基于云服務(wù)的圖書館IT架構(gòu)

劉家英

云平臺(tái)使企業(yè)能夠利用外部專業(yè)知識(shí)和資源來提供復(fù)雜的服務(wù)，消除企業(yè)對(duì)服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施的投資需求，并降低企業(yè)尋求彈性計(jì)算資源的成本。圖書館一直在為不同的服務(wù)采用基于云的解決方案，包括電子期刊訪問管理、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)跟蹤、數(shù)字圖書館托管，甚至集成圖書館系統(tǒng)（ILS）托管。這使得圖書館能夠在資源分配方面做出戰(zhàn)略選擇，并提供比依靠?jī)?nèi)部解決方案可能提供的更好的服務(wù)。

雖然圖書館對(duì)云計(jì)算的關(guān)注大多集中在訂閱服務(wù)或平臺(tái)（如ils托管）上，但也有圖書館需要計(jì)算資源來滿足服務(wù)或平臺(tái)提供商未提供的需求的情況。本文詳細(xì)介紹了一個(gè)云端在將其it基礎(chǔ)設(shè)施遷移到基于云的環(huán)境中的經(jīng)驗(yàn)。

圖書館云計(jì)算的現(xiàn)狀

云計(jì)算可分為三類：軟件即服務(wù)（saas）、平臺(tái)即服務(wù)（paas）和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（iaas）。在saas環(huán)境中，組織通過托管服務(wù)使用應(yīng)用程序。他們不能訪問底層基礎(chǔ)設(shè)施（即網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器元素），也不負(fù)責(zé)管理底層軟件，比如圖書館電子期刊訂閱管理系統(tǒng)。paas解決方案的重點(diǎn)是提供一個(gè)托管平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上可以部署特定的應(yīng)用程序。這個(gè)平臺(tái)通常是由運(yùn)行一組預(yù)先配置的工具的宿主公司提供的一些空間和計(jì)算資源，組織可以在平臺(tái)上部署本地開發(fā)或管理的應(yīng)用程序，但不管理底層服務(wù)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。平臺(tái)管理通常使用諸如cpanel或plesk之類的應(yīng)用程序來完成，iaas環(huán)境允許用戶提供服務(wù)器、存儲(chǔ)空間和網(wǎng)絡(luò)組件以滿足其計(jì)算需求。在iaas環(huán)境中，組織負(fù)責(zé)啟動(dòng)和調(diào)整服務(wù)器的大小，管理其網(wǎng)絡(luò)訪問，并確保核心服務(wù)器組件（如操作系統(tǒng)、web服務(wù)器、防火墻）配置正確。

考慮到圖書館面向服務(wù)的任務(wù)，并且需要使用有限的資源找到合適的解決方案，因此圖書館在試驗(yàn)云計(jì)算方面處于獨(dú)特的地位。福克斯觀察到，組織的目標(biāo)對(duì)他們使用云解決方案有影響（2009年），將圖書館推向云解決方案并被證明是遷移障礙的關(guān)鍵壓力之一是it支持服務(wù)的可用性。云端通常由外部或組織級(jí)別的it服務(wù)提供支持，并且沒有高級(jí)it管理方面的內(nèi)部專業(yè)知識(shí)。此外云端可能受一些政策和法規(guī)的約束，這些政策和法規(guī)規(guī)定了云端如何使用基于云的解決方案。這兩個(gè)因素使得SaaS和PaaS變得有吸引力，使IAAS方法難以考慮。盡管如此，許多圖書館一直在積極調(diào)查云計(jì)算的創(chuàng)新用途（Kroski，2009），包括使用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的新方法，Kroski的文章提到了DC公共圖書館系統(tǒng)和Ohiolink使用Amazon EC2服務(wù)來使用IaaS技術(shù)提供圖書館IT服務(wù)。

