马晓亭,陈 臣（兰州商学院.信息工程学院；.网络中心，兰州 730020）

1 引言

云计算环境下数字图书馆云服务平台，是云服务商云计算能力和数字图书馆信息资源整合的载体，也是开展读者云个性化数字阅读业务和用户阅读满意度评估的主体。在云图书馆用户服务平台建设中，如何从读者需求和云服务平台建设、运营效率出发，加强云计算技术和云服务模式的有效结合，实现数字图书馆云服务平台的统一调度、统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份，是确保云服务平台高效、安全、经济、可控和用户满意的关键。[1]

2 图书馆云服务模式与云服务平台构建需求

2.1 图书馆云服务模式

云计算环境下，数字图书馆云服务模式主要分为基础设施即服务（Infrastueture as a Service，Iaas）、平台即服务（Platform as a Service，Paas）、软件即服务（Software as a Service，SaaS）三种主要模式。

IaaS平台主要由云图书馆数据中心虚拟服务器、云计算资源、数据存储设备、数据传输网络、内存资源、I/O设备、云系统与用户管理设备等硬件设施组成，是PaaS、SaaS平台建立与开展服务的基础，可为云图书馆用户应用服务、云图书馆虚拟化管理、PaaS与SaaS平台服务模式，提供基于硬件设备的核心计算、网络传输、海量存储服务。IaaS模式利用虚拟化技术，将云基础设施资源虚拟、抽象为一个大的资源池统一管理，为用户提供动态、高效、智能、自动化的资源管理与分配服务，在提高服务保障能力和资源管理效率的同时大幅降低了使用成本，实现了面向用户的标准化服务。

PaaS平台建立于IaaS的平台服务模式之上，为云图书馆管理员、第三方软件开发商、读者、软件开发人员提供一种云计算环境下的智能化软件开发平台。开发人员可通过购买PaaS平台服务，为云图书馆个性化服务软件和应用系统开发，提供所需的应用设计、应用开发、应用测试和应用托管环境，完成云阅读应用与云服务活动的创建、测试和部署，而不需要关心底层的计算、网络、存储系统的硬件设备基础架构。

SaaS服务平台可直接构建于IaaS平台之上，也可构建于PaaS平台之上，具有较高的安全性和可管理性。在IaaS服务商支持下可实现面向用户的定制化服务，并可根据用户需求实现自动化软件升级。SaaS服务平台提供商可根据读者云应用服务需求，在不影响平台安全性、运行效率、可靠性和经济性的前提下，依据读者需求对SaaS平台系统组织与软件结构进行扩展、修改、重组和删除，具有较强的可扩展性和可移植性，大幅降低了云图书馆SaaS服务平台的购买、维护、使用、升级成本。

2.2 图书馆云服务平台构建需求

2.2.1 云服务平台系统性能与云服务评估需求

安全、高效、经济、可靠是数字图书馆云服务平台建设和运营的基本要求。因此，云服务平台在建设初期，应对云图书馆的客户群体数量、阅读需求、云资源使用量、云资源服务高峰期数值、传统数字图书馆服务系统、安全威胁与安全需求进行评估。选定最优的服务系统云化对象和比例，并结合云系统服务与云应用需求频率对云资源弹性分配，保证云系统具有最优的投资收益率和响应速度。此外，应准确预测未来读者云阅读活动、云服务模式扩展和云资源需求的发展趋势，为云服务平台基础设施资源与应用软件的未来扩展预留功能模块和系统接口。第三，需加强对传统数字图书馆云服务平台可用性和用户服务质量的评估，为传统数字图书馆服务与数据安全、高效、经济、快捷迁移至云计算环境提供理论依据。

