云計算環(huán)境下面向用戶的科技信息資源整合和服務淺析

肖晶+呂世炅+張曉丹

作者簡介：肖晶（１９８３－），男，助理研究員，研究方向：網(wǎng)絡信息服務、數(shù)字圖書館。·信息資源開發(fā)與利用·

〔摘要〕云計算為信息技術(shù)領(lǐng)域帶來了一種新的服務模式。本文分析了云計算的特點，以及云計算對信息資源整合及服務模式產(chǎn)生的影響，通過混合云的方式來整合分散在各個機構(gòu)中的科技信息資源，實現(xiàn)主要核心資源的分布式存放和集中式管理。在此基礎(chǔ)之上，提出了面向用戶的資源整合和服務的理念，借助云計算的強大和彈性的計算能力及存儲能力，將資源接口化和服務化，最后提出了一個云計算環(huán)境下的科技信息公共云服務平臺框架及混合云的協(xié)作服務模型。本文旨在探討云計算技術(shù)環(huán)境下，科技信息資源整合和服務模式會發(fā)生哪些變化，并為公共云服務平臺的建設(shè)提供一種思路。

〔關(guān)鍵詞〕云計算；混合云；資源整合；信息服務

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１４．０３．０１５

〔中圖分類號〕Ｇ２０３〔文獻標識碼〕Ａ〔文章編號〕１００８－０８２１（２０１４）０３－００６３－０５

Analysis on User-oriented Service and Science & Technology

Information Resource Integration in the Cloud ComputingXiao JingLyu ShijiongZhang Xiaodan

（Institute of Scientific and Technical Information of China，Beijing 100038，China）

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕The cloud computing brought a new service model for information technology.This paper analyzed the characteristics of cloud computing,and the impact to the integration of information resources and service mode by cloud computing,how to integrate science and technology information resources scattered in various institutions by mixing cloud way.Then put forward a user oriented concept about the resources integration,turn the resources to interfaces and services,with the help of powerful and elastic computation ability and storage capacity,finally put proposes a framework of science and technology information service platform with a collaborative service model of hybrid cloud in the cloud computing environment.This paper aimed to explore what will happen to the information resource integration and service mode in the cloud computing environment,and provided a new idea for the construction of public cloud services platform.

〔Ｋｅｙｗｏｒｄｓ〕cloud computing;hybrid cloud;resource integration;information services

如今，各行業(yè)都非常重視對資源的整合，希望通過對資源進行有效合理的整合，從而能夠提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務。云計算正是在信息技術(shù)的飛速發(fā)展和社會需求的加速膨脹中孕育出來的產(chǎn)物，云計算解決了底層資源的整合和服務的問題，同時，更重要的是“云”成了一種創(chuàng)新的服務模式，在科技信息服務領(lǐng)域，也亟須采用這種創(chuàng)新的服務模式來引導信息資源的整合。

１云計算的概念和特征

云計算，其本質(zhì)不是一種具體的技術(shù)，而是一種理念和方式，它利用虛擬化技術(shù)，通過網(wǎng)絡來實現(xiàn)分散資源間的整合和互操作，在任意時間和地點，以被請求的任意方式為用戶提供高效、靈活、按需分配且成本低廉的服務，包括軟件、平臺和基礎(chǔ)設(shè)施等各層次的服務［１－３］。

一個典型的云架構(gòu)分為3個基本層次：基礎(chǔ)設(shè)施層（Infrastructure）、平臺層（Platform）和應用層（Application）。其中，每一層都可以為用戶提供服務，分別為：基礎(chǔ)設(shè)施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）、平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）和軟件即服務（Software as a Service）。基礎(chǔ)設(shè)施即服務交付給用戶的是基本的基礎(chǔ)設(shè)施資源。基礎(chǔ)設(shè)施層向用戶提供了虛擬化的計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡資源，這些資源能夠根據(jù)用戶的需求進行動態(tài)分配。平臺即服務交付給用戶的是豐富的“云中間件”資源，這些資源包括應用容器、數(shù)據(jù)庫和消息處理等。軟件即服務交付給用戶的是定制化的軟件，即軟件提供方根據(jù)用戶的需求，將軟件或應用通過租用的形式提供給用戶使用，該軟件通過網(wǎng)絡交付給用戶，用戶不需要在本地安裝。