有關(guān)云計(jì)算的文獻(xiàn)和云平臺(tái)的擴(kuò)展使用表明，云計(jì)算仍然是一個(gè)不斷增長(zhǎng)的領(lǐng)域，Gartner關(guān)于云計(jì)算的炒作報(bào)告（2009）和Educause Horizon報(bào)告（2009）都指出了未來幾年云服務(wù)的擴(kuò)張。圖書館，特別是學(xué)術(shù)組織也紛紛效仿，已經(jīng)遷移了一些關(guān)鍵服務(wù)，如openurl提供者、聯(lián)邦和預(yù)索引搜索引擎。例如，F(xiàn)ox（2009）討論了托管ILSE的增長(zhǎng)趨勢(shì)。但是，使用平臺(tái)或基礎(chǔ)設(shè)施方法采用這種方法的庫在這樣做時(shí)會(huì)有一些風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)閜aas和iaas解決方案往往對(duì)這些類型的應(yīng)用程序提供較少的支持。

云端基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)案例研究

在過去的兩年里，部分圖書館一直致力于將關(guān)鍵的it服務(wù)遷移到基于云或托管的環(huán)境中。作為遷移的一部分，重點(diǎn)放在關(guān)鍵系統(tǒng)遷移到開源選項(xiàng)上。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)目標(biāo)并不總是同步的，有些應(yīng)用程序顯然不是開源的，但在托管環(huán)境中運(yùn)行良好，反之亦然。下表顯示了哪些應(yīng)用程序已經(jīng)遷移或正在遷移到云環(huán)境。隨著時(shí)間的推移，我們希望將基于paas的服務(wù)遷移到iaas平臺(tái)。尚未在云中的服務(wù)包括圖書館網(wǎng)站、數(shù)字圖書館應(yīng)用程序和機(jī)構(gòu)存儲(chǔ)庫。

初步需求分析表明，雖然各個(gè)圖書館擁有良好的基礎(chǔ)設(shè)施，但啟動(dòng)和管理特定應(yīng)用程序變得越來越困難。因此，將云計(jì)算作為交付的核心圖書館應(yīng)用程序（包括ils、網(wǎng)站和數(shù)字圖書館系統(tǒng)）的一種方式。如亞馬遜，他們的可擴(kuò)展服務(wù)器解決方案和易于使用的管理控制臺(tái)，有許多基本服務(wù)器映像可供使用，包括開放源碼和專有平臺(tái)。此外，通過ebs服務(wù)輕松地裝載大量磁盤空間的能力使圖書館能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)豐富的服務(wù)。除此之外，還可以使用ebs快照工具創(chuàng)建服務(wù)器映像，這使簡(jiǎn)化映像成為可能。亞馬遜還擁有一些長(zhǎng)期以來的特性，比如能夠在ec2服務(wù)層設(shè)置防火墻，以及能夠方便地交換服務(wù)器上的ip地址。這些特性是使操作簡(jiǎn)化，使開發(fā)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境之間的切換變得容易。

評(píng)估云計(jì)算

為了評(píng)估最初遷移服務(wù)的成功，我們?cè)u(píng)估了三個(gè)中心區(qū)域：服務(wù)質(zhì)量和穩(wěn)定性、對(duì)提供圖書館服務(wù)的能力的影響和與本地技術(shù)解決方案的成本比較。

服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)質(zhì)量方面的初步經(jīng)驗(yàn)是非常有必要的，法律協(xié)議和sla充分解決了人們對(duì)數(shù)據(jù)安全和正常運(yùn)行時(shí)間的擔(dān)憂。與許多圖書館一樣，人們已經(jīng)習(xí)慣于將SaaS風(fēng)格的服務(wù)用于其他解決方案，并且越來越依賴于Internet連接，因此將我們的核心應(yīng)用程序基礎(chǔ)設(shè)施遷移到校園網(wǎng)之外已證明是一個(gè)不成問題的問題。此外，公司和社區(qū)文檔的質(zhì)量使得查找常見問題（如服務(wù)器配置、備份和存檔）的解決方案相當(dāng)容易。

對(duì)圖書館服務(wù)的影響。saas和paas解決方案很難在庫中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)原因是，核心應(yīng)用程序通常需要專門的軟件或配置，這些軟件或配置要么是本地化的，要么只是特定于應(yīng)用程序。通過使用基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)別的服務(wù)，可以使庫應(yīng)用程序聯(lián)機(jī)，而無需找到支持底層技術(shù)正確版本的服務(wù)。此外，能夠快速安裝新的應(yīng)用程序，而不必專注于確定可用的服務(wù)器空間，這意味著我們可以比使用基于本地的硬件更快地提供基于技術(shù)的庫服務(wù)。這種將機(jī)器映像和數(shù)據(jù)從它們當(dāng)前運(yùn)行的硬件中分離出來的做法，使我們能夠在硬件出現(xiàn)故障時(shí)將停機(jī)時(shí)間降到最低。

