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数字图书馆中云计算虚拟化建设分析 摘要：本文分析了数字图书馆应用云计算技术与虚拟化技术的重要性，探讨了数字图书馆中云计算技术的作用与特性，进而对数字图书馆中云计算虚拟化建设服务平台进行了分析，并对数字图书馆中云计算虚拟化建设方案设计进行了深入研究，分别提出了数字图书馆中云计算平台的逻辑层次结构与基于云计算虚拟化技术层次结构关键词：云计算，虚拟化，数字图书馆本文系重庆市教委社科基金项目“复合图书馆运作模式探讨”(项目编号：05JWSK070)研究成果之一1 引言随着计算机网络技术的不断发展，尤其是云计算技术与虚拟化技术的不断完善与应用，数字图书馆的服务模式与用户需求也随之发生转变结合云计算技术与虚拟化技术来把数字图书馆建设成为日益经济、便捷、安全、高效的“云”数字图书馆已成为当前数字图书馆建设的最佳方案之一[1]进行数字图书馆建设时，在其专业软件服务、各种应用平台与基础设施架构中应用云计算技术与虚拟化技术，将会大大改善数字图书馆与“云”服务系统的网络利用率、可用性、可扩展性和可管理性，从而使得数字图书馆能实现降低能耗、释放机架空间、灵活部署业务等等良好目标众所周知，云计算技术是以虚拟化技术为基础，而虚拟化技术主要是由软/硬件虚拟化、存储虚拟化、内存虚拟化等技术组成的。

[2]进行数字图书馆建设时，如果把云计算、管理、服务与存储等物理资源虚拟化成为多个不同的逻辑单元，使所有数据与信息都储存在动态的架构中来供多个不同的用户共同应用，从而提高数字图书馆资源的管理效率与使用效率，进而使得数字图书馆的硬件设备能更加有效地进行功能整合并提供更为全面与高效的性能与作用[3]2 数字图书馆中云计算技术云计算技术能充分利用网络宽带、虚拟化技术和分布式处理技术等，通过即插即用模式就可具备自助管理运算与存储资源的能力，使信息处理资源具有高效弹性的能力这样，数字图书馆借助信息网络并以按需分配的服务模式就能获得动态的透明性、可用性和可扩展性的信息资源处理能力与应用服务数字图书馆采用云计算技术之后，能充分整合低能耗低成本高性价比的硬件资源，慢慢取代高性能服务器和计算机以及高端处理器和存储器，尽可能实现资源利用的最大化并尽可能节约成本，还对外能够提供更为便捷的服务绝大多数软件将以服务的方式呈现给用户，而且越来越多的服务形式将在“云”中呈现云计算环境下，数字图书馆可借助云计算技术来整合图书馆之间的网络服务，将互联网上数字图书馆有效地整合成分布式的网络图书馆，从而借助互联网，把分布于不同区域的存储资源信息与计算资源进行统一管理与分配，为读者构成一个像大型网络服务器那样的数字图书馆来提供服务。

数字图书馆在这种服务模式下，将全程跟踪用户信息行为，动态全面高效地整合信息资源与应用服务系统数字图书馆应用云计算技术之后，为数字图书馆改变服务模式、服务对象以及服务内容提供了一个极佳的契机，自然也为其信息资源整合、信息技术创新以及服务创新走向“云”技术时代拓展了新的发展空间3 数字图书馆中基于云计算的虚拟化建设服务平台分析数字图书馆中云计算平台服务模式包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)等三种服务模式IaaS层也称为硬件即服务，是对外提供一种IT基础设施的服务，用户通过租用模式应用网络资源、存储资源与计算资源而不用自己购买硬件设备，主要是提供核心的云服务以及底层的技术平台PaaS层主要是交付给用户一种统一通信能力、业务生成环境与开发测试环境的服务，在该服务平台上用户可创建、部署以及测试应用程序SaaS层是借助Internet交付给用户一种应用软件服务，供应者在数字图书馆的服务器中统一部署应用软件图书馆可依据实际需求来定制软件服务这样，用户是借助Inernet并依照某种服务协议直接获取所需的应用软件而不需要安装客户端因而虚拟化平台则是开展云计算上述三类服务的基础。