云計算作為一種新的技術(shù)方案，具有下面幾個方面的特點［４］：

（1）以用戶為中心。云計算可以將各種資源像水、電等公共設(shè)施一樣方便快捷地提供給最終用戶，用戶不用關(guān)心其來源和原理，只需登錄系統(tǒng)，即可直接使用。

（2）高可擴展性。云中的各種資源可隨業(yè)務量的增減而彈性改變，為用戶提供足夠的空間和足夠的計算能力。

（3）高可靠性。通過數(shù)據(jù)多副本容錯和計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務的高可靠性，用戶不用擔心數(shù)據(jù)的丟失或損壞，能夠享受到最安全的服務。

（4）成本低廉。云計算使用戶能夠更專注于本身的業(yè)務，而無須花費成本和精力投入到各種軟硬件的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中，用戶只需一臺終端接入云中，即可按需取用，并按實際使用量付費。

２云計算對信息資源整合及服務模式帶來的影響

傳統(tǒng)的信息資源整合的概念，就是把分散的資源集中起來，把無序的資源變?yōu)橛行颍怪奖阌脩舨檎倚畔ⅲ诵畔⒉杉⒔M織、加工以及服務等過程［５］。傳統(tǒng)的資源整合方式如基于OPAC［６］的電子資源整合，能夠?qū)﹄娮淤Y源的書目數(shù)據(jù)進行整合。基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)整合，通過構(gòu)建一個大的元數(shù)據(jù)倉儲，建立一個集中式的元數(shù)據(jù)索引體系，來達到資源的整合的目的。基于SFX服務的文獻資源整合，通過OpenUrl［７］來提供一種實現(xiàn)異構(gòu)資源之間無縫互連的方法。傳統(tǒng)的集中式元整合模式在各機構(gòu)中已經(jīng)得到了很好的實現(xiàn)，如NSTL、CALIS等，都提供了一個很好的資源整合平臺。但是，在云計算的環(huán)境中，傳統(tǒng)的集中式元整合模式，已經(jīng)很難繼續(xù)滿足需要，大量科技資源分散于各機構(gòu)的獨立平臺中，出于各種因素的考慮，很難也沒必要再采用集中式的資源整合模式來整合各機構(gòu)的科技資源，因此，需要更多地考慮如何利用云計算提供的強大、彈性的計算和存儲能力，以統(tǒng)一的公共云服務平臺和機構(gòu)私有云結(jié)合的混合云的方式，來對現(xiàn)有機構(gòu)的各類資源和服務實現(xiàn)整合，從而實現(xiàn)基于核心資源的分布式存儲之上的集中式管理和服務。圖１基于云計算的信息服務模式

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圖１描述了云計算環(huán)境下的信息資源整合和服務模式，這是一種公有云和私有云混合的模式，各生產(chǎn)中心建立自己的私有云，通過云服務平臺接口，在公共云服務平臺上整合各自的資源，從而對外提供統(tǒng)一的服務，形成一個統(tǒng)一的公共云服務平臺，生產(chǎn)中心的私有云只需對云服務平臺負責，通過云服務平臺提供的接口，在云服務平臺中提供并維護各自的服務，終端用戶不再與生產(chǎn)中心直接交互，只需根據(jù)自己的需求在云服務平臺中請求相應的服務即可。通過云計算對信息資源整合后會帶來下面幾個方面的影響：

