數字圖書館聯盟云資源管理模式構建研究?

迪莉婭

(燕山大學文法學院 河北秦皇島 066004)

1 概念界定

表1 云計算的演進歷程〔1〕

云計算的基本類型分為IaaS(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)(見表2)。因為云計算擁有超大規模的各種信息資源，把這些分布在不同地理位置的數據資源、模型資源、知識資源及計算資源等定義為云計算環境下的信息資源。

表2 云計算的類型

數字圖書館聯盟是指為了實現資源共享、利益互惠的目的，由信息技術和網絡組織起來的、受共同認可的協議和合同制約的數字圖書館聯合體。〔3〕數字圖書館聯盟云資源管理主要指圖書館聯盟為了實現資源共建、共享和為用戶提供優質服務的基礎上所建立的基于云計算資源建設、共享和服務的聯盟。

2 數字圖書館聯盟云資源管理模式的特點

2．1 聯盟云資源的虛擬化。虛擬化是云計算區別于傳統計算模式的重要特點。〔4〕云計算是由一系列可以動態升級和被虛擬化的資源組成。具體的虛擬化實現形式有硬件虛擬化、軟件虛擬化和應用虛擬化。硬件虛擬化是指不需要操作系統，可直接對硬件資源進行劃分;軟件虛擬化是指在操作系統之上運行一個虛擬軟件層，用戶可以通過這個虛擬軟件層安裝多種操作系統;應用虛擬化是指運行在操作系統之上，利用軟件層來屏蔽操作系統的差異，應用運行在虛擬層之上。〔5〕這些資源被數字圖書館聯盟用戶共享和訪問，用戶無需掌握云計算的技術，只需要按照個人或者團體的需要租賃云計算的資源。〔6〕

2．2 聯盟云資源的統一池化。在云計算環境中，資源統一池化是指圍繞業務系統，將其主要涉及的可用資源進行通用化、平臺化、模塊化的整合。區別于傳統垂直分割的條帶化架構，統一資源池打破了傳統架構下各個煙囪的孤島狀態，其旨在為業務系統提供一個橫向的、通用的、擴展性高的、可用性高的、透明化的新一代系統架構。〔7〕在過去，數字圖書館聯盟在資源管理過程中，每一個圖書館資源相對獨立，由各個圖書館將用戶所需的資源通過協議方式借閱或者讓讀者瀏覽，資源的利用效率和手續相對復雜。在云計算環境中，在統一規劃和協調下，成員館依據聯盟協議，將各館的資源放在資源池中，避免重復資源建設，協同為用戶提供優質的服務。基于資源池的資源聚合需要根據對用戶需求以及網絡中資源分布統一協調來完成，從而為用戶建立一個相對穩定的資源視圖。〔8〕

圖1 數字圖書館聯盟云資源池化圖

2．3 聯盟云資源的無縫對接。傳統的數字圖書館由于受到接口服務和標準的限制，圖書館之間共享范圍非常有限。但在云環境中，云計算具有大規模、無縫擴展的特點，能自如地應對使用急劇增加的情況。其最關鍵的特點是計算資源能夠被動態地有效分配，消費者(最終用戶、組織或者IT部門)能夠最大限度地使用計算資源但又無需管理底層復雜的技術。〔9〕而且由于其很強的擴展性和容錯能力，可將資源池相同或者相似的資源同構化，并應用集群技術、虛擬化技術實現數字圖書館資源之間的無縫對接和超級共享。

2．4 聯盟云資源的節能環保。傳統的數字圖書館聯盟資源共享設計追求的是性能，在當今能源緊缺與能源成本迅猛增漲的情況下，提高能源利用率成為普遍關注的問題。云計算技術在數字圖書館聯盟中的應用，將減少聯盟資源中心的運作成本、提高空間利用率，為解決傳統資源池過量制冷和空間不足的問題提供了有效的途徑，主要體現在:(1)對用戶和聯盟圖書館來說，雙方的成本費用大幅度降低。云計算對用戶端設備要求低，可降低IT維護的費用，節省因不斷升級設備所帶來的經費支出。〔10〕而且云計算以極低的成本投入獲得極高的運算能力，克服服務器訪問限制的瓶頸，在更大程度上共享聯盟圖書館信息資源，〔11〕實現低碳經濟節能環保的訴求。(2)云計算用低耗的機器取代大型服務器、高端處理器，加上集中管理，對外租用，從而減少了聯盟圖書館服務器的數量，既達到了節省能源方面的開支，又起到了保護環境的作用。〔12〕

