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        云計(jì)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

        2018-10-24 11:02:10徐世嗚
        河南圖書館學(xué)刊 2018年7期

        徐世嗚

        關(guān)鍵詞:云計(jì)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(shí)期,目前正朝著云計(jì)算方向發(fā)展。文章結(jié)合云計(jì)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(jì)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(jì)算環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)信息的集成以及共享,以期能夠?yàn)閿?shù)字圖書館真正實(shí)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(jì)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(jì)算技術(shù)的研究工作,同時(shí)也將云計(jì)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(jì)算研究工作[1]。現(xiàn)在,云計(jì)算已逐漸滲透到了人們生活的方方面面,同時(shí)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(shí)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(jì)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(jì)算及虛擬數(shù)字圖書館

        2.1云計(jì)算及虛擬化技術(shù)

        云計(jì)算可以被看作是一種基于網(wǎng)絡(luò)的集成計(jì)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(jī)之中,因?yàn)樘摂M機(jī)是采用文件形式進(jìn)行保存,同時(shí)不同虛擬機(jī)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(jì)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(shí)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(yùn)行環(huán)境,用戶只要依照自身的實(shí)際需求,租賃云計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)信息共享,為用戶提供個(gè)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(shí)也是信息資源的客體,擁有更為強(qiáng)大的資源定制能力,可以為用戶提供更加個(gè)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(shí)還擁有協(xié)同解決問題的能力,逐漸演變成為高性能計(jì)算實(shí)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(shí)現(xiàn)真正的知識共享。

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

        依照云計(jì)算所提供的相應(yīng)功能,同時(shí)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(gè)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(yùn)行、安全管理以及維護(hù)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(jì)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(diǎn)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(gè)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(diǎn)平臺,同時(shí)再配備相應(yīng)的IP鏈接,就能實(shí)現(xiàn)共享網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步擴(kuò)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(diǎn)之中的相關(guān)信息資源接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),同時(shí)還會借助于云平臺服務(wù)器集群技術(shù)手段,對節(jié)點(diǎn)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(gè)系統(tǒng)的計(jì)算能力得到顯著提升,從而可以滿足越來越高的計(jì)算需求。

        4基于云計(jì)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(gè)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(jì)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(gè)節(jié)點(diǎn)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?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)提供所需的儲存空間,同時(shí)還能夠提供系統(tǒng)所需的計(jì)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(diǎn)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?shí)際需求的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存以及調(diào)取,同時(shí)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(yùn)行的不同節(jié)點(diǎn)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(shí)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(jì)算技術(shù)的數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺運(yùn)行機(jī)制

        5.1數(shù)字信息資源的采集機(jī)制

        通過云服務(wù)平臺所擁有的采集機(jī)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(gè)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(shí)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(shí)還更加有利于實(shí)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(jī)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(dú)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(gè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(shí),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(diǎn)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(shí)還可以增強(qiáng)云服務(wù)平臺的管理功能,確保平臺能夠?yàn)橛脩籼峁└邆€(gè)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(jī)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(diǎn)服務(wù)器。各個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器首先依照云服務(wù)平臺實(shí)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(jī)制間的相互作用

        在云服務(wù)平臺中,不同機(jī)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(yùn)行機(jī)制之中,數(shù)據(jù)信息采集機(jī)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(shí)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(jī)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(shí)還有安全管理以及用戶管理的功能。用戶服務(wù)機(jī)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(jī)制相互作用,其中某一機(jī)制發(fā)生改變,會導(dǎo)致其他運(yùn)行機(jī)制出現(xiàn)關(guān)聯(lián)反應(yīng),同時(shí),不同機(jī)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(jì)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(jì)算技術(shù)不斷得到發(fā)展的同時(shí),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(shí)現(xiàn)。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]呂魯江.基于云計(jì)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.

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        [4]浦潔.云計(jì)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)

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