基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的圖書(shū)館動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估和服務(wù)質(zhì)量保證研究

陳　臣（蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)信息中心）

基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的圖書(shū)館動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估和服務(wù)質(zhì)量保證研究

陳臣（蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)信息中心）

文章研究了基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性能評(píng)估和服務(wù)質(zhì)量保證，可滿足圖書(shū)館新服務(wù)模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的需求，有效提升網(wǎng)絡(luò)的可用性和可靠性，實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的靈活組網(wǎng)、無(wú)線資源的優(yōu)化配置和低能耗綠色通信。

大數(shù)據(jù)；圖書(shū)館；網(wǎng)絡(luò)性能；服務(wù)質(zhì)量

網(wǎng)絡(luò)是圖書(shū)館生產(chǎn)力的重要組成和讀者服務(wù)供給的支撐平臺(tái)，作為圖書(shū)館管理、服務(wù)和運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的傳輸中樞，網(wǎng)絡(luò)的安全性、有效性、經(jīng)濟(jì)性和可控性，直接關(guān)系到圖書(shū)館QOS（服務(wù)質(zhì)量）保證的有效性和讀者閱讀活動(dòng)滿意度。當(dāng)前，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度快速增長(zhǎng)、承載業(yè)務(wù)類(lèi)型多樣化、服務(wù)負(fù)載突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)環(huán)境也具有數(shù)據(jù)海量、多類(lèi)型、低價(jià)值密度和處理快速的特點(diǎn)，因此，圖書(shū)館已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。如何對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集、挖掘、處理、分析和決策，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)要素之間的關(guān)系和蘊(yùn)涵的知識(shí)，為圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)的構(gòu)建和網(wǎng)絡(luò)承載力提升提供科學(xué)的大數(shù)據(jù)決策支持，已成為圖書(shū)館界重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

1　大數(shù)據(jù)時(shí)代圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)與管理需求

1.1圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)面臨嚴(yán)重的安全威脅

（1）伴隨物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)在圖書(shū)館中應(yīng)用的深入，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)承載的數(shù)據(jù)量正以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)主要由個(gè)人計(jì)算設(shè)備、移動(dòng)智能閱讀終端設(shè)備、可穿戴設(shè)備、管理與運(yùn)營(yíng)服務(wù)器、視頻采集設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等產(chǎn)生，具有高價(jià)值、知識(shí)描述、分析預(yù)測(cè)和隱私性的特點(diǎn)，已成為政府部門(mén)、第三方服務(wù)商和黑客爭(zhēng)奪的重要資源。黑客可通過(guò)惡意軟件、惡意代碼等終端滲透攻擊的方式，在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)館敏感數(shù)據(jù)的竊取、篡改和刪添。這類(lèi)攻擊具有深層滲透、長(zhǎng)期潛伏和隱蔽等特點(diǎn)。［1］

（2）隨著圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)性能和數(shù)據(jù)承載能力的提升，網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也日趨龐大、復(fù)雜。如何實(shí)現(xiàn)硬件、軟件和管理員的最優(yōu)化結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效的監(jiān)視、測(cè)試、配置、分析、評(píng)價(jià)和控制，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)、報(bào)告和處理網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題與故障的重要環(huán)節(jié)。

（3）當(dāng)前，圖書(shū)館服務(wù)的模式、內(nèi)容和系統(tǒng)平臺(tái)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢(shì)，多元化的操作系統(tǒng)平臺(tái)、閱讀終端、第三方數(shù)據(jù)庫(kù)和中間件，會(huì)導(dǎo)致圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性、兼容性、可靠性和可控性降低。如何有效發(fā)現(xiàn)、修補(bǔ)第三方應(yīng)用系統(tǒng)與軟件的漏洞及后門(mén)，是提高圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)安全性以及預(yù)防重大安全事件的關(guān)鍵。

