高等院校數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究

徐　斌　于微微　馮　沖

〔摘 要〕對數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成要素進(jìn)行分析,闡述了數(shù)字圖書館對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出的要求,并模擬構(gòu)建了一個可行的異地辦學(xué)高校的兩館網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實現(xiàn)了信息共享。

〔關(guān)鍵詞〕數(shù)字圖書館;網(wǎng)絡(luò);架構(gòu)

〔中圖分類號〕TP393 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821(2009)07-0095-03

A Study on the Construction of Digital Library Network in UniversitiesXv Bin1 YU Weiwei2 Feng Chong3

(1.Library,Binzhou Medical College,Yantai 264003,China;

2.Health Management College,Binzhou Medical College,Yantai 264003,China;

3.Library,Shandong Institute Business and Technology,Yantai 264005,China)

〔Abstract〕The present paper made an analysis of the constituent elements of digital library network.It expounded the requirements of the digital library for its network environment.A practical simulated construct was set up to facilitate the opening of branch schools of universities in areas other than the central campus,thus realizing information share.

〔Key words〕digital library;network;construct

隨著高校規(guī)模的擴(kuò)大和數(shù)字化校園的建設(shè),各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)和使用變得日益重要,已經(jīng)成為高校正常運(yùn)作必不可少的環(huán)節(jié),同時也是衡量高校硬件水平和運(yùn)行效率的重要參數(shù)。數(shù)字圖書館的建設(shè)便是其中重要的一部分,這就對圖書館的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系提出了更高的要求。數(shù)字圖書館的建設(shè)要實現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)資源的校園內(nèi)部全方位共享,應(yīng)采用三層交換技術(shù),提供全面的QoS保障服務(wù),使圖書館網(wǎng)絡(luò)具備高可用性、高可靠性、高安全性、易管理、可擴(kuò)展等特點。

1 數(shù)字圖書館對網(wǎng)絡(luò)的需求分析

建設(shè)數(shù)字化圖書館已經(jīng)成為所有高校的重要戰(zhàn)略目標(biāo),是數(shù)字化數(shù)據(jù)資源中心建設(shè)的核心。數(shù)字圖書館是一個具有復(fù)雜內(nèi)在結(jié)構(gòu)的信息系統(tǒng),它的特點是收藏數(shù)字化、操作電腦化、傳遞網(wǎng)絡(luò)化、信息存儲自由化、資源共享化和結(jié)構(gòu)連接化,其技術(shù)基礎(chǔ)是信息技術(shù)(主要是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)),其依存條件是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),因此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的構(gòu)建便成為數(shù)字圖書館建設(shè)的關(guān)鍵。

1.1 數(shù)字圖書館對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出的要求

圖書館網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建應(yīng)該既能滿足圖書館當(dāng)前建設(shè)、應(yīng)用和服務(wù)的需要,又要與數(shù)字圖書館的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)保持一致。

(1)圖書館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的近期目標(biāo)是利用穩(wěn)定安全的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)傳統(tǒng)圖書館各項業(yè)務(wù)的自動化管理,開展數(shù)字資源建設(shè),完成高效便捷的信息推送服務(wù)。具體內(nèi)容包括:與當(dāng)前世界主流的設(shè)備、技術(shù)互相兼容;擁有成熟的安全解決方案,保障系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)的安全性;為業(yè)內(nèi)成熟的圖書館管理軟件提供硬件平臺,并保障其穩(wěn)定運(yùn)行;通過數(shù)字資源的挖掘、制作、存儲、發(fā)布等途徑建立圖書館的海量存儲系統(tǒng),為教學(xué)和科研提供豐富的電子期刊、電子圖書和多媒體資源,并實現(xiàn)在線視頻點播和異構(gòu)資源整合檢索;對于異地辦學(xué)的高校,還要借助校園網(wǎng)實現(xiàn)兩館之間網(wǎng)絡(luò)高速連接,信息同步,數(shù)據(jù)共享。

