圖書館云計算的應用研究與實踐構想

●馮永財（西安科技大學 圖書館，西安 710054）

1 云計算的概念

云計算是一個基于網格技術理念并在其基礎上發展而來的新互聯網計算模型。在云計算模型下，互聯網服務商利用“云”（超級計算機群）為用戶提供安全、快捷的信息存儲服務和網絡服務。從廣義上來看，云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務；從狹義上來看，云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。提供資源的網絡被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。云計算是分布式計算（DistributedComputing）、并行計算（Parallel Computing） 和網格計算（Grid Computing）的發展。云計算的基本原理是：通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，數據中心的運行將更與互聯網相似。[1]這使得用戶能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。這些數據中心正常運轉的管理和維護則由提供云計算服務的企業負責，并由他們來保證足夠強的計算能力和足夠大的存儲空間來供用戶使用。在任何時間和任何地點，用戶都可以任意連接至互聯網的終端設備。同時，用戶終端的功能將會被大大簡化，而諸多復雜的功能都將轉移到終端背后的網絡上去完成。

2 圖書館云計算的特點

2.1 服務能力強

通過一定的協調調度策略，圖書館云計算模式可以通過數萬乃至百萬的普通計算機之間的聯合來提供超強的、可以與超級計算機相抗衡的計算能力，使用戶完成單臺計算機根云計算（CloudComputing）。利用高速互聯網的傳輸能力，將數據的處理過程從個人計算機或服務器移到互聯網上的計算機集群中。這些計算機都是很普通的工業標準服務器，由一個大型的數據處理中心管理，數據中心按客戶的需要分配計算資源，達到與超級計算機同樣的效果。在云計算模式中，人們不是從自己的計算機上，也不是從某個指定的服務器上，而是從互聯網絡上，通過各種設備（如移動終端等）獲得所需的信息，因此其速度得到了質的飛躍。[2]在圖書館“云”（計算機群）中，當用戶在互聯網上提交一個查詢請求時，圖書館云計算模式將調用云中的成千上萬臺計算機在為他同時搜索眾多的數據庫，并運用各種不同的方法提供盡可能完備的搜索結果。

2.2 運行成本低

為了使用某個最新的操作系統或某個應用軟件的最新版本，各圖書館必須不斷升級自己的電腦硬件。云計算服務提供商的存儲成本、帶寬成本、計算處理成本等加起來也只有機構自身運營數據中心成本的幾分之一，這將有助于圖書館以比較低廉的架構成本進行運作。實施云計算不需要舍棄原有的IT基礎設施資源，云計算的本質就是通過整合、共享和動態的供應來實現IT投資的利用率最大化，包括了新的投資和已有的資源。圖書館云計算中，圖書館只需花少量的錢來租用相關的云服務商所提供的相關服務即可。它可以讓各圖書館利用很少的投資獲得較大的回報，同時不必擔心自己所購買的IT產品被淘汰，因為具體的硬件的配置和更新都是由云服務提供商來提供的。圖書館用戶所需做的只是通過各種設備（如移動終端等）享受云服務所提供的信息、知識、服務等。

2.3 界面友好

雖然在“云”里有成千上萬臺計算機為其提供服務，但對于“云”外的用戶來說，他看到的只是一個統一的“服務”（或接口）界面，用戶使用云服務就如通過互聯網使用本地計算機一樣的方便。[3]用戶在使用時，通過Web云接入，實現“無處不在”的訪問，同時也和Web云上的用戶共享流量和計算能力，可以動態地提供請求和反饋信息。對于用戶而言，所有的數據存儲和管理都由“云”來完成，圖書館不再需要關心如何獲取和管理數據，只需要關心如何使用這些數據即可。[4]

2.4 安全性高

在云計算模式中，數據集中存儲，因而更容易實現安全監測。依托云計算模式中的一個或者若干個數據中心，數據中心的管理者對數據進行統一管理、分配資源、均衡負載、部署軟件、控制安全，并進行可靠的安全實時監測，從而可使用戶的數據安全得到最大限度的保證。[5]云計算為圖書館用戶提供了最可靠、最安全的數據存儲中心，用戶不用再擔心數據丟失、病毒入侵等問題。因為與現今流行的網絡硬盤相比，云服務端有專業的團隊來管理信息，有先進的數據中心來保存數據。數據可以自動同步傳遞，并可通過Web在所有的設備上使用，避免了用戶將數據存放在個人電腦上而出現的數據丟失或感染病毒等問題。

在現行的圖書館中，數據都集中在館內的服務器上，而一旦服務器出現故障，輕則使圖書館無法進行正常的工作，不能給用戶提供正常的服務，重則將導致重要數據（如借閱記錄等）的丟失。在云計算模式中，因為“云”中有百萬臺服務器，因此即使“云”中的某臺服務器出現故障，“云”中的服務器也可以在極短時間內，快速利用克隆技術將某臺服務器中的數據完全拷貝到別的服務器上，并啟動新的服務器來提供服務，從而使圖書館真正實現無間斷的安全服務。

為了防止病毒造成圖書館管理系統癱瘓，圖書館還必須反復安裝殺毒軟件和防火墻軟件。而在云計算時代，所有這些都無需用戶自己動手，因為在云服務端有專業的IT人員幫用戶維護硬件、安裝和升級軟件、防范病毒和各類網絡攻擊，而用戶只需在瀏覽器中鍵入URL（Uniform Resource Locator，統一資源定位符），登錄后即可在瀏覽器中完成在個人電腦上所能進行的一切工作。用戶不需要安裝和升級電腦上的各種應用軟件，只需要具有網絡瀏覽器就可以方便、快捷地使用云計算提供的各種服務。

