基于云計算的高校圖書館建設(shè)

　　隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展，高校圖書館的數(shù)據(jù)量急劇增加，出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的信息冗余和過載情況，由此給高校圖書館平臺的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、管理服務(wù)以及數(shù)據(jù)安全性服務(wù)等帶來更高的要求。利用云計算的強(qiáng)大計算能力與數(shù)據(jù)處理能力整合信息資源建設(shè)高校圖書館，將極大地改善高校圖書館的困境。

　　《圖書館雜志》(月刊)創(chuàng)刊于1982年，由上海市圖書館學(xué)會與上海圖書館合辦，在《圖書館雜志》二十四年來的編輯出版歷程中，堅持站在學(xué)科發(fā)展的前沿，堅持理論聯(lián)系實踐的辦刊宗旨，形成了前瞻探索與現(xiàn)實研究并重，理論學(xué)術(shù)與實踐操作共舉的特色。

　　1 引言

　　在全球信息化和網(wǎng)絡(luò)化的迅猛發(fā)展之下，許多領(lǐng)域都開始拓展新的方向，高校圖書館也不例外，對于高校圖書館基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及工作模式的轉(zhuǎn)換都在發(fā)生著巨大的變化，服務(wù)理念以及技術(shù)手段也在不斷更新。但目前我國各大高校圖書館科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺卻還是自行管理以及獨立運(yùn)行的模式，對于用戶而言，每個平臺的功能和信息量太過孤立，有時為了尋找所需的信息則需要訪問多個資源共享平臺，因此傳統(tǒng)模式下的高校圖書館科學(xué)數(shù)據(jù)共享模式還有很多需要改進(jìn)的地方 [1]。尤其在高校圖書館平臺的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、管理服務(wù)以及數(shù)據(jù)安全性服務(wù)方面的要求嚴(yán)重制約著高校圖書館的發(fā)展與建設(shè)。隨著互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的發(fā)展——云計算技術(shù)的出現(xiàn)，為高校圖書館的建設(shè)提供了諸多的便利，基于云計算的云技術(shù)具有強(qiáng)大的計算能力與數(shù)據(jù)處理能力，利用云計算可以很好地解決大數(shù)據(jù)環(huán)境下資源共享平臺的各種技術(shù)難題，因此建立基于云計算的高校圖書館尤為重要[2]。

　　2 云計算的概念

　　云計算最早由IBM公司與2007年的“云計算計劃”報告中提出的，此后，許多軟件公司都緊隨著IBM的腳步投入到云計算這一商業(yè)領(lǐng)域，提供商業(yè)服務(wù)，如微軟、Google、雅虎等。云計算技術(shù)是應(yīng)多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展要求而產(chǎn)生的，云計算是分布式處理、并行處理以及網(wǎng)格計算的新發(fā)展，或者說是這些計算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)[3]。云計算主要是服務(wù)的提供方和使用方的形式，用戶可以通過“云”按照某種方式得到自己所需要的服務(wù)。該技術(shù)的核心是把所有連接到網(wǎng)絡(luò)的各種資源統(tǒng)一運(yùn)用和處理，形成一個資源管理庫，對每個用戶提供個性化的服務(wù)。

　　云計算由廣義和狹義兩種定義。狹義的云是針對基礎(chǔ)設(shè)施而言，主要指通過網(wǎng)絡(luò)采取分布式計算和虛擬化技術(shù)搭建數(shù)據(jù)中心模式使用所需的基礎(chǔ)設(shè)施資源，即基礎(chǔ)設(shè)施的使用模式。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為云。云中的資源規(guī)模龐大，“云”能賦予用戶前所未有的計算能力，并且可以按使用量付費、任意獲取、高通用性、隨時擴(kuò)展。廣義的云則是指通過建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器群，向各種類型的客戶提供在線軟件服務(wù)、硬件租借、數(shù)據(jù)存儲、計算分析等服務(wù)，這種服務(wù)是和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟件技術(shù)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)[4]。

　　3 云計算的特點

　　3.1快捷高效性

　　在云計算的環(huán)境下，可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)資源的互聯(lián)，用戶不需要對終端的各種系統(tǒng)和軟件資源進(jìn)行配置，降低了用戶IT專業(yè)知識的依賴，其只需要通過客戶端發(fā)送服務(wù)請求，繼而訪問云端的各種資源，實現(xiàn)資源的方便、快捷、高效地利用，從而可以更好地為用戶對各種資源的需求服務(wù)。