(2)從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看,圖書館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)有準(zhǔn)確的規(guī)模、檔次和技術(shù)定位。數(shù)字圖書館不可能一蹴而就,從科學(xué)發(fā)展和投資效益角度考慮,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)從滿足未來2~5年的發(fā)展需要出發(fā),在保證性能的前提下注重設(shè)備價格,尤其是核心設(shè)備,分檔次均衡配置,充分發(fā)揮其性能效益,重點把握其易擴(kuò)展性,分階段地逐次平滑升級,避免盲目求新,力爭打造一個長期穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,走在正確的數(shù)字圖書館發(fā)展軌跡上。具體內(nèi)容包括:重視設(shè)備的易擴(kuò)展性,保證未來更新設(shè)備的兼容性;重視網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的易擴(kuò)展性,構(gòu)建分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺,通過增刪節(jié)點快速適應(yīng)數(shù)字圖書館系統(tǒng)規(guī)模的變化。

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,要深入調(diào)研,全面地分析論證,制定整套的工程計劃和問題解決方案,盡可能地以極低的成本獲得極大的可管理性,在保證安全可靠的前提下追求較高的性價比。

1.2 數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)庫以及整體的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)等方面,圍繞科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

1.2.1 硬件設(shè)備

數(shù)字圖書館硬件設(shè)備主要包括服務(wù)器、存儲設(shè)備、防火墻、交換設(shè)備、通信線路以及部分用戶終端。通過完整的網(wǎng)絡(luò)布線,利用各層交換設(shè)備,將提供資源和服務(wù)的服務(wù)器和存儲設(shè)備與用戶終端連接起來,并在恰當(dāng)?shù)奈恢冒仓梅阑饓σ员ＷC核心設(shè)備的安全性。

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)采用三層交換技術(shù)和虛擬局域網(wǎng)技術(shù)作為核心交換技術(shù),同時,基于網(wǎng)絡(luò)層的訪問控制技術(shù)和地址轉(zhuǎn)換技術(shù)將為TCP/IP協(xié)議提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全保障。數(shù)字圖書館的數(shù)字資源建設(shè)十分重要,建設(shè)規(guī)模也相當(dāng)龐大,因此用于存儲大容量數(shù)字資源的海量存儲系統(tǒng)無疑在圖書館網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備中分量十足,其技術(shù)成熟程度、訪問速度、容量定位和可擴(kuò)展性,在設(shè)備選型時都應(yīng)作為考慮的重要因素。

1.2.2 軟件系統(tǒng)平臺

數(shù)字化圖書館構(gòu)建規(guī)劃中,軟件系統(tǒng)平臺應(yīng)包括制作系統(tǒng)、發(fā)布系統(tǒng)和應(yīng)用平臺等部分。制作系統(tǒng)需實現(xiàn)數(shù)字資源的制作、加工和收藏等功能,發(fā)布系統(tǒng)是將圖書館的數(shù)字資源通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布,應(yīng)用平臺則是讀者用戶進(jìn)入數(shù)字圖書館進(jìn)行一切活動的入口。數(shù)字圖書館的軟件系統(tǒng)平臺應(yīng)遵循易用原則,既能提高工作人員的效率,避免出錯,又要使讀者一目了然,輕松地找到所需服務(wù)。另外,數(shù)字圖書館軟件系統(tǒng)平臺還必須實現(xiàn)各種數(shù)字資源與自動化管理系統(tǒng)的兼容,為讀者提供異構(gòu)檢索。

1.2.3 數(shù)據(jù)庫

在選擇和使用數(shù)據(jù)庫時應(yīng)考慮數(shù)據(jù)庫的易維護(hù)性、易升級性、開放性、通用性和可靠性。雖然自行開發(fā)數(shù)據(jù)庫價格便宜,但其維護(hù)、升級、通用性都很差,因而在數(shù)據(jù)庫的選擇方案中應(yīng)優(yōu)先考慮選用性價比較高的大型商用數(shù)據(jù)庫,如Oracle、Sybase等。

