云计算技术在数字图书馆中的应用研究

朱民清

0 引言

云计算(Cloud Computing)是一种以互联网为基础的具备分布式、并行计算和网格计算能力的新型服务平台。它为企业与个人用户提供了一种按需即取（On-Demand）的新模式。

1 云计算技术和个性化服务

在对图书馆进行数字化改造过程中，一般采用的是储存虚拟化、主机冗余化以及网络高速化等技术。尽管建立起了比较完善的数据中心体系。但是，在服务个性化的提交方面，一直无法切实地满足要求。传统的解决方案往往采取综合使用多种数据接口，WEB门户与多种VPN远程接入的技术来实现，如图1所示：但是经过长期实践，传统个性化服务方式表现出了以下几点不足。

图1 传统的以VPN技术为基础的个性化远程服务方案

① 服务成本。为解决访问终端的兼容性问题不可避免的增加开发、管理和维护成本。同时，由于传统方案往往是信息孤岛式的系统，也就增加了重复建设的成本。

② 系统安全。通过VPN把用户终端置放于固定的一个IP池中进行资源访问，在某些情况下，其安全问题会对整个网络的安全性与稳定性产生影响。也就是说，用户终端和系统在逻辑上的紧耦合关系会导致一定的系统风险。

③ 终端支持。这一服务方案在很大程度上把用户访问的设备终端限制在PC上，但是在智能终端设备与3G网络风靡的今天，如果不进行大的改动，传统的服务方案几乎不能满足多种智能终端的访问需求。

④ 访问授权。传统模式下是对用户名与密码进行管理，即使通过了SSO单点登录技术，仍旧不能很好地满足针对远程合法用户访问馆内终端授权的内部资源的要求。

这时，应运而生的云计算技术提供了远程服务无限发展的空间与可能。相对公有云而言，目前私有云由于在数据、安全和稳定性等方面具有优势，并且对现有的IT部署架构冲击较小，而被广泛采用。

通过在传统的图书馆数字化体系当中，增加专门为读者提供服务的一个“私有云”，就可以实现在原来的图书馆基础框架不进行大范围改动的情况下，把数字化图书馆带入到一个“云计算时代”，这对数字化图书馆提升服务功能产生了重要的影响。

2 云计算在图书馆中的构建方案

从数字化图书馆实际运用的条件来看，需要重点考虑两种“私有云”构建的方案。一种是提供给具备完整的基础服务框架的私有云，即IaaS。图书馆IT人员将馆内具备计算、存储和网络功能的设备进行整合形成集群。然后按照业务需求将集群的硬件资源进行再分配，再在分配到的基础性资源上自行安装系统和应用软件。另一种是将各种资源和应用软件打包发布到服务云中，即 SaaS。用户只需按自己的需要在终端进行各项操作。

从当前数字化图书馆的任务来说，只需要提供统一的应用云就基本能够满足图书馆用户的需求，但是，从现实的情况来看，即便是提供的统一的应用云，也必须首先建立起基础的服务保障——基础架构云。

为了简化管理程序、降低云建设与运行的成本，可以把基础架构云进一步改造成为SaaS统一应用云，即把用户云PC中的系统镜像同数字化图书馆当中的服务程序统一进行打包，并为读者提供唯一的可使用的系统镜像。在这种情况下，可以使系统存储的需求大大降低，系统管理得到简化，同时还能提供非常标准的服务。这样，无论是来自哪里的用户都能享受到馆内的待遇，还能保证管理与运行成本不增加。SaaS统一应用云计算，如图2所示：

图2 以SaaS云计算技术为基础的统一应用云建立方案

SaaS与 IaaS相比较，有着显著的不同。云接入网关会直接的承担起发布应用管理网关的具体功能，将云PC可以进一步简化成为应用终端，而不一定必须是有着完备结构的虚拟PC。

还需要注意的是，其中所隐含的一种非常重要的前提就是SaaS统一应用云是构建在IaaS基础架构云这一方案的基础之上的，这里所隐含的 IaaS服务不是针对普通的读者进行的服务，而是成为了一种系统管理人员所采用的管理工具。

相对于IaaS基础架构云中的PC能够直接给读者使用的情况，通过SaaS进行改造的统一应用云有以下几点优势：一是它把较为复杂的云PC管理功能收回到管理工作人员手中，这样就有效地简化了图书馆读者在使用云计算技术时的门槛；二是它把相对来说比较占据存储资源与耗费计算的用户PC简化为一个个终端，能够比较充分的发挥出目前操作系统的一个多用户功能；最后，它可以通过多用户终端技术的采用，极大地降低云建设的成本。

3 云计算在图书馆中的应用模式

除了有关云计算构建的研究以外，如何正确选择合适的云应用模式，也是一个需要仔细研究的问题。目前来看，在考虑到安全和操控性的基础上，图书馆领域的云计算应用模式大致有以下两类：

