云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館動態(tài)云遷移方案研究

●馬曉亭，陳 臣

（蘭州商學(xué)院a.信息工程學(xué)院；b.網(wǎng)絡(luò)中心，蘭州 730020）

1 引言

隨著科技的發(fā)展，圖書館數(shù)字用戶已不滿足于傳統(tǒng)數(shù)字圖書館基于數(shù)字、圖像、語音的網(wǎng)絡(luò)簡單傳遞式服務(wù)，基于云計算與高速網(wǎng)絡(luò)的云個性化閱讀服務(wù)成為圖書館數(shù)字用戶服務(wù)新需求。

云計算技術(shù)將數(shù)字圖書館傳統(tǒng)的IT交付方式轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩魝€性化服務(wù)提供模式，云圖書館具有高效、經(jīng)濟、可靠、安全的特點，特有的虛擬化與云基礎(chǔ)設(shè)施資源按需分配技術(shù)提高了云服務(wù)的靈活性、可擴展性、服務(wù)效率和數(shù)字圖書館災(zāi)難恢復(fù)能力，并降低了建設(shè)和運營成本。因此，在經(jīng)濟、安全、效率、可用前提下，將傳統(tǒng)數(shù)字圖書館基礎(chǔ)設(shè)施資源、用戶服務(wù)模式、系統(tǒng)應(yīng)用與數(shù)據(jù)管理方法，合理、有效、安全、無縫地遷移到云計算環(huán)境，是加強云數(shù)字圖書館建設(shè)水平與提高云服務(wù)滿意度的保證。［1］

2 傳統(tǒng)數(shù)字圖書館遷移到云計算環(huán)境的原則2.1選擇正確的云服務(wù)提供商

傳統(tǒng)數(shù)字圖書館遷移到云計算環(huán)境中，實質(zhì)上是將傳統(tǒng)數(shù)字圖書館的基礎(chǔ)設(shè)施資源設(shè)備、數(shù)據(jù)與用戶信息、云應(yīng)用程序、用戶數(shù)字服務(wù)遷移到云服務(wù)提供商的云計算環(huán)境中。因此，云服務(wù)提供商的信譽度、云基礎(chǔ)設(shè)施資源狀況、技術(shù)實力、所提供的云服務(wù)內(nèi)容與云安全保障水平，對數(shù)字圖書館開展用戶滿意的云個性化服務(wù)有較大影響。

在云服務(wù)提供商選擇上，應(yīng)仔細(xì)分析其所提供的云服務(wù)內(nèi)容，了解當(dāng)云端發(fā)生安全問題時云服務(wù)商所提供的技術(shù)救援策略及賠償政策，云服務(wù)商在進行系統(tǒng)檢查及維護升級時對云圖書館可能造成的影響，以及未來隨著云圖書館業(yè)務(wù)需求增加云服務(wù)商的服務(wù)保障提升能力。此外，為了降低云圖書館用戶服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸延遲，應(yīng)根據(jù)云圖書館用戶保障范圍與云服務(wù)內(nèi)容，選擇地理位置較近的云計算數(shù)據(jù)中心。［2］

2.2 制定有效的云遷移方案并進行評估

傳統(tǒng)數(shù)字圖書館應(yīng)結(jié)合自身特點、云個性化服務(wù)需求與云服務(wù)供應(yīng)商的云計算環(huán)境等因素，通過信息交互、建模對所制定的云遷移策略進行評估。評估的主要方面應(yīng)包括系統(tǒng)遷移關(guān)鍵開銷和所承擔(dān)的風(fēng)險因素，傳統(tǒng)數(shù)字圖書館遷移的主要系統(tǒng)、應(yīng)用程序與服務(wù)，遷移的總成本與云服務(wù)收益率，遷移后未來云圖書館的服務(wù)、安全、運營、維護成本及效率。同時，還應(yīng)對所制定的云遷移方案以基于云的建模方法進行風(fēng)險評估，并對傳統(tǒng)數(shù)字圖書館云遷移過程進行模擬，依據(jù)模擬結(jié)果對所制定的云遷移方案進行優(yōu)化，確保方案經(jīng)濟、安全、高效，并具有一定冗余性。