1.2.4 體系結(jié)構(gòu)

當(dāng)前軟件體系結(jié)構(gòu)上以C/S結(jié)構(gòu)、B/S結(jié)構(gòu)和三層結(jié)構(gòu)為主。綜合考慮互聯(lián)網(wǎng)整體環(huán)境的日益完善、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和軟件系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性、初期投入和維護(hù)成本對比,圖書館軟件體系結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇B/S結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)等更加適應(yīng)長期發(fā)展的主流體系結(jié)構(gòu)。

2 數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

借鑒以上所列數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所必備的硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)庫、體系結(jié)構(gòu)等要素,模擬設(shè)計一個異地辦學(xué)高校的兩館網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系。其中,兩館一主一輔,借助校園網(wǎng)高速連接,實現(xiàn)資源共享。

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采取三層交換結(jié)構(gòu)設(shè)計。在東校區(qū)的主館內(nèi)構(gòu)建一個完整的圖書館主控機(jī)房,配置必需的服務(wù)器和存儲設(shè)備,西校區(qū)的圖書館則無需配置專門的機(jī)房和核心設(shè)備,只設(shè)用戶終端。東校區(qū)的用戶可通過所在地點的接入層交換機(jī)以及相連的匯聚層交換機(jī),將訪問請求發(fā)送至核心交換機(jī),到達(dá)相應(yīng)服務(wù)器來存取數(shù)據(jù),西校區(qū)的用戶則需在將訪問請求發(fā)送至匯聚層交換機(jī)之后,借助校園網(wǎng)的高速連接線路到達(dá)東校區(qū)的核心交換機(jī)以及相應(yīng)服務(wù)器。當(dāng)然,任何訪問都要經(jīng)過防火墻的允許才能安全通過。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建條件

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)需要多臺服務(wù)器來提供自動化管理系統(tǒng)、電子圖書、電子期刊、多媒體資源、特色資源、虛擬參考咨詢、終端管理、WEB等服務(wù),面對的都是較為頻繁的數(shù)據(jù)讀寫和網(wǎng)絡(luò)吞吐,應(yīng)選擇高性能、穩(wěn)定的企業(yè)級服務(wù)器,并以RAID5的方式組建硬盤系統(tǒng)以保證服務(wù)器的數(shù)據(jù)安全。其中,圖書館自動化管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)圖書館書刊的采購、編目、典藏、流通、剔舊整理以及館藏書目信息的檢索等業(yè)務(wù),屬于關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù),應(yīng)采用雙機(jī)或多機(jī)集群模式,通過設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的冗余來防止單點故障的發(fā)生,提供不間斷服務(wù)。

海量存儲應(yīng)采用SAN技術(shù)的存儲設(shè)備,根據(jù)圖書館的規(guī)模、信息量的多少和使用頻率來選擇合適的、擴(kuò)展性好的存儲系統(tǒng),借助光纖交換機(jī)和光纖通道卡與服務(wù)器連接,存取速度快,共享性好。海量存儲的硬盤通常采用光纖硬盤,但考慮到經(jīng)費投入問題,可根據(jù)需要使用部分價格較低的SATA硬盤來存放使用頻率較低的數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)必須是大容量、高帶寬、高背板速度、高可擴(kuò)展性的企業(yè)級交換機(jī),支持多 種VLAN劃分方式,具有快速的第三層轉(zhuǎn)發(fā)能力,支持多種路由協(xié)議和多種路由算法,保證主干網(wǎng)絡(luò)的高性能和大吞吐量。同時,為確保主干網(wǎng)絡(luò)的不間斷性,核心交換機(jī)必須具有冗余的電源和引擎配置,避免單點出錯。接入層交換機(jī)應(yīng)具有多個以太網(wǎng)口,支持VLAN劃分和多個交換機(jī)的堆疊。

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)安全也十分重要,應(yīng)慎重選擇和正確配置防火墻,安裝功能強(qiáng)大的殺毒軟件,并有效配合實時入侵檢測等方案提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