3 數字圖書館聯盟云資源管理模式的構建

云的環境將改變傳統的數字圖書館聯盟的資源建設和服務模式，極大地提高資源的共享和利用空間，為用戶提供更便捷、高效的服務。數字圖書館聯盟資源的管理由資源的描述、資源的組織、資源的調度、資源的監控和資源的存儲等方面組成(見圖2)，它們的運作模式和方法將會與過去不同。

本文以特高壓雙回鼓型鋼管塔為研究對象,建立其有限元模型,分析其模態頻率及模態振型.通過對模型進行地震反應譜分析,研究在地震作用下特高壓鋼管塔內位移及應力規律,并指出在地震作用下特高壓鋼管塔薄弱的部位,為特高壓雙回鼓型鋼管塔的抗震設計提供了依據.

圖2 數字圖書館聯盟云資源管理模式圖

3．1 聯盟云資源的描述。資源描述是指系統依據既定的規則和標準，對資源的內容和形式特征進行分析、選擇和記錄的過程。〔13〕元數據是信息資源或數據的一種結構化的數據，包括資源的標識、類型、結構、內容等。元數據是數字圖書館聯盟云資源有效存取和充分利用的基礎。

目前，國際上通用的元數據描述標準是都柏林核心元數據，數據規范最基本的內容包含十五個元素的元數據集合，用以描述資源對象的語義信息(見表3)。

表3 元數據元素表〔14〕

Resource Type 類型 資源內容的特征和類型Format 格式 資源的物理或者數字表現形式Resource Identifier 標示符 在特定的范圍內給予資源的一個明確標示Source 來源 對當前資源來源的參照Language 語種 描述資源知識內容的語種Relation 關聯 對相關資源的參照Coverage 覆蓋范圍 資源內容所涉及的外延與覆蓋范圍Rights Management 權限 有關資源本身所有的或被賦予的權限信息

但在云的環境下，數字圖書館聯盟云資源服務是不分地域和時間的匯聚式服務，為了能更好的表述資源的來龍去脈，資源的表述除了采用以上都柏林元數據標準外，還應該加上距離、數量、區域、精確位置等空間因素。〔15〕

3．2 聯盟云資源的組織。云資源的組織從根本來講就是元數據的組織。元數據組織的過程包括兩個方面:(1)元數據系統將用戶的提問翻譯成不同的表達形式，然后分別在各自相應的成員圖書館系統中查找與之匹配的信息資源;(2)元數據系統還要將檢索到的、使用不同元數據標準描述的數字圖書館聯盟成員館的資源用同一種元數據標準表示出來。由于各個成員館所采用的數據標準和檢索系統不同所導致的資源不能共享問題，在云計算的環境中將會解決。云計算為用戶提供統一的信息點擊界面，通過元數據的轉換、解釋和翻譯的功能將用戶的提問在資源池中進行匹配，解決異構數據的問題。元數據描述機制能有效的組織數字圖書館聯盟中的各種信息資源，并為其提供精確描述數據內容、語義和服務的機制。〔16〕

3．3 聯盟云資源的調度。云資源的調度通常分為兩種，集中式調度和分布式調度，二者各具優缺點。集中式調度易于控制全局資源，分布式調度靈活性的特點較突出(見表4)。

表4 云資源調度類型表

數字圖書館聯盟云資源的調度涉及到成員館內部資源的調度和成員館之間的資源調度，采用混合式的資源調度模式將會更有效率。即在整個資源調度過程中，數字圖書館聯盟成員館的內部采用集中式的資源調度模式，而在圖書館聯盟成員館之間采用分布式資源調度模式。混合式調度模式中，每個成員館內部設置一個或者多個中心服務器，該中心服務器作為虛擬組織內的集中式的資源注冊機構，負責存儲共享的資源信息;成員館成所有的中心服務器之間則采用分布式資源調度模式進行組織(見圖3)〔17〕克服了集中式單種資源調度模式的不足。