同时，虚拟化技术可把多个物理上独立存在的存储体通过软件或硬件的手段集中管理起来，形成一个逻辑上的虚拟存储单元供主机访问这样可为用户提供异构跨库环境交互性操作，保持操作系统的连贯性，简化存储管理的复杂性，降低存储投资的费用本文所搭建的数字图书馆中基于云计算的虚拟化服务平台组织架构图数字图书馆基础设施服务的核心就是虚拟化技术，其包括服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和桌面虚拟化等数字图书馆的数据资源中心是其开展“云”服务的核心基础设施基于云计算的虚拟化技术能够建设动态分配、弹性可靠、整合不同“云”资源空间的数字图书馆数据资源中心，能统一分配与管理数字图书馆的“云”系统资源池，并根据用户需求而通过网络弹性地把存储空间、IT资源、数据以服务的方式提供给用户，尽可能最优化数字图书馆的投资与性能并保证其应用服务的可扩展性和高可用性因而，运用虚拟化技术对数字图书馆的物理资源进行虚拟化整合以及建设具备调度功能与动态资源分配的虚拟化数据中心是改善数字图书馆用户满意度、自动化服务水平和IT资源利用效率以及降低建设与维护成本的关键基于云计算所构建的虚拟数据资源中心的数据传输具备虚拟机迁移流量大、备份流量大、数据传送量大等优点，因而基于云计算的虚拟化技术建设能够保证数字图书馆网络运行的可靠健壮性、高效安全性与平滑经济性。

4 数字图书馆中基于云计算的虚拟化建设方案设计基于云计算对数字图书馆进行信息化服务平台建设与设计时，应充分考虑到数字图书馆信息资源的服务共享与开放特点数字图书馆中应用云计算技术能让所有信息资源数据都处于动态的架构上既能实现技术能力的共享，又能实现计算资源的调整数字图书馆的计算资源主要包含各种网络资源、存储资源和服务器资源等，尤其是如何虚拟化其服务器资源极为重要只有使服务器变成动态之后才能让服务器进行按需分配的服务，而这又要看虚拟化服务器的能力虚拟化是动态的基础，只有实现虚拟化之后才有可能云计算数字图书馆利用服务器的虚拟化技术，把服务器的物理资源变成一个具备很大计算能力的“云”资源池，这样图书馆应用服务时其系统才可动态地调用该信息资源“池”中的所有资源信息图1是本文所设计的数字图书馆中云计算平台的逻辑层次结构图在此逻辑层次结构中，由许多虚拟服务器所构成的虚拟化硬件平台共同搭建起了所有软件层所提供的服务在云计算技术与虚拟化技术共同作用所形成的这样一个整体结构中，虚拟化技术有效地分离了软/硬件，而同时云计算技术让人们把精力主要集中在软件所提供的应用服务上虚拟化技术为云计算技术奠定基础，云计算一定要进行虚拟化，但虚拟化的最终作用并不只限于云计算。

云计算只是虚拟化强大功能中的一部分图2是本文所设计的数字图书馆中基于云计算的虚拟化技术层次结构图基于云计算的数字图书馆服务器虚拟化的实现层次可划分为软件层虚拟化、逻辑层虚拟化和硬件层虚拟化软件层虚拟化就是在主操作系统上运行一个虚拟层软件并可安装多种不同的需要主操作系统支持的客户操作系统，其中任一客户的操作系统故障都不会影响其他用户的操作系统；逻辑层虚拟化就是在操作系统和系统硬件之间以软件形式把硬件资源进行虚拟化处理，任何分区的操作系统故障不需要操作系统支持也不会影响其他分区；硬件虚拟化就是服务器硬件允许客户机操作系统的独立运行并支持创建虚拟机监视，对硬件资源进行直接划分时不需要操作系统支持，任何分区内的操作系统和硬件故障不影响其他分区一般来说，在目前的云计算中，逻辑层虚拟模式相对硬件层虚拟模式而言会占用一定比例的系统资源，同时，有些系统根据需求通常会采用中高档的服务器来建设资源池而使用较少的软件层虚拟模式基于云计算的数字图书馆服务器虚拟化的实现主要是分区和底层硬件模拟分区通常由服务器的软/硬件层共同来完成实现，以便为上层操作系统及其应用提供互相隔离的运行工作平台；而底层硬件模拟是现在大多数虚拟化产品所使用的一种虚拟化技术。