1.2網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)優(yōu)化的需求

（1）大數(shù)據(jù)時(shí)代，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)具有IT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承載業(yè)務(wù)多樣、用戶數(shù)快速增長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異構(gòu)的特點(diǎn)，且網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行也存在著移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸海量、數(shù)據(jù)流突發(fā)、負(fù)載分布不均勻和服務(wù)可控性差的問(wèn)題。目前，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IT環(huán)境下所采用的話務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集測(cè)試、信令分析、數(shù)據(jù)庫(kù)核查與參數(shù)分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警與排查、用戶投訴分析等方法，過(guò)分依賴人工對(duì)數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)與分析，已不適應(yīng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下快速、實(shí)時(shí)地對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)性能檢測(cè)與優(yōu)化的需求。圖書(shū)館必須結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)決策支持，才能對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的優(yōu)化，并且確保網(wǎng)絡(luò)具有較高的資源利用率和管理時(shí)效性。

（2）基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)支持的圖書(shū)館個(gè)性化移動(dòng)閱讀增值服務(wù)，已成為圖書(shū)館服務(wù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前，移動(dòng)閱讀服務(wù)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)的綜合吞吐量、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)可控性具有較高要求，讀者希望基于智能終端和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的支持，可以動(dòng)態(tài)、高速地實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)館大數(shù)據(jù)閱讀內(nèi)容的即時(shí)存儲(chǔ)、下載和展示。因此，如何基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源的分配、服務(wù)負(fù)載分布和讀者地理位置等大數(shù)據(jù)決策支持，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化和資源科學(xué)分配，是降低圖書(shū)館移動(dòng)閱讀服務(wù)成本和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源精細(xì)化管理的關(guān)鍵。［2］

1.3圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的QOS保證需求

（1）隨著移動(dòng)智能閱讀終端電池續(xù)航能力的提升和制造成本的大幅下降，移動(dòng)閱讀已成為圖書(shū)館服務(wù)擺脫時(shí)間、地域和閱讀方式對(duì)讀者限制的主要模式。但移動(dòng)通信自身存在的無(wú)線信號(hào)傳輸開(kāi)放、安全保障難度大、易受干擾和信道不穩(wěn)定等因素，可能會(huì)導(dǎo)致圖書(shū)館在一對(duì)多點(diǎn)用戶服務(wù)時(shí)，讀者閱讀服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、實(shí)時(shí)性和連續(xù)性受到影響。

（2）移動(dòng)智能閱讀具有閱讀內(nèi)容復(fù)雜、閱讀方式多樣和讀者廣泛分布于世界不同地域的特點(diǎn)，因此，圖書(shū)館服務(wù)網(wǎng)絡(luò)會(huì)跨越多個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和AS（自治系統(tǒng)）。這些網(wǎng)絡(luò)存在著拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備和通信協(xié)議兼容性差的問(wèn)題，特別是當(dāng)圖書(shū)館服務(wù)數(shù)據(jù)跨越多個(gè)AS鏈路時(shí)，較高的的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延和帶寬瓶頸問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響讀者的閱讀服務(wù)體驗(yàn)。［3］

（3）圖書(shū)館服務(wù)網(wǎng)絡(luò)具有多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、多運(yùn)營(yíng)商保障、多傳輸模式和多服務(wù)對(duì)象的特點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)不同域間路由采用BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）協(xié)議，而B(niǎo)GP協(xié)議是唯一能夠妥善處理好不相關(guān)路由域間的多路連接的協(xié)議，因此，當(dāng)圖書(shū)館服務(wù)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，BGP協(xié)議所采用的“盡力而為”工作方式會(huì)不停地選擇最佳路由，會(huì)因路由震蕩而導(dǎo)致路由選擇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而影響圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。

1.4移動(dòng)大數(shù)據(jù)閱讀對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能有較高的需求

