数字图书馆联盟云资源管理模式构建研究❋

迪莉娅

(燕山大学文法学院 河北秦皇岛 066004)

1 概念界定

表1 云计算的演进历程〔1〕

云计算的基本类型分为IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)(见表2)。因为云计算拥有超大规模的各种信息资源，把这些分布在不同地理位置的数据资源、模型资源、知识资源及计算资源等定义为云计算环境下的信息资源。

表2 云计算的类型

数字图书馆联盟是指为了实现资源共享、利益互惠的目的，由信息技术和网络组织起来的、受共同认可的协议和合同制约的数字图书馆联合体。〔3〕数字图书馆联盟云资源管理主要指图书馆联盟为了实现资源共建、共享和为用户提供优质服务的基础上所建立的基于云计算资源建设、共享和服务的联盟。

2 数字图书馆联盟云资源管理模式的特点

2．1 联盟云资源的虚拟化。虚拟化是云计算区别于传统计算模式的重要特点。〔4〕云计算是由一系列可以动态升级和被虚拟化的资源组成。具体的虚拟化实现形式有硬件虚拟化、软件虚拟化和应用虚拟化。硬件虚拟化是指不需要操作系统，可直接对硬件资源进行划分;软件虚拟化是指在操作系统之上运行一个虚拟软件层，用户可以通过这个虚拟软件层安装多种操作系统;应用虚拟化是指运行在操作系统之上，利用软件层来屏蔽操作系统的差异，应用运行在虚拟层之上。〔5〕这些资源被数字图书馆联盟用户共享和访问，用户无需掌握云计算的技术，只需要按照个人或者团体的需要租赁云计算的资源。〔6〕

2．2 联盟云资源的统一池化。在云计算环境中，资源统一池化是指围绕业务系统，将其主要涉及的可用资源进行通用化、平台化、模块化的整合。区别于传统垂直分割的条带化架构，统一资源池打破了传统架构下各个烟囱的孤岛状态，其旨在为业务系统提供一个横向的、通用的、扩展性高的、可用性高的、透明化的新一代系统架构。〔7〕在过去，数字图书馆联盟在资源管理过程中，每一个图书馆资源相对独立，由各个图书馆将用户所需的资源通过协议方式借阅或者让读者浏览，资源的利用效率和手续相对复杂。在云计算环境中，在统一规划和协调下，成员馆依据联盟协议，将各馆的资源放在资源池中，避免重复资源建设，协同为用户提供优质的服务。基于资源池的资源聚合需要根据对用户需求以及网络中资源分布统一协调来完成，从而为用户建立一个相对稳定的资源视图。〔8〕

图1 数字图书馆联盟云资源池化图

2．3 联盟云资源的无缝对接。传统的数字图书馆由于受到接口服务和标准的限制，图书馆之间共享范围非常有限。但在云环境中，云计算具有大规模、无缝扩展的特点，能自如地应对使用急剧增加的情况。其最关键的特点是计算资源能够被动态地有效分配，消费者(最终用户、组织或者IT部门)能够最大限度地使用计算资源但又无需管理底层复杂的技术。〔9〕而且由于其很强的扩展性和容错能力，可将资源池相同或者相似的资源同构化，并应用集群技术、虚拟化技术实现数字图书馆资源之间的无缝对接和超级共享。

2．4 联盟云资源的节能环保。传统的数字图书馆联盟资源共享设计追求的是性能，在当今能源紧缺与能源成本迅猛增涨的情况下，提高能源利用率成为普遍关注的问题。云计算技术在数字图书馆联盟中的应用，将减少联盟资源中心的运作成本、提高空间利用率，为解决传统资源池过量制冷和空间不足的问题提供了有效的途径，主要体现在:(1)对用户和联盟图书馆来说，双方的成本费用大幅度降低。云计算对用户端设备要求低，可降低IT维护的费用，节省因不断升级设备所带来的经费支出。〔10〕而且云计算以极低的成本投入获得极高的运算能力，克服服务器访问限制的瓶颈，在更大程度上共享联盟图书馆信息资源，〔11〕实现低碳经济节能环保的诉求。(2)云计算用低耗的机器取代大型服务器、高端处理器，加上集中管理，对外租用，从而减少了联盟图书馆服务器的数量，既达到了节省能源方面的开支，又起到了保护环境的作用。〔12〕

3 数字图书馆联盟云资源管理模式的构建

云的环境将改变传统的数字图书馆联盟的资源建设和服务模式，极大地提高资源的共享和利用空间，为用户提供更便捷、高效的服务。数字图书馆联盟资源的管理由资源的描述、资源的组织、资源的调度、资源的监控和资源的存储等方面组成(见图2)，它们的运作模式和方法将会与过去不同。

本文以特高压双回鼓型钢管塔为研究对象,建立其有限元模型,分析其模态频率及模态振型.通过对模型进行地震反应谱分析,研究在地震作用下特高压钢管塔内位移及应力规律,并指出在地震作用下特高压钢管塔薄弱的部位,为特高压双回鼓型钢管塔的抗震设计提供了依据.

