云計(jì)算在高校圖書館中的應(yīng)用

陳征

（湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院圖書館，湖北武漢430205）

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了云計(jì)算技術(shù)的內(nèi)涵，特點(diǎn)以及核心技術(shù)等方面的問題。闡述了高校圖書館云計(jì)算運(yùn)用的各種方式，分析了各種應(yīng)用方式的特點(diǎn)及運(yùn)用云計(jì)算給高校圖書館帶來(lái)的好處，最后介紹了CALIS云服務(wù)與高校圖書館的應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高校圖書館；應(yīng)用；CALIS

云計(jì)算是最新的IT技術(shù)，其價(jià)值體現(xiàn)在實(shí)際的應(yīng)用中。高校圖書館利用云計(jì)算這種最新的IT技術(shù)，主要是如何使用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)提高高校圖書館的管理和服務(wù)水平，改進(jìn)與用戶互動(dòng)的方式，提升資源利用的水平和服務(wù)效率，降低高校圖書館的運(yùn)行成本。

一、云計(jì)算是什么

云計(jì)算由一系列可以動(dòng)態(tài)升級(jí)和被虛擬化的資源組成，這些資源被所有云計(jì)算的用戶共享并且可以方便地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問，用戶無(wú)需掌握云計(jì)算的技術(shù)，只需要按照個(gè)人或者團(tuán)體的需要租賃云計(jì)算的資源。云計(jì)算是繼1980年代大型計(jì)算機(jī)到客戶端-服務(wù)器的大轉(zhuǎn)變之后的又一種巨變。云計(jì)算的出現(xiàn)并非偶然，早在上世紀(jì)60年代，麥卡錫就提出了把計(jì)算能力作為一種像水和電一樣的公用事業(yè)提供給用戶的理念，這成為云計(jì)算思想的起源。在20世紀(jì)80年代網(wǎng)格計(jì)算、90年代公用計(jì)算，21世紀(jì)初虛擬化技術(shù)、SOA、SaaS應(yīng)用的支撐下，云計(jì)算作為一種新興的資源使用和交付模式逐漸為學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界所認(rèn)知。中國(guó)云發(fā)展創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟評(píng)價(jià)云計(jì)算為“信息時(shí)代商業(yè)模式上的創(chuàng)新”。

云計(jì)算（Cloud Computing）是分布式計(jì)算（Distributed Computing）、并行計(jì)算（Parallel Computing）、效用計(jì)算（Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（Load Balance）等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

（一）云計(jì)算的定義

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）定義：云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。

（二）云計(jì)算的服務(wù)方式

云計(jì)算是整合資源以即方式提供服務(wù)，它主要在三個(gè)層面體現(xiàn)技術(shù)和服務(wù)。

一個(gè)是硬件基礎(chǔ)設(shè)施層面（IAAS），讓硬件資源以即方式提供服務(wù)；（客戶要硬件環(huán)境資源，登錄資源池自己定制、然后交錢、最后獲取資源，用多少付多少錢；付費(fèi)對(duì)象是：應(yīng)用開發(fā)者，企業(yè)IT管理者，應(yīng)用平臺(tái)供應(yīng)商等）。

一個(gè)是應(yīng)用平臺(tái)層面（PaaS），讓應(yīng)用平臺(tái)以即方式提供服務(wù)；（供應(yīng)商提高軟件平臺(tái)，平臺(tái)可以開發(fā)、部署、管理、監(jiān)控應(yīng)用，提供開放的類APP商店；付費(fèi)對(duì)象是：應(yīng)用開發(fā)者。）

一個(gè)是應(yīng)用層面（SaaS），讓應(yīng)用以即方式提供服務(wù)；應(yīng)用開放商，把應(yīng)用部署在應(yīng)用平臺(tái)，用戶可以去使用這些應(yīng)用，按即方式享受服務(wù)和付費(fèi)；付費(fèi)對(duì)象是：終端消費(fèi)者。）