伴隨智能手機(jī)、移動(dòng)閱讀終端和可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展與普及，圖書(shū)館移動(dòng)數(shù)據(jù)流量和控制信令呈現(xiàn)非線性指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，移動(dòng)數(shù)據(jù)已逐漸成為圖書(shū)館大數(shù)據(jù)的組成主體。

（1）移動(dòng)數(shù)據(jù)具備海量、多類(lèi)型、高價(jià)值和處理快速的大數(shù)據(jù)“4V”特性，傳統(tǒng)的擴(kuò)展移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和無(wú)線資源管理等方法，已不能適應(yīng)移動(dòng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的海量數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸需求，要求圖書(shū)館移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必須通過(guò)無(wú)線新頻譜拓展、移動(dòng)傳輸新技術(shù)、智能立體化組網(wǎng)等方法，從多角度、多層面提高圖書(shū)館無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)海量無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹文芰Α?/p>

（2）圖書(shū)館服務(wù)模式的變革和讀者閱讀需求的提升，使移動(dòng)閱讀服務(wù)的模式向具有多樣化和互聯(lián)網(wǎng)特征的新業(yè)務(wù)拓展。移動(dòng)閱讀新業(yè)務(wù)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)比例占據(jù)圖書(shū)館大數(shù)據(jù)總量的95%以上，這些海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)、散落于圖書(shū)館移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸節(jié)點(diǎn)和讀者閱讀終端中，且這些數(shù)據(jù)具有存儲(chǔ)、讀取和傳輸隨機(jī)空-時(shí)域，數(shù)據(jù)間的格式兼容性差，對(duì)圖書(shū)館移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的承載能力、智能可控性、控制信令開(kāi)銷(xiāo)和無(wú)線資源分配等帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

（3）據(jù)統(tǒng)計(jì)，讀者移動(dòng)閱讀活動(dòng)的熱點(diǎn)區(qū)域業(yè)務(wù)量占總業(yè)務(wù)量的80%以上，且服務(wù)數(shù)據(jù)流和業(yè)務(wù)控制信令數(shù)據(jù)在空、時(shí)域上，具有極強(qiáng)的動(dòng)態(tài)變化、分布不均勻和難以預(yù)測(cè)特性等特點(diǎn)。比如學(xué)校、政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)機(jī)關(guān)在法定的工作時(shí)間，其移動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)流呈現(xiàn)海量、突發(fā)的特點(diǎn)，而在休息時(shí)間讀者的住宅區(qū)則呈現(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)流快速激增現(xiàn)象。因此，如何根據(jù)每一天中圖書(shū)館移動(dòng)閱讀負(fù)載在空、時(shí)域中轉(zhuǎn)換的特性，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在基站部署、熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋、無(wú)線資源分配和網(wǎng)絡(luò)能耗上的科學(xué)優(yōu)化，對(duì)提升讀者移動(dòng)閱讀QOS保障顯得尤為重要。

1.5圖書(shū)館虛擬化運(yùn)維安全管理的需求

大數(shù)據(jù)時(shí)代，圖書(shū)館誕生了許多新的業(yè)務(wù)類(lèi)型和服務(wù)模式，其大數(shù)據(jù)環(huán)境呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)海量激增、多類(lèi)型、低價(jià)值密度和快速處理的特點(diǎn)，要求圖書(shū)館在IT運(yùn)維管理上，必須將傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)設(shè)施管理為核心，有效轉(zhuǎn)變到以圖書(shū)館服務(wù)資源虛擬化管理和服務(wù)能力快速交付上。因此，圖書(shū)館應(yīng)依據(jù)各業(yè)務(wù)部門(mén)需求，利用虛擬化技術(shù)為圖書(shū)館提供服務(wù)資源按需分配和按需配置的管理策略，才能保證服務(wù)資源在使用上經(jīng)濟(jì)、低碳、動(dòng)態(tài)、靈活。

