基于云計算的移動數字圖書館服務平臺構建研究

李桂貞

（南京工程學院圖書館，江蘇南京211167）

基于云計算的移動數字圖書館服務平臺構建研究

李桂貞

（南京工程學院圖書館，江蘇南京211167）

云計算技術正成為研究的新熱點，移動數字圖書館可以借助云計算這一先進信息技術，開展云移動服務。文章在簡述云計算和移動數字圖書館概念的基礎上，構建了一種基于云計算的移動數字圖書館服務平臺，并對構建模式及平臺構建面臨的問題進行了探討。云計算技術與移動數字圖書館相輔相成，二者的結合將會給用戶帶來完美的服務感受。

云計算；移動服務；云服務；數字圖書館

隨著移動互聯網技術的迅猛發展，信息媒介不斷更新與優化，手機、平板電腦等移動終端逐漸成為人們獲取信息與服務的重要工具。國外圖書館早在2000年就開始利用手機短信等方式為用戶提供信息和服務，之后隨著信息技術的發展，移動數字圖書館逐步提供了書目查詢、圖書館信息資源查詢等功能，近幾年更開始進行移動終端的應用程序開發以及網站用戶體驗優化等研究。國內圖書館從2005年開始建設移動數字圖書館并提供相關服務，現在大部分移動圖書館還只是提供一些簡單的服務，如SMS服務、網站服務（WAP或Web）等。在先進信息技術支持下，移動數字圖書館正展現出勃勃生機。

作為對信息技術比較敏感而且總是適時為“我”所用的圖書館，目前云計算技術正成為業界研究的新熱點，而移動數字圖書館正可以借助云計算這一先進信息技術，開展云移動服務。換個角度來看，云計算技術與移動數字圖書館其實是相輔相成的。首先，手機、平板電腦等是云計算技術重要的移動終端；其次，云計算技術能夠改善傳統移動數字圖書館計算能力弱、存儲能力差的狀況。它們的結合將充分發揮雙方的優勢，是移動數字圖書館服務成功的基礎［1］。

1 云計算技術及移動數字圖書館概述

云是網絡、互聯網的一種比喻說法，目前對云計算（Cloud Computing）并無統一定義，國內較為廣泛接受的定義是著云臺給出的：云計算是通過網絡提供可伸縮的廉價的分布式計算能力。概括來說，云計算是進行分布式處理、并列計算、網格設計、虛擬存取和海量數據處理的一種計算機工具，它具有超大規模、虛擬化、高可靠性、通用性及高可伸縮性等特點［2］。

移動數字圖書館（Mobile Digital Library）是指依托成熟的無線移動網絡、互聯網以及多媒體技術，以手機、電子書閱讀器、筆記本、MP3、MP4、PDA等便攜式移動設備作為數字圖書館管理系統用戶終端，以短信或網頁方式輸送信息的圖書館服務平臺［3］。由于智能手機的普及，手機成為移動數字圖書館重要的用戶終端，許多的相關的服務也是針對手機展開的，甚至有的高校直接稱之為“手機圖書館”。目前移動數字圖書館服務模式主要有SMS服務（Short Message Service）和WAP服務（Wireless Application Protocol），隨著移動互聯網技術的發展，有的數字圖書館還開始利用微信、微博、APP等方式為移動用戶提供服務［4］。

云計算技術與移動通信技術的結合是一種新的技術趨勢，移動數字圖書館服務給用戶帶來了方便快捷，但現行服務模式也有很大的局限性。例如，在用戶使用上，編輯短信時要嚴格按照約定的格式進行，同時短信平臺的響應時間、網絡質量等也給用戶與服務器實時交流帶來了一定障礙，從而影響到數字圖書館的服務質量；WAP服務也受到現有的設備、數據、網絡等因素制約，無法達到應有的服務速度；在技術應用上，目前3G存在三大標準：CDMA、TD－SCDMA和WCDMA，圖書館要想全面開展移動服務，需與三家通信運營商同時簽訂網關協議，這無疑加重了服務器的負擔。