（1）服務的位置無關(guān)性。在云計算環(huán)境下提供的服務，能保證用戶在任意時間，任意地點，都能方便快捷地獲取云中提供的信息和服務，用戶不需關(guān)心具體的細節(jié)，只需要一個終端，如筆記本或者平板電腦，即可通過互聯(lián)網(wǎng)隨時按需購買并獲取服務。

（2）服務方式的多樣化。除了簡單的文獻服務外，還可以提供大規(guī)模計算服務、數(shù)據(jù)存儲服務、知識服務、社交網(wǎng)絡服務等。

（3）深入的個性化服務。按需為用戶提供服務，通過數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)用戶的關(guān)注點，從而提供用戶感興趣的服務，允許用戶個性化地創(chuàng)建或者設(shè)置自己所需要的服務。

３云計算環(huán)境下面向用戶的資源整合及服務理念

云計算的核心是一種整合統(tǒng)籌、按需分配資源的方式，云計算技術(shù)推廣的最原始的動力就是對各種計算、存儲、網(wǎng)絡資源進行整合，達到資源的集約型利用的目的，這樣能夠大大減低對軟硬件資源的投入成本。隨著云計算技術(shù)的推廣和云計算理念的普及，信息系統(tǒng)的建設(shè)思路和架構(gòu)形式發(fā)生了根本性的變化，云計算技術(shù)及云服務理念對科技信息服務的方式也產(chǎn)生了深刻的影響。所以云計算技術(shù)不單僅僅是在技術(shù)上的一種創(chuàng)新，更是一種服務模式的創(chuàng)新，其對以資源生產(chǎn)，資源整合，信息服務等環(huán)節(jié)為核心的整條信息服務產(chǎn)業(yè)鏈會帶來革命性的變化。

在云計算環(huán)境下進行科技信息資源的整合，需要改變過去單純地以資源為核心的管理及服務理念。過去在系統(tǒng)建設(shè)中，因為服務模式比較單一，更多的是考慮到如何存儲，管理以及應用資源，目標是實現(xiàn)傳統(tǒng)信息服務的數(shù)字化和自動化，而在云計算時代，用戶和資源會更加緊密地結(jié)合，資源的概念被擴展了，不再僅僅局限于各種文獻資源，從某種角度說用戶本身也即是資源，用戶及用戶的屬性和行為都構(gòu)成了資源的一部分，用戶既是資源的使用者，同時也可以是部分資源的創(chuàng)造者，也就是說，資源的生產(chǎn)者和消費者之間的界限被逐漸模糊化了。所以，在云計算環(huán)境中，不僅要考慮到信息資源的管理、挖掘和利用，還應該考慮以用戶為中心的服務模式，系統(tǒng)的資源整合及功能建設(shè)都應該加入面向用戶的價值觀元素，具體表現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）資源整合應以盡可能地提供滿足用戶實際需求的服務為目標，在云計算環(huán)境中對資源進行整合，與以往信息機構(gòu)單獨建立數(shù)據(jù)中心進行資源整合的一個最大的理念上的區(qū)別就是：以往單獨建立數(shù)據(jù)中心追求的是“大而全”，希望能最大化的占有信息資源，這樣往往只能形成數(shù)據(jù)模塊的簡單疊加。而在云計算環(huán)境下，一切都是服務，所以資源整合應以提供服務為目標，所提供的服務應能以一種快捷的，有保障的方式來滿足用戶對資源的需求。

（2）讓用戶主動參與到部分資源的生產(chǎn)，構(gòu)建和整合中來，發(fā)揮長尾的價值。信息服務機構(gòu)不單單只是擔任信息資源的生產(chǎn)者和管理者的角色，更應該利用云計算及云服務平臺的力量，來提供一種資源生產(chǎn)、整合和利用的機制和模式，讓用戶能夠主動參與到信息資源的生產(chǎn)和構(gòu)建的過程中，信息服務機構(gòu)除了承擔資源的生產(chǎn)者和管理者的角色外，還要承擔起這種機制和模式的維護者和推動者的角色。

