云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)字圖書館建設(shè)模式*

陳 飛

（燕山大學(xué)圖書館，河北 秦皇島 066004）

1 引言

“云計(jì)算”的概念自提出之日起，就備受人們的關(guān)注，其作為一種IT基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)的交互和使用模式，也為數(shù)字圖書館的發(fā)展提供了新的思路和方法。其實(shí)，“云計(jì)算”正是各種IT技術(shù)發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的必然結(jié)果。與其說“云計(jì)算”是一種技術(shù)，倒不如說它是一種概念更為貼切，它利用了分布式處理、并行處理、網(wǎng)格計(jì)算、Internet等多種技術(shù)和資源，綜合IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）等服務(wù)手段，以用戶透明的方式，為最終用戶提供服務(wù)[1]。

2 云計(jì)算的特點(diǎn)

云計(jì)算是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，它將巨大的系統(tǒng)池連接在一起提供各種服務(wù)，從而使有關(guān)用戶可以很方便地將資源切換到具體的應(yīng)用上，根據(jù)自己的需要訪問計(jì)算機(jī)的存儲體系。與以往的技術(shù)相比較有許多新的特點(diǎn)。

2.1 計(jì)算能力強(qiáng)大

云計(jì)算模式利用高速的網(wǎng)絡(luò)連接和位于“云端”的大量可用計(jì)算機(jī)資源，共同為提交的請求（查詢、計(jì)算等）進(jìn)行服務(wù)，其利用的是計(jì)算機(jī)集群的計(jì)算能力，這必然是單個(gè)計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器所無法比擬的。

2.2 節(jié)約投資

在云計(jì)算中，終端用戶只需要花少量的費(fèi)用來租用云計(jì)算所提供的服務(wù)，而省去了用戶自己購置服務(wù)器、軟件以及建立數(shù)據(jù)機(jī)房等環(huán)境，減少了電子產(chǎn)品的消耗，降低熱排放，為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

2.3 用戶透明

在云計(jì)算模式中，所有相關(guān)數(shù)據(jù)均存儲在“云端”，用戶只需要利用簡單的終端接入設(shè)備（計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA等），就可以隨時(shí)隨地獲取云計(jì)算服務(wù)，用戶不需要知道自己使用哪一個(gè)云計(jì)算，也不需要知道是如何進(jìn)行計(jì)算分配的。進(jìn)行任何查詢、計(jì)算服務(wù)的用戶所接入的都是統(tǒng)一界面，只要能連接互聯(lián)網(wǎng)，就如使用本地計(jì)算機(jī)一樣，所以云計(jì)算對普通用戶來說是完全透明的。

2.4 安全可靠

云計(jì)算模式中，會有專門的IT機(jī)構(gòu)對云端的計(jì)算機(jī)及存儲設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，數(shù)據(jù)集中存儲，并具有充分的冗余備份。云計(jì)算中心的管理者對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，分配資源、部署軟件、均衡負(fù)載、病毒監(jiān)測，從而使用戶的數(shù)據(jù)得到最大限度的保障。

3 數(shù)字圖書館發(fā)展歷程

數(shù)字圖書館（Digital Library）一詞最早由美國學(xué)者于1991年提出[2]，在全世界引起很大轟動(dòng)，美國也隨之開始了數(shù)字圖書館的建設(shè)。1995年秋，美國國會圖書館正式啟動(dòng)國家數(shù)字圖書館項(xiàng)目[3]。美國OCLC公司的“OCLC Web級協(xié)作型管理服務(wù)”聯(lián)合編目系統(tǒng)是目前一個(gè)典型的云計(jì)算模式，于2009年7月開始使用。

1997年，國家計(jì)委批準(zhǔn)立項(xiàng)的國家重點(diǎn)科技項(xiàng)目——中國試驗(yàn)型數(shù)字式圖書館項(xiàng)目開始實(shí)施，以國家圖書館為主，上海圖書館等7家省市級圖書館開始了聯(lián)合攻關(guān)。