云計算可改善移動數字圖書館服務的現狀，跳脫出服務模式的局限性，利用云計算技術，可將海量數據資源存儲于“云”端，用戶可利用移動網絡直接在“云”獲取自己需要的資源與服務，無須再通過與圖書館服務器進行短信溝通或WAP站點訪問。這對服務雙方——圖書館與用戶來說都是解放：用戶利用資源服務更加方便快捷，圖書館員則可以擺脫硬件資源帶來的困擾，專心進行高質量的服務研究［5］。

2 基于云計算的移動數字圖書館服務平臺構建

2.1 平臺架構

基于云計算的移動數字圖書館應可突破目前系統的限制，通過與OPAC系統、數字圖書館門戶以及全國共享云服務體系的集成，實現館藏資源的移動檢索、全文閱讀、音視頻收看以及與其它館的館際互借與資源共享的服務。同時，系統應提供與用戶信息交流的平臺，館員可以與用戶進行良好互動，可在平臺上及時發布圖書館信息以及實現用戶的個性化定制等等［6］。

基于云計算的移動數字圖書館服務平臺的整體架構分為4層：門戶層、應用層、管理層和轉換層，如圖1所示，每層均承擔著獨有的功能。

2.1.1 門戶層

門戶層為用戶提供各種方式來訪問移動數字圖書館，使用移動數字圖書館的資源與服務。根據用戶的特點，為不同用戶提供相應的訪問方式。

圖1 基于云計算的移動數字圖書館服務平臺的整體架構

（1）Web門戶

用戶通過傳統的WWW通信模式即B／S模式訪問移動數字圖書館內容。用戶通過Web門戶一般只能對移動數字圖書館提供的資源進行在線閱讀，不能進行下載。

（2）WAP門戶

WAP為“無線應用協議”，是一種向移動終端提供互聯網內容和先進增值服務的全球統一的開放式協議標準，用戶仍然通過B／S模式訪問網頁，但由于WAP通信模型多了一個WAP網關，它具有獨特的優點，如利用WAP門戶，用戶可在多個首頁中切換瀏覽。

（3）客戶端門戶

用戶利用客戶端門戶可通過C／S模式訪問網頁，能夠對移動圖書館提供的資源進行閱讀、下載和管理。使用此種門戶訪問資源與服務需要用戶手機能夠支持客戶端閱讀軟件。用戶首次登錄頁面時，系統會根據手機的不同型號，自動匹配不同的頁面。

（4）閱讀器門戶

閱讀器門戶采用C／S模式為用戶提供訪問資源與服務的方式。閱讀器是專門顯示來自印本資料的數字化版本內容的設備。支持如PDF、EXE、CHM、UMD、PDG、JAR、PDB、TXT、BRM等常見的電子圖書的文件格式。閱讀器一般具有設置書簽、編輯等很多實用的功能。

（5）管理門戶

管理門戶是主要是為業務管理者提供的訪問入口。業務管理者可通過管理門戶訪問系統以對產品進行頁面管理、模板管理、資源管理、統計管理等各項后臺管理。

2.1.2 應用層

應用層直接面向用戶，通過與底層數據存儲交互，向用戶提供可變化的信息視圖，是用戶登錄站點后可以進行的一些操作和應用的集合。主要包括用戶功能模塊、公共服務模塊、個性服務模塊等。具體功能包括客戶端下載、用戶注冊與登錄、平臺導航、信息發布、在線閱讀及下載、用戶收藏、用戶打分、參考咨詢以及常規功能如書目查詢、圖書預約和續借等等。

