李 潔

（棗莊市圖書館，山東 棗莊 277100）

1 數(shù)字圖書館動態(tài)遷移優(yōu)化的意義

在云計算技術(shù)日益成熟的背景下，如何將其更好地引入和應(yīng)用于數(shù)字圖書館建設(shè)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)心的焦點(diǎn)[1]。云計算具有諸多強(qiáng)大功能，如超級運(yùn)算功能、海量存儲功能、即時數(shù)據(jù)交互功能等，能夠推動數(shù)字圖書館安全性、高效性以及經(jīng)濟(jì)性的不斷提升，從而為讀者提供更加優(yōu)質(zhì)的云個性閱讀服務(wù)。

在云圖書館建設(shè)工作中，遷移策略的選擇和確定至關(guān)重要。只有選用適宜的遷移策略，才能夠?qū)鹘y(tǒng)數(shù)字圖書館的相關(guān)內(nèi)容以一種較適宜的方式遷移到云計算環(huán)境中，在充分保障云數(shù)字閱讀服務(wù)業(yè)務(wù)穩(wěn)定開展的條件下，進(jìn)一步降低各項成本（包括建設(shè)成本、運(yùn)營成本、維護(hù)成本以及升級成本等[2]），與此同時，提高資源實(shí)際利用率，總之，數(shù)字圖書館動態(tài)遷移優(yōu)化具有相當(dāng)積極的現(xiàn)實(shí)意義。

2 數(shù)字圖書館動態(tài)遷移的風(fēng)險

首先，應(yīng)考慮來自云服務(wù)提供商方面的風(fēng)險。不僅要考慮提供商的信譽(yù)度，而且要考慮云基礎(chǔ)設(shè)施的合理性，同時還應(yīng)考慮提供商的綜合技術(shù)實(shí)力。這些都是數(shù)字圖書館開展動態(tài)遷移工作中首先需要思考的問題，是數(shù)字圖書館動態(tài)遷移工作得以順利開展的前提保障。不僅如此，它也和后期運(yùn)營及維護(hù)密切相關(guān)。

其次，應(yīng)考慮來自互聯(lián)網(wǎng)方面的危險[3]。在云遷移工作中，無法完全避免來自網(wǎng)絡(luò)的威脅。與此同時，網(wǎng)絡(luò)安全性以及傳輸質(zhì)量的高低也將對整個遷移工作的有效性產(chǎn)生直接而重要的影響。

最后，遷移到云環(huán)境之后，能否獲得合理的云系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能否提供高質(zhì)量的閱讀服務(wù)，能否有效降低運(yùn)營成本等，均是需要重點(diǎn)考慮的問題。這是保障讀者正常云閱讀的必要條件之一。

3 數(shù)字圖書館動態(tài)遷移的關(guān)鍵問題

若想保證數(shù)字圖書館動態(tài)遷移工作順利進(jìn)行，還需要了解并掌握其涉及的一些關(guān)鍵性問題，主要包括數(shù)據(jù)遷移安全與遷移后的管理和監(jiān)控，數(shù)字圖書館云遷移的效率和質(zhì)量，云遷移過程網(wǎng)絡(luò)的傳輸安全和可用性以及云遷移管理策略及冗余備份機(jī)制建立等問題。

3.1 數(shù)據(jù)遷移安全與遷移后的管理和監(jiān)控

云遷移工作的實(shí)質(zhì)是數(shù)據(jù)遷移，主要包括運(yùn)營管理數(shù)據(jù)的遷移、云業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移、用戶資料的遷移等。上述遷移將會對系統(tǒng)的安全性、高效性以及經(jīng)濟(jì)性等產(chǎn)生直接而重要的影響。在遷移操作環(huán)節(jié)，采取何種措施以保證傳輸過程中數(shù)據(jù)的安全性（包括防竊取、篡改以及非法控制等[4]），以及遷移完成后在整個云平臺的理想可用性，具有相當(dāng)積極的意義。除此之外，應(yīng)重視并做好遷移操作前的備份工作以及遷移完成后的管理工作，避免非法訪問的發(fā)生，同時保障授權(quán)用戶的正常訪問。

3.2 確保數(shù)字圖書館云遷移的效率和質(zhì)量

在云遷移工作中，應(yīng)充分考慮服務(wù)內(nèi)容和水平以及云環(huán)境本身特點(diǎn)，從而最大限度地保障和提升云遷移的效率以及質(zhì)量。

