〔摘要〕為了解決云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館資源管理與應用問題，本文設計了一種云計算環(huán)境下優(yōu)化的數(shù)字圖書館資源管理與應用平臺。該平臺可動態(tài)實現(xiàn)虛擬化資源的調(diào)度和負載均衡，用戶在云計算環(huán)境中能夠得到較高的虛擬化資源利用效率。

〔關鍵詞〕云計算；數(shù)字圖書館；資源；管理與應用

〔中圖分類號〕G250.76〔文獻標識碼〕A〔文章編號〕1008-0821（2013）02-0018-03

云計算環(huán)境下，隨著圖書館云服務模式的變革和讀者云閱讀服務需求的不斷提高，云圖書館數(shù)據(jù)中心基礎設施結構的復雜度和管理難度不斷增加。為了保證安全、高效、經(jīng)濟、可靠地開展讀者云閱讀服務，云圖書館必須加強數(shù)據(jù)中心基礎設施硬件設備組織結構合理性、用戶服務數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和外部網(wǎng)絡傳輸能力、數(shù)據(jù)存儲性能、圖書館物理與虛擬資源的管理、調(diào)度能力建設，不斷提高云圖書館資源管理與供給的科學性、容錯性、整合性和可配置性，實現(xiàn)云資源的最優(yōu)化配置與管理[1]。

1圖書館云資源管理、供給平臺的設計需求

1.1云資源管理與供給平臺的功能性需求

云資源的發(fā)現(xiàn)、管理、調(diào)度和對使用效率評估，是圖書館云資源管理與供給平臺應具備的主要功能。因此，應根據(jù)讀者開展云閱讀活動需要，加強云資源管理與供給平臺的資源發(fā)現(xiàn)、資源管理、資源存儲和資源調(diào)度能力建設。其次，需要重點加強資源發(fā)現(xiàn)與組織管理、云閱讀應用服務進程與資源使用管理、資源存儲管理、資源系統(tǒng)文件管理、基礎設施硬件運營效率管理。第三，在平臺功能性建設中，需將建設資金重點投入到增強系統(tǒng)云服務功能、提高管理平臺運營安全與經(jīng)濟性、增加管理平臺組織架構合理性、開展資源管理與調(diào)度有效性評估的方面，并實現(xiàn)資源管理與供給全過程的日志記錄和運營數(shù)據(jù)審計。

1.2云資源管理與供給平臺系統(tǒng)的安全需求

首先，云資源管理與供給平臺系統(tǒng)需具備較高的安全、可靠性，可通過訪問者身份識別與鑒權系統(tǒng)，對管理員與用戶進行訪問身份識別和操作權限管理。其次，云資源管理與供給平臺在設計過程中，應堅持將用戶訪問與身份管理、云資源管理與調(diào)度、基礎設施物理設備管理、虛擬化資源的分配與調(diào)配等系統(tǒng)，集中到一個大的平臺中統(tǒng)一管理，并加強具有不同管理功能系統(tǒng)模塊間的兼容性和可擴展性，確保功能模塊具有較強的獨立性和安全漏洞修復能力。第三，云資源管理與供給平臺系統(tǒng)應具備較強的數(shù)據(jù)中心硬件物理設備管理能力，能夠對基礎設施物理設備有效實行虛擬化管理、調(diào)控、負載均衡和評估[2]。

1.3實現(xiàn)平臺對虛擬機的精細化管理

云資源管理、供給平臺在設計與建設過程中，應堅持資源管理與使用效率最優(yōu)的原則，實現(xiàn)資源管理粒度的最小化劃分和簡化操作過程，提高資源管理與應用分配的靈活性和可操作性。其次，根據(jù)讀者云閱讀服務需求實現(xiàn)虛擬機的實時管理。云圖書館可依據(jù)服務業(yè)務負載實際，智能自動化地對虛擬機集群進行創(chuàng)建、管理、調(diào)度、遷移與刪除，在堅持云資源使用效率最優(yōu)的前提下確保云閱讀服務的連續(xù)性。第三，管理平臺應準確預測未來云圖書館開展讀者云閱讀服務活動，對虛擬機和云資源的需求總量以及服務高峰期需求量，可根據(jù)服務需求實現(xiàn)虛擬機預留和云資源的存儲、擴展。

1.4保證資源管理的統(tǒng)一性和兼容性

為了保證云圖書館資源管理的安全、高效、經(jīng)濟與可靠性，首先，云圖書館須實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心基礎設施物理資源與虛擬化資源的統(tǒng)一管理。虛擬化資源的創(chuàng)建、管理、調(diào)度過程，應堅持依據(jù)基礎設施物理資源可虛擬化總量、虛擬化過程的實時與有效性、物理資源的可擴展性、物理資源的邏輯可劃分性，保證虛擬化資源創(chuàng)建、調(diào)度、遷移的數(shù)量與有效性，實現(xiàn)對物理資源與虛擬化資源的統(tǒng)一管理。其次，管理平臺應具有較強的可兼容性，可對云圖書館數(shù)據(jù)中心不同廠商的異構設備實施統(tǒng)一管理，能夠將異構設備進行有效融合，實現(xiàn)計算、存儲、網(wǎng)絡設備的統(tǒng)一管理和動態(tài)擴展。