虛擬化技術(shù)雖然簡(jiǎn)化了圖書(shū)館服務(wù)系統(tǒng)的部署過(guò)程，提高了運(yùn)行維護(hù)的效率和降低了管理復(fù)雜性，并最終通過(guò)提升服務(wù)資源利用率而實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館數(shù)據(jù)中心的低碳運(yùn)營(yíng)。但對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)資源的重復(fù)虛擬化邏輯分割，以及虛擬機(jī)的過(guò)度遷移和擴(kuò)容，會(huì)導(dǎo)致圖書(shū)館虛擬化管理設(shè)備邏輯關(guān)系過(guò)度復(fù)雜，一些虛擬機(jī)會(huì)脫離管理員的有效監(jiān)控與配置管理。或者因服務(wù)器上的虛擬機(jī)負(fù)載分布不均勻，而導(dǎo)致圖書(shū)館計(jì)算系統(tǒng)整體計(jì)算性能和資源利用率大幅下降。圖書(shū)館虛擬機(jī)管理程序設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的安全隱患，也會(huì)傳染到位于同臺(tái)物理主機(jī)上的其它虛擬機(jī)，而導(dǎo)致“虛擬機(jī)溢出”現(xiàn)象產(chǎn)生。黑客會(huì)通過(guò)有效攻擊虛擬機(jī)的管理程序，躲避虛擬機(jī)的安全控制與保護(hù)系統(tǒng)。［4］另外，虛擬機(jī)總量的快速增長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致圖書(shū)館虛擬機(jī)的安全管理與補(bǔ)丁修復(fù)工作量成倍增加。此外，虛擬化操作系統(tǒng)龐大的系統(tǒng)構(gòu)造和技術(shù)缺陷，以及其硬件系統(tǒng)和使用環(huán)境的不兼容性，也增大了圖書(shū)館虛擬化應(yīng)用的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2　圖書(shū)館動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估與QOS保證

2.1圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)評(píng)估大數(shù)據(jù)的組成

通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估大數(shù)據(jù)的采集、過(guò)濾、處理和分析，圖書(shū)館可準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在IT基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)資源配置、讀者服務(wù)QOS保障、精細(xì)化營(yíng)銷(xiāo)策略上存在的瓶頸問(wèn)題。同時(shí)，基于網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的決策支持，可實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)性能和管理策略的優(yōu)化，為讀者個(gè)性化閱讀活動(dòng)提供安全、高效、經(jīng)濟(jì)和低碳的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、流向和作用對(duì)象劃分，主要由圖書(shū)館數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)IT基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行與控制信令數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、讀者閱讀終端數(shù)據(jù)等組成。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)IT基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)行與控制信令數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置信息、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)或控制信令參數(shù)值、服務(wù)器與交換設(shè)備運(yùn)行日志、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布與變化數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相關(guān)信令資源、網(wǎng)絡(luò)性能統(tǒng)計(jì)指標(biāo)（呼叫成功率、掉線率、切換成功率、擁塞率、交換系統(tǒng)接通率）等。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)設(shè)備運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)與日志、無(wú)線基站分布與工作參數(shù)、DT（驅(qū)車(chē)測(cè)試）和CQT（呼叫質(zhì)量撥打測(cè)試）數(shù)據(jù)、讀者業(yè)務(wù)使用行為數(shù)據(jù)、讀者分布與閱讀負(fù)載數(shù)據(jù)等。［5］讀者閱讀終端數(shù)據(jù)包括讀者的閱讀終端工作模式、閱讀數(shù)據(jù)的類(lèi)型與數(shù)量、數(shù)據(jù)吞吐量和誤碼率、傳輸延遲和丟包率等。這些網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)具有海量、多類(lèi)型、非結(jié)構(gòu)化和實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，是圖書(shū)館了解網(wǎng)絡(luò)組織和運(yùn)行現(xiàn)狀，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置和提升讀者閱讀體驗(yàn)的重要依據(jù)。