應(yīng)重點(diǎn)提高云遷移的智能化水平，實(shí)現(xiàn)智能化管理整個云平臺的工作性能，即監(jiān)控器將獲取的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給控制器，由后者自動完成數(shù)據(jù)的遷移工作。除此之外，基于用戶實(shí)際使用狀況以及服務(wù)器具體負(fù)載信息[5]，選調(diào)出負(fù)載處于最低水平的服務(wù)器為客戶提供服務(wù)，如此一來，便能夠極大提升云資源的利用效率。

3.3 保證云遷移過程網(wǎng)絡(luò)的傳輸安全和可用性

為強(qiáng)化用戶防護(hù)能力以及數(shù)據(jù)實(shí)際傳輸效率，云服務(wù)提供商數(shù)據(jù)中心基于目標(biāo)用戶地理位置的差異而分布于不同的地域，其不僅具有地域視角上的平均分布特點(diǎn)，同時還具有云服務(wù)保障機(jī)制上的所謂冗余備份特點(diǎn)。在云遷移工作中，信息甚至?xí)?jīng)由多家運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，所以，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩砸约靶时泔@得尤為重要，這在某種程度上決定了云遷移工作能否取得預(yù)期效果[6]。所以，不僅要采取針對性的安全防護(hù)措施，同時還需要了解和掌握支持?jǐn)?shù)據(jù)遷移的網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備的負(fù)載情況，從而最大限度地獲得更為優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)傳輸寬帶以及傳輸效率。

3.4 建立有效的云遷移管理策略及冗余備份機(jī)制

數(shù)字圖書館中的諸多應(yīng)用平臺以及數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到更為先進(jìn)的云計算環(huán)境中，在此過程中，無論是系統(tǒng)配置，還是管理方式，又或者服務(wù)模式，均變化極大。通過何種途徑更加高效且更加可靠地遷移傳統(tǒng)數(shù)字圖書館的管理策略，從而保證云環(huán)境之下具有更為優(yōu)異的管理質(zhì)量，是云環(huán)境下數(shù)字圖書館動態(tài)遷移工作面臨的主要難題之一。除此之外，傳統(tǒng)服務(wù)模式在遷移為云服務(wù)模式的過程中，將會面臨和承擔(dān)原本屬于云環(huán)境的一系列風(fēng)險或威脅。如何建立健全冗余備份機(jī)制已成為當(dāng)務(wù)之急，只有如此，才能最大限度地保證各類應(yīng)用程序的可用性，同時真正落實(shí)備份以及安全恢復(fù)工作。

4 數(shù)字圖書館動態(tài)遷移的優(yōu)化策略

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施的云遷移

為保證云圖書館的管理質(zhì)量以及運(yùn)營效率，應(yīng)結(jié)合云應(yīng)用服務(wù)的相關(guān)特點(diǎn)，積極應(yīng)用管理效率最優(yōu)原則，將某些應(yīng)用（如E-mail等）轉(zhuǎn)換成軟件即服務(wù)模式，并將其當(dāng)作一種云租賃服務(wù)并通過云服務(wù)商予以統(tǒng)籌管理。與此同時，和圖書館安全級別密切相關(guān)的核心應(yīng)用以及數(shù)據(jù)管理（如云讀者客戶資料管理等[7]），最好采用自主開發(fā)的相應(yīng)的管理程序，并有機(jī)融入云基礎(chǔ)設(shè)施平臺，交由圖書館管理員通過基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行高效管理。云圖書館具有諸多優(yōu)勢，數(shù)據(jù)安全級別高且總量較小，其不僅采用了當(dāng)前較為先進(jìn)的加密措施，同時還能夠轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心以外的專門用于存儲的設(shè)備上，如此一來，即便有數(shù)據(jù)災(zāi)難發(fā)生，也能夠及時且有效地予以還原。

4.2 應(yīng)用程序的云遷移

相較傳統(tǒng)數(shù)字圖書館而言，云圖書館擁有更為龐大的讀者規(guī)模，因此采用云服務(wù)定制方式可以滿足不同用戶的不同需求。與此同時，單就信息處理而言，由于涉及海量數(shù)據(jù)的計算、存儲以及傳輸，因而對系統(tǒng)以及服務(wù)安全性有著更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。所以，在遷移工作中，應(yīng)結(jié)合應(yīng)用程序本身的服務(wù)特性、軟件和云系統(tǒng)之間的契合度、不同用戶的不同需求、云系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)等諸多內(nèi)容，應(yīng)用適宜的平臺即服務(wù)方式，并根據(jù)用戶實(shí)際需求對平臺即服務(wù)予以必要的優(yōu)化和調(diào)整。當(dāng)然，也可以采用重構(gòu)這種方式。除此之外，在面對新客戶的新需求或者某些無法遷移的應(yīng)用時，則需要根據(jù)云系統(tǒng)的具體特性以及用戶實(shí)際需求進(jìn)行重建。