2000年4月，由文化部等21部委參加的“中國數(shù)字圖書館工程”啟動(dòng)，其主要內(nèi)容是組織全國數(shù)字圖書館的建設(shè)和技術(shù)的研發(fā)、集成和運(yùn)行，對全國數(shù)字圖書館的研究和建設(shè)發(fā)揮統(tǒng)領(lǐng)和帶動(dòng)作用。CALIS已于2010年5月啟動(dòng)三期建設(shè)，云服務(wù)平臺的基本框架已完成，現(xiàn)有的SaaS系統(tǒng)的改進(jìn)也初步完成。全國各省均在建立各自的數(shù)字圖書館項(xiàng)目。

4 數(shù)字圖書館模式探索

21世紀(jì)的數(shù)字圖書館，已經(jīng)超越了將紙質(zhì)資料數(shù)字化，上網(wǎng)供讀者查閱的階段，如今的數(shù)字圖書館應(yīng)該是一個(gè)數(shù)字文化的平臺，它既可能是網(wǎng)上圖書館，有可能是網(wǎng)上書店、音像店、文物店，還可能是網(wǎng)上文化中心等。數(shù)字圖書館應(yīng)該是一個(gè)國家的數(shù)字教育平臺、科研平臺，為大量的科研工作者提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字文獻(xiàn)資源、多媒體資源，數(shù)字圖書館應(yīng)該成為網(wǎng)上業(yè)余教育中心、在職教育中心甚至是趣味教育中心等等。數(shù)字圖書館更應(yīng)該是一個(gè)國家數(shù)字資源中心，現(xiàn)在面對的數(shù)據(jù)越來越多，涉及社會發(fā)展、人類活動(dòng)的方方面面，從全局統(tǒng)一規(guī)劃考慮，國家一定要有一個(gè)數(shù)字資料集中管理的地方，把與我們國家發(fā)展、社會進(jìn)步有關(guān)的數(shù)字資源全部保存起來[4]。云計(jì)算模式的種種便利，正順應(yīng)了數(shù)字圖書館的進(jìn)一步發(fā)展，改變了傳統(tǒng)圖書館的館藏方式、服務(wù)理念，雖然不能完全取代傳統(tǒng)的圖書館，但已經(jīng)成為人們不可或缺的知識獲取途徑。

4.1 云計(jì)算為數(shù)字圖書館的構(gòu)建提供了優(yōu)質(zhì)的硬件環(huán)境

云計(jì)算提供者將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到云計(jì)算平臺，利用云平臺的協(xié)調(diào)功能，提供強(qiáng)大的計(jì)算能力，而將網(wǎng)絡(luò)中大量不同類型的存儲設(shè)備通用應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，形成巨大的虛擬存儲空間，這時(shí)就轉(zhuǎn)變成云存儲系統(tǒng)，為數(shù)字圖書館的發(fā)展提供了無限的、低成本的擴(kuò)充余地，當(dāng)數(shù)據(jù)量達(dá)到PB級的情況下，它可以突破常用的SAN架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)處理、搜索和挖掘上的瓶頸[5]。同時(shí)，云計(jì)算的提供者為數(shù)字圖書館提供了專業(yè)的IT維護(hù)方案，使得數(shù)字圖書館的建設(shè)不再為數(shù)據(jù)中心硬件的維護(hù)而付出經(jīng)費(fèi)和人員的開銷。這樣就實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算所包含的IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）理念或是HaaS（硬件即服務(wù)）。