即方式服務(wù)：像水電一樣，從你開始使用到你結(jié)束使用進(jìn)行度量，你登錄應(yīng)用入口就可以直接使用應(yīng)用，甚至不用在你本地安裝應(yīng)用，就像打開水龍頭就可以用水一樣，然后付費(fèi)，它本質(zhì)是一種推的服務(wù)、盈利模式。

二、云計(jì)算的特點(diǎn)

（一）核心技術(shù)

云計(jì)算系統(tǒng)核心技術(shù)：并行計(jì)算。并行計(jì)算（Parallel Computing）是指同時(shí)使用多種計(jì)算資源解決計(jì)算問題的過(guò)程，是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算速度和處理能力的一種有效手段。它的基本思想是用多個(gè)處理器來(lái)協(xié)同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若干個(gè)部分，各部分均由一個(gè)獨(dú)立的處理機(jī)來(lái)并行計(jì)算。并行計(jì)算系統(tǒng)既可以是專門設(shè)計(jì)的、含有多個(gè)處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)，也可以是以某種方式互連的若干臺(tái)的獨(dú)立計(jì)算機(jī)構(gòu)成的集群。通過(guò)并行計(jì)算集群完成數(shù)據(jù)的處理，再將處理的結(jié)果返回給用戶。

（二）云計(jì)算的特征

1.資源配置動(dòng)態(tài)化。根據(jù)消費(fèi)者的需求動(dòng)態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當(dāng)增加一個(gè)需求時(shí)，可通過(guò)增加可用的資源進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)資源的快速?gòu)椥蕴峁?；如果用戶不再使用這部分資源時(shí)，可釋放這些資源。云計(jì)算為客戶提供的這種能力是無(wú)限的，實(shí)現(xiàn)了IT資源利用的可擴(kuò)展性。

2.需求服務(wù)自助化。云計(jì)算為客戶提供自助化的資源服務(wù)，用戶無(wú)需同提供商交互就可自動(dòng)得到自助的計(jì)算資源能力。同時(shí)云系統(tǒng)為客戶提供一定的應(yīng)用服務(wù)目錄，客戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務(wù)項(xiàng)目和內(nèi)容。

3.以網(wǎng)絡(luò)為中心。云計(jì)算的組件和整體構(gòu)架由網(wǎng)絡(luò)連接在一起并存在于網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供服務(wù)。而客戶可借助不同的終端設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問，從而使得云計(jì)算的服務(wù)無(wú)處不在。

4.資源的池化和透明化。對(duì)云服務(wù)的提供者而言，各種底層資源（計(jì)算、儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)、資源邏輯等）的異構(gòu)性（如果存在某種異構(gòu)性）被屏蔽，邊界被打破，所有的資源可以被統(tǒng)一管

理和調(diào)度，成為所謂的“資源池”，從而為用戶提供按需服務(wù)；對(duì)用戶而言，這些資源是透明的，無(wú)限大的，用戶無(wú)須了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只關(guān)心自己的需求是否得到滿足即可。

三、高校圖書館云計(jì)算的應(yīng)用方式

（一）IaaS層次的應(yīng)用

1.構(gòu)建自己本館私有云（Private Cloud）。構(gòu)建本館私有云就是利用虛擬機(jī)技術(shù)，整合圖書館現(xiàn)有的或新購(gòu)IT設(shè)備，組成IT設(shè)備資源池。將現(xiàn)有或新購(gòu)的各種異構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備整合成云存儲(chǔ)，利用云平臺(tái)管理軟件統(tǒng)一調(diào)度和分配資源，供圖書館的各種應(yīng)用來(lái)使用。圖書館構(gòu)建私有云的有湖北省圖書館和福建少兒圖書館等。以湖北省圖書館為例，該館使用VMware虛擬機(jī)管理軟件和PowerVM構(gòu)成PC服務(wù)器資源池和Unix服務(wù)器資源池。該圖書館的存儲(chǔ)資源池由存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)虛擬化組件構(gòu)成。將各種架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備虛擬成一個(gè)能提供在線存儲(chǔ)量不少于350T的容量的一個(gè)存儲(chǔ)資源池。這些資源池不僅供該館的使用，同時(shí)可以提供給該館的地市縣級(jí)的圖書館使用。這種私有云的云計(jì)算方式能提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低的維護(hù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