（1）客戶端下載

用戶可通過Web門戶和WAP門戶下載各種客戶端軟件。下載時需注意軟件的版本信息、適配的機型等信息。

（2）用戶注冊、登錄

系統通過統一認證門戶系統為用戶提供注冊與登錄的入口，移動圖書館所提供的某些功能用戶只有在獲得合法身份后才能正常使用。

（3）在線閱讀、下載

系統在Web門戶和WAP門戶上具有一些閱讀標簽，這些標簽是預先定義好的，用戶閱讀時，平臺會根據標簽內容及編碼獲取資源數據。用戶還可以通過客戶端門戶和閱讀器門戶進行資源的閱讀與下載。門戶與內容之間設有接口以進行資源的獲取。為了保護版權，用戶在下載電子資源時，要同時下載與其相關的版權證書及內容解密密鑰。

（4）流媒體播放

指在數據網絡上按時間先后次序傳輸和播放的連續音／視頻數據流。流媒體播放模塊支持音頻、視頻的流式播放方式，用戶通過移動終端的文件系統接口和支持通用協議及文件格式來在線收聽喜歡的音頻、視頻資源。

（5）個性化服務

個性化服務是一種有針對性的服務方式，根據用戶的設定來實現，依據各種渠道對資源進行收集、整理和分類，向用戶提供和推薦相關信息，以滿足用戶的需求。具體服務功能有：平臺導航、排行榜、試讀體驗、最近閱讀、書簽應用、智能推薦、在線訂購、個人空間、用戶互動等等。2.1.3管理層

管理層在后臺運行，可實現服務和資源的協調、拓展以及服務平臺的協同管理。主要包括下列功能模塊：欄目策劃、關聯推薦、內容策劃、產品上架、頁面定制、熱門推薦、排行策略、終端適配等。具體可實現以下具體業務管理功能：用戶信息資料管理與維護、系統運行管理與參數設置、重要系統備份、日志文件下載、數字信息資源管理、相關數據統計等等。因此對于管理層，要求系統一方面需要具備良好的處理日常事務的能力；另一方面，為了使用戶有序、高效地使用移動圖書館的資源與服務，系統還要具備統一身份認證功能以及對用戶完善管理的功能；為了滿足用戶對于一站式、跨系統協同信息服務的需求，還需要系統具備對異構信息資源及服務進行統一管理的功能。

2.1.4 適配層

數字資源具有多種文件格式，常見的有CAJ、PDF、PDG、HTML、TXT、JPG、SEP、GW、GD等格式。適配層可將這些格式的文件轉換為移動終端支持的類型。此外，由于每個用戶所持移動終端不同以及服務提供商也不同，導致用戶訪問移動圖書館的接口以及功能實現方式也無法一致，因此，需要對各種訪問接口及實現方式進行封裝，并采用參數配置模塊對終端型號進行初始化分類適配，以達到調用不同型號不同服務提供商移動終端訪問功能的目的［7］。

2.2 構建模式

云計算環境下，數字圖書館云服務模式主要分為基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）、平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）、軟件即服務（Software as a Service，SaaS）3種主要模式［8］。根據這一原則，可通過下列模式進行移動數字圖書館的構建。

圖2 基于云計算的移動數字圖書館構建模式

2.2.1 數據庫生產商提供云服務（IaaS）

我國高校圖書館或公共圖書館使用數字資源一般是采用購買（本單位購買或集團采購）使用權的方式。圖書館必須配備大型的服務器或存儲設備，數據庫生產商將圖書館購買時間段的數字資源拷貝或鏡像到這些設備中，并由專人負責定期更新維護。隨著數據的增多，服務器必須不斷更新；另一方面圖書館還須專門的技術人員負責與數據庫生產商聯系以及維護服務器和存儲設備，這些都加重了圖書館的人力物力負擔。

云計算技術中的基礎設施服務（IaaS）功能，可把由多臺服務器組成的云端基礎設施作為計量服務提供給客戶，它將內存、I／O設備、存儲以及計算能力整合成一個虛擬的資源池為客戶提供所需要的存儲資源和虛擬化服務器等服務。