　　3.2強(qiáng)大的運(yùn)算能力

　　云計算是將分布在各個服務(wù)器的資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，這些服務(wù)器數(shù)量龐大，分布在全球各個地區(qū)，為云計算提供了強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，同時也為云存儲提供了強(qiáng)大的后備存儲能力。

　　3.3海量的數(shù)據(jù)存儲

　　在云計算中，數(shù)據(jù)存儲在云中，用戶不必為數(shù)據(jù)存儲空間而煩惱，只需要在使用時發(fā)送請求服務(wù)即可。同時云計算服務(wù)商也提供了安全的存儲中心，有著專業(yè)人員對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

　　3.4 高可靠性

　　云計算由處于各個節(jié)點上的分布式服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，每一臺服務(wù)器可視為一個數(shù)據(jù)中心，云計算使用的多副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)互換等措施可以自動檢測并排除失效節(jié)點，保證用戶的需求得到及時快速地響應(yīng)。

　　3.5 按需付費

　　在云計算環(huán)境下，用戶只需要通過云端龐大的資源庫搜索所需要的服務(wù)，按照使用量支付一定的費用，不必花費大量的資金購買軟硬件，就像水、電以及煤氣一樣的方式計費。

　　4 高校圖書館云服務(wù)的可行性

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及圖書館學(xué)科研究的不斷深入的情況下，新技術(shù)在高校圖書館服務(wù)平臺中的應(yīng)用也逐漸加強(qiáng)，從技術(shù)、安全以及管理等三方面來看，高校圖書館的云服務(wù)是具有可行性的。

　　4.1技術(shù)方面

　　三類云服務(wù)提供商為高校圖書館實現(xiàn)云服務(wù)提供了技術(shù)方面的可行性，這三類云服務(wù)提供商分別為數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)商、技術(shù)開發(fā)商以及系統(tǒng)開發(fā)商。數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)商在組建云服務(wù)器時，可以同步上傳各類數(shù)字資源，并且在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)的維護(hù)、更新等操作，省去了高校圖書館購買存儲設(shè)備以及建設(shè)數(shù)據(jù)庫的費用。技術(shù)開發(fā)商提供的服務(wù)系統(tǒng)，能夠?qū)Ω咝D書館的各類資源進(jìn)行計算、存儲與處理，并上傳至云服務(wù)器，這樣客戶端不用存儲任何信息，降低了對用戶所持終端設(shè)備的要求。系統(tǒng)開發(fā)商可以根據(jù)高校圖書館云服務(wù)的需求，結(jié)合圖書館的業(yè)務(wù)流程，開發(fā)與高校圖書館各項功能需求相匹配的軟件，并將這些軟件上傳至云端，以供高校圖書館下載使用[5]。

　　4.2 安全方面

　　云計算數(shù)據(jù)存儲方面提供了身份認(rèn)證、訪問控制、加密、安全刪除、完整性檢測以及數(shù)據(jù)屏蔽等技術(shù)，基于以上方面的安全性技術(shù)控制，可以保證用戶在使用云計算獲取“云”中的各類資源不受到安全方面的威脅。

　　4.3管理可行性

　　近年來，高學(xué)歷高層次的技術(shù)人才逐漸加入高校圖書館工作中，他們有著專業(yè)的知識和技術(shù)，各大高校圖書館陸續(xù)設(shè)立服務(wù)部、技術(shù)部、網(wǎng)絡(luò)部等職能部門來管理有關(guān)技術(shù)的實施，同時更有國內(nèi)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗可以借鑒引用。

　　5 高校圖書館云服務(wù)平臺架構(gòu)

　　基于云計算技術(shù)的高校圖書館云服務(wù)模式的架構(gòu)，以圖書館資源和軟硬件為基礎(chǔ)，充分利用分布式技術(shù)、集群技術(shù)以及虛擬化技術(shù)等技術(shù)作為技術(shù)支撐，對數(shù)據(jù)和信息資源的統(tǒng)一調(diào)度和分配。高校圖書館的建設(shè)包括信息資源、存儲空間、計算資源、應(yīng)用系統(tǒng)以及操作界面等[6]。根據(jù)云技術(shù)的特點結(jié)合當(dāng)前構(gòu)建高校圖書館的需求情況，可以將高校圖書館的體系結(jié)構(gòu)自下而上劃分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、管理平臺層以及應(yīng)用層等4個層次，如圖1所示。

　　5.1 基礎(chǔ)設(shè)施層(Iaas)