图2 数字图书馆联盟云资源管理模式图

3．1 联盟云资源的描述。资源描述是指系统依据既定的规则和标准，对资源的内容和形式特征进行分析、选择和记录的过程。〔13〕元数据是信息资源或数据的一种结构化的数据，包括资源的标识、类型、结构、内容等。元数据是数字图书馆联盟云资源有效存取和充分利用的基础。

目前，国际上通用的元数据描述标准是都柏林核心元数据，数据规范最基本的内容包含十五个元素的元数据集合，用以描述资源对象的语义信息(见表3)。

表3 元数据元素表〔14〕

Resource Type 类型 资源内容的特征和类型Format 格式 资源的物理或者数字表现形式Resource Identifier 标示符 在特定的范围内给予资源的一个明确标示Source 来源 对当前资源来源的参照Language 语种 描述资源知识内容的语种Relation 关联 对相关资源的参照Coverage 覆盖范围 资源内容所涉及的外延与覆盖范围Rights Management 权限 有关资源本身所有的或被赋予的权限信息

但在云的环境下，数字图书馆联盟云资源服务是不分地域和时间的汇聚式服务，为了能更好的表述资源的来龙去脉，资源的表述除了采用以上都柏林元数据标准外，还应该加上距离、数量、区域、精确位置等空间因素。〔15〕

3．2 联盟云资源的组织。云资源的组织从根本来讲就是元数据的组织。元数据组织的过程包括两个方面:(1)元数据系统将用户的提问翻译成不同的表达形式，然后分别在各自相应的成员图书馆系统中查找与之匹配的信息资源;(2)元数据系统还要将检索到的、使用不同元数据标准描述的数字图书馆联盟成员馆的资源用同一种元数据标准表示出来。由于各个成员馆所采用的数据标准和检索系统不同所导致的资源不能共享问题，在云计算的环境中将会解决。云计算为用户提供统一的信息点击界面，通过元数据的转换、解释和翻译的功能将用户的提问在资源池中进行匹配，解决异构数据的问题。元数据描述机制能有效的组织数字图书馆联盟中的各种信息资源，并为其提供精确描述数据内容、语义和服务的机制。〔16〕

3．3 联盟云资源的调度。云资源的调度通常分为两种，集中式调度和分布式调度，二者各具优缺点。集中式调度易于控制全局资源，分布式调度灵活性的特点较突出(见表4)。

表4 云资源调度类型表

数字图书馆联盟云资源的调度涉及到成员馆内部资源的调度和成员馆之间的资源调度，采用混合式的资源调度模式将会更有效率。即在整个资源调度过程中，数字图书馆联盟成员馆的内部采用集中式的资源调度模式，而在图书馆联盟成员馆之间采用分布式资源调度模式。混合式调度模式中，每个成员馆内部设置一个或者多个中心服务器，该中心服务器作为虚拟组织内的集中式的资源注册机构，负责存储共享的资源信息;成员馆成所有的中心服务器之间则采用分布式资源调度模式进行组织(见图3)〔17〕克服了集中式单种资源调度模式的不足。

图3 数字图书馆联盟云资源调度模式图

3．4 联盟云资源的存储。数字图书馆联盟云资源存储是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来，协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。〔18〕数字图书馆联盟的成员馆都有自己的存储系统，把每一个存储系统看成“数字图书馆联盟云”的一个存储节点，通过虚拟化技术，将不同物理点的存储节点连接起来，形成逻辑上的整体，这样就形成了数字图书馆联盟的存储云，每一个成员馆的数据都在这片云中〔19〕。

数字图书馆联盟云资源的存储具有以下特点:

(1)虚拟存储技术的应用。存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简化相对复杂的底层基础架构的技术。存储虚拟化的思想是将数字图书馆联盟云资源的逻辑映像与物理存储分开，从而为系统和管理员提供一幅简化、无缝的资源虚拟视图。用户不用面对实体的存储载体，便可方便、快捷的获取信息资源。

(2)资源集群存储和管理。集群存储是将多台存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池，通过该访问接口透明地访问和利用所有存储设备上的磁盘，数据将会按照一定的规则从多台存储设备上存储和读取，以获得更高的并发访问性能，充分发挥存储设备的性能和磁盘利用率。数字图书馆联盟云资源的存储管理平台支持跨数据中心的部署、管理、用户访问调度、数据迁移、数据异地存储备份等功能。

