高校图书馆数字资源云存储模式探究

2012-08-11施蓉蓉

图书馆研究 2012年3期

施蓉蓉

（福建船政交通职业学院图书馆，福建福州 350007）

为了满足高校读者多样化的信息需求，高校图书馆加大了数字资源建设的力度。高校图书馆数字资源的庞大性和复杂多样性对数据存储技术提出了更高的要求。随着云计算研究的不断加强，云存储在数字资源存储中得到广泛的应用。云存储为图书馆带来了新的存储方式，高校图书馆利用云存储可有效解决数字资源存储问题，满足读者在最短的时间内找到所需信息的需要。

1 网络存储技术介绍

1.1 直连式存储（Direct Attached Storage，DAS）

直连式存储是将磁盘存储设备直接通过电缆连接到服务器的方式，又称为服务器附加存储，存储介质与服务器直接相连，其输入和输出请求直接发送到存储设备，并且不带有任何存储操作系统，存储容量扩展实施简单，投入成本少，见效快，但由于没有网络结构，扩充能力差。直连式存储的数据输入和输出读写以及存储维护管理都需要依赖服务器上的操作系统才能进行，数据备份和恢复均要占用服务器一定的资源。在大量客户端请求的时候，服务器便成为新的访问瓶颈，这种瓶颈效应甚至会导致存储系统的资源利用率只有3%。很显然，这种以服务器为中心的存储方式对于7×24小时图书馆数字资源服务是不合适的。

1.2 网络连接存储（Network Attached Storage，NAS）

网络连接存储是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，或称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列，一个网络连接存储设备包括存储器件（如磁盘阵列、磁带驱动器或可移动存储介质等）和内嵌系统软件。网络连接存储按照TCP/IP协议进行通信，使用NFS(网络文件系统)和CIFS(公用Internet文件系统)等标准化协议提供文件级的数据访问。主服务器和客户端可以非常方便地在网络连接存储上存取任意格式的文件，系统可以根据服务器或者客户端计算机发出的指令完成对内在文件的管理。因共用局域网，网络连接存储容易增加网络拥塞，受网络传输能力影响较大。通过网络协议的访问方式，网络连接存储易受病毒感染和黑客攻击，安全强度不够。

1.3 存储区域网络（Storage Area Network，SAN）

存储区域网络是一种高速专用网络，通过高性能的光纤交换机和FCP(光纤通道协议)将磁带、磁盘阵列等存储设备与一群服务器连接，并确保连接的可靠与有效。存储区域网络以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有高传输速率的光通道的直接连接，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。该存储方式提供了良好的存储连接，服务器可以访问存储区域网上的任何存储设备，同时存储设备之间、存储设备与SAN交换机之间也可以进行通信，扩容方便，存储利用率高，可动态分配存储空间，但投资大，系统使用复杂，管理成本高。

2 云存储

云存储是云计算概念延伸的产物，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。如图1所示，云存储系统由四部分组成：（1）存储层。存储层主要用于存放用户提供的不同数据，是由FC光纤通道存储设备、NAS和iSCSI等IP存储设备或SCSI、SAS等DAS存储设备云存储组成的海量数据池。云存储运用广域网、互联网、光纤等对不同存储设备进行物理连接，运用存储虚拟化技术实现不同型号的存储设备兼容，使其成为一个有机的整体，并通过统一的管理逻辑和接口实现存储设备的集中管理、状态监控以及管理软件的升级；（2）基础管理层。基础管理层实现了底层的存储设备与上层应用的无缝连接，利用群集系统、分布式文件系统、网格计算等技术保证了各个存储设备之间的有机协同工作，利用内容发布、P2P实现数据的发布与传输，利用压缩技术、数据比对技术对数据进行删减，利用加密、备份、容灾技术以保障数据的安全；（3）应用接口层。应用接口层是云存储平台中可以灵活扩展的、直接面向用户的部分。根据用户需求，提供不同的应用接口，提供不同的应用服务；（4）用户访问层。用户无论在任何地方，只要一台联网的终端机，通过标准的应用接口可以登录到云存储平台，享受到云存储提供的数据存储服务。

3 云存储在高校图书馆数字资源存储中的应用

云存储采取并行扩容的架构，可以实现存储完全虚拟化，支持数据存储海量化，从而缓解了图书馆持续增长的数据存储压力。不同终端之间可以无障碍共享云存储资源，图书馆资源共享范围进一步扩大。云存储的虚拟化技术提高了图书馆硬件利用率，节省了图书馆的人力资源和实现了管理的方便灵活。

3.1 建立“图书馆联盟云”

开发云存储系统，建立“图书馆联盟云”，将高校图书馆以及公共图书馆的存储系统，通过虚拟化技术连接起来，聘请云存储商家进行管理与维护，可充分保证图书馆数据的安全性与稳定性。在建立图书馆联盟的基础上，将联盟成员馆的存储系统进行组合，建立云存储系统，使成员馆不必单个建立存储系统，就可实现数据存储。图书馆联盟内部搭建的云存储环境，面向成员馆提供存储服务，联盟拥有整个存储环境的自主权，并可基于服务需求改进服务。建立“图书馆联盟云”，一是避免数据重复存储。云存储通过光纤、广域网将分布在各地的存储设备连接起来，通过存储虚拟化技术进行集中管理以节省存储空间。二是降低资金投入。图书馆联盟利用云存储服务商家进行管理与维护，节省了图书馆的资金投入。三是管理方便，各成员馆不用掌握云存储的管理技术，只需付费使用，便于管理。四是促进了图书馆间的资源共享，云存储使成员馆共享资源。

3.2 依托“公有云”服务，存储数据

由第三方云存储服务商提供云存储服务，用户可以通过互联网访问服务，按需使用，按使用支付费用。如美国亚马逊公司推出的亚马逊简易存储服务(Simple Storage Service,S3）云存储产品。亚马逊简易存储服务是亚马逊公司在其全球多个数据中心服务器提供的网络在线存储服务，服务按照存储文件或对象大小计费。S3提供简单的数据存储，提供无限量的存储空间，大大减少企业和个人维护成本和安全费用。对于中小型图书馆来说，委托“公有云”服务机构，实现数字资源的云存储，只需付一定的费用，而节省了技术开发、人员管理及其他的费用。图书馆只需向云存储服务商提出自己的需求，云存储服务商就会根据需求设计存储方案。如美国哥伦比亚区公共图书馆正在使用亚马逊公司的弹性计算云（Elastic Compute Cloud EC2）服务、俄亥俄图书馆与信息网络（包括美国17所公立大学、23所社区或专科学院，43所私立大学的图书馆以及州图书馆组成的图书馆联盟）正在使用亚马逊网络服务（Amazon s Web Services）。我国高校图书馆可将无产权纠纷的数字资源，委托云服务商，实现云存储。