的信息資源，包括館內(nèi)信息資源和圖書(shū)館個(gè)人用戶(hù)端上的信息資源構(gòu)成云系統(tǒng)的虛擬資源；所有連接圖書(shū)館的個(gè)人計(jì)算機(jī)、各院系工作站、圖書(shū)館內(nèi)部服務(wù)器等構(gòu)成云系統(tǒng)的物理資源。無(wú)論是圖書(shū)館機(jī)房的管理人員還是圖書(shū)館資源的訪(fǎng)問(wèn)者都可以通過(guò)云系統(tǒng)享受到更高效的管理體驗(yàn)和更暢快的訪(fǎng)問(wèn)體驗(yàn)。

4 云系統(tǒng)的安全性

隨著云計(jì)算研究的深入與應(yīng)用的推廣，云計(jì)算系統(tǒng)的安全性也廣受關(guān)注。2010年，中國(guó)云計(jì)算聯(lián)盟羅列出云計(jì)算的7個(gè)弊端：數(shù)據(jù)丟失/泄漏、共享技術(shù)漏洞、內(nèi)奸、賬戶(hù)、服務(wù)和通信劫持、不安全的應(yīng)用程序接口、沒(méi)有正確運(yùn)用云計(jì)算以及未知的風(fēng)險(xiǎn)。其中前5點(diǎn)均劍指云計(jì)算的安全性[5]。高校圖書(shū)館機(jī)房在搭建云平臺(tái)時(shí)，也必將遭遇到系統(tǒng)安全性能考量。針對(duì)上述云安全問(wèn)題提出以下兩種解決方案。

①為虛擬技術(shù)搭建的無(wú)代理安全：通過(guò)“云”的防護(hù)盾技術(shù)與虛擬環(huán)境進(jìn)行無(wú)代理互動(dòng)結(jié)合，以保護(hù)高校圖書(shū)館機(jī)房數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用程序系統(tǒng)，使得云系統(tǒng)的應(yīng)用、服務(wù)平臺(tái)本身免受病毒、木馬、系統(tǒng)漏洞等威脅侵害。

②云平臺(tái)數(shù)據(jù)保護(hù)：通過(guò)“云”中保險(xiǎn)箱技術(shù)中密鑰與策略管理機(jī)制來(lái)保護(hù)圖書(shū)館機(jī)房用戶(hù)存放于圖書(shū)館云的隱私和數(shù)據(jù)不被非法竊取和利用，使得用戶(hù)可以隨時(shí)隨地安全使用圖書(shū)館機(jī)房云平臺(tái)存放或者交換數(shù)據(jù)。

5 系統(tǒng)性能分析

以較低的成本投入獲得更高運(yùn)算能力。圖書(shū)館的用戶(hù)只需要一臺(tái)普通配置的計(jì)算機(jī)終端登錄到云系統(tǒng)中，然后直接使用云中的高性能資源。

提供巨大的資源存儲(chǔ)能力。通過(guò)圖書(shū)館機(jī)房的云計(jì)算構(gòu)建的虛擬資源池理論上可以提供不受限制的存儲(chǔ)空間。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)目龐大的云存儲(chǔ)空間可供海量的數(shù)據(jù)存放，并可以根據(jù)需要適當(dāng)增加存儲(chǔ)空間，以解決海量信息增長(zhǎng)對(duì)存儲(chǔ)空間的需求。

減少升級(jí)和維護(hù)圖書(shū)館機(jī)房系統(tǒng)的工作量。因?yàn)閷?duì)軟件的升級(jí)和維護(hù)只需要針對(duì)云中的資源進(jìn)行，而不需要逐個(gè)更新客戶(hù)終端的軟件，這樣可以極大地減少圖書(shū)館機(jī)房日常維護(hù)的工作量。

可以實(shí)現(xiàn)大范圍的資源共享，解決資源不足、分布不均的問(wèn)題。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，各個(gè)院系的圖書(shū)資源可以共同構(gòu)筑一個(gè)虛擬資源池，實(shí)現(xiàn)資源共享，從而解決資源分布不均的問(wèn)題，同時(shí)還可以大幅度提高資源利用率。甚至可以通過(guò)校園網(wǎng)連接其他高校的圖書(shū)館信息資源云，實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源共享。

6 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算正在快速發(fā)展，它將改變我們獲取信息、分享內(nèi)容和相互溝通的方式。因而，掌握云計(jì)算技術(shù)將會(huì)成為人們利用互聯(lián)網(wǎng)上的軟件和數(shù)據(jù)的必備能力。高校圖書(shū)館是高校的文獻(xiàn)和情報(bào)中心，是一個(gè)知識(shí)與智慧高度集中的信息存儲(chǔ)、加工與傳輸中心?；谠朴?jì)算的高校圖書(shū)館機(jī)房建設(shè)能夠?yàn)楦咝Ｌ峁└咝阅堋⒏统杀镜男畔⒐芾硐到y(tǒng)。當(dāng)然目前云計(jì)算相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)還在不斷完善中，基于云計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用研究還有待進(jìn)一步深入。

[1] 李征．云計(jì)算在圖書(shū)館建設(shè)與信息服務(wù)中潛在價(jià)值探析[J]．大學(xué)圖書(shū)館學(xué)報(bào)，2011（1）.

[2] 周洪波．云計(jì)算：技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[3] 吳朱華．云計(jì)算核心技術(shù)剖析[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[4] 陶宇．基于云計(jì)算的圖書(shū)館自動(dòng)化系統(tǒng)探討和應(yīng)用實(shí)踐[J]．圖書(shū)館論壇，2011（3）.

[5] 胡剛林，陶敏龍．云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)安全性研究[J]．邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（9）.