云計算技術(shù)驅(qū)動下構(gòu)建數(shù)字圖書館虛擬化環(huán)境的探討

徐世嗚

關(guān)鍵詞：云計算技術(shù)；數(shù)字圖書館；云服務(wù)平臺

摘要：圖書館經(jīng)歷了不同的發(fā)展時期，目前正朝著云計算方向發(fā)展。文章結(jié)合云計算技術(shù)及虛擬化技術(shù)，通過構(gòu)建數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺，構(gòu)建了基于云計算技術(shù)的數(shù)字圖書館虛擬化環(huán)境，探討了數(shù)字圖書館資源在云計算環(huán)境下如何實現(xiàn)信息的集成以及共享，以期能夠為數(shù)字圖書館真正實現(xiàn)共建共享起到一定的促進(jìn)作用。

中圖分類號：G250文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-1588（2018）07-0119-03

1背景

云計算早在十年前就已經(jīng)受到人們的關(guān)注，2010年美國便在政府預(yù)算中劃撥專門資金用以云計算技術(shù)的研究工作，同時也將云計算提升到了國家戰(zhàn)略的高度。隨后，IBM、Google以及微軟等軟件企業(yè)均投入大量的資金用以云計算研究工作[1]?，F(xiàn)在，云計算已逐漸滲透到了人們生活的方方面面，同時也會對今后互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展及具體服務(wù)模式產(chǎn)生重大影響，還會在較大程度上對人們應(yīng)用信息資源的方式帶來影響。圖書館是信息服務(wù)中極為重要的載體，數(shù)字圖書館借助于網(wǎng)絡(luò)平臺可以把一些分散信息、異構(gòu)信息等加以集中，參照以往圖書館對于信息的組織方法，同時充分應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，逐漸發(fā)展成為目前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下非常有效的信息組織方式[2]。而怎樣將數(shù)字圖書館和云計算相互融合，構(gòu)建數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺，從而建立更為優(yōu)良的數(shù)字化圖書館虛擬環(huán)境，這對圖書館而言并非是簡單的技術(shù)革新，而是對傳統(tǒng)圖書館服務(wù)體制的根本性改變。

2云計算及虛擬數(shù)字圖書館

2.1云計算及虛擬化技術(shù)

云計算可以被看作是一種基于網(wǎng)絡(luò)的集成計算技術(shù)，而虛擬化技術(shù)則是把系統(tǒng)之中包含的處理器裝置、內(nèi)存裝置及儲存裝置等進(jìn)行抽象處理，將它們轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化的虛擬硬件，而把所構(gòu)建的虛擬硬件和操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序等一起封裝于虛擬機之中，因為虛擬機是采用文件形式進(jìn)行保存，同時不同虛擬機文件所擁有的格式是一致的，所以通過虛擬化技術(shù)便能夠有效地消除信息之間的異構(gòu)性問題[3]。虛擬技術(shù)也被人們看作是云計算技術(shù)最為基礎(chǔ)以及最為核心的技術(shù)。通過利用虛擬化技術(shù)，能夠?qū)⒌讓淤Y源與操作系統(tǒng)之間的異構(gòu)性加以有效屏蔽，而用戶能夠?qū)崿F(xiàn)采用統(tǒng)一的接口，透明地訪問異質(zhì)云端資源。而在用戶的實際使用過程中，不要求用戶掌握相關(guān)知識與技術(shù)，也不要求用戶知道資源具體的位置，更不要求用戶了解資源的運行環(huán)境，用戶只要依照自身的實際需求，租賃云計算資源，便能夠借助于無縫抽象平臺集成功能，確保自身可以獲得透明且便捷的云服務(wù)。