(3)异构与动态数据的存储。数字图书馆联盟云资源的存储具有主机系统多类型、数据来源多方向、数据存储格式复杂、数据用途多样等特点，使得资源存储在实现功能、性能和访问接口上变化很大。云计算服务器由用户动态请求驱动，动态部署虚拟硬件提供存储和计算能力。用户实现“无处不在”的访问，运行在“云”中的服务器集群则根据云计算服务器的控制任务，提供用户需要的资源。〔20〕但无论数据存储接口如何变化，无论数据存储在什么位置，用户都可无缝地访问到所需数据，而不必关心存储设备所处的位置、采用何种存储系统以及资源如何配置。〔21〕

3．5 联盟云资源的监控。数字图书馆联盟云资源安全威胁主要来自:(1)云计算的滥用、恶用、拒绝服务攻击;(2)不安全的接口和应用程序接口、恶意的内部员工;(3)共享技术产生的问题、数据泄漏、账号和服务劫持以及未知的风险场景等。

传统的数字图书馆联盟信息安全系统一般都由防火墙、入侵检测、病毒防范、信息加密等组成，采取堵漏洞、筑高墙、防外攻等老三样，防护者只能将防火墙越砌越高、入侵检测越做越复杂、恶意代码库越做越大，但最终的结果是效率低下，防不胜防。〔22〕

云计算可信技术的发展对数字图书馆联盟云资源的安全提供了重要的途径。〔23〕在数字图书馆联盟云资源的安全管理中融入可信技术，建立可信云，为数字图书馆联盟资源的共享和利用提供安全、可靠的环境。可信云技术由主板、中央处理器 (CPU)、可信平台模块 (TPM:Trusted Platform Module)、软件栈 (TSS:Trusted Software Steak)、存储器和一些主要的外围设备以及基本输入输出系统 (BIOs)等共同构成。其中TPM是具有密码运算能力和存储能力的芯片，在可信系统中起核心的控制作用。可信计算平台负责完成从系统加电启动到上层应用环境建立过程中信任链的构建。该平台在计算机系统中首先建立一个信任根，再建立一条信任链，一级测量认证一级，一级信任一级，把信任关系扩大到整个计算机系统以至于整个网络 (见图4)。〔24〕

图4数字图书馆联盟云资源可信任链传递过程图〔25〕

数字图书馆联盟云资源可信任链的传递，保证了资源管理的保密性、可用性和一致性，防止恶意网站的攻击行为以及其他风险因素的发生，为数字图书馆联盟用户访问和使用图书馆资源提供了安全、可靠的环境。

4 数字图书馆联盟云资源的管理策略

4．1 签订联盟虚拟共同体协议。数字图书馆联盟虚拟共同体是在网络环境中，以服务用户为宗旨，形成的受合同和协议制约的虚拟共同体。数字图书馆联盟云资源虚拟共同体主要由计算机开发商、图书馆和用户构成。数字图书馆联盟成员馆之间，以及数字图书馆联盟与计算机开发商之间在以用户为中心，以服务为宗旨的前提下，需要签订相关的服务协议，确保服务的安全性、可靠性。

首先，数字图书馆联盟自身，需要制定成员馆的评估和吸纳、义务和权利、云资源共建共享规则、标准和规划等，并执行活动的组织和调控、重大事件的决策程序、成员馆纠纷的仲裁、经费的预算和决算、各种协调委员会的权限及其任期和选举等相关的制度和签署相关的协议。〔26〕协议确保数字图书馆成员之间建立良好的决策、信任、协调、约束、分配、学习机制，为用户创造优质的服务环境。其次，云计算开发商在数字图书馆联盟云资源管理中具有举足轻重的地位。在云环境中，计算机开发商负责数字图书馆数据的集中存储，这必然存在数据的安全和用户的隐私保护问题，数字图书馆联盟代表成员馆需要与计算机开发商签署相关的数据安全与用户隐私保密等协议。

4．2 建立电子资源集团采购联盟。云环境为数字图书馆联盟电子资源集团采购提供了便利条件。集团采购就是多个数字图书馆通过互联网，在一定的区域形成集团，建立协作网，以资金委托的方式，由集团以其名义负责与电子资源提供者签订集体购买网络电子资源，集体利用网络资源的契约，以达到降低费用、共享资源的目的。〔27〕传统数字图书馆联盟中，成员馆资源的采购基本保持独立和分散进行，会造成大量人力和物力资源的浪费，具体包括:硬件成本、软件成本、采购成本、合作成本、谈判成本等。在云环境中，以联盟方式团结力量，与信息供货商就收费模式和价格以及使用权限等协商谈判，以获得更好的资源分配，有助于降低数字图书馆联盟成员馆购买电子资源的成本;另外一方面也可以有效的聚合资源，避免资源的重复建设，提高收益并使电子资源产生更大的价值。