3 云計算在圖書館的應用構想

在圖書館領域，云計算為新的圖書館服務模式提供了新的發展思路：云計算服務器中的大型存儲器為日益豐富的數字圖書資源的聚合奠定了堅實的基礎，它實現了C/S（Client/Server，客戶機/服務器） 結構向B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器） 結構真正意義上的轉變，這使得對使用者終端硬件的要求大幅降低，用戶只需一臺支持瀏覽器技術的移動設備，如手機、PDA（Personal Digital Assistant，個人數碼助理）等即可享受圖書館的服務。圖書館如何使用云計算服務呢？舉例來說，如果想建立一個網上圖書館，讓人們登錄到你的網站后，利用圖書館的網站獲取知識和信息，那么首先要開發這一網上軟件，然后在自己的服務器上運行，或在其他公司的托管服務器和設定空間上運行，為用戶服務。這種方式的潛在問題是服務的資源是恒定的，但每個圖書館的讀者流量是變化的。讀者少時資源可能浪費，讀者多時資源可能不夠。利用云計算，圖書館為讀者提供服務的資源可隨時根據讀者流量減少或增加，大大提高服務能力和服務質量，而不需要投資新的基礎設施，開展新的培訓或者購買新的軟件許可證。云計算最適合希望將數據中心基礎設施全部外包的中小型圖書館，或者希望不用花費高額成本建立更大的數據中心就可獲得更高負荷能力的大型圖書館。各圖書館不必擁有云中的基礎設施、軟件或平臺，因此降低了前期成本、資本支出和運營成本。

如何在現有的技術水平條件下，利用較少的、合理的投資解決圖書館所面臨的種種問題，是當今圖書館在網絡環境下所面臨的又一課題，而云計算技術的出現無疑為這些問題的解決提供了一種嶄新的、較為理想的方法。

3.1 圖書館資源協調發展和共享共建

云計算有利于數字圖書館的信息集成。在云計算中信息資源是個超大的聯合體，它將不同地域的信息資源集成在一起，避免了資源重復，同時形成資源互補。而且云計算中資源更新速度快，其更新頻率將以天或更小的時間間隔為單位，頻繁的更新豐富了數字圖書館中的信息資源。通過云計算模式，有關的圖書館可以共同構筑信息共享空間，在其的運行成本大大降低的同時效率卻得到大幅度提高。對于參加合作的圖書館來說，在“圖書館云”中，通過云計算技術，他們可以實時地獲得其他圖書館的資料，使用戶的信息需求獲得極大的滿足。

云計算技術的實施，實現了多種資源的全面共享，進而極大地提高了數字圖書館資源的利用效率。隨著3G時代的到來，通過手機接入云計算服務已成為可能。不管信息用戶在何時何地，只要能連入互聯網，就能享受到數字圖書館的服務。作為網格運算模式的發展和改進，云計算提供了更強的管理機制、自動化的部署功能和高層次的虛擬化技術，將實現網絡環境下最大化的資源共享和協同。

云計算還處于萌芽階段，它的眾多優點會對整個社會，尤其是對圖書館的發展將產生深刻的影響。筆者認為：云計算技術以其強大的功能已在我國的一些商業領域得到了初步的應用。在不久的將來，云計算技術也可能在圖書館中得到大規模的普及應用。

3.2 解決我國基層圖書館技術設備障礙

對于我國圖書館事業發展不均衡的現狀以及廣大農村及城市社區圖書館資源的匱乏，云計算特別有價值。新建圖書館以及網絡服務基礎設施較差的小型圖書館如果要提供網絡服務，通常需要購買一定的服務器等硬件設備和軟件，甚至還要招聘管理設備的信息技術人員。這對于圖書館而言是一筆不小的資金。同時，為了要適應網絡條件的變化和圖書館管理軟件的不斷升級換代，各圖書館都必須不斷更新和擴充技術設備，培訓技術信息管理人員，在一定程度上讓圖書館工作陷入以計算機技術為主導、圖書館信息管理和知識服務完全受各館技術水平和設備條件限制的被動狀態中。如果利用云計算服務，圖書館可以花費較少的資金從云計算服務商那里獲得所需的網絡資源，按照圖書館業務的發展和性質，決定是否逐步增加租用云計算服務，甚至設立自己的數據中心。如果設備需要更新，不存在丟棄現有設備，另起爐灶，從而風險相對小一些。

對于互聯網環境下的圖書館來說，云計算的興起既是機會，也是挑戰。無論是大型圖書館還是中小圖書館，都應該結合自己的實際情況，根據讀者的需要，積極開發和實踐“圖書館云計算”，在圖書信息資源管理中提供具有創造力和技術含量的服務，在信息競爭中立于不敗之地。

[1] 葛慧.云計算的信息安全[J].硅谷，2009（2）：42－43.

[2] 李開復.云計算[J].中國教育網絡，2008（6）：34.

[3] 盧軍.云計算離企業應用有多遠？[J].信息系統工程，2008（7）：31－33.

[4] 富益群.泛談云計算的發展之路[J].程序員，2008 （11）：43.

[5] 楊新民.關于云安全的分析[J].信息安全與通信保密，2009（9）：45－47.