2.2虛擬數(shù)字圖書館

與實體圖書館不同，虛擬數(shù)字圖書館是基于數(shù)字圖書館，利用網(wǎng)絡(luò)信息資源建立起來的跨區(qū)域抽象圖書館，因此，用戶雖然能夠通過虛擬數(shù)字圖書館獲得所需信息以及知識，但虛擬數(shù)字圖書館并非是具體的圖書館形態(tài)。虛擬數(shù)字圖書館是以信息數(shù)字化儲存以及網(wǎng)絡(luò)化傳輸為基礎(chǔ)，其目的是為了實現(xiàn)信息共享，為用戶提供個性化信息服務(wù)，使圖書館從以信息資源為中心，逐漸朝著以用戶為中心這一方向不斷轉(zhuǎn)變[4]。虛擬數(shù)字圖書館具有以下特征：①虛擬數(shù)字圖書館不僅是信息資源的主體，同時也是信息資源的客體，擁有更為強大的資源定制能力，可以為用戶提供更加個性化的信息服務(wù)。②虛擬數(shù)字圖書館擁有動態(tài)集成的能力，同時還擁有協(xié)同解決問題的能力，逐漸演變成為高性能計算實體。③虛擬圖書館能夠確保知識資源得以有效利用，并促進(jìn)知識的創(chuàng)新與發(fā)展，最終實現(xiàn)真正的知識共享。

3基于云計算技術(shù)的數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺架構(gòu)

依照云計算所提供的相應(yīng)功能，同時結(jié)合數(shù)字圖書館構(gòu)建的具體現(xiàn)狀，數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺架構(gòu)從上至下包括應(yīng)用層、管理層、數(shù)據(jù)層及基礎(chǔ)設(shè)施層，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1應(yīng)用層

在所構(gòu)建的系統(tǒng)中，應(yīng)用層屬于最高層，可以為用戶提供其所需的一些應(yīng)用服務(wù)和交互接口。在向用戶提供信息服務(wù)的過程中，利用Web網(wǎng)站的形式，用戶登錄到網(wǎng)站之后，便可以連接到云服務(wù)平臺，從而獲取所需的信息以及服務(wù)。云平臺的用戶能夠根據(jù)自身需求，租用系統(tǒng)所提供的部分或全部服務(wù)內(nèi)容。

3.2管理層

該層結(jié)構(gòu)屬于整個系統(tǒng)之中最為核心的結(jié)構(gòu)，其所擁有的功能非常多，主要包括資源配置、進(jìn)程管理、存儲訪問以及安全管理等。管理層可以提供程序運行、安全管理以及維護監(jiān)測等工作中會使用到的一些資源，所封裝的服務(wù)大多數(shù)都與分布式計算相關(guān)。

3.3數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層利用數(shù)據(jù)庫虛擬化技術(shù)，借助Web中間件，針對各節(jié)點之中的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理以及調(diào)度等。用戶能夠應(yīng)用任何一個中間件所對應(yīng)的Web接口提交相應(yīng)的查詢信息，查詢信息在被分解之后，路由至網(wǎng)絡(luò)中另外一些中間件，并執(zhí)行相關(guān)操作，最后會將信息收集結(jié)果反饋至用戶界面。數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)是由大量的中間件構(gòu)成的，擁有非常高的靈活性，而且只要求圖書館安裝集成了大量中間件的云圖書館節(jié)點平臺，同時再配備相應(yīng)的IP鏈接，就能實現(xiàn)共享網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步擴展。

3.4基礎(chǔ)設(shè)施層

該結(jié)構(gòu)層屬于最為基礎(chǔ)的部分，直接影響到數(shù)字圖書館云平臺所包含的服務(wù)內(nèi)容以及能力等?；A(chǔ)設(shè)施層包括虛擬的硬件資源，借助于虛擬化技術(shù)，把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之中的相關(guān)信息資源接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時還會借助于云平臺服務(wù)器集群技術(shù)手段，對節(jié)點位置的分散服務(wù)器進(jìn)行管理以及調(diào)度，虛擬出相應(yīng)的服務(wù)器系統(tǒng)，確保整個系統(tǒng)的計算能力得到顯著提升，從而可以滿足越來越高的計算需求。