2.2.2 云服务平台架构的科学性和系统易用性需求

云图书馆服务平台具有用户群体广泛、高性能、高可用和可靠的使用需求。因此，平台在设计和建设过程中，应确保平台架构科学、开放、支持多协议和易于扩展。其次，云图书馆管理员、读者、云应用服务开发商、云服务提供商是云服务平台的主要用户群体。要求平台在功能实现中，应具备高效的虚拟化管理、模块化的服务设计、系统功能的无缝集成、业务数据流的安全防护功能，能够满足用户云服务和未来功能扩展需求。第三，系统应具备较强的数据处理、传输和用户访问控制功能，云服务平台能够智能、自动化地实现负载平衡。

2.2.3 云服务平台有较高的安全、可靠性需求

云计算环境下，用户服务平台具有系统结构复杂、用户安全要求高、外界安全威胁增加、自身不稳定因素多的特点。此外，云计算技术在用户服务平台中的应用，也改变了数字图书馆传统服务模式和IT安全环境，传统的安全策略和防御系统无法完全解决云数字图书馆安全问题。其次，图书馆的云系统管理数据、业务数据、用户信息、读者保密数据等核心数据，决定了云图书馆用户服务的安全性、保密性、可靠性和不间断性。因此，能否在不降低云系统运营效率的前提下，提高操作系统、应用服务系统、服务数据、用户身份认证的鉴权和加密级别，确保安全管理工作可控和易用，也是提高云服务平台安全性应重点关注的问题。第三，随着云服务平台建设成本的不断降低，以及读者云服务模式和内容的不断发展、完善，系统高度集成、功能模块化成为云服务平台的发展方向。如何有效封装系统服务平台不同的层次架构和功能模块，确保安全、高效运行和快速排除故障，是云服务平台安全、高效、经济、不间断运行的关键。

2.2.4 云服务平台系统搭建、配置、管理、使用的智能化与自动化水平需求

图书馆云服务平台用户服务过程中，服务平台的快速搭建、配置，关系到云系统和硬件资源的管理、配置、利用、调配效率，是云服务平台用户服务能力和云资源动态调度性能评估的依据。因此，要提高服务平台云资源与云服务的智能和自动化管理、配置水平，确保可依据读者云阅读需求快速搭建云服务环境并及时回收资源，提高云资源使用率和服务高峰期资源的分配性能。

其次，应根据云服务平台的规模和管理需求，制定高效、低投入和低云资源消耗的管理策略。对于小规模架构和简单云应用服务，可采取基于Web界面的简单管理方式，实现低成本的管理模式。而对于大规模架构和复杂应用的云服务平台，可通过对云资源使用效率探测和需求量预测，利用虚拟化技术实现云资源的智能、自动、动态、可视化管理，确保云服务平台负载平衡。[2]

2.2.5 云服务平台读者个性化服务功能需求

在云服务平台功能建设中，重点应加强云服务平台高性能计算和数据海量处理能力建设。考虑到云服务平台高峰期和未来功能扩展对云资源的需求，应按照高峰期平台对云计算和云存储资源总需求量的130%进行设计。其次，结合读者云阅读活动对移动性和个性化的需求，应加强PaaS平台应用软件对用户移动性和个性化阅读服务功能的设计。第三，在云服务平台设计中，应结合云应用平台服务、对象和任务特点，对云应用系统、基础设施资源的数据传输带宽和IP地址资源合理分配，确保云服务系统高效、安全、协调、均衡。

3 图书馆高性能云服务平台系统的设计与构建策略

3.1 注重云服务平台设计的创新与功能整合

云服务平台设计理念的科学性，决定了平台构建、使用活动的效率和可靠性。首先，应结合图书馆读者云服务平台功能需求，制定详细、完整的设计方案。内容涉及云应用系统硬件和软件的安全、功能、部署和结构，符合云计算技术标准和云系统结构规范，具有较强的先进性、实用性、可管理性，并易于实现。其次，应在增加云服务平台硬件系统密度的前提下提高云平台应用服务能力，增强云应用软件的兼容性、移植性、可靠性和可操作性，降低云应用软件平台构建、使用、维护和升级的成本。第三，云服务平台设计过程中，应加强云管理平台对基础设施资源、云系统资源、云应用服务、服务数据的管理与交付，对云资源实施统一、流程化的管理，提高云服务平台的效率和服务质量。第四，云服务平台在建设和功能实现过程中，应加强平台云服务功能可控性和云应用程序设计的灵活性，进一步简化云应用程序的开发过程和云系统运维程序，不断增加云系统底层结构的透明度。