　　基礎(chǔ)設(shè)施層是整個云服務(wù)平臺體系的基礎(chǔ)層，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure as a service， Iaas)，它決定了高校圖書館的服務(wù)水平與服務(wù)范圍。基礎(chǔ)設(shè)施層對分布節(jié)點的硬件資源進(jìn)行虛擬化(如虛擬主機(jī)、存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)庫管理以及網(wǎng)絡(luò)等資源)，使其成為一個配置有安全管理模塊的邏輯資源，這類服務(wù)可以由第三方服務(wù)商提供，也可以由自己的云服務(wù)平臺提供。基礎(chǔ)設(shè)施層通過嵌入式云端技術(shù)及虛擬化技術(shù)，將分布在各個節(jié)點上的資源接入到網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理及集中處理，實現(xiàn)各類節(jié)點資源的全面互聯(lián)，從而實現(xiàn)各類資源的共享服務(wù)及優(yōu)化配置，以滿足不同用戶的各類需求服務(wù)。

　　5.2 數(shù)據(jù)層(Daas)

　　數(shù)據(jù)層利用數(shù)據(jù)即服務(wù)(Data as a service， Daas)來構(gòu)建和整合文獻(xiàn)資源數(shù)據(jù)，其主要功能是對分布于各節(jié)點的圖書館數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理與分配、壓縮數(shù)據(jù)、刪除重復(fù)數(shù)據(jù)、及數(shù)據(jù)的加密與備份等。數(shù)據(jù)層利用數(shù)據(jù)庫的虛擬化技術(shù)及中間件技術(shù)等將分布于不同節(jié)點的云圖書館元數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并定期檢測更新表單數(shù)據(jù)信息，從而保證用戶所取的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及新穎性。用戶首先通過客戶端的Web頁面發(fā)送服務(wù)請求，云服務(wù)平臺接收到用戶的服務(wù)請求后對用戶的請求進(jìn)行分析、處理，并在高校圖書館平臺的節(jié)點上檢索用戶所需的信息，將檢索到的信息再進(jìn)行合理地組織排列，最后應(yīng)答用戶的請求，將滿足用戶需求的信息反饋給用戶。

　　5.3 管理平臺層(Paas)

　　管理平臺層利用平臺即服務(wù)(Platform as a service， Paas)來構(gòu)建高校圖書館的云服務(wù)平臺的應(yīng)用環(huán)境。該平臺層是高校圖書館云服務(wù)平臺的核心部分，其主要負(fù)責(zé)節(jié)點圖書館資源的訪問、認(rèn)證、遠(yuǎn)程管理、監(jiān)控管理、并發(fā)控制以及服務(wù)質(zhì)量管理等，對云服務(wù)中各節(jié)點資源負(fù)載進(jìn)行動態(tài)平衡，并監(jiān)控各節(jié)點運(yùn)行情況，當(dāng)某個節(jié)點出現(xiàn)故障，將立即被恢復(fù)或暫時過濾。管理平臺層也提供開發(fā)環(huán)境、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式存儲管理系統(tǒng)以及應(yīng)用云計算的其他系統(tǒng)工具，如高校圖書館云服務(wù)平臺中資源的部署和分配等。

　　5.4 應(yīng)用層(Saas)

　　應(yīng)用層利用云計算技術(shù)的軟件即服務(wù)(Software as a service， Saas)來構(gòu)建高校云圖書館的關(guān)系系統(tǒng)、信息檢索平臺以及其他應(yīng)用軟件。應(yīng)用層是整個平臺的最高層，該層直接面向用戶，向用戶提供操作簡單、美觀的應(yīng)用界面，用戶可以根據(jù)自己的喜好設(shè)置個性化的應(yīng)用服務(wù)軟件的外觀，用戶在這里可以進(jìn)行注冊、登陸與登出等操作。高校圖書館云服務(wù)平臺以Web形式向用戶提供服務(wù)界面，并可以應(yīng)用云計算技術(shù)向不同用戶提供與服務(wù)相對應(yīng)的鏈接接口、數(shù)字化管理、權(quán)限管理、安全性驗證等管理服務(wù)[6-7]。