（3）利用好用戶與平臺及用戶與用戶之間的行為和互動數(shù)據(jù)。云計算時代，得益于云計算的硬件環(huán)境及軟件環(huán)境在底層的技術(shù)支撐，用戶不再僅是數(shù)據(jù)和服務的被動接收者，也是數(shù)據(jù)和服務的主動請求者，用戶在請求服務及與其他用戶的互動中，會產(chǎn)生大量信息，所以，對于科技資源的深度利用也可以將傳統(tǒng)的對內(nèi)的基于分析處理技術(shù)和基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計挖掘技術(shù)結(jié)合起來，形成更完善的服務體系。

（4）資源整合的對象需要多元化。隨著信息服務水平的提高，用戶已經(jīng)不再滿足于簡單的科技文獻類的服務，用戶對信息服務的需求提出了多元化的更高要求。通過云計算技術(shù)，需要實現(xiàn)多元化的科技信息資源整合，包括數(shù)字圖書館，科學實驗數(shù)據(jù)庫，科研設(shè)備等。

４云計算環(huán)境下的資源整合和服務框架

云計算技術(shù)是一種手段，而不是目標，在云計算時代，資源整合的關(guān)鍵在于“云化”，也即“服務化”，為此，有必要建立一個基于云計算技術(shù)的科技信息服務平臺，即圖１中的公共云服務平臺，圖２是筆者構(gòu)建的一個該平臺的總體框架。

該服務平臺涵蓋了云計算的3個層次的服務體系：即IaaS層、PaaS層和SaaS層，底層為上層提供服務支撐，IaaS層的服務對象是PaaS層的各種平臺和部分SaaS層的服務，PaaS層可為SaaS層、各機構(gòu)的私有云和終端用戶提供服務。

（1）IaaS是最底層的服務層，提供的服務是定制的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，通過虛擬化軟件將各種大量相同類型的資源，包括計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡資源以及其他一些大型科研設(shè)備資源虛擬化為資源池，從而向用戶按需提供動態(tài)靈活的基礎(chǔ)設(shè)施服務，而用戶不需要關(guān)注這些硬件設(shè)施的運行狀態(tài)，所有的基礎(chǔ)設(shè)施的運維和監(jiān)控都由平臺來統(tǒng)一負責。IaaS層的搭建目前已經(jīng)較為成熟，和其他同類云計算服務平臺大同小異。

（2）PaaS在云計算的服務體系中，目前是屬于應用最少的一個層次，但是在將來，PaaS一定會是云計算潮流中的下一個制高點，同時，通過混合云的方式整合和利用目前分散在各機構(gòu)中的科技信息資源，也必須要求在公共云服務平臺中構(gòu)建一個合理的PaaS層。在圖２所示的平臺框架中，PaaS主要是為平臺內(nèi)部用戶和外部終端用戶提供可利用的服務平臺，包括：集成開發(fā)平臺、數(shù)據(jù)存儲平臺、各種服務接口集以及其他一些中間件平臺。集成開發(fā)平臺面向平臺內(nèi)部的開發(fā)人員提供服務，為開發(fā)人員提供按需圖２科技信息公共云服務平臺總體框架

