基于云计算的数字图书馆的设计与实现

基于云计算的数字图书馆的设计与实现第一章绪论………………………………………………11.1课题的研究背景与意义………………………………………………11.1.1选题的背景………………………………………………11.1.2选题的意义………………………………………………21.2国内外研究现状………………………………………………21.2.1国外研究现状………………………………………………21.2.2国内研究现状………………………………………………41.3论文的研究内容和结构安排………………………………………………5第二章基于云计算的数字图书馆理论概述………………………………………………72.1云计算………………………………………………72.1.1云计算的历史………………………………………………72.1.2云计算的概念………………………………………………72.1.2云计算的特点和优势………………………………………………92.2云计算的交付模式和部署方式………………………………………………102.3云计算的关键技术………………………………………………122.3.1文件系统技术………………………………………………122.3.2并行数据处理技术………………………………………………122.3.3虚拟化技术………………………………………………132.4数字图书馆………………………………………………132.4.1数字图书馆的内涵………………………………………………132.4.2数字图书馆基本模式………………………………………………132.4.3数字图书馆云服务平台理论………………………………………………142.5数字图书馆云服务平台的应用………………………………………………162.6云计算在数字图书馆中的应用前景………………………………………………17第三章基于云计算的数字图书馆的架构研究………………………………………………203.1基于云计算的数字图书馆逻辑架构………………………………………………203.2数字图书馆云服务平台的架构模型………………………………………………213.2.1应用层………………………………………………213.2.2平台服务层………………………………………………223.2.3基础设施服务层………………………………………………223.2.4云客户端………………………………………………223.3数字图书馆实践云计算的策略………………………………………………223.3.1云计算数字图书馆的信息规划策略………………………………………………233.3.2云计算数字图书馆的资源整合策略………………………………………………233.3.3云计算数字图书馆的安全策略………………………………………………233.4数字图书馆向云演进的路线图………………………………………………243.5数字图书馆云服务平台的运行流程………………………………………………263.5.1信息资源描述………………………………………………263.5.2信息资源匹配………………………………………………263.5.3信息资源调度………………………………………………273.5.4信息资源发布………………………………………………27第四章基于云计算的数字图书馆的设计与实现………………………………………………284.1系统整体设计方案………………………………………………284.1.1图书管理资源池和个人信息资源管理资源池………………………………………………284.1.2总体架构描述………………………………………………294.2云服务平台数据库服务器架构设计………………………………………………304.2.1数据库服务器总体方案设计………………………………………………304.2.2数据库的访问………………………………………………314.3云服务平台应用服务器架构设计………………………………………………314.3.1虚拟化服务器集群平台设计………………………………………………314.3.2虚拟化服务器的选择………………………………………………324.3.3VMware虚拟化管理工具………………………………………………324.4云服务平台网络架构的设计………………………………………………334.5云服云服务平台集中存储架构设计………………………………………………344.6云服务平台实现流程………………………………………………354.6.1基于GoogleAPPEngine的实现流程………………………………………………354.6.2基于亚马逊AWS的实现流程………………………………………………36结束语………………………………………………37表目录图目录图1云计算与电力系统类比图………………………………………………………………….9图2基于云计算数字图书馆逻辑图…………………...………………………………………20图3基于云计算数字图书馆参考架构图…………………...…………………………………21图4数字图书馆云演进示意图………………………….…………………………………….25图5系统总体架构……………………………………………………………………...………29图6业务体系架构图…………………………………………………………………………...30图7虚拟化管理工具工作示意图……………………………………………………………...32图8网络架构图……………..………………………………………………………………….34图9云服务平台实现流程图…………………………………………………………………..35摘要随着信息技术的发展，图书馆也发生了巨大的变化，实现文献信息资源的集约化这一目标也受到了严重挑战，信息资源的存在方式也逐渐由模拟状态越来越向数字状态转变，数字图书馆开始进入云计算时代。云计算作为一种适合图书馆应用的架构模式，可以将分散的数字信息资源整合在一起，实现数字图书馆的集约化，为数字资源的共建共享提供了新的解决办法。