基于云计算理念的区域数字图书馆平台建设研究

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  [摘要]通过探讨区域数字图书馆的共享模式和建设现状,结合云计算的优势和特点,分析两者的共通之处,提出一种基于云计算理念的区域数字图书馆共享平台模型,将区域内共享的资源和服务通过云端来实现,以达到设施共享、资源共享、服务共享的利益共赢局面。
  [关键词] 数字图书馆 区域图书馆 云计算 共享平台
  
  随着图书馆联盟的兴起和发展,行业垂直型、区域扁平型、虚拟联合型等多种不同的组织形式相继出现,其中区域数字图书馆便属于区域扁平型的图书馆联盟形式。组建区域图书馆联盟的动机或者说出发点都是基于如何共享资源、降低成本、提高图书馆整体服务能力。本文提出了一种基于云计算的区域数字图书馆共享平台的建设方案,将区域内共享的资源和服务通过云端服务来实现,以达到设施共享、资源共享、服务共享的多方利益共赢局面。
  
  1区域数字图书馆的发展
  
  1.1区域数字图书馆联盟概述
  建立图书馆联盟实现资源共享是图书馆界长期追求的目标,传统图书馆联盟发展于上个世纪60年代,数字图书馆联盟则发端于上个世纪90年代,它是随着计算机与网络技术的发展,为了适应数字环境下图书馆生存的需要,伴随着数字图书馆的规模化建设而产生的。数字图书馆联盟突破了不同图书馆在数据库结构、工具平台方面存在的局限,借助各种方式对本馆内外的数字资源和数字化参考咨询服务进行整合建设,实现优势互补。可以这样描述,数字图书馆联盟就是通过一定的组织形式和规章制度,由信息技术与网络来联合不同地域、不同结构的数字图书馆,促进各成员馆对数字化信息资源的联合建设、存取与利用的数字图书馆组织协调机构[1]。
  构建数字图书馆联盟服务体系,无论是地区性的、全国性的还是更大范围内的,主要都是将同类型或不同类型的图书馆联合起来,利用馆际之间资源优势互补,提高盟员馆间读者群文献信息资源的保障能力,发挥整体功能作用,实现区域间图书馆的资源共享与协调发展。
  国际范围内的数字图书馆联盟首推国际图书馆联盟(International Coalition of Library Consortia,简称ICOLC),它是1997年来自世界各地图书馆联盟的代表在美国丹佛宣布成立的,也被称作“联盟的联盟”, 据ICOLC网站数据,目前参加ICOLC的各国图书馆联盟有217个[2],我国CALIS组织名列其中。当初由一个州的图书馆联盟发展而来的OCLC现在则是国际性图书馆联盟的顶尖代表。
  在我国,数字图书馆联盟也已逐步形成规模:2000年4月,“中国数字图书馆工程建设联席会议”本着“资源共享、联合建设、优势互补、互惠互利、自愿参加”的原则,建立了中国数字图书馆联盟;2000年6月,国家科技图书文献中心成立,面向全国开展服务,目前该中心已成为西文文献资源最丰富的虚拟机构;2002年5月,CALIS管理中心发表《中国高等学校数字图书馆联盟成立宣言》,联合22家高等学校图书馆成立中国高等学校数字图书馆联盟[3]。
  在CALIS等全国性数字图书馆联盟的范式影响下,北京、上海、天津、江苏、广东、湖南等全国许多省市都先后启动了区域性数字图书馆联盟的建设,典型案例有北京高校网络图书馆、天津高等教育文献信息中心、江苏省高等教育文献保障系统、上海教育网络图书馆、湖南省高校数字图书馆项目等。
  1.2区域数字图书馆建设的意义
