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云计算环境下3G移动图书馆系统的构建

张进英

（安阳师范学院建筑工程学院,河南[KG*2]安阳455000）

关键词:云计算；数字图书馆；移动图书馆；手机图书馆；3G 阿里云

摘要:文章通过分析云计算环境下3G数字图书馆的服务模式,提出一种基于阿里云应用融合的服务模型,对其进行了分析.

中图分类号：G250文献标识码：A文章编号：1003-1588（2013）10-0114-03

收稿日期：2013-08-21

作者简介：张进英（1967-）, 安阳师范学院建筑工程学院.

1引言

3G技术对图书馆发展的影响是客观现实、深远持久的［1］.手机图书馆是基于3G技术的一种新兴的信息传播途径,又被称为无线图书馆或移动图书馆［2、3］.3G技术的不断发展,用户对数字图书馆提出了新的要求,如：视频、流媒体、随时随地阅读等业务,这些给数字图书馆的服务内容带来飞跃式发展.但由于移动终端的计算能力和存储能力有限,无法满足更高的要求.云计算是综合分布式处理、并行处理和网格计算等技术提出的一种新的计算存储模型［4］.在云计算中,用户操作和共享的数据存储在互联网的数据中心而不是存储在本地机器上,应用程序也不是运行在PC或其他终端设备上,而是运行在互联网的大规模服务器集群中［5］.云计算服务提供商负责管理和维护数据中心,因此,云计算的计算和存储能力巨大,如果将3G图书馆部署在云计算环境下,可以有效地解决以上问题.

2国内外研究现状

早在2000年,国外许多发达国家图书馆就相继开展了手机服务功能,如：日本富山大学图书馆、大学图书馆、芬兰赫尔辛基技术大学图书馆、韩国西江大学移动图书馆等,它们的实现方式主要是短信息和无线上网两种.主要服务包括：续借、到期提醒、预约到书通知、列出读者借阅清单、检索失败的信息、咨询、读者反馈、每周阅读提示等.读者免费使用,只需向运营商支付基本通信费.部分图书馆允许读者通过自己的电脑和手机来查询图书馆中的相关信息.

目前,移动通信技术在我国图书馆的应用也多为2G基础上的短信服务和手机WAP网站的建设,这些手机图书馆开展的短信服务功能主要集中在图书到期提醒、预约到书提醒、图书预约、图书续借、借阅情况查询、图书查询等［6］.以2009年教育部公布的“211”工程学校图书馆为例,开通手机图书馆短信服务功能如表1所示.部分“211”工程学校图书馆开通了手机WAP网站,实现的服务功能如表2所示.

除了以上211学校开展手机图书馆短信服务和WAP网站服务外,许多公共图书馆也相继开展了该项服务,如：上海图书馆、深圳图书馆、吉林省图书馆等.目前比较成功的移动图书馆商用系统有超星移动数字图书馆、书生移动数字图书馆、书缘移动图书馆等.

云计算环境下的移动图书馆研究也取得了一些成果.云环境下的手机图书馆服务具有移动通信标准统一、对终端设备要求较低等优点,为推广阅读拓展了空间,也给传统的图书馆服务带来了新的机遇［5］.云计算的海量存储空间为移动图书馆建设和发展过程中呈爆炸式增长的数据提供了有效的解决途径［7］.云计算在数据安全、数据共享、用户体验等方面能够极大地改善图书馆的服务［8］.

张进英：云计算环境下3G移动图书馆系统的构建研究

但是,目前大多数的研究均是对云计算环境下的移动图书馆提出构想或解决方案,而对如何实现云计算移动图书馆研究较少.本文介绍了阿里云OS框架,并在其基础上开发了移动图书馆云服务系统,阐述了云环境下的移动图书馆的优势.