2.2基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的圖書(shū)館動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估與管理系統(tǒng)的構(gòu)建

（1）網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分析與決策系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)元素對(duì)事件的精確定時(shí)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的同步性、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之間的強(qiáng)相關(guān)性等，是關(guān)系圖書(shū)館準(zhǔn)確評(píng)估網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況和發(fā)現(xiàn)、判定網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸問(wèn)題，也是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)、修復(fù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和科學(xué)分配網(wǎng)絡(luò)資源的關(guān)鍵。因此，圖書(shū)館在網(wǎng)絡(luò)評(píng)估與管理系統(tǒng)的構(gòu)建中，應(yīng)堅(jiān)持對(duì)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)生命周期的全程質(zhì)量保證和以讀者為中心的原則，才能保證評(píng)估系統(tǒng)科學(xué)、高效、經(jīng)濟(jì)和實(shí)時(shí)。構(gòu)建的基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分析與決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析與決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、大數(shù)據(jù)管理與調(diào)度平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化決策平臺(tái)4部分組成。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)采集平臺(tái)由數(shù)據(jù)采集管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊組成，負(fù)責(zé)對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)多維、多源大數(shù)據(jù)的測(cè)量、采集、傳輸和存儲(chǔ)操作，并將采集的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)傳輸至存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)保存。數(shù)據(jù)管理與調(diào)度平臺(tái)通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模式、標(biāo)明數(shù)據(jù)方位、分析數(shù)據(jù)關(guān)系和部署數(shù)據(jù)應(yīng)用，完成對(duì)實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)處理、共享、交換與調(diào)度，為網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析提供高效、可靠的數(shù)據(jù)管理與調(diào)度服務(wù)。［6］數(shù)據(jù)分析平臺(tái)依據(jù)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析、決策需要，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析引擎開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與離線分析，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)向信息和知識(shí)的轉(zhuǎn)變，并將最終分析結(jié)果傳輸至網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與決策平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與決策平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的多層次分析支持，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的診斷、網(wǎng)絡(luò)故障預(yù)測(cè)與發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸判斷、網(wǎng)絡(luò)QOS評(píng)估、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化等，確保圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全、高效、經(jīng)濟(jì)和可控。

（2）圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析與評(píng)估的基本指標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)IT基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理的效率、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對(duì)讀者閱讀QOS保證的可靠性等，是判定與評(píng)估圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組織與運(yùn)營(yíng)科學(xué)性的3個(gè)關(guān)鍵因素。因此，我們從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及運(yùn)營(yíng)參數(shù)、讀者對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的感知等3個(gè)維度，對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的性能、運(yùn)營(yíng)狀況和用戶體驗(yàn)等，進(jìn)行實(shí)時(shí)、不間斷的測(cè)量與數(shù)據(jù)采集。［7］此外，為了保證圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)管理評(píng)估科學(xué)、準(zhǔn)確，可分別對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及運(yùn)營(yíng)參數(shù)、讀者感知等3個(gè)指標(biāo)，進(jìn)行了二級(jí)指標(biāo)的詳細(xì)劃分，如表所示。

表網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析與評(píng)估的指標(biāo)體系

圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)對(duì)指標(biāo)體系大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)計(jì)算、分析和判定，可及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)圖書(shū)館IT基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建、運(yùn)營(yíng)管理和網(wǎng)絡(luò)QOS保證中存在的瓶頸與問(wèn)題，不斷提升網(wǎng)絡(luò)IT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)科學(xué)性、管理有效性和個(gè)性化閱讀服務(wù)的保障水平，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的快速預(yù)警和服務(wù)優(yōu)化建議。

2.3基于大數(shù)據(jù)決策支持的圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)管理與優(yōu)化