　　6 高校圖書館云服務(wù)平臺運(yùn)行流程與管理機(jī)制

　　6.1高校圖書館云服務(wù)平臺運(yùn)行流程

　　高校圖書館云服務(wù)平臺用戶使用該服務(wù)平臺獲得需求的信息資源的過程可以簡單概括為以下幾個步驟，如圖2所示：(1)信息資源描述，高校圖書館云服務(wù)平臺根據(jù)用戶的請求指令，準(zhǔn)確地進(jìn)行翻譯，使用規(guī)范化的描述語言對用戶需求信息進(jìn)行描述;(2)信息資源發(fā)現(xiàn)，用戶將所需求的信息發(fā)送給云服務(wù)平臺，云服務(wù)平臺則根據(jù)用戶的需求進(jìn)行搜索發(fā)現(xiàn)相關(guān)信息;(3)信息資源匹配，高校圖書館云服務(wù)平臺對用戶發(fā)送的資源請求服務(wù)分析處理后，調(diào)取各節(jié)點資源進(jìn)行信息的搜索、采集，根據(jù)節(jié)點平臺數(shù)據(jù)所提供的信息資源尋找與用戶需求向相匹配的信息資源;(4)信息資源調(diào)度，為了確保用戶所需要的信息資源的有效存取和并行存取，高校圖書館平臺提供了信息資源調(diào)度機(jī)制;(5)信息資源發(fā)布，運(yùn)行在“云”中的節(jié)點將所匹配到的信息進(jìn)行合理地安排調(diào)度，及時響應(yīng)用戶的請求服務(wù)，將用戶所需的信息及時準(zhǔn)確地發(fā)布出去。

　　6.2高校圖書館云服務(wù)平臺運(yùn)行管理機(jī)制

　　高校圖書館信息資源共享體系十分復(fù)雜，組織協(xié)調(diào)困難，必須建立完善的運(yùn)行管理機(jī)制確保其正常運(yùn)行。(1)科學(xué)決策機(jī)制，高校圖書館在開展云計算資源信息共享建設(shè)前，應(yīng)對本館經(jīng)費來源、業(yè)務(wù)能力、用戶群體及技術(shù)力量進(jìn)行全面分析和評估，廣泛開展市場調(diào)研，科學(xué)確定建設(shè)模式、共享資源規(guī)模、建設(shè)步驟及實現(xiàn)目標(biāo)等，形成較為完整的方案;(2)利益平衡機(jī)制，利益平衡機(jī)制是通過調(diào)整各信息資源共享體系下的高校圖書館的利益關(guān)系，使各館間的利益分配趨于平衡，并充分發(fā)揮和調(diào)動各館參與建設(shè)的積極性和源動力;(3)分工協(xié)調(diào)機(jī)制，由于每個高校圖書館所擅長的業(yè)務(wù)范圍不一致，并且各圖書館的技術(shù)力量、人才配置、管理經(jīng)驗、服務(wù)水平以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也不在同一起點上，要在共享體系下發(fā)揮每一個圖書館成員的作用和優(yōu)勢，必須建立科學(xué)的分工協(xié)調(diào)機(jī)制;(4)服務(wù)評價機(jī)制，用戶對信息資源服務(wù)的評價是高校圖書館信息資源共享建設(shè)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此，在信息資源共享建設(shè)的時候必須完善服務(wù)評價機(jī)制，及時了解用戶對云服務(wù)平臺的意見和建議，以促進(jìn)云服務(wù)平臺朝著更好地為用戶服務(wù)的方向發(fā)展[8]。

　　7 云計算環(huán)境下高校圖書館的未來展望

　　近年來，隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖書館保存的資源不再局限于手寫和印刷版本的紙質(zhì)文獻(xiàn)，以數(shù)字化形式存在的其他各種載體形式的資源也成為圖書館的重要保存對象。在這種情況下，存儲空間、訪問速度以及檢索結(jié)果質(zhì)量都成為圖書館發(fā)展的重要難題，而云計算的出現(xiàn)使得這些難題得以解決。但是云計算的出現(xiàn)雖然解決了當(dāng)前的難題，隨之而來的圖書館云服務(wù)平臺的信息安全問題也日漸凸顯[9]。

　　針對云服務(wù)平臺的云端信息存儲的信息安全問題，IT工作者們也提出了相應(yīng)的云數(shù)據(jù)訪問安全策略。云計算訪問安全策略主要是指分級訪問權(quán)限控制，這種權(quán)限控制策略依據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)分類和人員職責(zé)設(shè)立，盡量保證用戶權(quán)限的最小化，做到管理員、用戶以及業(yè)務(wù)等角色相互分離，并盡可能避免將多角色權(quán)限分配給同一用戶，形成分級訪問權(quán)限控制列表[7]。

　　雖然云計算環(huán)境的高校圖書館發(fā)展中還存在著諸多的問題，但是我們也應(yīng)看到云計算給高校圖書館平臺建設(shè)帶來的方便、快捷、高效與共享等優(yōu)勢。隨著云計算的發(fā)展，勢必會將高校圖書館的建設(shè)帶來巨大的變革，推動著高校圖書館向前發(fā)展。

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