它利用虚拟机管理程序来模拟底层硬件的功能，从而为上层操作系统及其应用提供虚拟的运行工作平台图1 数字图书馆中云计算平台的逻辑层次结构图图2 数字图书馆中基于云计算的虚拟化技术层次结构图鉴于上述探讨与分析，基于云计算对数字图书馆的虚拟化建设中，对其整体方案设计时还可在基础设施资源、系统结构、服务平台运营与SaaS层服务等方面来进行进一步整合以便改善其功能与作用在基础设施资源方面，可充分利用虚拟化技术来对已有分散的所有软硬件基础设施资源进行整合，在进行服务平台建设时应对基础设施资源进行统一的调度与管理，要考虑到基础设施资源管理的统一性、高效性与低成本，满足资源的高利用率、高可用性与节约性的总体设计原则，从而实现所有资源的共享以及按需租用与分配，力求尽可能地使资源利用率达到最大化；在系统结构方面，可打破传统的建设模式而尽量借鉴互联网的开放与合作及其创新理念来建设以开放引擎为核心的平台即服务的PaaS平台，并构建业务开发运行环境以及尽可能最大化地使业务成本降低和业务周期缩短，进而促进数字图书馆资源的共享与利用最大化并不断丰富其服务营运模式；在服务平台运营方面，可采用分阶段地对各种服务平台运营策略逐步实施并不断创新服务平台运营模式，逐步构建与完善业务运营环境，加强对服务平台运营体系的统一与规范，从而实现广泛共享数字图书馆的合作资源、服务平台资源、运营维护资源与产品资源等各种资源；在SaaS服务方面，数字图书馆在IT软件服务应用上自身开发经验与技术实力相对薄弱，应充分发挥合作供应商的技术优势，不断改善和丰富SaaS层服务模式，以便增强SaaS层服务的应用。

5 结束语本文基于云计算对数字图书馆的虚拟化建设进行了一定的探讨与分析，所提议的对数字图书馆虚拟化建设整体设计方案虽为云计算环境下数字图书馆的“云”业务开展奠定了一个技术基础，但也只不过是一个初步的建设性方案在未来的研究与实践中，笔者还需要进一步深入研究其具体实施与运用，借鉴已有的虚拟化应用技术经验，并融合现有的云计算技术来对数字图书馆进行虚拟化建设的优化配置，争取让数字图书馆从服务到实际应用都能够实实在在应用虚拟化技术和“云”服务平台，以期进一步完善数字图书馆的信息服务理论体系与实践能力，从而改善数字图书馆的数字化服务能力参考文献：[1]陈臣，马晓亭.云计算环境下数字图书馆虚拟机资源分配及部署策略研究[J].图书馆工作与研究，2013(6)：46-48.[2]叶文伟，袁建国.论虚拟化技术对图书馆存储管理的投资保护[J].农业图书情报学刊，2012，24(3)：178-180.[3]王长全，艾雰.云计算环境下的数字图书馆信息资源整合与服务模式创新[J].图书馆工作与研究，2011(1)：48-51.作者简介：叶文伟(1969—)，女，副研究馆员，重庆邮电大学图书馆；张红琳(1968—)，女，副研究馆员，重庆邮电大学图书馆。