基于云计算数字图书馆服务平台架构设计

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1、基于云计算数字图书馆服务平台架构设计　　摘要：在分析数字图书馆功能需求的基础上，提出了一种基于云计算的数字图书馆服务平台架构的设计方法，该平台采用六层架构，既能提供存储服务以实现资源共享，也能为计算量巨大的工作（如基因序列测定）提供计算服务。文中同时介绍了架构的实现技术，利用这些实现技术，能够快速构建云服务平台。关键词：云计算；数字图书馆；服务平台；架构设计中图分类号：TP391文献标示码：A文章编号：2095-1302（2014）02-0080-020引言云计算具有超大规模、虚拟化、高可靠性、易用性、高可

2、扩展性、按需服务、廉价等优点，因此，研究人员已经探索将云计算技术应用到数字图书馆服务共享平台建设中，以提高资源共享度。喻昕、王敬一[1]提出了一种数字图书馆云服务平台的架构模型，并设计了服务平台管理、运行机制。裴红罗[2]等提出了一种基于云计算的数字图书馆平台架构，该平台架构分为模型数据库、控制算法层和表现应用层。陈宫、牛秦洲[3]采用Eucalyptus和Portlet8等技术，实现了一种基于云计算的数字图书馆信息服务平台。在我国，数字图书馆建设主要集中在高校，但目前关于数字图书馆云计算平台架构的研究，几

3、乎都将平台定位于学术资源共享，而忽视了平台可以为数据挖掘、基因序列测定、天文信号分析等需高性能计算支撑的工作提供计算资源，此外，研究都没有涉及云计算平台的实现技术。因此，本文提出一种基于云计算的数字图书馆服务平台的架构及实现技术，为高校自主建设数字图书馆云服务平台提供参考。1云计算1.1云计算的基本架构Voorsluys等[5]介绍了多个云计算架构，其中普遍被认可的云计算通用基本架构如图1所示。其中：IaaS（Infrastructureasaservice）表示基础设施即服务，基础设施由虚拟机、服务器、存

4、储设备、网络设备、负载均衡设备等组成；PaaS（Platformasaservice）表示平台即服务，PaaS层包括数据库、Web服务器和开发工具集等；SaaS（Softwareasaservice）译为软件即服务，SaaS层属于应用层，为云用户提供各种软件服务。例如，GoogleAPPEngine实际上提供了PaaS服务；Amazon的云服务包括：EC2、S3存储服务和ElasticBeanstalk，从技术架构来看，前两者属于IaaS，而ElasticBeanstalk则属于PaaS。图1云计算的基本架

5、构1.2云计算平台发展趋势8Google、Amazon等公司提供的云计算平台无法满足不同用户的特定需求，所以，很多机构（如美国国防部）开始构建私有内部云。一些小公司也致力于帮助客户构建云，如3Tera公司声称能够提供许多Amazon没有的管理服务，自主建设私有云已经成为一种潮流。Xen等开源平台及软件的出现，使得学术界、中小企业自主搭建中小型云平台成为可能[6]，也为自主建设数字图书馆云服务平台提供了一种更加贴近实际需求的选择。2基于云计算的数字图书馆服务平台架构本文提出的基于云计算的数字图书馆服务平台架构

6、如图2所示，平台由物理资源层、虚拟化资源层、数据层、服务层和用户层组成，可以满足用户对于存储资源、计算资源和网络资源的需求。用户层服务汇总、服务个性化定制、不同访问设备兼容服务层用户管理、安全管理、资源管理、借阅、检索、书刊推荐、专题订阅等数据层异构数据库及数据库访问模块虚拟化资源层存储资源、计算资源、网络资源物理资源层服务器、存储器、网络设备等图2基于云计算的数字图书馆服务平台架构2.1物理资源层8最底层的物理资源主要包括服务器、存储器、网络设备等。物理资源的规模与结构相对固定，难以支持多变的服务需求，需

7、要通过虚拟化方式将其整合，以便为上层服务。2.2虚拟化资源层利用虚拟化技术将各种物理资源整合（或划分）并转换为相应的虚拟化资源，为云计算平台提供了资源调配上的灵活性，提高了资源利用率。虚拟化资源层包括存储资源、计算资源、网络资源等。存储资源通常由网络文件系统和分布式存储技术实现。计算资源主要包含CPU资源和内存资源。网络资源虚拟化抽象隔离了网络中的路由器、交换机、网络端口以及其他物理元素的网络流量，将每个物理元素用虚拟表示形式代替，虚拟网络元素配置灵活，能够满足特定需求。物理资源层和虚拟化资源层共同组成了基

8、础设施层。为降低建设成本，可以采用开源技术构建基础设施层，从功能、虚拟化技术支持程度和商用评估三个方面综合来看，OpenStack是构建基础设施层的理想选择[7]。作为开源云端运算软件的典型代表，OpenStack具有良好的灵活性、扩展性和兼容性，采用分布式和异步的体系结构，支持多种局域网管理方式、虚拟机镜像和实例管理、iSCSI存储容器管理等，能帮助用户快速构建云基础设施，已有超过100多个全球领先的IT公司参