  尽管各个图书馆联盟的组织机构、发展历史和持有的目标不尽相同,但他们的宗旨都是为了降低图书馆运行的总体成本,改善读者获取文献信息的条件。建设区域数字图书馆有着更为便捷的网络服务措施,能快速方便地帮助读者获取知识服务,在资源共享、提高图书馆整体服务能力方面也必将有着更为深远的现实意义。
   有利于降低数字图书馆的运营成本。数字图书馆通过一定的机构协调或协约支持,实现项目的系统规划和协调管理,有利于集中力量进行数字图书馆业务的研究及标准、规范的建立与完善,有利于图书馆有效地使用经费,节约大量的人力和物力,以达到降低运营成本、提高运营效益的目的。
   有利于提高用户需求的满足能力。通过图书馆联盟的管理手段和技术保障,可提升用户的权限,用户自我服务能力得到增强。多数据库跨库检索和深度链接的服务方式,大大节省了研究者的时间。
   有利于提高文献传递的速度与广度。以网络为依托,采取电子邮件服务方式、电子文献快递方式、传真服务方式可以提供文摘、全文的传递,灵活、适时地满足读者需求,使文献的效益得到极大的发挥。
   有利于提高图书馆的社会竞争力。数字图书馆联盟的协作成员并未局限在图书馆系统内,而是拓展到各种图书情报机构之间,以及与其他信息生产、信息传递、信息服务部门的合作,如与出版、发行、商业性信息服务机构、数据库厂商、信息服务系统集成商等构成策略联盟。不仅是信息资源的共享,还有人才资源的共享、智能成果的共享、设备资源的共享、平台的共享和效益的互惠互利。可以提高数字图书馆联盟的社会化程度,达到真正意义上的资源共享。
  1.3区域数字图书馆的共享模式
  数字图书馆联盟从组织结构上来看,有松散型模式,也有紧密型模式;从实现的功能来看,有单一功能模式,也有复合功能模式,目前国内的区域数字图书馆联盟主要有以下几种形式[4]:
   共建共享模式。一些省级的地方性图书馆联盟多采取此种形式。如:天津高等教育文献信息中心、江苏省高等教育文献保障系统、湖南省高校数字图书馆等,都是通过统筹规划本地区各图书馆文献资源收藏的范围和重点,分工协调,使无序的文献资源构成一个有机整体,成员馆之间相互提供服务。此种合作模式是对地区资源的优化组合,对各成员馆的要求较高,需要共同克服决策、经费、组织等方面的诸多障碍,才能渐进地实现共建共享的目标。
   会员制模式。“上海教育网络图书馆”是实行会员制的代表。上海教育系统的任何单位,通过签订《信息服务协议书》,每年交纳适量的信息费,就可成为网络图书馆的会员。网络图书馆依托数字化的统一服务平台,整合地区文献信息资源,会员单位的读者直接上网访问共享数据库和有关的信息服务。此种合作形式较为松散,会员单位之间依靠协议进行约束,非常适合馆际文献资源在虚拟空间的利用和传播。
   联合办馆模式。浙江省滨江高教园区网络图书馆是此种模式的代表。这个网络图书馆是建立在6所高校联合办学的基础上,馆藏资源仍保留在各馆,各馆共用一个集成系统,共享采购、编目、读者等信息,具有联机采购、联机编目、联机检索、读者管理、通借通阅等功能。这种方式的特点是成员馆之间合作较为密切,不仅在文献资源建设方面协调,在自动化系统、业务管理和读者服务上都达到相当程度的统一。此种模式适合小范围区域内的图书馆间进行合作,并要求成员馆之间就各项合作事宜达成高度的共识。
  以上各种模式在合作的区域范围、共享的功能层次、成员间的依存关系等方面各有不同,但随着技术的发展、服务的深化、合作层次与范围的扩展,数字图书馆联盟会逐步演变成这样一种模式:组织结构上各成员单位独立分布、地位平等,体系建设上资源共享、平台共建,服务与效益上是相互合作并互惠互利。
  在实现平台共建、资源共享、服务互惠的管理模式上,有一种云计算的服务理念很适合区域数字图书馆的建设。
  
