圖書館館際網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)建設(shè)基礎(chǔ)

魏爾嘯

摘要：在互聯(lián)網(wǎng)時代，圖書館信息建設(shè)，除了自身的數(shù)據(jù)構(gòu)建，更強調(diào)數(shù)據(jù)的流動性。通過共享數(shù)據(jù)，擴展網(wǎng)絡(luò)節(jié)點負(fù)載均衡，提高穩(wěn)定性和安全性的同時，提升數(shù)據(jù)易用性和利用率。圖書館覆蓋全國行政區(qū)劃，作為傳統(tǒng)的信息節(jié)點，加強神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改造，必將擴大信息中心的大數(shù)據(jù)服務(wù)效益。

關(guān)鍵詞：圖書館信息化、館際網(wǎng)絡(luò)

1、網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)對比

目前異地網(wǎng)絡(luò)連接一般采用虛擬網(wǎng)絡(luò)或?qū)嶓w網(wǎng)絡(luò)兩種方式。這兩種方式的實現(xiàn)，在技術(shù)上存在多種變型。

1.1虛擬專用網(wǎng)絡(luò)

虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的功能是在公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行加密通訊。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中有廣泛應(yīng)用。VPN網(wǎng)關(guān)通過對數(shù)據(jù)包的加密和數(shù)據(jù)包目標(biāo)地址的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。VPN有多種分類方式，主要是按協(xié)議進(jìn)行分類。VPN可通過服務(wù)器軟件、VPN獨立設(shè)備或擴展板卡等多種方式實現(xiàn)。VPN屬于遠(yuǎn)程訪問技術(shù)，簡單地說就是利用公用網(wǎng)絡(luò)架設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)。VPN使用的是互聯(lián)網(wǎng)上的公用鏈路。通過VPN服務(wù)器利用加密技術(shù)在公網(wǎng)上封裝出一個數(shù)據(jù)通訊隧道。用戶數(shù)據(jù)在邏輯鏈路中傳輸。它涵蓋了跨共享網(wǎng)絡(luò)或公共網(wǎng)絡(luò)的封裝、加密和身份驗證鏈接的專用網(wǎng)絡(luò)的擴展。VPN主要采用了隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和使用者與設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)。

1.1.1分類標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，VPN可以按幾個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類劃分：

（1）按VPN的協(xié)議分類：

VPN的隧道協(xié)議主要有三種，PPTP、L2TP和IPSec，其中PPTP和L2TP協(xié)議工作在OSI模型的第二層，又稱為二層隧道協(xié)議，IPSec是第三層隧道協(xié)議。

（2）按VPN的應(yīng)用分類：Access VPN（遠(yuǎn)程接入VPN）：客戶端到網(wǎng)關(guān)，使用公網(wǎng)作為骨干網(wǎng)在設(shè)備之間傳輸VPN數(shù)據(jù)流量；Intranet VPN（內(nèi)聯(lián)網(wǎng)VPN）：網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)，通過單位的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接來自同單位的資源；Extranet VPN（外聯(lián)網(wǎng)VPN）：與合作伙伴企業(yè)網(wǎng)構(gòu)成Extranet，將一個單位與另一個單位的資源進(jìn)行連接。

（3）按所用的設(shè)備類型進(jìn)行分類：

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商針對不同客戶的需求，開發(fā)出不同的VPN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要為交換機、路由器和防火墻；路由器式VPN：路由器式VPN部署較容易，只要在路由器上添加VPN服務(wù)即可；交換機式VPN：主要應(yīng)用于連接用戶較少的VPN網(wǎng)絡(luò)；防火墻式VPN：防火墻式VPN是最常見的一種VPN的實現(xiàn)方式，許多廠商都提供這種配置類型

（4）按照實現(xiàn)原理分類：

重疊VPN：此VPN需要用戶自己建立端節(jié)點之間的VPN鏈路，主要包括：GRE、L2TP、IPSec等眾多技術(shù)。對等VPN：由網(wǎng)絡(luò)運營商在主干網(wǎng)上完成VPN通道的建立，主要包括MPLS、VPN技術(shù)。[1]

