云计算环境下数字图书馆云服务平台与云服务模式研究

云计算环境下数字图书馆云服务平台与云服务模式研究*陈臣/马晓亭2012-10-19 8:17:15 来源：《情报资料工作》2012年04期【英文标题】Research on the Cloud Service Platform and Cloud Service Model of Digital Library in the Cloud Computing Environment【作者简介】陈臣，男，1974年生，兰州商学院网络中心高级工程师，甘肃730020；马晓亭，女，1974年生，兰州商学院信息工程学院副教授，甘肃730020。

【内容提要】文章分析了云计算环境下图书馆云服务平台建设存在的问题，提出了云数字图书馆的云服务平台架构与读者云阅读服务模式，可以满足不同读者的云阅读活动需求。

This paper analyzes problems in the construction of cloud service platform for digital library based on cloud computing, and proposes the cloud services platform architecture and the cloud services model for cloud digital library, which is more close to the different cloud reader requirements.【关键词】云计算/数字图书馆/云服务平台/云服务模式cloud computing/digital library/cloud service platform/cloud service model1 引言随着云计算技术的发展与成熟，利用云计算技术建设安全、高效、经济、低碳的数字图书馆，为读者提供满意的云个性化阅读服务已成为数字图书馆未来发展的主流与方向。

在影响云图书馆建设、发展与用户服务的众多因素中，数字图书馆云计算服务架构、模式与类型等因素，是关系数字图书馆云应用部署和运营效率的重要问题。

云计算环境下，数字图书馆读者服务模式通常可分为IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）、SaaS （Software as a Service，软件即服务）三种类型。

随着云服务提供商云基础设施架构变化与云服务供应方式的转变，传统的IaaS、PaaS、SaaS三种云服务模式不断延伸、发展并相互交融，云计算服务模式之间的界限变得越来越模糊。

同时，在云服务模式、内容与方式上存在很多的交集和共性，而且在云服务模式发展方向上具有极大的不确定性。

因此，加强云计算环境下数字图书馆读者云服务模式与发展方向研究，是提高传统数字图书馆读者应用服务水平与云迁移能力，保证云图书馆具有较高读者云服务能力、效率与用户满意度的关键[1]。

2 云图书馆三层服务模式架构体系与层次关系2.1 我国云计算市场与云服务模式发展现状2011年中国云计算峰会上，中国ICT产业权威的市场研究和咨询机构计世资讯发布了《2011年中国云计算市场研究报告》，报告称2010年中国云计算市场规模约达到559.28亿元人民币。

按照三种云服务模式划分，PaaS约占云计算市场份额的7.5%，IaaS约占云计算市场份额的12.3%，而SaaS云计算市场占有率超过80%。

2011年以来，PaaS市场规模同比增长31.4%，SaaS市场同比增长26.7%，IaaS预计未来5年的年度复合增长率将超过50%。

我国云计算市场整体呈现高速发展状况，三种云服务模式不断扩展并相互交融，云服务模式架构与云服务方式发展具有极大的不确定性[2]。

随着云计算环境下数字图书馆读者云阅读模式与服务要求的变化，安全、高效、经济、可控性水平，成为判定数字图书馆读者云阅读服务保障能力与云系统建设科学性的主要指标。

如何根据云图书馆读者服务保障规模与云阅读服务需求特点，通过降低云系统服务模式架构复杂性、减少云图书馆建设与运营成本投入、提高云系统运营与管理可靠性、增强读者云阅读延伸与扩展保障能力等措施，以及选择恰当的云服务模式来确保具有较高的用户阅读满意度和较强的市场竞争力，是保证不同保障目标和运营规模的云图书馆建设、运营、扩展、升级活动有效性的关键。

2.2 云图书馆三层服务模式架构与层次关系从读者云阅读服务与云阅读体验角度出发，云计算环境下数字图书馆可分为IaaS、PaaS、SaaS三种服务模式。

三种服务模式的层次架构、关系与功能结构如图1所示。

IaaS层是云图书馆三层服务模式的最底层结构，主要由云计算集群设备、云存储集群设备、云网络传输与管理设备、云物理资源管理服务器等硬件设施组成。

云服务提供商通过虚拟化技术，将云基础设施硬件的服务器、数据库、内存、操作系统、I/O设备、存储和计算能力集中成为一个虚拟的资源池，为用户提供同颗粒度可度量的计算、存储、网络和单机操作系统等基础资源，用户通过远程访问方式来使用资源，并按照“弹性云”服务模式云资源使用量进行计价和付费。

IaaS 服务的主要对象为云图书馆系统管理员，可为用户提供物理资源池管理与调度、资源的监控与负载管理、数据完整性与可靠性管理、云资源部署与安全管理、资源计费管理等方面的服务[3]。

PaaS是基于IaaS的底层服务，将一个云应用开发平台作为服务提供给用户，为读者云应用服务软件开发者提供设计、应用开发、应用测试和应用托管的服务。

云图书馆与云阅读应用服务第三方设计商，不需要购买读者云阅读应用服务程序开发、质量控制或生产服务器的硬件设备与软件，仅通过互联网租用PaaS平台就可实现读者云阅读应用软件设计的创建、测试和应用部署服务，具有云应用开发平台服务定制、内容广泛、功能强大、费用低廉的特点。