4.3 云數(shù)據(jù)的遷移

對傳統(tǒng)圖書館業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移時，不僅要保證遷移的高效性，而且要保證遷移的可靠性以及安全性，這將會對云圖書館系統(tǒng)的后期運(yùn)行產(chǎn)生直接而重要的影響。假若遷移工作中存在以數(shù)據(jù)冗余大為代表的不良問題[8]，那么將會削弱云系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理質(zhì)量，從而影響到云端服務(wù)質(zhì)量，嚴(yán)重時甚至造成系統(tǒng)癱瘓。

數(shù)字圖書館普遍存在以下特點(diǎn)：①數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；②數(shù)據(jù)存儲量較大；③數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)保持良好的持續(xù)性；④數(shù)據(jù)類型決定了安全等級的高低等。根據(jù)其數(shù)據(jù)存儲的相關(guān)要求，在最大限度保障整體數(shù)據(jù)一致性以及幾乎零誤差的前提下，采用分次遷移這種方式以完成傳統(tǒng)圖書館數(shù)據(jù)到云端的高質(zhì)量遷移。其中，數(shù)據(jù)分次遷移的操作原理如圖1所示。通過客戶端的透明操作，將需要遷移存儲的數(shù)據(jù)通過DAS或者SAN存儲結(jié)構(gòu)磁盤陣列及時存儲到磁帶庫，完成數(shù)據(jù)遷移操作。同時，為了節(jié)約存儲空間，一些暫時無用的數(shù)據(jù)可以放入回收站，需要時可以再從回收站中取出。

圖1 數(shù)據(jù)分次遷移的操作原理

基于數(shù)字圖書館的特點(diǎn)，在進(jìn)行云數(shù)據(jù)遷移時還需注意以下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)對計劃遷移的數(shù)據(jù)予以系統(tǒng)分類，從而盡量削弱原始數(shù)據(jù)庫原有的復(fù)雜度以及多樣性，了解并掌握原系統(tǒng)和云系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫方面的異構(gòu)特性，明確數(shù)據(jù)的提取操作以及傳輸所對應(yīng)的方式與格式，從而使得數(shù)據(jù)遷移能夠滿足跨平臺性以及通用性。第二，對已經(jīng)遷移完成的數(shù)據(jù)予以全面且細(xì)致的檢查，主要包括數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)長度以及區(qū)間范圍等，從而使得云端數(shù)據(jù)能夠和原始庫具有理想的一致性。第三，在遷移操作中，不僅要考慮云圖書館存儲服務(wù)器應(yīng)具有理想的負(fù)載均衡性，同時還應(yīng)該考慮用戶應(yīng)用相關(guān)服務(wù)的便捷性。對于用戶搜索頻次較高的視頻、博客以及其他資源，應(yīng)采用冗余存放的方式將其歸入指定的存儲空間，如此便能夠大幅提升數(shù)據(jù)讀取速度，進(jìn)而有效提升云系統(tǒng)的整體服務(wù)能力。

4.4 云圖書館虛擬系統(tǒng)的遷移

在虛擬化技術(shù)的幫助下，能夠?qū)⒃茍D書館合理劃分成若干個具有可動態(tài)分配特征的資源池，該資源池不僅具有良好的集成性及通用性，同時在容錯性及可靠性方面也較為突出，賦予了云圖書館更強(qiáng)大的計算能力，還實(shí)現(xiàn)了對存儲資源的高效利用，在減少建設(shè)及運(yùn)營成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前社會所倡導(dǎo)的低碳運(yùn)營。為進(jìn)一步提升和保證云系統(tǒng)的可靠性以及安全性，采用合理削減云模擬系統(tǒng)整體工作負(fù)載的做法以避免發(fā)生云熱點(diǎn)故障，從而實(shí)現(xiàn)對云虛擬系統(tǒng)的高質(zhì)量遷移。

云圖書館為用戶提供云專有服務(wù)時，熱點(diǎn)云空間勢必會占用更大的CPU資源、寬帶資源以及內(nèi)存資源，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)負(fù)荷大幅超過正常值而形成所謂的資源熱點(diǎn)。為進(jìn)一步提升和保證云圖書館的存儲以及訪問效率，其在存儲數(shù)據(jù)時一般應(yīng)用分散式外部存儲方式，所以對于云虛擬系統(tǒng)遷移而言，其實(shí)質(zhì)是將這一系統(tǒng)由云資源池中的某個物理機(jī)準(zhǔn)確遷移到另一個目標(biāo)物理機(jī)，然后在后者身上達(dá)成對圖書館云服務(wù)的高效、有機(jī)整合，最終實(shí)現(xiàn)對云服務(wù)負(fù)載的有效均衡。