2.將圖書館的應(yīng)用部署到高校自己的信息中心。這種方式是將圖書館的所有應(yīng)用都部署在高校的信息中心的云端。這實(shí)質(zhì)上是學(xué)校的私有云。圖書館內(nèi)將不再有服務(wù)器和存儲(chǔ)的物理設(shè)備，而只是有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和客戶端。所有的應(yīng)用就是使用學(xué)校信息中心的服務(wù)器資源池和存儲(chǔ)資源池，圖書館按各種應(yīng)用的需要申請(qǐng)計(jì)算的使用量。

這種方式的好處：（1）減少了圖書館對(duì)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的維護(hù)成本，提高了基礎(chǔ)設(shè)施的使用效率；（2）避免了學(xué)校對(duì)圖書館IT設(shè)備資金投入不足的問題；（3）提高了圖書館信息資源服務(wù)的可靠性。避免了由于IT設(shè)備老化而使圖書館的信息資源服務(wù)斷線的問題；（4）讓圖書館能將精力更專注于資源的建設(shè)和各項(xiàng)業(yè)務(wù)的管理，提升圖書館信息服務(wù)水平

湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院圖書館近期就是采用這種方式實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算技術(shù)在圖書館的應(yīng)用。該館將圖書館的所有應(yīng)用，包括圖書館集成管理系統(tǒng)，各種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)，自助復(fù)印打印系統(tǒng)，一卡通系統(tǒng)全部部署在學(xué)校信息網(wǎng)絡(luò)中心的虛擬機(jī)上，所有的數(shù)據(jù)也是放在云存儲(chǔ)上。通過(guò)一段時(shí)間的使用，取得了令人滿意的結(jié)果。

（二）SaaS層次的應(yīng)用

這是一種通過(guò)Internet提供軟件服務(wù)的。廠商將軟件部署在自己的服務(wù)器上，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定制適合自己的軟件。按定購(gòu)使用的時(shí)長(zhǎng)和服務(wù)的多少來(lái)付費(fèi)。用戶不用再購(gòu)買軟件并且無(wú)需對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)，這些都由服務(wù)商來(lái)完成。服務(wù)商在向用戶提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的同時(shí)，也可以向用戶提供離線操作和本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)。例如：廣州圖創(chuàng)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)有限公司的“Interlib圖書館集群管理系統(tǒng)”Internet托管平臺(tái)。在廠商的服務(wù)器上安裝管理軟件、由廠商負(fù)責(zé)維護(hù)，圖書館通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化管理。現(xiàn)主要面向中小型圖書館。再比如北京華夏網(wǎng)信科技有限公司，通過(guò)廣域性的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行環(huán)境創(chuàng)建智能化的信息交互平臺(tái)，建立的“中國(guó)專業(yè)圖書館網(wǎng)（CS LN）-基于WEB的集群圖書館管理系統(tǒng)”為圖書館（閱覽室）用戶輕松實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理的全面自動(dòng)化。

在國(guó)外的有基于訂購(gòu)的托管服務(wù)Koha Ex press。Koha Express運(yùn)行Koha正式版，是一個(gè)全功能的集成圖書館系統(tǒng)。在LibLime的云計(jì)算平臺(tái)上，通過(guò)軟件即服務(wù)方式分發(fā)，價(jià)格是299美元/年，含軟件安裝及托管。

（三）混合云的應(yīng)用方式

這種方式是圖書館有自己的私有云，同時(shí)也使用公有云或社區(qū)云。利用公有云和社區(qū)云的SaaS服務(wù)或者PaaS服務(wù)。CALIS三期項(xiàng)目就是以混合云服務(wù)平臺(tái)的方式構(gòu)成全國(guó)高校數(shù)字圖書館三級(jí)共建和共享服務(wù)以及多館服務(wù)協(xié)作的聯(lián)合體系。共同為高校師生提供全方位的文獻(xiàn)服務(wù)、咨詢服務(wù)、電子商務(wù)和個(gè)性化服務(wù)。