基于以上考慮,本文模擬構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型配置方案如下:

(1)核心交換機(jī)1臺采用北電網(wǎng)絡(luò)Baystack5510-24T,匯聚交換機(jī)2臺采用全部光口的北電網(wǎng)絡(luò)Passport 1624G,接入層交換機(jī)10臺采用北電網(wǎng)絡(luò)Baystack425-24T。

(2)HP PC服務(wù)器DL580 10臺,各配SCSI硬盤3塊,做RAID5以增加服務(wù)器的安全性;其中8臺各配光纖通道卡2塊,另外2臺各配備2塊以太網(wǎng)卡。

(3)HP MSA500G2磁盤存儲陣列2臺,分別配備SCSI硬盤3塊,做RAID5以增加存儲的安全性;與磁盤存儲陣列配套的SCSI線4根,直連心跳線1根。

(4)10T容量的日立HDS AMS200光纖存儲陣列1套,其中6T容量使用光纖硬盤,4T容量使用SATA硬盤;光纖交換機(jī)MCDATA ES-4400 2臺。

(5)天融信NGFW4000防火墻1臺。

(6)山特C10KS不間斷電源1臺。

(7)Windows2003操作系統(tǒng)1套。

(8)匯文圖書館管理系統(tǒng)1套。

(9)Oracle 10g數(shù)據(jù)庫1套。

(10)光盤柜5個,KVM控制器3個。

(11)用戶終端50臺。

其中2臺雙網(wǎng)卡的HP DL580服務(wù)器與2臺HP MSA500G2磁盤存儲陣列連接構(gòu)建雙機(jī)集群,用以支持圖書館自動化管理系統(tǒng)。另外8臺HP DL580服務(wù)器各自通過2臺MCDATA ES-4400光纖交換機(jī)與日立HDS AMS200光纖存儲連接,數(shù)字資源存放在海量存儲設(shè)備中,通過服務(wù)器對外提供服務(wù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)安全保證

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)初步構(gòu)建完成之后,需要確定一系列安全隱患解決方案。如:正確使用UPS,保證核心設(shè)備外部環(huán)境的穩(wěn)定;熟悉防火墻的功能及安全策略配置,及時升級服務(wù)器殺毒 軟件和軟件防火墻,實時檢測網(wǎng)絡(luò)入侵;通過IP地址、VLAN ID、MAC地址的綁定,保證用戶信息的安全,并能及時發(fā) 現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)病毒源;結(jié)合用戶控制訪問列表,實現(xiàn)基于用戶的良好管理能力;通過Diffserv與端 口限速功能,實現(xiàn)部分服務(wù)的QoS保證,防止流量攻擊導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)癱瘓;同一系統(tǒng)平臺針對 不同需求的用戶開設(shè)不同權(quán)限,避免誤操作帶來的安全隱患等。

3 結(jié)束語

數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)的合理構(gòu)建在數(shù)字圖書館的建設(shè),乃至整個高校的發(fā)展過程中的地位都是無法替代的。當(dāng)然,數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建完成之后,其成功運(yùn)行的關(guān)鍵還是人才問題。雖然數(shù)字圖書館以信息技術(shù)和設(shè)備代替了許多傳統(tǒng)意義上的工作,但無論是資源數(shù)字化的轉(zhuǎn)換、挖掘、收藏及深化整合,還是自動化管理方式和服務(wù)方式都包含著更多的智力和知識因素,對工作人員的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。本文模擬的異地辦學(xué)高校兩館之間高速連接網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方案是切實有效的,根據(jù)實際的規(guī)模和需求略作調(diào)整,完全可以構(gòu)建實際的圖書館網(wǎng)絡(luò),再配合科學(xué)完善的管理體制和專業(yè)人才匯聚的團(tuán)隊,就能夠最大程度地發(fā)揮數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)的作用,助推數(shù)字圖書館事業(yè)的發(fā)展。

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