4基于云計算技術(shù)的數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺服務(wù)流程

用戶在利用數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺獲取信息的過程中，需要經(jīng)過以下幾個流程，如圖2所示。

4.1信息資源描述

用戶登錄到相應(yīng)的Web界面之后，可以通過提交檢索信息，向平臺發(fā)出相應(yīng)的請求，而在接收到用戶的請求之后，平臺就可以提供相應(yīng)的服務(wù)，并且還能與云平臺的其他用戶共享計算能力以及流量等。用戶的動態(tài)請求能夠驅(qū)動云服務(wù)平臺，借助描述語言對具體的信息需求加以描述。

4.2信息資源匹配

平臺在完成信息資源的描述工作之后，便通過信息資源發(fā)現(xiàn)以及發(fā)布等手段，在各個節(jié)點平臺包含的資源中搜索與之相匹配的信息。云服務(wù)平臺所包含的動態(tài)部署虛擬硬件設(shè)施，能夠為整個系統(tǒng)提供所需的儲存空間，同時還能夠提供系統(tǒng)所需的計算資源，而且還可以進(jìn)一步對資源加以優(yōu)化配置，并確保信息的完整性以及精準(zhǔn)性。

4.3信息資源調(diào)度

云服務(wù)平臺不同節(jié)點的相關(guān)信息資源都是經(jīng)過規(guī)范化處理之后的信息資源，能夠確保平臺可以對收集到的信息加以調(diào)度。通過利用調(diào)度功能，可以確保系統(tǒng)能夠?qū)τ脩魧嶋H需求的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存以及調(diào)取，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)不同信息數(shù)據(jù)完成并行的儲存以及調(diào)取，其擁有的功能與記錄設(shè)備相類似，主要針對目前全部用戶所需信息數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并且保證全部用戶的信息需求均能夠得到有效執(zhí)行。

4.4信息資源發(fā)布

云服務(wù)平臺對用戶提交的信息需求進(jìn)一步加以評估，也就是借助用戶所提交的信息需求與數(shù)據(jù)庫信息資源，確保任務(wù)調(diào)度工作能夠獲得相應(yīng)的參考信息。而在云服務(wù)平臺中運行的不同節(jié)點平臺會按照數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺的任務(wù)調(diào)度指令，確保將相關(guān)信息傳輸至用戶界面，從而實現(xiàn)把相關(guān)信息發(fā)送至有需求的用戶，最終完成信息資源發(fā)布工作。

5基于云計算技術(shù)的數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺運行機制

5.1數(shù)字信息資源的采集機制

通過云服務(wù)平臺所擁有的采集機制，用戶只需要登錄到云服務(wù)平臺，提交相應(yīng)的檢索信息，云服務(wù)平臺便能夠自動把各個用戶所提交的檢索信息轉(zhuǎn)變?yōu)獒槍Σ煌瑪?shù)字圖書館的信息采集指令，同時依據(jù)相應(yīng)的要求在不同數(shù)據(jù)庫中收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息。采用這種信息采集模式，系統(tǒng)無需重復(fù)儲存數(shù)據(jù)信息，同時還更加有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的同步性。

5.2數(shù)字信息組織以及管理機制

云服務(wù)平臺的一些核心軟件，如數(shù)據(jù)庫虛擬化技術(shù)，能夠把單獨存在于網(wǎng)絡(luò)中的資源，依據(jù)不同的類別進(jìn)行集中，確保所有的資源能夠被協(xié)調(diào)應(yīng)用，在平臺各個節(jié)點服務(wù)器上設(shè)置相應(yīng)的從屬平臺，通過主系統(tǒng)對儲存于不同節(jié)點服務(wù)器的異構(gòu)化數(shù)據(jù)加以集中管理，對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。同時，云服務(wù)平臺還能夠借助于元數(shù)據(jù)收割的方式，針對不同節(jié)點服務(wù)器的信息資源構(gòu)建新的表單，確保云服務(wù)平臺的利用率能夠得到進(jìn)一步提升，同時還可以增強云服務(wù)平臺的管理功能，確保平臺能夠為用戶提供更具個性化的信息資源，滿足不同用戶的信息服務(wù)需求，數(shù)據(jù)處理流程如圖3所示。