1.本地云平臺(tái)（圖書館私有云）。利用CALIS本地平臺(tái)（包括CALIS本地基礎(chǔ)平臺(tái)Main Server和應(yīng)用系統(tǒng)App Server），圖書館能方便構(gòu)建自己的數(shù)字圖書館云平臺(tái),支持與第三方應(yīng)用系統(tǒng)的集成。該本地云平臺(tái)可以安裝在本地IaaS/ HaaS/PaaS上,也可以部分安裝在遠(yuǎn)程的公共PaaS/Haa/IaaS平臺(tái)上。這些圖書館云平臺(tái)能獲取和集成CALIS公共云所提供的各種服務(wù)。

圖書館私有云也可以開放部分服務(wù)，供CALIS云和CALIS云聯(lián)邦服務(wù)平臺(tái)和其它圖書館集成。實(shí)現(xiàn)各個(gè)館間的資源和服務(wù)的共享和集成。

2. CALIS公有云。利用CALIS公共服務(wù)平臺(tái)PaaS和SaaS服務(wù)平臺(tái)，CALIS各個(gè)中心能有效地構(gòu)建高校數(shù)字圖書館公共云。這些公共云既可以架構(gòu)在CALIS自己的云計(jì)算中心中的基礎(chǔ)環(huán)境（IaaS/PaaS）中，也可以將部分功能放在其他云計(jì)算中心提供的遠(yuǎn)程公共基礎(chǔ)設(shè)施HaaS或基礎(chǔ)平臺(tái)PaaS上。

3.混合云。在CALIS國(guó)家級(jí)云中心,部署CALIS云聯(lián)邦服務(wù)平臺(tái),能將CALIS各個(gè)公有云提供的OpenAPI以托管方式匯集起來(lái),以統(tǒng)一、透明的方式對(duì)外服務(wù),提供對(duì)各個(gè)公有云和私有云的整合方式,供圖書館進(jìn)行深層次集成,從而形成數(shù)字圖書館混合云（hybrid/federated cloud）。

4. CALIS三期的SaaS服務(wù)。CALIS三期項(xiàng)目提供的SaaS服務(wù)部署在共享域中心，為成員館提供租用服務(wù)。

主要的SaaS系統(tǒng)有：統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)SaaS版；館際互借與文獻(xiàn)傳遞系統(tǒng)SaaS版；虛擬參考系統(tǒng)SaaS版；學(xué)位論文本地服務(wù)系統(tǒng)SaaS版；教學(xué)參考信息服務(wù)系統(tǒng)SaaS版；特色庫(kù)著錄系統(tǒng)SaaS版；網(wǎng)路資源導(dǎo)航系統(tǒng)SaaS版

這些SaaS能即開即用，CALIS云服務(wù)平臺(tái)專注于業(yè)務(wù)管理和服務(wù)，能獲得全局性的資源共享、整合服務(wù)和規(guī)模效應(yīng)，提升獲取外部文獻(xiàn)能力，彌補(bǔ)高校圖書館資金與資源之不足。還能將CALIS云服務(wù)與本館服務(wù)無(wú)縫集成，快速提高本館服務(wù)能力和資源利用率。CALIS提供的SaaS無(wú)需硬件設(shè)備投入，無(wú)需系統(tǒng)維護(hù)，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，提高效率，解放人力。成員館利用這些軟件服務(wù)可以完成圖書館的各項(xiàng)資源建設(shè)，參考咨詢，文獻(xiàn)傳遞等的服務(wù)。

綜上所述，云計(jì)算技術(shù)在高校圖書館可以得到非常好的應(yīng)用。高校圖書館可以利用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建私有云。提高各種IT設(shè)備的使用效率，降低運(yùn)維成本。也可以利用學(xué)校信息中心的私有云，圖書館只作為一個(gè)使用者。避免了圖書館IT設(shè)備更新和購(gòu)買面臨的資金不足的尷尬，從而集中精力搞好資源建設(shè)，開發(fā)和進(jìn)行有效的信息服務(wù)。還可以積極利用CALIS三期項(xiàng)目，將私有云與公有云結(jié)合起來(lái)，利用CALIS的云服

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