2013年2月11第33卷第2期11現(xiàn)？代？情？報11Journal of Modern Information11Feb.，201311Vol.33No.22013年2月11第33卷第2期11一種云計算環(huán)境下優(yōu)化的數(shù)字圖書館資源管理與應用平臺11Feb.，201311Vol.33No.21.5可對資源管理與供給過程實施故障定位和性能評估云圖書館資源管理與供給平臺系統(tǒng)，具有結構復雜、模塊接口多、功能性強和故障定位困難的特點。因此，平臺應具備較強的圖書館云服務資源管理、供給過程監(jiān)控和效率評估功能。通過對監(jiān)控模塊采集的數(shù)據(jù)進行快速分析，準確發(fā)現(xiàn)資源管理與控制程序、模塊組件、接口出現(xiàn)的故障，并進行安全評估與審計。其次，能夠依據(jù)評估結果對控制系統(tǒng)和管理策略進行優(yōu)化，提高系統(tǒng)的安全性、健壯性與運行效率。第三，可依據(jù)云圖書館運營效率和讀者云閱讀活動滿意度，對圖書館云資源管理、供給過程進行效率與質量評估。同時，對圖書館云資源分配與供應活動的安全性、效率、經(jīng)濟性和可操作性進行階段性評判，對違背服務水平協(xié)議的行為、威脅進行警告和智能糾正[3]。

2圖書館云資源管理與供給平臺設計

2.1圖書館云資源管理與供給平臺設計

在圖書館云資源管理與供給平臺設計中，應重點突出對具有不同廠商設備數(shù)據(jù)中心異架構云資源的管理能力建設，堅持符合信息系統(tǒng)生命周期規(guī)律的模塊化設計原則，確保為用戶提供面向Web服務的管理接口和用戶界面。

圖書館云資源管理與供給平臺模塊結構如圖1所示：

圖書館云資源管理與供給平臺111111資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控硬件資源虛擬化劃分與管理資源管理、調(diào)度與遷移資源管理與供給安全管理資源管理與供給效能評估用戶訪問識別與控制11圖1圖書館云資源管理與供給平臺模塊結構圖11

主要由資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控模塊、硬件資源虛擬化劃分與管理模塊、資源管理調(diào)度與遷移模塊、資源管理與供給安全管理模塊、資源管理與供給效能評估模塊、用戶訪問識別與控制模塊六部分組成，共同完成圖書館云資源的發(fā)現(xiàn)、管理、供給、遷移、效能評估和安全管理任務。

2.2執(zhí)行智能化的資源調(diào)度策略

云圖書館具有資源調(diào)度過程復雜、資源需求量不穩(wěn)定、虛擬機分布不平衡和資源供給效率要求高的特點。因此，云圖書館在虛擬化資源調(diào)度策略的制定中，首先應堅持以讀者云閱讀服務需求和云圖書館運營能力建設為中心，加強讀者云閱讀服務模式和服務滿意度對資源創(chuàng)建、管理、分配、遷移過程的調(diào)控，并根據(jù)系統(tǒng)云服務優(yōu)先級別和服務可持續(xù)性需求，實現(xiàn)云圖書館數(shù)據(jù)中心資源的集中式管理、調(diào)度。其次，在資源調(diào)度策略制定中，應注重對云圖書館服務高峰期和日平均量資源需求進行估算，依據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)執(zhí)行動態(tài)、可調(diào)控的資源預留和分配策略，實現(xiàn)云圖書館應用服務資源調(diào)度策略和系統(tǒng)經(jīng)濟運營的最優(yōu)化配置。第三，在資源調(diào)度過程中，應避免片面追求低能耗而導致程序運行效率下降的現(xiàn)象發(fā)生。同時，在虛擬化資源分配、調(diào)度和遷移過程中，應堅持服務器和所分配資源網(wǎng)絡路徑最小的原則，提高資源管理效率和可控性。

2.3圖書館云資源管理與供給應滿足讀者云閱讀QOS需求云閱讀QOS（Quality of Service）是讀者開展云閱讀活動的質量評估指標，主要包括云閱讀活動服務模式有效性、安全可靠性、即時性、經(jīng)濟性和讀者滿意度等，是一組由多種元素組成的讀者云閱讀活動質量定量和定性的評估指標。