（1）提升網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖書(shū)館大數(shù)據(jù)應(yīng)用的支撐能力。大數(shù)據(jù)時(shí)代，圖書(shū)館大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序具有規(guī)模大、數(shù)據(jù)突發(fā)的特性，且服務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域和高峰期易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，致使圖書(shū)館大數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)延和數(shù)據(jù)丟失率快速增長(zhǎng)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)擁塞觸發(fā)的數(shù)據(jù)重轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率進(jìn)一步下降。此外，圖書(shū)館不同的應(yīng)用與服務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬需求和延遲也不同。因此，圖書(shū)館必須依據(jù)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，準(zhǔn)確判斷網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分布和傳輸瓶頸，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)流量多路徑分散和傳輸負(fù)載均衡等措施，提升圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的綜合傳輸效率，確保不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)、應(yīng)用可共存于一個(gè)通用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

圖書(shū)館大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)海量、指數(shù)級(jí)遞增特點(diǎn)，如何增強(qiáng)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的可伸縮性，保證圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)可在未來(lái)大數(shù)據(jù)環(huán)境中安全、經(jīng)濟(jì)和平滑地?cái)U(kuò)展，是關(guān)系圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)可用性和持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題。此外，圖書(shū)館大數(shù)據(jù)應(yīng)用具有流量突發(fā)、海量的特點(diǎn)，大數(shù)據(jù)流量在網(wǎng)絡(luò)的高速、持續(xù)傳輸，會(huì)對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)目刂菩帕睢⒎?wù)數(shù)據(jù)和其它關(guān)鍵數(shù)據(jù)流產(chǎn)生影響。因此，圖書(shū)館應(yīng)根據(jù)未來(lái)服務(wù)模式變革和讀者閱讀需求變化，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)傳輸集群的設(shè)計(jì)上，利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)負(fù)載和數(shù)據(jù)流特點(diǎn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。［8］此外，還可利用圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，按照數(shù)據(jù)流量大小和應(yīng)用對(duì)象，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的邏輯分離，將大數(shù)據(jù)流與其它小流量數(shù)據(jù)、關(guān)鍵數(shù)據(jù)流與普通數(shù)據(jù)流分離，增強(qiáng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下圖書(shū)館數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽匦浴?/p>

（2）實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)部署和無(wú)線資源的精準(zhǔn)投放。圖書(shū)館無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的科學(xué)性和無(wú)線資源投放的準(zhǔn)確性，是關(guān)系到讀者個(gè)性化移動(dòng)閱讀有效性和圖書(shū)館QOS保證的關(guān)鍵因素。大數(shù)據(jù)時(shí)代，圖書(shū)館無(wú)線閱讀服務(wù)具有讀者快速移動(dòng)、海量移動(dòng)數(shù)據(jù)較高的空-時(shí)變化、用戶群分布不均衡的特點(diǎn)，圖書(shū)館移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)難以依據(jù)服務(wù)區(qū)域讀者群的流量、負(fù)載和閱讀模式變化，有效地對(duì)無(wú)線資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)部署和分配。為了滿足讀者移動(dòng)閱讀服務(wù)復(fù)雜、多模式和不確定的閱讀特點(diǎn)，圖書(shū)館應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，準(zhǔn)確判定讀者移動(dòng)閱讀的模式、無(wú)線傳輸負(fù)載的分布和讀者群移動(dòng)閱讀路徑，通過(guò)提高無(wú)線頻譜資源利用率、無(wú)線信道傳輸效率和組建智能立體化移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，從無(wú)線組網(wǎng)、資源分配和數(shù)據(jù)傳輸3個(gè)方面，提升移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)閱讀服務(wù)的保障能力。