1.1.2實現(xiàn)方式

VPN的實現(xiàn)有很多種方法，常用的有以下四種：

VPN服務(wù)器：在大型局域網(wǎng)中，可以通過在網(wǎng)絡(luò)中心搭建VPN服務(wù)器的方法實現(xiàn)VPN。軟件VPN：可以通過專用的軟件實現(xiàn)VPN。硬件VPN：可以通過專用的硬件實現(xiàn)VPN。集成VPN：某些硬件設(shè)備，如路由器、防火墻等，都含有VPN功能。

1.2基于物理鏈路的專用網(wǎng)絡(luò)

是指遵守RFC 1918和RFC 4193規(guī)范，使用私有IP地址空間的網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點是穩(wěn)定性和私密性是不可替代的，缺陷是基礎(chǔ)建設(shè)投入明顯，成本代價提高。在軍隊、金融、政府、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的專用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用較多。總體來講是一種封閉型網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)資源限定在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用，即保證跨地域線路連接，又保證信息安全。因為是專有線路，不占用互聯(lián)網(wǎng)帶寬，在網(wǎng)絡(luò)速率上傳輸效率較高。

圖書館使用專有線路網(wǎng)絡(luò)的主要考慮，是基于數(shù)字資源使用權(quán)限為目的。數(shù)字版權(quán)是可以通過新興的數(shù)字媒體傳播內(nèi)容的權(quán)利。數(shù)字資源具有流通速度快，共享復(fù)制的特點，適用范圍已經(jīng)遠(yuǎn)超紙質(zhì)媒介信息。通過資源加密和專網(wǎng)技術(shù)結(jié)合完成指定級別的資源保護，也是現(xiàn)今法律框架下對知識保護的必然要求。同時考量到今后視頻、音頻的點播與直播應(yīng)用擴展，在即時數(shù)據(jù)并發(fā)量上的負(fù)載能力，和虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實的實時渲染對網(wǎng)絡(luò)資源的高負(fù)荷占用。在聯(lián)通與穩(wěn)定的基礎(chǔ)上為日后圖書館數(shù)據(jù)中心的技術(shù)轉(zhuǎn)型做好底層鏈路支持。

VPN設(shè)備提供的虛擬網(wǎng)絡(luò)，具有較低的經(jīng)濟成本的優(yōu)勢，只要雙方協(xié)議封裝一直，即可完成隧道對接。但穩(wěn)定性較差，依賴于硬件運行及公網(wǎng)波動狀況。而且資源地址變動，也存在一定的配置維護成本，不適用于長時間連接和資源訪問流量大的地域。在線路連接技術(shù)選擇上還需要根據(jù)實際應(yīng)用情況，進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃。

2、連接技術(shù)實用性簡明分析

2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則

可靠性和安全性：在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中，主要考慮兩個層次：一是整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，采用高可靠性和安全性的電信網(wǎng)絡(luò)平臺；二是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性和安全性。經(jīng)濟性和可擴充性：采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備充分考慮到易升級換代，并且在升級時可以最大限度的保護原有的硬件設(shè)備和軟件投資。實用性和先進(jìn)性：首先采用成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)保證實用和適用。其次，跟蹤國際網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展，設(shè)計技術(shù)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，保證計算機網(wǎng)絡(luò)可靠、先進(jìn)并具有科學(xué)性。標(biāo)準(zhǔn)化：整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)體系，以方便網(wǎng)絡(luò)的升級、擴展和互聯(lián)。