云圖書館應基于讀者云閱讀活動QOS需求，開展云資源管理與供給平臺設計和管理策略的制定。首先，管理平臺應運行智能化的管理方案，不斷增強圖書館云計算平臺虛擬化技術的應用有效性與靈活性，通過提高云資源彈性配置與管理能力來大幅度降低管理員工作量，實現(xiàn)低能源消耗的綠色運營。其次，應以保障讀者云閱讀活動QOS需求為依據(jù)，實現(xiàn)持續(xù)的云資源采集、存儲、管理和分配，并根據(jù)讀者云閱讀實際將資源管理與供給策略升級、優(yōu)化。第三，應根據(jù)讀者云閱讀活動QOS安全需求，建立圖書館云資源采集、存儲、備份、遠程遷移的管理系統(tǒng)，保證云資源可根據(jù)讀者云閱讀活動資源需求量，執(zhí)行安全、高效的動態(tài)管理、調(diào)度與供給策略[4]。

2.4確保圖書館云資源管理與供給具有較高的安全性為了確保圖書館云資源管理與供給具有較高的安全性，云圖書館應在大幅降低資源管理平臺與供給策略復雜度的前提下，不斷提高管理系統(tǒng)的智能、自動化水平。

首先，云資源管理、供給系統(tǒng)應具備對平臺運營安全和效率的監(jiān)控功能，能夠依據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控模塊實時對云圖書館物理服務器、虛擬機集群、虛擬化網(wǎng)絡設備等資源，進行安全威脅、運營效率、虛擬化資源管理與調(diào)度、讀者云閱讀活動資源需求等內(nèi)容實施監(jiān)控和預警。其次，當云資源在管理、分配、調(diào)度、遷移過程發(fā)生安全問題或效率下降時，可由平臺管理系統(tǒng)智能、自動地實現(xiàn)管理策略的更新、資源重新配置、資源冗災備份和資源遷移。第三，應通過有效的訪問者身份認證、公鑰基礎設施PKI應用和資源訪問權限管理，保證云資源管理、供給、訪問、操作和信息共享具有較高的安全性。

2.5制定并執(zhí)行有效的云資源管理、供給監(jiān)測策略

根據(jù)圖書館云資源管理與供給過程安全級別、重要性等級劃分、基礎設施物理資源性能、事件特征，制定并執(zhí)行有效的云資源管理、供給與監(jiān)測策略，是云資源管理與供給過程安全、高效、經(jīng)濟、可靠的保證。

圖書館云資源管理與供給過程的監(jiān)測，可根據(jù)監(jiān)控對象實際分為周期監(jiān)測和事件驅動監(jiān)測兩種方式。對于云圖書館基礎設施物理資源（服務器CPU、內(nèi)存、存儲設備和網(wǎng)絡）硬件設備，可根據(jù)監(jiān)控需要動態(tài)設定一個監(jiān)測周期，按照固定時間間隔向監(jiān)控器發(fā)送一個監(jiān)測請求。采集器將收集的被監(jiān)測對象相關數(shù)據(jù)發(fā)送到分析系統(tǒng)，分析系統(tǒng)評估后將結果發(fā)送到顯示器，以圖表等形式顯示出來或報警。此外，針對圖書館云計算、管理、網(wǎng)絡、調(diào)度與供給等資源，在管理與供給過程發(fā)生的突發(fā)或特定事件，可通過對監(jiān)控系統(tǒng)設定閾值和監(jiān)控過程事件激勵的方式，實現(xiàn)自動化監(jiān)控并將結果及時反饋給控制系統(tǒng)[3]。

3結語

圖書館云資源管理、供給平臺設計與管理策略的制定，是關系云圖書館資源劃分與使用效率、讀者云閱讀應用服務系統(tǒng)性能、運營經(jīng)濟與低碳和具有較強的云個性化數(shù)字服務市場競爭力的關鍵。因此，應通過建設高效的云資源管理、供給平臺，以及制定并執(zhí)行有效的管理、調(diào)度、供給、優(yōu)化策略，確保云圖書館資源具有較強的可管理、可配置、可調(diào)度和可使用特性，才能實現(xiàn)云資源的最優(yōu)化管理與供給，才能為讀者提供滿意的云個性化數(shù)字閱讀服務。

參考文獻

[1]郭紅英.云計算環(huán)境下高校圖書館用戶服務模式發(fā)展研究[J].圖書館理論與實踐，2011，（2）：84-85.

[2]郭平，馮婷瑩.基于變化周期和事件驅動的云計算資源監(jiān)測模型[J].電信科學，2012，（9）：38-42.

[3]郭濤，劉菲軍，杜圭，等.云計算環(huán)境下虛擬機部署策略的優(yōu)化[J].計算機應用研究，2012，29（9）：3425-3431.

[4]丁丁，羅四維，艾麗華.基于雙向拍賣的適應性云計算資源分配機制[J].通信學報，2012，（9）：132-140.

（本文責任編輯：馬卓）