分配的集成化的開發(fā)環(huán)境，從而大大減少開發(fā)人員的重復性工作量。數(shù)據(jù)存儲平臺面向平臺內(nèi)部的管理、開發(fā)和維護人員提供服務，提供一套完善的數(shù)據(jù)校驗、存儲、備份和調(diào)用的流程。服務接口集主要面向SaaS層、機構(gòu)私有云和終端用戶提供服務，將平臺內(nèi)部的資源服務化為可編程接口，從而支撐上層的整個服務體系。按照服務對象的不同，服務接口集可以分為3類：面向SaaS層的服務接口集、面向終端用戶的服務接口集、和面向機構(gòu)私有云的服務接口集。前兩類接口集主要是對平臺內(nèi)部的軟硬件資源和數(shù)據(jù)資源進行封裝，并向上提供服務支撐，SaaS層和終端用戶都可以有條件地利用這些接口集來形成服務。面向機構(gòu)私有云的服務接口集根據(jù)所需提供的服務，定義一系列的接口規(guī)范協(xié)議，包括所需數(shù)據(jù)和信息資源的種類，結(jié)構(gòu)等，而具體資源則由機構(gòu)私有云根據(jù)自己的實際情況通過調(diào)用公共云服務平臺接口集的方式來提供。在PaaS中，數(shù)據(jù)存儲平臺和部分服務接口集在合適的條件下都可以對平臺外部開放，隨著服務體系的逐步完善，甚至可以形成一套完善的開發(fā)環(huán)境，為第三方開發(fā)者提供有價值的資源和服務平臺，這樣，就能夠利用大量終端用戶的力量，來推動和促進SaaS層的服務體系的發(fā)展和完善。

（3）SaaS層是云計算最終的效用體現(xiàn)，面向終端用戶提供服務。SaaS層提供的服務并不局限于圖中所描述的各種服務，而是可擴展的，比如LBS類的服務，增值信息服務等。SaaS層是云計算服務化地具體體現(xiàn)，云計算平臺是否發(fā)揮了最大的服務效果，關(guān)鍵就在于SaaS層的服務體系構(gòu)建。

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５混合云的協(xié)作服務模型

在混合云中，公共云服務平臺與機構(gòu)的私有云之間需要能夠較好地進行交互協(xié)作，下面介紹一下本框架下的混合云協(xié)作服務模型中的主要功能模塊，包括：云服務代理模塊（cloud service proxy），身份驗證模塊（UAM），云服務注冊模塊（CSR），云服務策略分解模塊（CSD）：

（1）cloud service proxy：云服務代理模塊主要負責接收用戶發(fā)送的各種請求，并將這些請求發(fā)送到UAM進行驗證，在驗證通過的情況下，將這些請求轉(zhuǎn)發(fā)到CSD模塊。

（2）UAM：用來存儲用戶的身份信息，這些用戶既包括終端用戶，也包括其他私有云，用戶的請求在這里被驗證，并根據(jù)用戶的身份信息和云中資源情況對其進行授權(quán)。

（3）CSR：負責存儲公共云和外部私有云的接口服務協(xié)議，所有云中提供的接口服務，都需要在CSR模塊中進行注冊。CSR主要是為了協(xié)助CSD模塊進行服務請求的分解。

（4）CSD：用戶的原始請求會被發(fā)送到這里，CSD會根據(jù)云中的各種策略和CSR中的接口服務信息，來將原始請求分解成很多元請求，并將這些元請求分到相應的外部私有云或者公共云中進行處理。

圖３是這些模塊交互的時序圖。

６結(jié)語

目前云計算在基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化方面已經(jīng)具有了一定的實踐基礎(chǔ)，云計算并不是一種新的技術(shù)，而是一種資源整合的方式以及基于其上的一種創(chuàng)新的服務模式。云計算推崇面向用戶的以服務為導向的核心價值觀，在云計算環(huán)圖３混合云協(xié)作服務過程

境下，信息服務機構(gòu)的角色不再只是信息資源的占有者和管理者，而更多的應該是服務的提供者，這就為各機構(gòu)進行信息資源的整合提供了新的思路，也帶來了新的挑戰(zhàn)。需要充分發(fā)揮云計算的優(yōu)勢，采用面向用戶的核心理念，通過各種手段整合資源，并將所有服務集成為一個體系嵌入到整個信息服務產(chǎn)業(yè)鏈中，從而使自己成為整條產(chǎn)業(yè)鏈中的一環(huán)。

參考文獻

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（本文責任編輯：馬卓）

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