  2云计算理念
  
  2.1云计算概述
  2.1.1云计算的基本概念云计算是分布式处理、并行处理、网格计算、网络存储和大型数据中心的进一步发展和商业实现。对于绝大多数机构和用户来说,“云计算”是一种新的利用计算机和互联网的方式,它把所有的计算应用和信息资源都用互联网连接起来,提供随时的访问、分享,对某一相关功能或资源的管理和使用可以部署在全球任何地方的服务器和数据中心。
  云计算的核心思想是把分散的力量加以联合,提供给每一位成员使用。具体地说,云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。通过云计算,网络服务提供者可以在数秒之内处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和超级计算机同样强大的网络服务;而用户只需通过浏览器即可获得学习所需的数据和服务。作为多种技术混合演进的结果,在亚马逊、谷歌、IBM、微软、雅虎、Sun 等IT 巨头的推动下,云计算迅速得到发展,基于云计算的服务也逐渐为人们所了解。
  2.1.2云计算服务的种类界定目前,有关云计算服务类型的认定还没有达成统一共识。有学者认为,云计算服务可划分为:云计算信息发布平台、云计算基础技术服务、云计算平台服务、云计算API服务、云计算互动平台服务[5]。另有学者认为,云计算服务包括软件作为一种服务(Soft as a Service,简称SaaS ) 、平台作为一种服务(Platform as a Service,简称PaaS)、基础设施作为一种服务(Infrastructure as a Service,简称IaaS)[6]。简言之,云计算服务的种类即Saas、PaaS和IaaS。
  基于功能层面的考虑,又可以从基础设施、软件平台和数据处理等维度将云服务大致归纳为3种[7]:①基于资源的云服务,包括存储空间服务、网络设施服务、带宽服务以及将各种资源虚拟化、网络化的服务;②基于软件平台的云服务,包括SaaS 服务、PaaS 服务、软件API、开发环境、应用工具等,用户可通过浏览器接受这一类别的各种服务;③基于动态数据的云服务,包括管理、分享、组织、转换、分析、挖掘、过滤和搜索各种原生数据、半结构化数据和结构化数据。
  不管这些类别是如何划分的,所有云计算服务都有一个相同点:都依赖于互联网或者内部/私有的云计算,至少要在企业的局域网或者企业广域网上运行。没有网络,云服务是不可能实现的。而且在云计算时代,浏览器将由曾经仅仅是上网浏览的一个工具逐步演化为更多类型的实时交互操作界面。目前,在主要的IT巨头云服务提供商中,IBM 重点发展基础设施即服务(IaaS),谷歌将更多精力放在在线搜索和数据库解决方案方面,即平台即服务(PaaS),微软则重点发展软件即服务(SaaS)。
  从用户角度来看,云计算服务平台可以分为公共云和私有云两类。公共云由第三方运行和维护,如谷歌、亚马逊等,通过互联网为用户提供服务。而私有云则是由企业自己搭建的,规模一般比较小,但提供了更适合企业运营的IT服务。云计算平台把IT资源进行封装,以服务的方式提供给用户使用。用户只需根据云计算平台提供的接口就能使用其中的服务。云计算中的服务一般支持多种客户端调用,用户的范围包括个人用户、企业、政府部门、科研机构等。
  2.1.3云计算的基本原理传统计算的本质特征是计算和存储等均在本地完成,采用传统计算方式的企业将永久保留相关的软件和硬件。而云计算方式则不然,它将所有的计算资源集中起来,并由软件实现自动管理,无需人为参与。在实际运作中,云计算由第三方服务商提供计算与存储等资源,并负责运行和维护,用户只需通过某种符合标准的终端工具(比如浏览器)接入系统,即可获得所需的服务。
  一般认为,云计算的基本原理是使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似。简单地说,云计算就是通过互联网将资源“以服务”的形式提供给用户,而用户不需要了解、知晓或者控制支持这些服务的技术基础架构“云”。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。IT应用就像水电煤气等公用设施一样,实时定制,随时取用,按需付费。
  2.2云计算的特点与好处
  2.2.1云计算的特点
   超强的计算能力。通过一定的协调调度策略,云计算模式可以通过数万乃至百万的普通计算机之间的联合来提供超强的、可以与超级计算机相抗衡的计算能力,使用户完成单台计算机根本无法完成的任务。在“云”中,当用户在互联网上提交一个查询请求时,云计算模式将调用云中的成千上万台计算机为他同时搜索众多的数据库,并运用各种不同的方法为他提供尽可能完备的搜索结果。
   以用户为中心。在云计算模式中,相关的数据存储在“云海”之中,用户可以随时随地以某种便捷、安全的方式获得云中的相关信息或服务。虽然在“云”里有成千上万台计算机为其提供服务,但对于“云”外的用户来说,他看到的只是一个统一的“服务”(或接口)界面,用户使用云服务就如通过互联网使用本地计算机一样的方便。
   经济实惠。云计算中,用户只需花少量的钱来租用相关的云服务商所提供的相关服务即可,它可以让用户利用很少的投资获得较大的回报。因为具体的硬件的配置和更新都是由云服务提供商来提供的,用户所需做的只是通过各种设备享受云服务提供给自己所需求的信息、知识、服务等。
   高安全性。在云计算模式中,数据集中存储,数据中心的专业管理人员对数据进行统一管理、分配资源、均衡负载、部署软件、控制安全,并进行可靠的安全实时监测,从而可使用户的数据安全得到最大程度的保证。
  2.2.2云计算的好处云计算通过互联网将资源“以服务”的形式提供给用户使用,给终端用户带来极大的方便。而且用户只需根据云计算平台提供的接口就能使用其中的服务,可以轻松实现不同设备之间的数据与应用共享。由于数据中心有专业管理人员进行维护和管理,云计算可以提供最可靠、最安全的数据存储,用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。总的来说,云计算的好处可以体现在“方便”、“共享”和“安全”上。
  云计算特别适用于中小企业,云计算服务将使得中小企业的成本大大降低。过去,小公司人力资源不足,IT预算吃紧,那种动辄数百万美元的IT设备所带来的生产力对它们而言真是如梦一般遥远,而如今,“云”可以为它们送来大企业级的技术[8]。比如,对于国内大多数图书馆来说,资金都比较紧缺,完全可以成为云服务的受益者——只需通过配备个人电脑和接入互联网获得所需软件和服务,为用户提供基于多来源、多类型、异构性数据的服务,全面减少自身在服务器硬件、网络安全设备和软件升级维护等方面的费用支出与人员投入,提高建设效率。
  