誠然，將關(guān)鍵應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施移出校園網(wǎng)意味著在互聯(lián)網(wǎng)連接問題期間，將沒有任何關(guān)鍵服務(wù)（如網(wǎng)站、ILS、發(fā)現(xiàn)層）。雖然尚未制定處理此意外事件的完整計(jì)劃，但庫當(dāng)前正在配置一臺(tái)本地計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)將能夠向上提供縮小版本的庫網(wǎng)站和運(yùn)行在本地安裝版本的發(fā)現(xiàn)上的庫目錄快照層（vufind）。

成本比較。計(jì)算技術(shù)的總擁有成本（tco）可能很困難，而且似乎有更多的研究質(zhì)疑這些措施的有效性，而不是對(duì)比云和傳統(tǒng)解決方案的研究。例如，golden（2009）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)包含電力和管理成本時(shí)，定價(jià)與內(nèi)部管理服務(wù)器的成本相當(dāng)。然而，其他研究表明，簡(jiǎn)單地將內(nèi)部服務(wù)器換成虛擬服務(wù)器并不會(huì)降低TCO（Leong，2009）。此外，成本比較對(duì)云計(jì)算的影響表明，最低成本節(jié)約可能不足以誘使變革。Gartner最近的一篇研究文章指出，安全和運(yùn)營問題等更大的問題是關(guān)鍵因素（Harris&Smith，2009）。

成本效益分析表明，ec2具有類似的成本，但提供了運(yùn)營效益。一般圖書館面臨著更換兩臺(tái)服務(wù)器和大型磁盤陣列的需要，在將五年內(nèi)預(yù)計(jì)的硬件成本與同期的EC2和EBS數(shù)據(jù)量成本進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)成本是可比的。最初在單個(gè)小實(shí)例服務(wù)器上運(yùn)行發(fā)現(xiàn)層的經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)際成本約為每月6000元，包括CPU時(shí)間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和I/O費(fèi)用。在分析了服務(wù)器的實(shí)際使用容量之后，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)應(yīng)用程序都可以運(yùn)行在兩個(gè)Amazon EC2小型服務(wù)器（1個(gè)CPU，1.7 GB RAM）上。當(dāng)我們將數(shù)字對(duì)象添加到系統(tǒng)中時(shí)，我們將看到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份費(fèi)用的增加。

結(jié)論及下一步工作

雖然最初向云計(jì)算的轉(zhuǎn)變是成功的，但還必須克服幾個(gè)挑戰(zhàn)。首先，使用ec2需要員工進(jìn)行額外的培訓(xùn)。雖然amazon提供了很好的文檔，但是理解云環(huán)境中的系統(tǒng)架構(gòu)并解決安全問題需要仔細(xì)關(guān)注。其次是我們開始時(shí)市場(chǎng)上最成熟的服務(wù)，但市場(chǎng)正在迅速變化，需要繼續(xù)關(guān)注變化，以確保利用新的選擇。例如，建立持久圖像是向ec2過渡的一個(gè)重要步驟。最后，雖然EC2能夠快速安裝和配置新服務(wù)器，但它需要與校園IT服務(wù)部門協(xié)調(diào)，以使這些服務(wù)器以一種對(duì)我們的用戶無縫的方式聯(lián)機(jī)。

圖書館的定位是對(duì)未來幾年的新發(fā)展作出更大的反應(yīng)，隨著iaas市場(chǎng)的成熟，正在尋找更實(shí)惠和標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)。此外，隨著越來越多的庫能夠適應(yīng)在iaas平臺(tái)上使用應(yīng)用程序，可以共享和裝載服務(wù)于不同目的的設(shè)備樣式服務(wù)器。

參考文獻(xiàn)

[1]任思琪等. 圖書館關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)或組織提供云服務(wù)現(xiàn)狀研究[J].圖書館，2019（02）

[2]金志敏. 基于云計(jì)算的圖書館信息資源共享模式重構(gòu)與創(chuàng)新服務(wù)舉措[J].辦公自動(dòng)化，2015（23）

（作者單位：重慶城市職業(yè)學(xué)院）