云图书馆在租用PaaS 服务时，应重点考察PaaS平台的用户开发环境友好性与兼容性，以及是否具备强大的开发功能与服务内容，能否通过自动化资源调度来实现云资源的最优化分配和突发流量控制，确保云资源使用的精细化管理、监控和准确计费。

SaaS是基于IaaS或者PaaS平台应用服务基础之上，由云服务租赁商通过互联网传输，向读者提供云阅读应用软件服务的一种软件应用模式。

读者不需要将云阅读软件安装在自己的电脑或者服务器上，而是根据服务水平协议（SLA），通过互联网络从云服务提供商获取相应功能的云阅读应用软件。

云阅读应用软件应根据图书馆云服务模式和读者云阅读需求提供服务，服务的内容主要包括云图书馆系统管理监控、办公自动化、读者博客与空间应用、邮件服务、网络会议、在线视频、网络传真、在线杀毒等各种图书馆管理与读者应用阅读等，并支持读者采用公开协议通过互联网络访问，具有较强的安全性、云资源动态伸缩性、可扩展性、多用户服务和较低使用成本的特点[4]。

3 图书馆读者云服务平台应用方式与发展、融合趋势在图书馆读者云阅读应用服务模式选择上，用户满意度、投资收益率、云系统资源利用率、云图书馆管理与可控性综合指标是判定的主要依据。

因此，在云服务平台应用方式与不同应用平台发展、融合趋势研究中，首先应从读者云阅读体验出发，重点突出对不同云服务平台服务模式的读者信息获取效率、云阅读活动安全与可靠性、云阅读经济性、读者云阅读愉悦感和满意度进行研究。

其次，应从IaaS、PaaS与SaaS平台服务之间的平台架构关系与用户服务模式的发展、融合趋势入手，重点突出对云计算环境下图书馆云服务平台的发展趋势，以及可能出现的新读者服务体系结构与方式进行研究，才能选择正确的读者云服务模式，才能为读者提供满意的云个性化阅读服务[5]。

3.1 数字图书馆云服务平台的特点与管理模式根据目前云服务提供商云应用平台服务模式划分，可分为IaaS、PaaS、SaaS 三种平台服务模式。

云图书馆在建设、运营、维护活动中，为了提高读者云服务平台应用效率与功能，在实际的云服务平台构建中存在多种应用平台共同支撑读者云阅读活动的现象，而且不同云应用服务平台之间界限日益模糊，并在云计算环境下相互融合、扩展和共同运营。

云计算环境下，数字图书馆通过租用云基础设施硬件设备、云应用系统开发环境、读者云阅读服务应用软件的方式为读者提供个性化阅读服务。

因此，云服务提供商云服务平台的结构科学性、服务内容有效性、云平台运营效率与可控性、云平台租赁经济性等因素，成为云图书馆关注的主要内容。

其次，在云服务平台租赁与使用过程中，云图书馆通过签署云服务租赁协议的方式和其他云租户共同租赁云平台服务。

云服务提供商能否通过有效的云资源管理、分配策略，保证根据云图书馆建设与读者云阅读服务需求，自动、智能、快速地实现云资源的配置与分配，是云图书馆读者服务业务开展高效、优质的保证。

第三，云图书馆为了提高安全、可靠性和读者云阅读服务保障能力，会按照云读者所处的地域分布特点和云阅读活动特点，建设若干个在地域上平均分布的云数据中心。

不同数据中心能否将所有的平台资源划分为一个大的云资源池统一调度、管理，是提高图书馆云资源利用效率与保障、分配能力，降低云平台建设、管理、运营、维护成本的重要途径。

第四，云图书馆能否根据建设与读者云阅读服务需求租赁不同类型的云服务平台，并按照平台租赁费用、读者云阅读需求与阅读满意度、各种云平台系统结构合理性、租赁成本与与读者阅读收益比等因素，采用综合评估云图书馆服务平台整体效能方式，来保证其云服务平台结构合理性[6]。

3.2 云图书馆IaaS平台服务模式与变革资源是云图书馆建设和读者云阅读服务业务开展的基础。

云图书馆在建设、运营、服务、维护工作中，所涉及的IaaS资源主要可分为云存储资源、网络基础设施资源、网络传输带宽资源和云系统其他IaaS资源。

IaaS资源是图书馆各项读者云服务业务开展与其他云应用服务模式组成、运营的基础。

在IaaS云平台建设中，云数据中心由于新旧设备共存或者采购多家厂商的设备，在IaaS资源构成中可能存在较强的异构性。

其次，云操作系统对IaaS平台硬件设备的管理与运营支持能力，以及云资源管理监控系统软件对云资源的监控与管理能力，也是决定IaaS资源绿色、低碳运营的关键。

第三，云数据中心利用虚拟化技术将计算、存储、管理与其他设备资源划分为一个虚拟资源池统一管理，确保用户在云虚拟资源分配时高效、准确、按需、及时、快速、不间断，也是云图书馆IaaS平台安全、高效地为读者服务的重要保证。

第四，IaaS平台是PaaS与SaaS平台建设、运营的基础。

提高IaaS平台管理、运营、计量、计费效率，是保证PaaS与SaaS平台管理、运营、使用、优化活动具有较高效率的关键[7]。