  3基于云计算的区域数字图书馆共享平台建设
  
  3.1区域数字图书馆与云计算的关系分析
  区域数字图书馆的运作与云服务之间有什么共通的地方呢?其实云计算的出现很适合数字图书馆共享与合作的范式,如云计算提供了强大的数据存储和网络服务功能,通过云计算可以解决数字图书馆技术上的异质问题,减少数字图书馆存储空间的成本,提供更完善的人机交互功能等;同时云计算还可以提供更多样化的信息服务,从而提高数字图书馆的信息服务效率。从数字图书馆的困境与云计算的优势可以看出,区域数字图书馆对云计算具有现实需求。
  目前阶段,区域数字图书馆可以构建基于区域联盟的私有云,对区域联盟内的各图书馆提供包括基础设施以及软件和资源的云服务。具体的应用服务可以包括[9]:①云存储服务。大量的数字资源,不论是自建的还是购买的,都可以存放于“云”上,而不再需要镜像于本地。②云平台服务。大型图书馆引入“云”设施,利用商用的云计算解决方案,架构满足本地或局部应用的“私有云”平台,比如区域图书馆资源整合平台和相应的文献传递服务。③大量的软件服务。即各类软件应用,例如目前采用本地安装形式的图书馆自动化系统、办公自动化系统等,都以一种网络服务的形式提供。④互联网整合服务。图书馆作为一种服务中介,需要整合多家平台和资源,利用各类公共云,实现不同“云”之间的互操作,向读者提供更专指、更贴心的服务。
  在这些具体的应用中,图书馆对于云计算而言,既可以是云服务的使用方,又可以作为云计算的提供方。一般而言,区域联盟的中心图书馆作为数据存储中心和基础设施存放中心,充当着云服务提供方的角色,而更多的中小型图书馆则是直接使用联盟中心的资源和服务,充当着云服务的使用方、受益方。
  3.2设计基于云计算的区域图书馆共享平台模型
  结合云计算的特性和数字图书馆服务平台的特点,本文拟提出区域数字图书馆共享平台的云计算架构模型,如图1所示:
  它是区域组织内的私有云模型,以物理层的基础设施IaaS和平台层的各种服务PaaS为基础,包括以下几个方面的内容:
   物理层。包括对平台层起支撑作用的服务器、存储设备、网络设备等基础设施(IaaS)。通过高性能的存储集群,能将数字图书馆的重要数据存放在云端;通过高端服务器集群和骨干路由网络,则可以为数字图书馆提供稳定、可靠、高效的云计算平台,其强大的信息处理能力、高I/O带宽,能有效满足数字图书馆用户的需求。在区域图书馆提供私有云服务阶段,这些硬件资源存于区域组织内,主要是区域联盟的中心馆,而对于其他成员馆则不用购买服务器、网络设备、存储设备等。随着图书馆服务的深化、规模的扩展以及技术的发展,也可以通过区域联盟之外的公共云来提供服务。
   平台层。是在IaaS上一层的操作系统、数据库、服务器程序以及应用框架FRAMEWORK、开发工具和部署工具(如WebSphere、WebLogic)等的集成平台(PaaS)。区域数字图书馆云服务平台通过提供标准化、自适应、可扩展的数字图书馆统一服务和集成解决方案,为区域联盟的成员馆提供灵活的部署和应用方式。
   应用层。在物理层和平台层的基础之上,用户通过应用层来完成对数字图书馆的各种具体应用以及知识与信息的服务,包括身份登录、参考咨询、用户培训、资源检索、文献传递以及社区服务等,实现软件即服务(SaaS),将这些应用系统的软件当成服务来提供,不再作为产品来销售。
   用户层。在用户层,用户只需通过某种符合标准的终端工具接入系统,即可获得所需的服务。一般情况下,区域联盟的各成员馆用户可以通过Web浏览器使用云平台中的各种服务。为了满足不同用户的需求,平台也应提供不同的交互方式,比如通过手机、PDA等无线终端设备接入方式,或者通过笔记本电脑、PC等设备交互。对于复杂的数据应用而言,还要提供C/S形式或基于Ajax的富客户端界面。
  3.3区域数字图书馆共享平台云计算方案的实现机制
  基于上述架构模型,用户获取区域数字图书馆云服务的过程是如何实现的呢?我们通过图2所示的云计算实现机制便可明白:区域数字图书馆平台所有的IT资源通过配置管理服务对外提供云计算的基础设施;所有应用服务通过应用程序配置库进行管理,向用户提供可以访问的服务清单;用户交互服务接口向应用端以Web Services方式提供访问接口,获取用户需求;系统管理模块负责管理和分配所有可用的资源,并进行系统调度;监视与计量统计模块负责监视系统的运行状态,并完成用户使用资源情况的统计。
  简言之,区域数字图书馆云计算的实现机制就是:用户交互接口允许读者、馆员或服务商用户从服务清单中选取并调用一个服务,该请求传递给系统管理模块后,它将为用户分配云端恰当的资源,然后调用配置工具来为用户准备运行环境,最终实现向区域数字图书馆的各类终端用户提供便捷而丰富的数字资源
  与知识服务。
  