2.2虛擬網(wǎng)絡(luò)專線MPLS-VPN

2.2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（見圖1）：

圖1 VPN拓?fù)涫纠?/p>

2.2.2方案特點說明：

MPLS可以節(jié)約大量運營成本：三層MPLS VPN線路租用、設(shè)備采購、通信費用和管理成本等諸多方面，均能節(jié)省大量的前期線路建設(shè)投入，在隨后的各市、縣接入點拓展，其成本優(yōu)勢將進(jìn)一步凸顯。靈活的可擴展性：基于三層MPLS的VPN在增加節(jié)點和客戶數(shù)量方面有較強的可擴展性，可以在省圖書館的節(jié)點間創(chuàng)建全互通或點到多點等多種邏輯拓?fù)?，拓?fù)涞母淖兪朱`活。網(wǎng)絡(luò)組建和維護簡單：用戶接入方式簡單，對用戶端設(shè)備要求低?？杀３衷芯W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：三層MPLS VPN 對于客戶端設(shè)備沒有特殊要求，一般路由器都適用，因此可以繼續(xù)使用原設(shè)備。三層MPLS VPN 支持使用私有地址，不必改變地址規(guī)劃方案。支持多種業(yè)務(wù)的融合：支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多種業(yè)務(wù)。對于語音、視頻等實時性強的業(yè)務(wù)，可以通過提高其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級，優(yōu)化傳輸效果。能夠提供服務(wù)質(zhì)量保證：網(wǎng)絡(luò)具有強大的QoS能力，通過提供不同的服務(wù)級別來保證關(guān)鍵通信的質(zhì)量。另外，MPLS VPN核心層只對IP數(shù)據(jù)包做第二層交換，加快了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度，減少了時延和抖動，增加了網(wǎng)絡(luò)吞吐能力，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保證。安全可靠：采用先進(jìn)的MPLS 作為通道機制實現(xiàn)透明報文傳輸，與ATM 、FR 等傳統(tǒng)類型VPN 具有同等的安全級別。[2]endprint

2.3實體專有網(wǎng)絡(luò)線路MSTP

2.3.1線路方案特點

MSTP（Multi-Service Transport Platform，多業(yè)務(wù)傳送平臺）是指基于SDH平臺，同時實現(xiàn)TDM業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點。（見圖2），MSTP是對SDH的優(yōu)化，它具備原有SDH的所有功能，同時支持以太、ATM、DDN等二層交換、透傳等，滿足綜合業(yè)務(wù)承載和專線透傳等應(yīng)用。

MSTP本質(zhì)是對SDH網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化：它具備原有SDH網(wǎng)絡(luò)的所有功能，同時支持以太、ATM、DDN等二層交換、透傳等，滿足綜合業(yè)務(wù)承載和專線透傳等應(yīng)用。大帶寬且線速轉(zhuǎn)發(fā)：MSTP網(wǎng)絡(luò)提供端到端的FE-FE、FE-GE匯聚能力；適配帶寬大，業(yè)務(wù)線速轉(zhuǎn)發(fā)；帶寬靈活調(diào)整，LCAS技術(shù)保證平滑升級；接口可光可電，具備直接拉遠(yuǎn)能力。完善的網(wǎng)管系統(tǒng)：統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)級管理，對端到端業(yè)務(wù)開通、監(jiān)控和維護。網(wǎng)管可以實現(xiàn)提供遠(yuǎn)端大客戶操作終端。網(wǎng)絡(luò)安全的最佳選擇：骨干、本地傳輸SDH雙向自愈環(huán)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和正確性；重要節(jié)點采用雙歸；設(shè)備重要單元交叉、時鐘、電源1+1保護；重要業(yè)務(wù)，如：E1/T1、E3/T3、155Me、FE；支持1：n TPS。支持QinQ實現(xiàn)VLAN擴展：VLAN嵌套實現(xiàn)ID資源擴展至4096×4096。傳輸速率高，信道利用率高，網(wǎng)絡(luò)時延小，傳送穩(wěn)定，故障率低：滿足視頻會議等實時性要求高的應(yīng)用需求。