2.3 選擇正確的遷移內(nèi)容與優(yōu)先級別

在傳統(tǒng)數(shù)字圖書館云遷移方案中，應(yīng)依據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)持續(xù)性、可伸縮性、更低的總體擁有成本標(biāo)準(zhǔn)，來選擇正確的系統(tǒng)應(yīng)用、組件與遷移服務(wù)對象，并制定合理的遷移次序與優(yōu)先級別，提高傳統(tǒng)數(shù)字圖書館遷移到云計算環(huán)境的效率、安全性、可靠性，確保在云計算環(huán)境中云服務(wù)、云應(yīng)用、云組件及云基礎(chǔ)設(shè)施之間具有較強的交互性。根據(jù)圖書館云業(yè)務(wù)內(nèi)容及用戶個性化服務(wù)需求，應(yīng)確保Email、會議軟件、Web應(yīng)用、視頻托管、公用的應(yīng)用程序組件、基本的辦公應(yīng)用程序、批處理應(yīng)用程序等內(nèi)容遷移到云環(huán)境，并對部署在IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）供應(yīng)商上的云的參照系統(tǒng)進行測試，評估在多用戶環(huán)境下云基礎(chǔ)設(shè)施各種應(yīng)用服務(wù)器、內(nèi)存、云計算與云存儲資源的讀者云服務(wù)保障能力。［3］

2.4 關(guān)注云計算平臺與云應(yīng)用系統(tǒng)兼容性問題

在圖書館云遷移中，可能存在租賃不同云服務(wù)商系統(tǒng)資源，或者在云系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、各種云服務(wù)應(yīng)用軟件、開發(fā)平臺等資源購買中，存在采購多家廠商產(chǎn)品現(xiàn)象，從而導(dǎo)致數(shù)字圖書館整個云系統(tǒng)結(jié)構(gòu)紊亂，發(fā)生基礎(chǔ)設(shè)施資源和操作系統(tǒng)不兼容問題，或者因遷移后的數(shù)據(jù)庫完整性問題而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和混亂。因此，遷移過程中要密切關(guān)注云計算平臺與云應(yīng)用系統(tǒng)兼容問題，避免出現(xiàn)嚴(yán)重影響圖書館云計算及服務(wù)數(shù)據(jù)查找、存儲、遷移效率等問題。

2.5 確保云系統(tǒng)遷移安全高效

傳統(tǒng)數(shù)字圖書館向云服務(wù)商云系統(tǒng)遷移時，數(shù)據(jù)可能會途經(jīng)不同的網(wǎng)絡(luò)與交換設(shè)備，為了確保數(shù)據(jù)安全，必須對服務(wù)數(shù)據(jù)進行加密，且加強關(guān)系到云圖書館信息安全與用戶資料的核心數(shù)據(jù)的加密復(fù)雜度。此外，在對云圖書館關(guān)鍵業(yè)務(wù)遷移中，要制定正確的遷移項目、步驟、時機，按照先普通應(yīng)用后重點應(yīng)用、先一般數(shù)據(jù)后關(guān)鍵數(shù)據(jù)的原則分批遷移，并聘請有資質(zhì)的第三方對遷移后的云圖書館進行綜合評價與完善。［4］

2.6 綜合考慮全局因素，提高云系統(tǒng)自助配置水平

在傳統(tǒng)數(shù)字圖書館向云計算環(huán)境遷移中，應(yīng)將云計算、虛擬化、云系統(tǒng)資源按需分配等技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)綜合考慮，確保云用戶、云服務(wù)、云基礎(chǔ)設(shè)施、云存儲、傳輸網(wǎng)絡(luò)、云應(yīng)用軟件等在遷移過程中有較高的安全性、穩(wěn)定性及遷移后的云系統(tǒng)綜合效率。此外，將傳統(tǒng)數(shù)字圖書館靜態(tài)服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到虛擬動態(tài)分配的云資源池中，可采用自助配置模式來代替原來的靜態(tài)配置，并對云系統(tǒng)和用戶云個性化服務(wù)質(zhì)量進行監(jiān)控，提高圖書館云系統(tǒng)的健壯性、安全性、可用性和用戶服務(wù)效率。［5］

（4）公犬的去勢。治療前列腺膿腫的最為常用的方法。具體操作過程為陰囊部剪毛、清洗、消毒。左手沿著陰囊頸部握住犬的睪丸，將其輕輕壓向陰囊底部，使兩個睪丸正好位于陰囊縫際的兩側(cè)，固定住睪丸；切口分別位于陰囊縫際的兩側(cè)0.5 cm處，后手持刀平行于陰囊縫切開陰囊的皮膚和總鞘膜，且勿傷及睪丸實質(zhì)，切口長3～4 cm，將睪丸輕輕的擠出陰囊。在睪丸上方的4 cm左右處，貫穿結(jié)扎精索，結(jié)扎要確實，以防術(shù)后出血。在結(jié)扎線下方1～2 cm處切斷精索，除去睪丸，精索斷端用碘酊消毒，傷口不用縫合，消毒即可。