3.2 拓展云服务平台用户个性化服务功能

云服务平台应紧密结合读者个性化云阅读需求，加强云系统平台读者服务能力和用户满意度建设。

云计算环境下，随着云服务平台读者个性化需求的不断扩展，云系统在保留传统IT服务内容的前提下，结合用户需求开展了相应的增值业务服务。在实现图书馆门户系统建设、馆际互借、文献检索与传递、参考咨询、特色库加工、资源收割、信息发布、检索与调度等基础服务的前提下，应结合云计算的超级计算、海量存储、快速传输和高效管理特点，为读者提供移动阅读、办公自动化、邮箱、读者论坛与博客、长久存储文件、高速数据传输、读者个人主页服务、个人信息安全服务、群发邮件等增值服务。此外，结合云图书馆应用软件编写者需求，可提供基于开发者定制服务的PaaS平台，并根据开发者需求及时进行功能扩展，以及创建、运行新的应用程序和开发软件。第三，应实现云服务平台不同系统间的统一认证、资源整合与检索、数据服务、数据对象存贮与下载、联合编目、区域资源调度、计费服务、知识服务，提高用户服务的智能化、自动化水平。[1]

3.3 提高云服务平台系统应用安全性

云服务平台系统拓扑结构与应用安全性，是云服务平台高效、可靠运营的前提。

首先，应根据图书馆云系统结构特点、读者云阅读活动安全需求、云计算环境下的不安全因素、云系统和用户未来可能面对的安全威胁，建立有效的防御体系并制定相应安全策略，提高云服务平台应用和网络系统自身健壮性。可在云服务平台和外部网络之间，以及云服务平台内部不同安全标准要求的功能模块之间建立硬件防火墙、安全网关、高性能互联网协议群、入侵检测系统、网络版防病毒软件、高可靠性的访问控制策略，提高对非法入侵防御和数据流量检测的有效性，并保证数据传输网络工作负载均衡。其次，应有效执行身份认证和访问授权、安全事件响应和取证、数据应用与传输监控、端到端的加密、运营与服务的安全管理、病毒与攻击手段智能预测、远程和双机备份等安全策略，加强防御措施的针对性和有效性。第三，应结合IaaS、PaaS、SaaS用户群特点和应用安全需求，通过对IaaS、PaaS、SaaS三种平台的有效封装与隔离，规范不同云服务模式间的模块接口和数据安全交付标准，有效降低云图书馆云服务模式安全管理复杂度并简化安全管理过程。第四，应在制度上保障定期对云服务平台系统和应用程序安全扫描和补丁，结合平台功能与服务特点编写相应的安全管理和维护系统，提高云平台安全管理的可控性和可操作性。可依据云平台服务安全需求，制定并及时调整云服务系统模块管理与应用的安全级别。此外，还应通过培训加强云图书馆技术人员的安全意识和技术水平，提高解决突发事件的能力。[3]