當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)施承擔(dān)著超出正常標(biāo)準(zhǔn)的資源負(fù)荷時，可借助虛擬機(jī)動態(tài)遷移這種方式在主機(jī)和主機(jī)之間實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷的集體分擔(dān)與均衡。云圖書館管理員只需要定時審查云虛擬系統(tǒng)工作日志便能夠找出那些需要遷移操作的虛擬系統(tǒng)，同時查看并保證目的主機(jī)擁有大量富余的CPU資源、網(wǎng)絡(luò)寬帶資源以及內(nèi)存資源等以完成對被遷移虛擬機(jī)的有效接受。與此同時，對遷移進(jìn)程中將會應(yīng)用到的一系列資源予以30%預(yù)留，避免由于動態(tài)遷移操作占用過量的云資源而給遷移質(zhì)量帶來負(fù)面影響。

虛擬化技術(shù)在某種程度上屏蔽了云基礎(chǔ)設(shè)施硬件資源所具有的異構(gòu)性制約，使得云系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)無需對用戶開放，且不會影響正常服務(wù)的提供[9]。然而，對虛擬化遷移目的機(jī)進(jìn)行選取和確定時，應(yīng)盡可能地選擇那些具有同樣或者相近結(jié)構(gòu)的虛擬機(jī)監(jiān)控器，同時采用一致性的遷移協(xié)議以及內(nèi)存遷移算法，如此一來，便能使云虛擬系統(tǒng)平臺具有更加理想的移動性、負(fù)載均衡性以及容錯性。

復(fù)旦大學(xué)的劉鵬程設(shè)計了一種能夠理想滿足服務(wù)等級協(xié)議的動態(tài)遷移框架（如圖2所示）。該框架由中央控制引擎以及位于不同服務(wù)器上的本地遷移引擎組成，中央控制引擎能夠從整體角度了解和掌握數(shù)據(jù)中心中所有平臺資源的使用情況，并根據(jù)事先設(shè)定的策略，發(fā)起虛擬機(jī)遷移，以達(dá)成數(shù)據(jù)中心整體范圍內(nèi)的負(fù)載均衡，進(jìn)一步提升資源利用率。

圖2 虛擬機(jī)動態(tài)遷移框架

4.5 數(shù)字圖書館云遷移的安全性

在云遷移工作中，應(yīng)重視并加強(qiáng)圖書館管理員對整個云系統(tǒng)的安全訪問控制力度，根據(jù)不同類型數(shù)據(jù)所對應(yīng)的安全等級來賦予管理員、云供應(yīng)商以及用戶與其身份相符的權(quán)限，并對關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過AES256位方式予以特別加密，提高數(shù)據(jù)的安全系數(shù)，避免數(shù)據(jù)由于被竊取等原因而喪失對整個云系統(tǒng)的控制權(quán)。除此之外，應(yīng)對遷移之后的云系統(tǒng)予以系統(tǒng)規(guī)劃，不能片面地考慮云遷移成本而忽略了云系統(tǒng)的計算性能、可用性以及擴(kuò)展性，從而使得遷移之后的云系統(tǒng)在應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)方面準(zhǔn)確無誤、高效安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。在云基礎(chǔ)設(shè)施資源選擇方面，應(yīng)盡可能地縮短所租用的云數(shù)據(jù)中心和目標(biāo)主體用戶之間的距離，保證傳輸寬帶能夠有效匹配云圖書館所具有的計算能力以及存儲能力，避免因?yàn)閭鬏斊款i問題而降低服務(wù)質(zhì)量。在云遷移工作完成之后，建議聘請信譽(yù)度良好且資質(zhì)齊全的第三方以云圖書館為目標(biāo)對象，基于整體視角展開相應(yīng)的評估以及調(diào)試，從而保證遷移質(zhì)量和遷移成本之間的有機(jī)協(xié)調(diào)。

5 結(jié)語

以傳統(tǒng)數(shù)字圖書館為目標(biāo)對象，將其各類資源遷移到云端，并于云環(huán)境之下創(chuàng)設(shè)一個現(xiàn)代化的、先進(jìn)的數(shù)字服務(wù)模式，能夠大大保證和提升圖書館云系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及服務(wù)質(zhì)量。在整個云遷移工作中，應(yīng)基于用戶具體需求，透徹分析和有效掌握原有數(shù)字圖書館的相關(guān)特點(diǎn)，運(yùn)用合理的云遷移策略，如此才能保證遷移之后得到的云圖書館具有足夠的安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性以及便捷性，最終構(gòu)建一個能夠獲得用戶認(rèn)可與好評的云數(shù)字圖書館。

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