圖3 數字圖書館聯盟云資源調度模式圖

3．4 聯盟云資源的存儲。數字圖書館聯盟云資源存儲是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來，協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的系統。〔18〕數字圖書館聯盟的成員館都有自己的存儲系統，把每一個存儲系統看成“數字圖書館聯盟云”的一個存儲節點，通過虛擬化技術，將不同物理點的存儲節點連接起來，形成邏輯上的整體，這樣就形成了數字圖書館聯盟的存儲云，每一個成員館的數據都在這片云中〔19〕。

數字圖書館聯盟云資源的存儲具有以下特點:

(1)虛擬存儲技術的應用。存儲虛擬化是一種貫穿于整個IT環境、用于簡化相對復雜的底層基礎架構的技術。存儲虛擬化的思想是將數字圖書館聯盟云資源的邏輯映像與物理存儲分開，從而為系統和管理員提供一幅簡化、無縫的資源虛擬視圖。用戶不用面對實體的存儲載體，便可方便、快捷的獲取信息資源。

(2)資源集群存儲和管理。集群存儲是將多臺存儲設備中的存儲空間聚合成一個能夠給應用服務器提供統一訪問接口和管理界面的存儲池，通過該訪問接口透明地訪問和利用所有存儲設備上的磁盤，數據將會按照一定的規則從多臺存儲設備上存儲和讀取，以獲得更高的并發訪問性能，充分發揮存儲設備的性能和磁盤利用率。數字圖書館聯盟云資源的存儲管理平臺支持跨數據中心的部署、管理、用戶訪問調度、數據遷移、數據異地存儲備份等功能。

(3)異構與動態數據的存儲。數字圖書館聯盟云資源的存儲具有主機系統多類型、數據來源多方向、數據存儲格式復雜、數據用途多樣等特點，使得資源存儲在實現功能、性能和訪問接口上變化很大。云計算服務器由用戶動態請求驅動，動態部署虛擬硬件提供存儲和計算能力。用戶實現“無處不在”的訪問，運行在“云”中的服務器集群則根據云計算服務器的控制任務，提供用戶需要的資源。〔20〕但無論數據存儲接口如何變化，無論數據存儲在什么位置，用戶都可無縫地訪問到所需數據，而不必關心存儲設備所處的位置、采用何種存儲系統以及資源如何配置。〔21〕

3．5 聯盟云資源的監控。數字圖書館聯盟云資源安全威脅主要來自:(1)云計算的濫用、惡用、拒絕服務攻擊;(2)不安全的接口和應用程序接口、惡意的內部員工;(3)共享技術產生的問題、數據泄漏、賬號和服務劫持以及未知的風險場景等。

傳統的數字圖書館聯盟信息安全系統一般都由防火墻、入侵檢測、病毒防范、信息加密等組成，采取堵漏洞、筑高墻、防外攻等老三樣，防護者只能將防火墻越砌越高、入侵檢測越做越復雜、惡意代碼庫越做越大，但最終的結果是效率低下，防不勝防。〔22〕

云計算可信技術的發展對數字圖書館聯盟云資源的安全提供了重要的途徑。〔23〕在數字圖書館聯盟云資源的安全管理中融入可信技術，建立可信云，為數字圖書館聯盟資源的共享和利用提供安全、可靠的環境。可信云技術由主板、中央處理器 (CPU)、可信平臺模塊 (TPM:Trusted Platform Module)、軟件棧 (TSS:Trusted Software Steak)、存儲器和一些主要的外圍設備以及基本輸入輸出系統 (BIOs)等共同構成。其中TPM是具有密碼運算能力和存儲能力的芯片，在可信系統中起核心的控制作用。可信計算平臺負責完成從系統加電啟動到上層應用環境建立過程中信任鏈的構建。該平臺在計算機系統中首先建立一個信任根，再建立一條信任鏈，一級測量認證一級，一級信任一級，把信任關系擴大到整個計算機系統以至于整個網絡 (見圖4)。〔24〕