3.4 预测云服务平台系统结构与服务需求的未来发展方向

预测云服务平台系统结构与读者服务需求的未来发展方向，是云图书馆不断加强系统结构科学性和云服务有效性的有效途径。

对云计算技术发展趋势和未来读者云个性化阅读活动特点发展分析，智能化、自动化是IaaS服务平台主要的演变方向。IaaS通过配备以自动化脚本为主体的融合架构，并利用自动化管理工具实现基于底层架构的融合，完成了对云物理资源的虚拟化高效管理和分配，实现对用户阅读需求所需云资源的自动化快速交付。其次，随着云图书馆服务群体的扩展和服务模式的转变，基于IaaS高性能服务的IaaS、SaaS平台融合，成为图书馆云服务平台结构与服务方式转变的又一趋势。基于IaaS高性能服务平台的支持，SaaS平台功能模块可根据用户需求进行重组、分解、扩展和更新，用户可依据所使用模块的资源量付费，大幅降低了云图书馆SaaS平台结构和管理复杂度。第三，安全、开放、易控、经济是图书馆云服务平台的发展方向。构建可共享、可移植、健壮和可扩展的PaaS平台，将是云图书馆平台建设的主要发展方向。用户可在同一个PaaS平台上，进行云图书馆管理、阅读应用和个性化软件的开发。利用PaaS平台系统的开放、精细管理、资源共享、程序移植特性，大幅降低了开发周期和投入成本，提高了云系统管理和应用软件开发的灵活、可用性。第四，客户需求、使用满意度，以及云系统运营效率和安全性是云服务平台质量建设与判定的主要因素。因此，在不降低云服务平台安全性和运营效率的前提下，应加强云服务平台用户使用满意度和客户关系调查，为云平台建设和用户服务提供参考依据。[4]

3.5 降低云服务平台的投资、使用、维护、升级成本

云服务平台的建设、运营、维护、升级成本，是关系云图书馆用户服务投资收益率和市场竞争力的重要因素。

云图书馆在建设中通常采用在线迁移的方式，将传统数字图书馆的管理服务数据、用户服务模式、应用服务系统、客户信息迁移到云计算环境中，在不间断传统数字图书馆服务和系统运营性能的前提下，提高云服务平台的性能。云迁移过程中，在网络带宽、数据传输安全、数据异地托管、迁移效率上的投资是迁移活动的主要成本。因此，在重点突出迁移安全性和有效性的前提下，应制定高效的迁移策略、网络带宽租赁计划、人员成本预算，保证传统数字图书馆系统具有较高的云迁移投资收益。其次，数据存储是云图书馆成本构成的主要组成部分。云图书馆应根据运营服务数据存储需求和运营周期特点，和云服务提供商通过谈判的方式签署相应的云存储系统租赁合同，明确云存储系统的容量、使用周期、存储服务模式与内容、租赁地点、租赁价格，确保云存储服务高效、经济、便捷、够用。第三，为了提高云服务平台用户服务质量和数据传输效率，较大规模的云图书馆通常会在世界不同地理位置建设备份系统，不同子数据中心的系统集成成本是构成云服务平台成本的重要内容。第四，应依据云服务平台信息系统的生命周期规律，制定云服务管理平台和应用软件系统的测试、运营、维护、升级、淘汰计划，有效控制并降低信息系统研发和使用成本。

3.6 实现云服务平台的高效、精细化管理

实现云服务平台的高效、精细化管理，是提高云服务平台系统运营安全和效率，降低能源消耗和使用成本的前提。首先，应根据云服务平台运营模式和内容，加强对重要功能模块、云系统资源、云应用服务、用户的管理。主要内容可分为对云虚拟化资源、云系统监控、云应用与系统日志、云资源分配与交付、云计算的扩展应用、统计报表等内容的管理，保证云系统组织结构和云应用服务科学、协调、高效、易控。其次，应加强云系统资源、平台硬件设备、系统与用户密钥、用户、计费等内容的管理，提高管理的安全性、逻辑性、有效性和可控性。可结合相应的管理系统与软件，实现自动监控、预测、报警、调度，提高管理的智能、自动化水平。第三，在管理上应制定并实行精细管理策略，采取细粒度的控制手段，确保系统安全、高效、经济、低碳运营。

[1]赵红，徐华洋.ALISH数字图书馆云服务平台建设[J].图书情报知识，2011（5）：53－56.

[2]喻昕，王敬.基于云计算技术的数字图书馆云服务平台架构研究[J].情报科学，2011（7）：1049－1053.

[3]王红.“云图书馆”平台的架构与实现[J].情报理论与实践，2010（10）：108－109.

[4]任磊.云制造资源虚拟化研究[J].计算机集成制造系统，2011，17（3）：511－518.