由此，數據庫生產商可通過租用或組建云服務器，將自己的數字資源傳至云端。數字資源的更新、維護以及格式之間的轉換均在云端完成。圖書館用戶使用前，需要圖書館管理系統將認證和權限上傳至云端，用戶在使用時，憑權限認證通過互聯網自由訪問云端資源，省去了圖書館組網的麻煩。

如果圖書館需要，也可以租用一小部分云服務器，將本館特色資源上傳到云端服務器，借助云端服務器提供的平臺，可對數據進行加工——分類、組織、關聯、整合。這樣圖書館不僅可以節約購買服務器以及對數據庫更新維護的費用，由于云服務器處理數據須遵循統一的標準規則，因此通過在云端對特色資源數據的加工，可實現資源的整合，達到異構資源、異庫資源甚至異館資源的檢索，更有利于數據資源的共享。

2.2.2 技術開發商提供云服務（PasS）

現有的大部分移動數字圖書館系統需要三方面的合作：圖書館作為服務的主體需要提供館藏資源和用戶信息等基礎數據；移動運營商則負責圖書館內部移動代理服務器的部署工作；信息技術公司的工作尤為重要，它要負責提供解決方案，以使圖書館原有的系統功能安全轉移、對接至移動數字圖書館系統中。

云計算技術中的PasS，可將平臺及開發環境作為一種服務提供給需要的客戶。利用云計算技術，可由信息技術公司提供服務器，這種服務器基于云計算架構，可完成所有的數據資源的存儲、運算以及轉換工作，客戶端不保留任何信息。用戶界面的設計也充分利用平臺本身提供的接口，可減輕UI移植的壓力，對于用戶移動終端硬件要求不高，用戶很容易獲得良好的應用體驗。

2.2.3 圖書館系統開發商提供云服務（SaaS）

目前圖書館所需要的大量軟件應用——從圖書館自動化管理系統到消息交互軟件、SNS等均須圖書館購買安裝至本地，采購、安裝、管理費時費力。云計算技術的SaaS，可為移動數字圖書館服務提供所需的軟件。圖書館系統開發商在熟悉移動圖書館業務、服務流程的基礎上，可開發出更契合圖書館需求的一系列移動軟件模塊。這些軟件可上傳至云端供不同圖書館選擇使用。圖書館不再需要配備一整套的圖書館管理系統，它根據自己的需要，在云端選擇、購買并開通相應的移動模塊——就像在超市購物一樣方便，所有移動服務要求的支持系統均可在云端找到并實現。圖書館所要做的是把所購買的移動模塊集成于一體，開展移動服務。

2.3 平臺構建面臨的問題及解決策略

2.3.1 全文數字資源的使用

目前，數字資源的使用方式一般是：圖書館通過出資購買數據庫的使用權，而數據庫商對特定范圍的IP地址開放數據庫使用權限。然而，對于大部分移動網絡來說，不管是2G、3G還是4G，并沒有一個固定的IP地址，所以數據庫商無法再利用傳統的方式進行數字資源的使用授權。

想要解決這一問題，可以由云服務提供商在使用數字資源的圖書館IP地址范圍內設置代理服務器，再通過注冊認證等方式使用戶不僅可以使用固定終端，也可以使用移動終端自如瀏覽、下載全文數字資源［9］。

2.3.2 數據安全問題

基于云計算的移動數字圖書館，對“云”的依賴性很強，它將計算和存儲均交給了云端服務器，自己甚至連維護和運營都不需要。在減輕負擔的同時，也將出現一個重要的問題——數據的安全性。一方面，云服務提供商深知“數據核心”原理，一些本屬于圖書館的數據，如本地用戶信息及借閱數據，可能會為“云”所用，被整合、挖掘，開發出新產品，這些新產品的知識產權界定也許會引起爭議；另一方面，“云”可能會出現故障而導致用戶的數據丟失或損壞，一旦出現此類情況，將會導致移動服務的癱瘓。