圖4數字圖書館聯盟云資源可信任鏈傳遞過程圖〔25〕

數字圖書館聯盟云資源可信任鏈的傳遞，保證了資源管理的保密性、可用性和一致性，防止惡意網站的攻擊行為以及其他風險因素的發生，為數字圖書館聯盟用戶訪問和使用圖書館資源提供了安全、可靠的環境。

4 數字圖書館聯盟云資源的管理策略

4．1 簽訂聯盟虛擬共同體協議。數字圖書館聯盟虛擬共同體是在網絡環境中，以服務用戶為宗旨，形成的受合同和協議制約的虛擬共同體。數字圖書館聯盟云資源虛擬共同體主要由計算機開發商、圖書館和用戶構成。數字圖書館聯盟成員館之間，以及數字圖書館聯盟與計算機開發商之間在以用戶為中心，以服務為宗旨的前提下，需要簽訂相關的服務協議，確保服務的安全性、可靠性。

首先，數字圖書館聯盟自身，需要制定成員館的評估和吸納、義務和權利、云資源共建共享規則、標準和規劃等，并執行活動的組織和調控、重大事件的決策程序、成員館糾紛的仲裁、經費的預算和決算、各種協調委員會的權限及其任期和選舉等相關的制度和簽署相關的協議。〔26〕協議確保數字圖書館成員之間建立良好的決策、信任、協調、約束、分配、學習機制，為用戶創造優質的服務環境。其次，云計算開發商在數字圖書館聯盟云資源管理中具有舉足輕重的地位。在云環境中，計算機開發商負責數字圖書館數據的集中存儲，這必然存在數據的安全和用戶的隱私保護問題，數字圖書館聯盟代表成員館需要與計算機開發商簽署相關的數據安全與用戶隱私保密等協議。

4．2 建立電子資源集團采購聯盟。云環境為數字圖書館聯盟電子資源集團采購提供了便利條件。集團采購就是多個數字圖書館通過互聯網，在一定的區域形成集團，建立協作網，以資金委托的方式，由集團以其名義負責與電子資源提供者簽訂集體購買網絡電子資源，集體利用網絡資源的契約，以達到降低費用、共享資源的目的。〔27〕傳統數字圖書館聯盟中，成員館資源的采購基本保持獨立和分散進行，會造成大量人力和物力資源的浪費，具體包括:硬件成本、軟件成本、采購成本、合作成本、談判成本等。在云環境中，以聯盟方式團結力量，與信息供貨商就收費模式和價格以及使用權限等協商談判，以獲得更好的資源分配，有助于降低數字圖書館聯盟成員館購買電子資源的成本;另外一方面也可以有效的聚合資源，避免資源的重復建設，提高收益并使電子資源產生更大的價值。

4．3 加強數字圖書館聯盟云標準規范的制定。在云計算中，無數的軟件和服務都置于云中，這里的云是指可以自我維護和管理的虛擬計算資源。這些軟件和服務均構筑于各種標準和協議之上，可以通過各種設備來獲得。〔28〕因此，標準規范是數字圖書館聯盟云資源建設和共享的基礎。在數字圖書館聯盟云資源建設中，需要建立數字對象的加工、描述、組織、存儲、檢索和服務的技術規范標準;需要統一的元數據表述、加工處理、轉換和檢索的技術標準規范;需要建立開放的、互操作的數字資源的組織、調度的標準規范;需要建立統一有效的數字資源監控機制等。

4．4 加強知識產權的保護。數字圖書館聯盟云資源的管理與服務為用戶提供了方便、快捷的信息服務的同時，也帶來了知識產權和信息傳播、利用之間的問題。基于云計算的數字圖書館聯盟資源是開放式的存儲環境，著作權作為一種私權在云計算環境下的任何不當使用，都會帶來巨大的負面效果，所以云存儲環境下的知識產權及著作權保護技術也是非常重要的課題。因此，除了要不斷更新和研發新的技術以應對數字圖書館聯盟云資源管理中技術的漏洞和黑客的攻擊，加強資源監控的同時，在管理和制度層面上更要制定相關的規章和制度，規制云計算開發商、云聯盟成員館和用戶的責任和義務，制定云資源服務知識產權方面的協議，提高數字圖書館云資源的利用與服務的保障系數。

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