3.1 总/分模式

为了达到提供能覆盖某个地区或全国的图书馆服务，总/分架构的云计算部署应该是最为典型的一种模式。在这种模式下，总馆担当中心节点职能，承担“云服务”提供者的角色，为本地数据中心或其他业务提供支持。而其他分图书馆作为“云服务”的使用者，直接将业务接入“云”端。几乎所有的业务支持系统和资源服务系统都通过总馆的“云”来提供。这样，图书馆可以利用云计算平台，进行数字资源的整合、组织、关联、导航甚至可视化服务。每个图书馆背后都以互联互通的图书馆网作为支持，通过网络协议实现馆际互借、资源共享。这种模式提供的是私有云服务，图书馆界通过建立自有的私有云，可以增强IT对业务的影响能力，帮助图书馆界管理基础架构，提高文献信息资源的可获得性，最大程度上实现资源的共建共享，提高资源利用率。

3.2 混合模式

混合模式又叫做混搭模式，它是在基于互联网基础之上，利用第三方云计算供应商的专项服务，并结合本地门户而构建的“混合云”模式。这种模式的云环境由好几个内外服务供应商共同构成，设计者可以按需选择最为合适的云服务应用，而不必完全依赖于某个云服务提供商。也就是说，图书馆既可以创建自己的私有云，同时也能与其提供额外存储和基础架构计算能力的云资源供应商合作。利用混搭云，一方面，图书馆可以迅速整合各种服务和能力，迅速处理馆内外的大量数据，节省了成本和IT技术人员，同时也提供快捷有效的服务；另一方面，图书馆可更加自由地定制搭载方式。比如，馆藏的珍藏文献数字化的数据，一般不会轻易放在公有云上，而对一些基础服务，如目录服务、馆际互借、联合咨询、联机编目、软件共享等可以放在公有云上。混搭模式兼顾公有云较低成本的优点，也可部分实现私有云易控性。由于目前没有哪个商业机构会先期构造一个为图书馆服务的云基础环境，所以在没有成熟的图书馆专用云计算环境的情况下，混合模式不失为一项好的选择。

4 云计算在图书馆中的实践

目前云计算在图书馆的实践应用并不多，但已经出现了一些案例。如有号称亚洲首个SaaS的集成图书馆系统解决方案Cybrarian跨库检索系统。它提供在线管理图书资源功能，并开放给Google、Yahoo等搜索引擎提供全球范围的索引查询功能。Cybrarian系统拥有的目录模块、WebOPAC模块和 ePaper模块更是能够为所有图书馆使用者提供灵活、自助和高效的服务。

另外，美国国会图书馆的DuraCloud项目是一个具有持久云存储能力的托管服务，由DuraSpace组织发起和管理。作为一个非盈利项目，其主要目的是为自身缺乏专门技术基础的机构提供云存储服务，同时还能自由选择云服务商，比如Amazon、RackspaceCloudFiles等。该项目主要由Fedora和DSpace两个开源解决方案组成，其主要的服务对象为大学图书馆、科研中心和历史文化组织。

据目前所知，国内图书馆尚未有成型的云计算应用实践，因此，通过对国外图书馆的云计算应用案例的研究和学习是极为必需的。

5 总结

尽管在IT领域已经有了一些针对云计算的标准，但图书馆界对于云计算的应用至今还没有统一的行业标准。作者认为，管理者应该就云计算在图书馆领域的应用所需的标准和相关协议进行研究，制定行业的应用规范。同时，业界还需要加强对云计算管理服务提供商的研究，重点关注其开放性、共享性、标准化等方面，以便联合各方之力，形成图书馆行业对于云计算应用的统一标准，进而提高管理水平，加快云计算在实际工作中的应用。

虽然有专家认为云计算是最可靠、最安全的数据存储中心，但也有专家表示安全问题仍是云计算存在的主要问题之一。由于“云”对外部使用者的不透明性，尤其是当云服务是由多家服务商提供时，每家服务商基本上是以不可见的方式为其他服务商提供计算处理或数据存储的服务；这样，整个服务系统的技术其实是不可控的，甚至有可能某家服务商会以用户未知的方式越权访问读者数据。即使采用进程隔离类的加密技术，也不能完全保证书目数据和读者数据完好无损，从而导致图书馆的数据安全问题。因此，未来在如何安全的使用云计算也是图书馆界和计算机界需要关注的地方。

最后，云计算目前还处于早期应用阶段，存在很多技术方面的挑战，比如安全性、兼容性、可移植性、标准化等问题。对此，业界也存在一些对使用云计算的质疑。作者认为，在数字化图书馆的建设中不断尝试应用云计算技术，在其成熟后，把它逐步地推送到核心服务的云化改造之中，再通过采纳云计算的个性服务解决方案，一定能够推动数字化图书馆的跨越式发展。

[1]张捷.基于云计算的图书馆信息资源共建共享平台的构建[J].科技情报开发与经济,2011(14).

[2]冯宝秀.基于云计算服务模式的图书馆信息资源建设可行性分析[J].科技情报开发与经济. 2011(14).

[3]李永先,栾旭伦,李森森.云计算技术在图书馆中的应用探讨[J].江西图书馆学刊,2009(01).

[4]卢晓娟.云计算与未来图书馆数字信息资源建设[J].四川图书馆学报, 2009(02).

[5]周舒,张岚岚.云计算改善数字图书馆用户体验初探[J].图书馆学研究, 2009(04).

[6]胡小菁,范并思.云计算给图书馆管理带来挑战[J].大学图书馆学报,2009(04).