3基于阿里云框架的3G图书馆

3.1阿里云OS框架

阿里云OS是融云数据存储、云计算服务和云操作系统为一体的新一代操作系统,它是一个完全开放的平台,可引入在云端的大量第三方应用.服务开发商可以在终端设备上开发自己的云应用而继续维护自己成熟的服务器,也可以选择使用阿里云低廉的云端基础设施,而重点关注新业务的创新,而且这些新业务的开发也可以利用阿里已经提供的基础互联网服务,从而加快新业务开发速度［9］.通过海量云空间来同步和管理手机数据,数据可永久保存在云端并联通所有设备.基于云端弹性云计算的托管服务,便于开发者快速开发和部署移动应用.阿里云OS框架如图1所示.

图1所示的阿里云OS系统主要有两大部分,一是数据中心,二是移动设备部分.数据中心的底层是大规模的Linux集群系统,阿里云在其上构建了飞天大规模分布式计算系统.“飞天”的两个主要作用,一是集中管理集群系统里的所有资源,另一个是控制集群上分布式应用的运行状况.为充分利用数据中心中云计算平台提供的计算能力,阿里云OS同时管理了移动终端上的计算资源,使用户可以方便地将互联网服务接入移动终端,因此移动云应用拥有同本地一样流畅的用户体验.

3.2基于阿里云的3G移动图书馆系统

基于移动云计算的3G图书馆系统充分利用了移动终端和“云端”的各自的优势,将高计算能力、海里存储能力交给“云端”,而将图书馆服务如新书通告、文献检索、借阅查询、电子书阅读、个性化服务等交给移动终端.图2显示了基于阿里云的移动图书馆体系架构.

图2中,右侧部分是现有的3G移动图书馆服务架构,这一部分的应用已较为成熟.左侧部分是基于阿里云的云计算服务.主要包括图书馆业务的数字图书云存储、云处理和云服务.这些分别由阿里云平台的开放存储服务(Open Storage Service,OSS)、开放数据处理服务(Open Data Processing Service,ODPS) 和开放结构化数据服务(Open Table Service,OTS)来实现.

OSS存储服务为数字图书馆提供海量、安全、低成本,高可靠性的云存储服务.只需通过简单的REST接口,即可存放图书网站、电子书、音频、视频、图像、附件等较大文件.OSS提供几乎无限的存储空间,可以根据实际存储量无限扩展,解决传统数字图书馆存储扩容问题,并且提供多个备份,具有故障自动恢复能力,可以保障数据可靠性.另外,OSS严格的权限控制机制,加密的签名验证体系,保证数据安全.

ODPS是阿里云构建的数据存储与分析的平台,提供大规模数据存储与数据分析.数字图书馆既可以使用ODPS平台上提供的数据模型工具与服务,也支持自己发布数据分析工具.ODPS通过数据分裂将海量数字图书资料散布在整个集群内部,这样,数字图书馆的数据容量的瓶颈问题得以解决.同时,计算压力也被平均分布在集群内部,很好地解决了计算性能问题.

OTS是构建在飞天大规模分布式计算系统之上的海量结构化和半结构化数据存储与实时查询的服务.它为数字图书馆提供云端海量结构化数据存储与实时查询服务,也可用于需要处理结构化数据,同时对数据规模和并发访问要求比较高的应用,如:邮箱存储、手机云空间等以数字图书馆用户为中心的互联网应用.

3.3阿里云3G移动图书馆系统构建步骤

移动数字图书馆应用云解决方案后,所有的应用无需布置,均以服务方式提供.可以实现按需付费,而且可用性高,能大幅度降低移动数字图书馆的建设费用.由于现有的移动数字图书馆本身也在发展,基于云计算的移动图书馆不会在短期取代前者.因此,在过渡阶段需要将现有的数字图书馆应用迁移到云平台上.以阿里云平台为例,将应用搬迁至云端主要有3个步骤.