4.2 云計(jì)算為數(shù)字圖書館的資源建設(shè)提供了解決方案

數(shù)字圖書館的首要條件是集成大量的信息資源，集成就是充分利用一切可用的資源與服務(wù)，構(gòu)建內(nèi)容豐富、服務(wù)明確的數(shù)字圖書館。云計(jì)算可以提供的PaaS（平臺即服務(wù)），為數(shù)字圖書館的資源建設(shè)提供良好的平臺，如提供開放的API，讓機(jī)構(gòu)使用者能開發(fā)更多的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。PaaS把開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用程序環(huán)境、數(shù)據(jù)庫環(huán)境等作為一種服務(wù)來提供給數(shù)字圖書館，由后者開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)行資源的集成[6]。

4.3 云計(jì)算為數(shù)字圖書館面向用戶服務(wù)提供了友好的接入端

云計(jì)算平臺的強(qiáng)大計(jì)算與存儲功能，為數(shù)字圖書館的資源整合、集成、共享提供了良好的平臺。數(shù)字圖書館的最終目的是為廣大讀者服務(wù)，云計(jì)算平臺提供了面對用戶透明的、統(tǒng)一的、方便的、接入方式多樣的Web方式，用戶不必關(guān)心它訪問的是單個(gè)服務(wù)器，還是云計(jì)算中心，只要其擁有一種接入互聯(lián)網(wǎng)的方式（電腦、手機(jī)、PDA等），就能隨時(shí)隨地訪問數(shù)字圖書館的資源，查詢自己想要的信息。

4.4 云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)字圖書館服務(wù)模式

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，硬件設(shè)備的性能已不再是制約服務(wù)水平的瓶頸，高校數(shù)字圖書館作為廣大讀者獲取文獻(xiàn)信息的主要途徑，更應(yīng)該利用好云計(jì)算這一利器，充分利用已有的海量資源，建立起與自身信息服務(wù)相適應(yīng)的云計(jì)算平臺。

圖書館的服務(wù)與當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)相比，更具有專業(yè)性，其所需的資源在互聯(lián)網(wǎng)上往往也是找不到的，這些服務(wù)和資源難以從現(xiàn)有的云計(jì)算服務(wù)商處得到，因此，圖書館需要構(gòu)筑自己相應(yīng)的云計(jì)算平臺，并輔以公共的云計(jì)算平臺作為補(bǔ)充。針對當(dāng)前數(shù)字圖書館的建設(shè)水平和讀者的實(shí)際需求，筆者認(rèn)為，建立分級的云計(jì)算平臺是當(dāng)前數(shù)字圖書館建設(shè)的必經(jīng)之路。數(shù)字圖書館模型如圖1所示。

4.4.1 將全國的數(shù)字圖書館分為3個(gè)級別：“初級云”、“中級云”、“高級云”。初級云，也可以稱為“本地云”，即以高校為單位，集成本館資源，利用高級云所提供的SaaS、PaaS、HaaS服務(wù)，為本校基本的統(tǒng)一查詢、虛擬咨詢、館際互借等服務(wù)，形成對本地資源的一站式獲取，對于高校圖書館，也是上一級云的一個(gè)用戶，同樣利用上一級云的服務(wù)，如圖2所示。中級云以省或者地區(qū)劃分，集成大量的虛擬計(jì)算機(jī)資源，構(gòu)建區(qū)域級數(shù)字圖書館，提供本區(qū)域內(nèi)各初級云的信息集成，面對高級云是服務(wù)的接收者，面向初級云是服務(wù)的提供者。中級云作為初級云和高級云之間的橋梁或者緩沖，并為區(qū)域級的用戶提供服務(wù)。

4.4.2 由高級云，也是國家級的圖書館機(jī)構(gòu)，如中國國家圖書館、CALIS（中國高等學(xué)校文獻(xiàn)保障中心）構(gòu)建應(yīng)用服務(wù)，建立云計(jì)算超級中心，建立數(shù)字圖書館協(xié)調(diào)各初、中級云計(jì)算中心的存儲和相關(guān)服務(wù)并向中級云和初級云提供服務(wù)支持，建立全國統(tǒng)一的基礎(chǔ)信息，包括用戶信息、知識庫信息、應(yīng)用/資源/服務(wù)/倉儲注冊信息、數(shù)據(jù)信息、訂閱信息、計(jì)費(fèi)信息等。