4．3 加强数字图书馆联盟云标准规范的制定。在云计算中，无数的软件和服务都置于云中，这里的云是指可以自我维护和管理的虚拟计算资源。这些软件和服务均构筑于各种标准和协议之上，可以通过各种设备来获得。〔28〕因此，标准规范是数字图书馆联盟云资源建设和共享的基础。在数字图书馆联盟云资源建设中，需要建立数字对象的加工、描述、组织、存储、检索和服务的技术规范标准;需要统一的元数据表述、加工处理、转换和检索的技术标准规范;需要建立开放的、互操作的数字资源的组织、调度的标准规范;需要建立统一有效的数字资源监控机制等。

4．4 加强知识产权的保护。数字图书馆联盟云资源的管理与服务为用户提供了方便、快捷的信息服务的同时，也带来了知识产权和信息传播、利用之间的问题。基于云计算的数字图书馆联盟资源是开放式的存储环境，著作权作为一种私权在云计算环境下的任何不当使用，都会带来巨大的负面效果，所以云存储环境下的知识产权及著作权保护技术也是非常重要的课题。因此，除了要不断更新和研发新的技术以应对数字图书馆联盟云资源管理中技术的漏洞和黑客的攻击，加强资源监控的同时，在管理和制度层面上更要制定相关的规章和制度，规制云计算开发商、云联盟成员馆和用户的责任和义务，制定云资源服务知识产权方面的协议，提高数字图书馆云资源的利用与服务的保障系数。

1．王晓楠．基于云计算的数字图书馆模式研究．黑龙江大学:硕士论文，2011(4):10

2．赵学敏，任翔，田生湖．混合云计算模式下高校信息化建设新思路初探．中国教育信息化，2012(1):7－9

3．戴龙基，张红扬．图书馆联盟——实现资源共享和互利互惠的组织形式．大学图书馆学报，2000(3):36－39

4．鲍凌云，刘文云．云计算在电子政务系统中的应用研究．现代情报，2011(4):170－173

5．廖云鹏．云计算架构的模拟实现．南昌大学:硕士论文，2010(9):13－18

6．云计算和云数据管理中面临的挑战．〔2012－11－14〕．http://cloud．it168．com/a2010/0428/879/000000879838．shtml

7．王健伟．一种全新的IT建设架构——统一资源池．数据通信，2011(5):10－12

8．樊华，沈锐，王戟．虚拟计算环境中基于资源池的资源聚合机制．计算机工程与科学，2009(3):122－127

9．吴吉义，傅建庆，张明西，平玲娣．云数据研究管理综述．电信科学，2010(5):34－39

10．陶新权等．云计算在图书馆中的应用．大学图书馆学报，2010(2):54－58

11．邓仲华，钱剑红，陆颖隽．国内图书情报领域云计算研究的分析．信息资源管理学报，2012(2):10－16

12．赵美凯．基于EucalyPtus的数字图书馆私有云服务系统的研究与实现．北京邮电大学:硕士论文，2012(2):6

13．文 献 著 录 总 则．http://wenku．baidu．com/view/c4f727f9 aef8941 ea76e 05f4．html

14．http://dc．library．sh．cn/1 －2．htm

15，16．于晓燕．基于网格的数字图书馆信息资源组织模式研究．南开大学:博士论文，2010(5):96－97

17．韩振．政务数据中心体系结构及其访问控制机制的研究与设计．杭州大学:硕士论文，2009(12):18－22

18．贺雪晴，吴景海．基于云计算的数字图书馆资源存储研究．情报探索，2010(12):92－94

19．黄燕．云存储在图书馆数字资源存储中的应用．现代情报，2011(4):68－70

20．贺雪晴，吴景海．基于云计算的数字图书馆资源存储研究．情报探索，2010(12):92－94

21．余玲，李玉海．基于网格的数字图书馆资源存储研究．情报杂志，2007(9):105－110

22．武汉瑞达公司．基于可信计算的可信可控网络．信息安全与通信保密，2005(4):86－87

23．RFC2460．Internet Protocol，Version 6 Specification．〔2012 －11 －10〕．http://www．knowsky．com/382410．html

24．TPM Main Part1 Design Principles Specification Version．2Level2 Revision1039，2007:7

25．王飞，刘毅．可信计算平台安全体系及应用研究．微计算机信息，2007(3):76－78

26．商凡．网络环境下的资源共享一图书馆联盟实现机制与策略研究．成都:四川人民出版社，2006:233

27．翟云仙．集团采购:网上电子资源建设的新模式．情报杂志，2001(10):39－43

28．侯建帅，帅仁俊，侯文．基于云计算的海量数据存储模型．通信技术，2011(5):163－165