5.3用戶服務(wù)機制

云服務(wù)平臺可以借助虛擬化技術(shù)，為用戶提供更為統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，提供相同的應(yīng)用軟件。用戶只需登錄到云服務(wù)平臺，在交互界面中輸入信息需求申請，平臺就能夠進(jìn)一步解析用戶的不同需求，并且對請求信息加以規(guī)范化處理，然后把用戶所提交的需求信息發(fā)布于不同節(jié)點服務(wù)器。各個節(jié)點服務(wù)器首先依照云服務(wù)平臺實際的任務(wù)調(diào)度，在數(shù)據(jù)庫之中進(jìn)行檢索，搜尋和申請信息相匹配的各種信息資源；其次將所收集的信息資源反饋至云服務(wù)平臺，在平臺完成信息的分類以及挖掘工作，從中提取到用戶所需的信息資源；最后對這些信息資源進(jìn)行整理，發(fā)布給相應(yīng)的用戶。

5.4不用機制間的相互作用

在云服務(wù)平臺中，不同機制之間存在著非常密切的聯(lián)系以及相互作用，具體關(guān)系如圖4所示。

在這些運行機制之中，數(shù)據(jù)信息采集機制是最為基礎(chǔ)的部分，其重要功能便是收集不同用戶所需的各種數(shù)據(jù)信息，借助于數(shù)據(jù)庫集群完成相關(guān)信息的檢索工作，收集和用戶實際信息需求相符合的各種數(shù)據(jù)信息資源。而信息的組織與管理機制則會把所收集到的各種數(shù)據(jù)信息通過任務(wù)調(diào)度進(jìn)行分配管理，同時還有安全管理以及用戶管理的功能。用戶服務(wù)機制則是把收集到的各種數(shù)據(jù)信息經(jīng)過Web交互界面發(fā)布至用戶手中。在云服務(wù)平臺中，不同的機制相互作用，其中某一機制發(fā)生改變，會導(dǎo)致其他運行機制出現(xiàn)關(guān)聯(lián)反應(yīng)，同時，不同機制之間只有相互協(xié)調(diào)，才能確保云服務(wù)平臺的功能得到有效發(fā)揮。

6結(jié)語

目前，圖書館對于云計算技術(shù)的應(yīng)用依舊處在起步階段，在應(yīng)用過程中也會面臨信息安全、技術(shù)革新以及性能等問題。要想構(gòu)建出更加優(yōu)良的數(shù)字圖書館虛擬化環(huán)境，圖書館需要深入地研究相關(guān)技術(shù)，對現(xiàn)有的技術(shù)加以革新與完善。在未來云計算技術(shù)不斷得到發(fā)展的同時，數(shù)字圖書館虛擬化環(huán)境也會越來越完善，越來越多的云服務(wù)平臺將會應(yīng)用到虛擬數(shù)字圖書館建設(shè)之中，而通過構(gòu)建云服務(wù)平臺，可以進(jìn)一步改善數(shù)字圖書館的服務(wù)質(zhì)量，提升服務(wù)效率，確保數(shù)字圖書館共建共享的目標(biāo)得以真正實現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]任風(fēng)賢.基于云計算技術(shù)的圖書館智能采編系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（7）：58.

[2]呂魯江.基于云計算的圖書館數(shù)字資源庫構(gòu)建研究[J].圖書館學(xué)刊，2018（1）：108-111.

[3]李依霏.基于云計算的數(shù)字化圖書館研究[J].科技與創(chuàng)新，2018（2）：87-88.

[4]浦潔.云計算在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用研究[J].新世紀(jì)圖書館，2018（1）：58-61.

（編校：崔萌）