4.4.3 用戶可以有選擇地訪問自己所需資源范圍的云計(jì)算中心，當(dāng)然用戶也可以不選擇，直接訪問高級云的信息平臺，由上至下查找所需的資源。

4.4.4 對于普通的高校圖書館，不需或只需少量建設(shè)自己的數(shù)據(jù)中心，本館讀者所需的服務(wù)一概可以從中級云或者高級云租用（收費(fèi)或者免費(fèi)）獲取，對于數(shù)據(jù)則存儲在云計(jì)算中心，這樣就減少了大多數(shù)圖書館在硬件以及軟件上的投入。

圖1 云環(huán)境下的數(shù)字圖書館模型

圖2 云服務(wù)方式

4.5 云計(jì)算平臺的信息安全與版權(quán)保護(hù)

云計(jì)算平臺雖然為用戶和數(shù)字圖書館提供了最大限度的信息共享和服務(wù)，但平臺上的數(shù)據(jù)安全卻是一個(gè)不容忽視的問題。數(shù)字圖書館在建設(shè)過程中，也要考慮云計(jì)算平臺失效的時(shí)候如何繼續(xù)為用戶提供服務(wù)的問題，也就要求數(shù)字圖書館在本地必須有一定的資源備份能力。

在云計(jì)算平臺上，各數(shù)字圖書館利用云模式為用戶服務(wù)，在方便用戶、提高信息資源共享能力的同時(shí)，也帶來版權(quán)糾紛的問題。在資源的使用過程中，數(shù)字圖書館的建設(shè)者們，還需要自己研究法律法規(guī)，制定出切實(shí)可行的資源共享方案，在版權(quán)保護(hù)和資源共享之間架起橋梁。

5 結(jié)束語

數(shù)字圖書館正在從資源整合型向服務(wù)研究型轉(zhuǎn)變，未來的數(shù)字圖書館不應(yīng)該是單純的電子資源的集合，而是應(yīng)該利用大量的資源，開發(fā)信息增值服務(wù)并提供給讀者。云計(jì)算模式并不完全推翻圖書館現(xiàn)有的數(shù)據(jù)部署模式，而是在保留原有模式的基礎(chǔ)上，使現(xiàn)有的部署模式與云計(jì)算模式融合，作為現(xiàn)有部署模式的有效補(bǔ)充，更大限度地進(jìn)行圖書館資源的集成和共建共享工作。雖然云計(jì)算的應(yīng)用目前還處于探索階段，但數(shù)字圖書館技術(shù)與云計(jì)算的結(jié)合必將是未來數(shù)字圖書館的發(fā)展趨勢。筆者給出了數(shù)字圖書館在云計(jì)算模式下的構(gòu)建模式，希望能給廣大數(shù)字圖書館技術(shù)的研究人員帶來一些參考。

[1]孫坦.基于云服務(wù)的圖書館建設(shè)與服務(wù)策略.圖書館建設(shè)，2009（9）：2-3.

[2]陳文翠.數(shù)字圖書館建設(shè)中面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方略.情報(bào)科學(xué)，2004（1）：34-36.

[3]李更良.我國數(shù)字圖書館研究現(xiàn)狀綜述.圖書情報(bào)工作，2003（5）：41-48.

[4]高文等.數(shù)字圖書館——原理與技術(shù)實(shí)現(xiàn).北京：清華大學(xué)出版社，2000：2-3.

[5]賈西蘭，王瓊，吳英梅.高校數(shù)字圖書館建設(shè)新思考.大學(xué)圖書館學(xué)報(bào)，2010（2）：59-61.

[6]王文清，陳凌.CALIS數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺模型.大學(xué)圖書館學(xué)報(bào)，2009（4）：13-15.