  4结语
  
  云计算的出现为计算机界的发展带来了新的模式,把云计算的技术与方法运用到区域数字图书馆平台建设中,不但可以提高区域联盟内软硬件资源的利用,节约建设成本,提高图书馆的服务水平,而且可以为云计算带来新的应用领域,使云计算服务更加贴近我们的生活和学习。实际上,云计算在区域数字图书馆中的应用也完美地结合了两者的“服务”理念:一方面,云计算将硬件、网络、资源、软件等一切都作为“服务”实现;另一方面,也切合了区域图书馆一切以读者为中心的“服务”理念。
  当然,目前实现区域数字图书馆资源共享的云计算方案还不够成熟,但至少它为我们带来了一种新的选择和遐想。随着技术的发展,我们完全有理由去设想利用云计算高效的运算处理能力和无限的存储能力来实现区域图书馆资源共享这一目标。
  
  参考文献:
  [1] 李富玲,卢振波.数字图书馆联盟研究.大学图书馆学报,2005(2):11-15.
  [2] Participating Consortia of the ICOLC.[2010-04-20].http://www.library.yale.edu/consortia/icolcmembers.html.
  [3] 王丽华.我国数字图书馆联盟发展策略研究.四川图书馆学报,2006(4):27-30.
  [4] 燕今伟.图书馆联盟的构建模式和发展机制研究.中国图书馆学报,2005(4):24-29.
  [5] 云计算服务的种类.[2010-04-22].http://www.cloudcomputing-china.cn/Article/jh/200806/117.html.
  [6] 刘鹏.云计算的分类.[2010-04-22].http://www.chinacloud.cn/show.aspx?id=1928&cid=17.
  [7] 刘炜.图书馆需要一朵怎样的“云”?.大学图书馆学报,2009(4):2-6.
  [8] 什么是云计算?.[2010-04-22].http://www.cloudcomputing-china.cn/Article/jh/200805/1.html.
  
  [作者简介]胡开胜,男,1974年生,馆员,发表论文5篇.
  唐国华,男,1983年生,助理工程师,发表论文1篇。
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