通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析、判斷，圖書(shū)館能夠精確預(yù)測(cè)讀者移動(dòng)閱讀內(nèi)容和無(wú)線資源需求的發(fā)展趨勢(shì)。可根據(jù)讀者對(duì)圖書(shū)館服務(wù)收益的貢獻(xiàn)度，依據(jù)“二八法則”將讀者劃分為20%的關(guān)鍵讀者群和80%的普通讀者群，通過(guò)為20%的關(guān)鍵讀者群提供定制的、資源精準(zhǔn)投放和個(gè)性化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)，在較小成本投入的前提下較大幅度地提升關(guān)鍵讀者群的閱讀收益，從而實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館移動(dòng)閱讀服務(wù)綜合收益率的提升。此外，通過(guò)對(duì)讀者移動(dòng)大數(shù)據(jù)的分析，圖書(shū)館可有效獲得讀者的移動(dòng)閱讀模式、方法、習(xí)慣和需求等個(gè)體特征數(shù)據(jù)。基于對(duì)此類(lèi)個(gè)體特征大數(shù)據(jù)的分析，圖書(shū)館能夠?qū)ψx者未來(lái)無(wú)線資源的需求、用戶移動(dòng)特點(diǎn)（個(gè)體位置、軌跡和速度等）、業(yè)務(wù)分布等進(jìn)行精確預(yù)測(cè)，可采取超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中不同層級(jí)基站的動(dòng)態(tài)激活與休眠、資源共享、協(xié)作傳輸?shù)炔呗裕蠓档蛨D書(shū)館無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整體能耗，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色的移動(dòng)閱讀服務(wù)。［9］

（3）對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)資源進(jìn)行處理、整合和深度關(guān)聯(lián)分析，并基于大數(shù)據(jù)分析結(jié)果將圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)IT硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和讀者作為一個(gè)整體關(guān)聯(lián)考慮，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)全方位、立體化的網(wǎng)絡(luò)資源配置和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化管理，是提升圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)收益的有效途徑。

圖書(shū)館可將采集到的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控服務(wù)器數(shù)據(jù)、無(wú)線基站數(shù)據(jù)、核心網(wǎng)數(shù)據(jù)、網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)和讀者數(shù)據(jù)等，通過(guò)高效的過(guò)濾、處理、關(guān)聯(lián)和整合后，按照數(shù)據(jù)的來(lái)源、用戶類(lèi)型、閱讀終端類(lèi)型、數(shù)據(jù)的流量和業(yè)務(wù)類(lèi)型，實(shí)施評(píng)估指標(biāo)參數(shù)的構(gòu)建和權(quán)重值的分配，確保網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果科學(xué)和以可視化方式直觀地表現(xiàn)。依據(jù)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，圖書(shū)館可明確具有高服務(wù)收益率的地域和讀者群，并對(duì)這些地域和讀者群進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)的優(yōu)先傾斜投入，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化管理與運(yùn)營(yíng)。［10］

同時(shí)，圖書(shū)館還可依據(jù)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果科學(xué)構(gòu)建評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)科學(xué)性、網(wǎng)絡(luò)資源分配合理性、網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)成本、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率的科學(xué)評(píng)估，并依據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)資源分配、網(wǎng)絡(luò)IT基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建、無(wú)線基站的分布進(jìn)行優(yōu)化。此外，還可通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的流向、流量和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)日志的分析，靈活、主動(dòng)地預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸和提前分配網(wǎng)絡(luò)資源，有效消除圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)隱患和增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的健壯性。

（4）增強(qiáng)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的安全、可控性。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的總量、類(lèi)型、復(fù)雜度和敏感性快速增長(zhǎng)。此外，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)面臨新安全威脅的種類(lèi)和方式層出不窮，傳統(tǒng)的安全防護(hù)系統(tǒng)和策略，已不能適應(yīng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)安全的需求。如何利用大數(shù)據(jù)決策增強(qiáng)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的安全、可控性，成為關(guān)系圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和有效性的關(guān)鍵問(wèn)題。