圖2 MSTP優(yōu)勢

2.3.2組網(wǎng)示意圖（見圖3）：

圖3 MSTP組網(wǎng)案例

2.3.3可行性方案描述

在中心節(jié)點，新增核心傳輸設(shè)備，采用物理雙路由接入就近電信端，考慮近期需求和遠(yuǎn)期結(jié)合，可以先期采用可擴展基礎(chǔ)設(shè)備型號，后期進(jìn)行板卡擴容。在個分支點，新增匯聚傳輸設(shè)備，采用物理雙路由接入就近電信端，支持FE口接入。業(yè)務(wù)開通時，全程錄入資源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)故障主動發(fā)現(xiàn)。新采購設(shè)備采用客戶網(wǎng)管系統(tǒng)可網(wǎng)管設(shè)備，方便后續(xù)維護工作。中心端新增設(shè)備需要有雙電源、雙主控板保護。需要考慮本地和長途電路規(guī)劃區(qū)分，以及并發(fā)率和實際傳送數(shù)據(jù)量。遠(yuǎn)期對縣級圖書館線路拓容時，可以根據(jù)實際需求和經(jīng)費承受能力再進(jìn)行提速。

3、網(wǎng)絡(luò)方案規(guī)劃與實施要點

圖書館相對于商業(yè)性網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，優(yōu)勢在于不以市場利益為導(dǎo)向。擁有均衡分布的節(jié)點基礎(chǔ)，便于網(wǎng)絡(luò)層級延伸和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。但是弊端是地方資金分配差異較大，軟硬件配置標(biāo)準(zhǔn)差異明顯，造成網(wǎng)絡(luò)供給能力良莠不齊。需要避免重復(fù)基礎(chǔ)建設(shè)，減少業(yè)務(wù)拓展的初期投入，依據(jù)基礎(chǔ)能力，合理分配節(jié)點建設(shè)目標(biāo)，明確職能分工和資源利用關(guān)系。是一個集權(quán)與分布式的綜合組網(wǎng)方式，規(guī)范連接接口。

相對于其他行業(yè)領(lǐng)域，圖書館數(shù)據(jù)的特點是安全性較低、在線并發(fā)流不大，但數(shù)據(jù)總量極高，主要問題在于資源訪問權(quán)限和適用范圍的法律限制。所以針對其行業(yè)特點，在資金充裕和基礎(chǔ)建設(shè)較強的地區(qū)采用實體專線連接，保障中繼關(guān)鍵節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)承載能力和數(shù)據(jù)分發(fā)能力。對于資金薄弱的地域，降低其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚級別，以虛擬網(wǎng)絡(luò)線路作為主要連接方式。虛擬網(wǎng)絡(luò)連接必須統(tǒng)一連接方式，對于遠(yuǎn)程辦公的小型局域網(wǎng)可以采用VPN服務(wù)器的軟件實現(xiàn)方式。但對于大面積范圍內(nèi)的多節(jié)點連接還是應(yīng)該采用，硬件設(shè)備VPN或電信運營商的底層VPN，增強網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可擴展性。在分屬不同VPN區(qū)域的虛擬設(shè)備可以采用不同品牌，對于同一VPN區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)虛擬設(shè)備必須統(tǒng)一品牌，保證連接標(biāo)準(zhǔn)的一致。

由于硬件集成VPN的兩端通信存在一定的網(wǎng)絡(luò)波動，受制于互聯(lián)網(wǎng)出口限制。根據(jù)各節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況，對于級別較高的分節(jié)點可以采用電信運營商的VPN專線策略。

完成館際網(wǎng)絡(luò)線路連接的主要目的還是建立在網(wǎng)絡(luò)層之上的具體應(yīng)用接口。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實現(xiàn)后，需要進(jìn)一步架設(shè)各種數(shù)據(jù)庫應(yīng)用平臺，來支撐館際網(wǎng)絡(luò)運營價值。包括身份認(rèn)證、版權(quán)管理、文獻(xiàn)整合發(fā)布、聯(lián)合參考咨詢等等。真正實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的共享共建，勢必會提升圖書館在網(wǎng)絡(luò)智能時代的社會地位和信息職能，最終惠利于民。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂春雨.企業(yè)網(wǎng)遠(yuǎn)程寬帶接入的實現(xiàn)[J].煉油與化工.2004年03期

[2] 涂中群.基于MPLS VPN實現(xiàn)圖書館多校區(qū)網(wǎng)絡(luò)融合[J].圖書情報工作，2011，55（5）endprint