本文首先分析了云计算的概念及有关技术，然后介绍数字图书馆建设的需求，最后给出云计算在数字图书馆建设中的应用前景。其次从架构体系方面探讨了如何利用云计算技术设计数字图书馆的架构。分别从数字图书馆逻辑架构，数字图书馆云服务平台架构，数字图书馆实现策略以及数字图书馆的云服务平台的运行流程等方面进行了详细阐述。最后设计了一个集信息资源管理系统、平台服务系统、信息检索系统、信息规划系统、信息发布系统和信息加工系统构成的数字图书馆的设计与实现方案。并给出使用Google和亚马逊云服务平台的实现流程。关键词：云计算数字图书馆云服务平台虚拟化技术ABSTRACTKeyWords:第一章绪论1.1课题的研究背景与意义1.1.1选题的背景互联网的相关技术不断向前发展，人们日益习惯于经由互联网查阅和获得信息资源，传统图书馆的业务范畴是以纸质资源为基础的，这就造成了它们的危机，而且是前所未有的。数字图书馆是全新的媒介，这种可以提供海量的信息媒介应运而生。在数字图书馆领域中，信息有着林林总总的表现形式：图像、文档、音频、视频等等，在数字图书馆中，此类多媒体信息是不可缺少的。因此数字图书馆要管理的数据量越来越大，加之网络技术获得了前所未有的高速发展，再加上移动宽带网络走进人们的视野，移动智能终端得到了广泛的普及，与互联网相连接的移动设备也越来越多。对互联网而言，它的系统负载也越来越大，这就要求它务必拥有大量地消化和整理数据的超强能力。在此情形下，传统的数字图书馆服务构建模式已显得力不从心[1]，从数字图书馆的发展来讲，读者遭遇了从第一代互联网到第二代互联网之间的变换，眼下，第三代的互联网技术已经悄悄地走到人们的生活中来。同样地，传统意义的数字图书馆也有着美好的机遇，但也面临巨大挑战。在包括了谷歌、亚马逊、微软等信息技术领导力量的持续努力下，第三代互联网的标志技术，即“云计算”，已经成为新兴的网络技术。基于分布式计算的新型服务计算模式—云计算，可以更加安全有效的利用和管理互联网数据，完全可以满足未来数字图书馆建设的需要，将会成为数字图书馆发展的新趋势[2]。云计算是计算模型的一种[3]，是由并行处理（ParallelComputing）、网格计算（GridComputing）、分布式处理（DistributedComputing）等发展而来的。也可以说，此类计算机科学概念的商业发展结果就是云计算。从云计算的本质上来讲，大部分的计算任务被分布在由计算机组成的资源池之上，这样一来，客户就可以用户根据自己的需要得到相关的服务，这包括了计算能力、信息服务和存储空间等。因为云计算的成熟度非常高，它是由多类混合技术的演进成果，而亚马逊、雅虎与微软等这些规模较大的公司成为了云计算的引导者。据此，有学者把云计算服务模式比喻为电厂发电的模式，意味着计算资源可以和水、电、煤气等资源一样由服务商提供，不需要每个用户自产自建，用户按量或按时付费，计算能力通过互联网传输极大地节约了开发成本。云计算作为一种IT基础设施与服务的交付和使用模式，将会深刻地影响未来互联网的运作和服务模式，同时为传统图书馆和数字图书馆未来的发展，提供了全方位的指导和启发，也为传统图书馆提供了一种新的运营模式，图书馆的云时代即将到来。在我国，云计算发展也非常迅猛。图书馆界也在此背景下逐渐关注云计算技术与图书馆的发展。中国图书馆学会学术委员会于2009年9月在上海举办了“云计算与图书馆”专题研讨会，意味着云计算服务真正地进入图书馆界。在此以后，来自图书馆界的各位博学之士和专家通过讨论和分析，研究了下列内容：云计算对图书馆所带来的各类影响、云计算如何与将来的图书馆共同享有信息资源、数字图书馆中的云计算存储事宜以及在图书馆中运用云计算的困难等此类问题。自此之后，图书馆界中，云计算的相关研究已经成为了炙手可热的理论点。1.1.2选题的意义云计算己经成为一种不可忽视的网络计算模型和商业计算环境。云计算的快速发展及其巨大进步，使得我们务必研究其对它对中国的图书馆领域的发展将带来何种影响，所以，就基于云计算的数字图书馆来讲，它的服务模式是什么样的、如何建构个人数字图书馆、如何提高图书馆网络的服务水平和效率、设计出新型的服务模型以及系统等此类问题，已是急需解决的问题。现在，社会的发展已经进入到了第三代互联网时代，在这种背景下，对数字图书馆而言，整合信息资源的途径、存储数字资源的手段、数字图书馆自身的服务理念、内容以及方法都将会有着巨大而深远的变化。对数字图书馆领域来讲，应该紧紧抓住云计算技术所带给本行业的技术革新和前所未有的发展机遇，详尽地部署和规划数字图书馆事业在未来的发展，使得我国的云计算数字图书馆在自身的发展策略方面能够和本国的具体国情相结合，与信息技术发展趋势相符。我国数字图书馆行业需要积极努力，占据第三代互联网在信息服务领域的领先位置，使得长久以来外国在该行业的垄断地位和优势。这就要求中国在数字图书馆事业的科学工作者持续地进行自主创新，不断地拥有本国的核心技术。对数字图书馆来讲，这才是在今后行业发展的精准导向。此类图书馆的核心竞争力，不仅仅是拥有几何数量级的数字资源，而且还能够把杂乱无章的信息资源进行系统化的分类整理，不断地对信息进行组织和优化，这是数字图书馆在今后必须具备的能力[4]。动态地来讲，数字图书馆在服务模式的方面已经显得心有余而力不足。在云计算技术的基础上，数字图书馆自身的服务模式将会被注入全新的活力，搭建符与眼下社会发展相适应的云服务模式，致力于完善和提高数字图书馆的服务内容和质量。从技术方法以及运行模式来讲，云计算和数字图书馆在今后的发展要求相适应，本文致力于找到某类数字图书馆的云服务模式，它不仅能够极大地延伸原有图书馆的蕴涵和特征，而且又能够运用比较发达的信息技术，这也是非常好的尝试。从云计算的角度来讲，发展此类的数字图书馆将具有十分深远的现实意义以及理论蕴涵。数字图书馆正在经历翻天覆地的互联网时代，加快引入新技术提高自身服务水平，加速尝试新的服