基于網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的決策支持，網(wǎng)絡(luò)管理員可從圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的物理安全分析、信息傳播安全分析、訪問(wèn)與使用者安全分析、管理制度安全分析等4個(gè)方面，對(duì)圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的有效性、網(wǎng)絡(luò)IT基礎(chǔ)設(shè)施硬件指標(biāo)的科學(xué)性、硬件設(shè)備的配置和數(shù)據(jù)傳輸能力、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的安全可控性、訪問(wèn)者的權(quán)限管理和異常行為檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)管理的安全性、安全事件的可監(jiān)控與預(yù)警性能、未知威脅檢測(cè)等安全要素，利用智能分析技術(shù)與沙箱技術(shù)進(jìn)行全面檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)新威脅的精確預(yù)測(cè)、發(fā)現(xiàn)和安全防護(hù)邊界的科學(xué)劃分。

此外，圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)模式多樣、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和網(wǎng)絡(luò)資源多用戶共享的特性。因此，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在IT物理結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)維管理上容易產(chǎn)生各種漏洞。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析、判斷，網(wǎng)絡(luò)管理員可及時(shí)地發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在構(gòu)建、運(yùn)維和管理中存在的安全漏洞與安全威脅，并對(duì)漏洞與安全威脅程度有效檢測(cè)、分析和評(píng)估后，依據(jù)漏洞與安全問(wèn)題實(shí)際情況，采取數(shù)據(jù)加密、訪問(wèn)控制、網(wǎng)絡(luò)隔離、漏洞掃描、入侵檢測(cè)、病毒防治、硬件冗余、終端惡意軟件屏蔽和數(shù)據(jù)備份等措施，確保圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)安全、高效、經(jīng)濟(jì)和可控。

3　結(jié)束語(yǔ)

伴隨云計(jì)算、傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，圖書(shū)館的管理與服務(wù)模式發(fā)生了巨大變革，圖書(shū)館在為讀者提供安全、高效、多模式和便捷個(gè)性化智慧閱讀服務(wù)的同時(shí)，其數(shù)據(jù)環(huán)境呈現(xiàn)出Volume（海量）、Velocity（高速）、Variety（多樣性）、Value（高價(jià)值）的大數(shù)據(jù)“4V”特性，圖書(shū)館界已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的載體，其運(yùn)營(yíng)的安全性、效率、經(jīng)濟(jì)性和可控性，是關(guān)系圖書(shū)館系統(tǒng)管理、服務(wù)組織和讀者閱讀滿意度的關(guān)系因素。如何科學(xué)采集、處理和分析網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)，是圖書(shū)館有效利用網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)資源增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理的洞察與決策力，優(yōu)化圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)流程的關(guān)鍵。因此，圖書(shū)館在基于大數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與運(yùn)營(yíng)中，應(yīng)重點(diǎn)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)在采集、傳輸、處理、分析和決策活動(dòng)中的價(jià)值保證與可用性管理，提升網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)的有效性，才能為圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)評(píng)估、資源調(diào)度、動(dòng)態(tài)優(yōu)化和運(yùn)維管理提供科學(xué)的大數(shù)據(jù)決策支持，才能不斷提升圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)對(duì)讀者服務(wù)的承載能力，才能保證圖書(shū)館服務(wù)模式變革科學(xué)和讀者閱讀服務(wù)可持續(xù)發(fā)展。

［1］何非，何克清．大數(shù)據(jù)及其科學(xué)問(wèn)題與方法的探討［J］．武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2014，60（1）：1－12.

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Research on Performance Evaluation and Service Quality Assurance of Library Dynamic Network Based on Big Data Driven

Chen Chen

This article discusses the dynamic network performance evaluation and service quality assurance for library based on Big Data driven,which can effectively satisfy the network performance's requirements to new services mode of library,improve network availability and reliability,realize flexible networking,optimize network resources configuration,and low energy consume of library services.

Big Data;Library;Network Performance

G250.73

A

1005－8214（2016）08－0089－05

陳臣（（1974－），男，碩士，蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)信息中心副教授，研究方向：大數(shù)據(jù)、數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)。

2015－11－30［責(zé)任編輯］菊秋芳