對于前者，隨著云服務的發展，云服務市場不斷規范以及相關法律的不斷完善將會解決這一問題；而對于后者，專業的云服務提供商需要充分考慮到這一點，一方面在進行軟件功能設計時可根據用戶定義的備份策略自動備份數據；另一方面，為了數據安全，可在網絡和系統兩個層面建立完善的密鑰管理、權限管理以及認證服務等安全機制［10］。

3 結語

本文構建的基于云計算的移動數字圖書館服務平臺具有動態性、易擴展、自適應的系統組織能力和集成機制，平臺具有高度自治性，它以不同的接入方式及服務模式，對數字圖書館的硬件資源和軟件資源進行統一的管理、分配、部署、監控等，打破應用對資源的獨占，從而實現更大程度的資源共享和協作。但云計算技術與移動數字圖書館都是較新的研究領域，平臺面臨著資源調度、資源整合、響應能力、安全性能等諸多挑戰。未來的基于云計算的移動數字圖書館服務平臺必將實現應用的復雜性和服務的便捷性，用戶可以使用最方便的移動終端，通過最簡便的操作，以最快的速度獲取最復雜、高質量的服務。云計算與移動通訊的完美結合或會使這一場景成為可能：在地球的任何一個角落，通過一個普通的手機，輕松享受到任何一個圖書館或資源中心的資源和服務，并可存于“云”中。期待這一天的早日到來。

［1］Bansode SY，Pujar SM.Cloud computing and libraries［J］.DESIDOC Journal of Library＆Information Technology，2012，（6）：506－512.

［2］云計算［EB／OL］.http：∥baike.baidu.com／view／1316082.htm，2014－12－06.

［3］劉楊.云計算與移動數字圖書館［J］.農業圖書情報學刊，2012，（4）：56－59.

［4］江波，覃燕梅.我國移動圖書館五種主要服務模式的比較研究［J］.圖書館論壇，2014，（2）：59－62，89.

［5］Mavodza J.The impact of cloud computing on the future of academic library practices and services［J］.New Library World，2013，（3）：132－141.

［6］黃勝國.云計算技術在圖書館中的應用研究［J］.現代情報，2012，（2）：107－110.

［7］胡昌平，萬華.云環境下移動數字圖書館跨系統服務平臺構建與實現［J］.國家圖書館學刊，2013，（2）：40－48，71.

［8］Han Y.IaaS cloud computing services for libraries：cloud storage and virtual machines［J］.OCLC Systems＆Services，2013，（2）：87－100.

［9］師曉青.基于云計算的手機圖書館服務研究［J］.圖書館工作與研究，2011，（5）：58－60.

［10］江秋菊.基于云計算數字圖書館信息安全實現研究［J］.現代情報，2014，（3）：38－70，81.

（本文責任編輯：馬卓）

Research on the Construction of Mobile Digital Library Service Platform based on Cloud Computing

Li Guizhen
（Library，Nanjing Institute of Technology，Nanjing 211167，China）

Cloud computing is becoming a new research hotspot and mobile digital library can develop cloud services with the help of cloud computing.The paper constructed a mobile digital library service platform based on cloud computing after describing the concept of cloud computing and mobile digital library.Then the paper discussed the construction models and some problems faced during constructing platform.Cloud computing and mobile digital library complemented each other and the combination of them could bring users perfect service experience.

cloud computing；mobile service；cloud service；digital library

10.3969／j．issn．1008－0821．2015．03．015

G250.7

A

1008－0821（2015）03－0082－04

2014－12－11

本文為江蘇省社會科學基金項目“云計算環境下數字圖書館信息服務研究”（項目編號：12TQD016）研究成果之一。

李桂貞（1974－），女，副研究館員，碩士，研究方向：數字圖書館，發表論文14篇。