3.3.1购买阿里云服务器,并开通阿里云关系型数据库 (Relational Database Service,RDS) 服务.RDS是一个基于高稳定、大规模平台的商用关系型数据库服务,它通过云服务的方式让关系型数据库设置、操作和扩展变得更加简单.帮助数字图书馆解决费时、费力的数据库管理,使数字图书馆将更多的精力聚焦到应用和服务层面上,节约大量的硬件成本和维护成本.目前,阿里云RDS与现有的商用MySQL和MS SQL Server完全兼容.

3.3.2应用迁移.即将现有基于3G的数字图书馆网络系统的应用程序部署在云服务器上.

3.3.3数据迁移.即将现有的数据库备份并上传到云服务器上,然后将数据导入到RDS中.数据迁移有两种模式：系统整体迁移和渐进式部分迁移.前者要求将原有系统停机,应用和数据同时迁移至云端,迁移模式简单,但是会影响到数字图书馆的服务；后者不要求系统停机.在云端部署好应用程序和数据库后,可以同时开发数据迁移程序,将用户逐一迁移.当某个图书馆用户来访,先判断该用户的数据是在线下数据库还是在云端,如果在云端则访问RDS,如果在线下则访问线下数据库.这种迁移方式复杂而且有一定的工作量,但是不影响数字图书馆的服务.

4云环境下移动图书馆面临的问题

4.1安全问题

安全性是云计算服务使用者十分关注的问题.既然计算和存储都在云端的数据中心进行,而且不需要自己运营和维护,那么必然牵扯到两方面的安全问题：一是数据资源的安全性,即云计算服务提供商是否会利用或泄露其数据中心里的数据资源；二是数据中心本身的安全性,即是否会出现故障导致使用者的数据受到损坏.对数字图书馆而言第一个问题主要是知识版权的问题,这依赖于知识产权相关法律、云服务市场培育和规范形式的不断推进和完善.至于第二类安全问题,主要通过一些技术手段解决,一般的云服务提供商都会考虑到这类问题.例如,使用阿里云提供的RDS,用户不用担心数据库安全漏洞,因为它是由专业的DBA团队来维护；也无需担心数据备份,用户只需要定义好备份策略,RDS会自动为用户备份.

4.2对网络的高要求及依赖性

云计算一般都是远程通过网络访问的,虽然3G技术发展很快,但是和局域网相比,速度还是有所延迟的,一旦网络中断,服务将无法访问.脱机是云计算的一个缺点,这是数字图书馆云端化最为重要的一个缺点,如果没有持续的、高要求的网络连接能力,很多服务将无法正常使用.例如,虽然云计算巨头谷歌已经公布了脱机应用程序的运行,但事实上,谷歌提供的应用程序只能在脱机状态下观看电子邮件、行程安排和文件等,而且这些功能是被限定在了谷歌浏览器上的,在一定程度上也形成了用户绑定.

参考文献：

［1］[ZK(#]马春玲.3G 时代移动图书馆需求调查研究［J］.图书馆工作与研究,2012(5):37-39.

［2］吕游.3G 手机图书馆的服务研究——以东北农业大学图书馆为例［J］.情报探索, 2012(5):86-88.

［3］刘红丽.国内移动图书馆研究现状与趋势［J］.国家图书馆学刊,2012(2):92-98.

［4］陈康,郑纬民.云计算:系统实例与研究现状［J］.软件学报,2009(5):1337-1348.

［5］师晓青.基于云计算的手机图书馆服务研究［J］.图书馆工作与研究,2011(5):58-60.

［6］陈露.3G 网络环境下手机图书馆的设计与构建［J］.图书馆学刊,2012(6):129-131.

［7］吕蕴红.基于 “云” 环境的移动图书馆构想［J］.图书馆学刊,2012(2): 100-101.

［8］周舒,张岚岚.云计算改善数字图书馆用户体验初探［J］.图书馆学研究,2009(4): 28-30.

［9］陈波.阿里云服务综览——用 API 控制你的云端服务器［J］.程序员,2012(2): I10-I15.[ZK)]

（编校：严真）

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