3 云遷移風(fēng)險管理與遷移策略

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施的云遷移

為了提高云圖書館管理與運營效率，應(yīng)根據(jù)云應(yīng)用服務(wù)特點與管理效率最優(yōu)原則，將部分應(yīng)用如E-mail、云讀者論壇與個人博客、云數(shù)字圖書管理數(shù)據(jù)庫等，轉(zhuǎn)換成SaaS（軟件即服務(wù)）模式，作為云租賃服務(wù)統(tǒng)一交付云服務(wù)商管理。而對于云讀者客戶資料管理、用戶認(rèn)證服務(wù)、云圖書館系統(tǒng)管理等關(guān)系云圖書館安全的核心應(yīng)用與數(shù)據(jù)管理，采用自主或與第三方共同開發(fā)的管理程序運行于云基礎(chǔ)設(shè)施平臺之上，采用基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）方式由云圖書館管理員管理。云圖書館與讀者信息管理數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)安全級別高、總量小的特點，除采用加密等措施保護外，還應(yīng)傳輸?shù)脚c云圖書館數(shù)據(jù)中心相距較遠(yuǎn)的存儲設(shè)備備份，確保數(shù)據(jù)災(zāi)難發(fā)生時能及時還原。［6］

3.2 數(shù)字圖書館云應(yīng)用的遷移

3.2.1 數(shù)字圖書館傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)云遷移策略

與傳統(tǒng)數(shù)字圖書館相比，云圖書館具有讀者數(shù)量龐大，以用戶為中心的個性化數(shù)字云服務(wù)定制方式是主要服務(wù)模式。同時，在信息處理上具有數(shù)據(jù)計算、存儲與傳輸海量、系統(tǒng)與服務(wù)安全性要求高的特點。因此，在遷移中，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用程序的服務(wù)特性、軟件與云系統(tǒng)融合性能、云用戶個性化服務(wù)需求、云系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源性能特點，采用購買云服務(wù)的IaaS與PaaS（平臺即服務(wù)）方式，并結(jié)合云服務(wù)應(yīng)用需求對云系統(tǒng)IaaS或PaaS進行修改，或者以重構(gòu)PaaS和用SaaS方式替換。此外，對于云圖書館一些新的用戶需求與不易遷移的應(yīng)用，則必須結(jié)合云系統(tǒng)特性與用戶需求重建。［7］

3.2.2 數(shù)字圖書館應(yīng)用程序云遷移的主要內(nèi)容

云計算環(huán)境下，傳統(tǒng)數(shù)字圖書館以文本、語音、圖像為主的信息傳輸式服務(wù)已不能滿足用戶需求，基于云計算環(huán)境下超級計算與海量存儲的云個性化服務(wù)，成為圖書館應(yīng)用程序云遷移的主要內(nèi)容。其主要服務(wù)模式為在傳統(tǒng)數(shù)字服務(wù)基礎(chǔ)上，開設(shè)站內(nèi)Email、圖書館視頻會議、云用戶管理服務(wù)系統(tǒng)、Web托管、云應(yīng)用程序開發(fā)、視頻托管、數(shù)字圖書館安全防范、公用的應(yīng)用程序組件、基本的辦公應(yīng)用程序、批處理應(yīng)用程序等個性化云應(yīng)用服務(wù)。此類云應(yīng)用服務(wù)的特點是對云系統(tǒng)計算、存儲能力要求較高，要求云系統(tǒng)對數(shù)據(jù)有較強的即時處理與傳輸能力，能夠滿足讀者、作者、圖書館、出版商之間日益增長的多模式個性化信息交流，并在降低運營成本前提下提高云圖書館日常的管理、維護效率。

3.3 數(shù)字圖書館云數(shù)據(jù)遷移

傳統(tǒng)圖書館業(yè)務(wù)與管理數(shù)據(jù)高效、可靠、安全地遷移到云端，直接影響云圖書館系統(tǒng)運營效率與讀者個性化云服務(wù)開展的質(zhì)量。如果系統(tǒng)在遷移中數(shù)據(jù)冗余大，有較多的垃圾數(shù)據(jù)，或者數(shù)據(jù)在云端存放的位置與方式不科學(xué)，則會降低云系統(tǒng)對數(shù)據(jù)存儲、讀取、處理、反饋的效率，降低云端服務(wù)質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)異常。

3.3.1 數(shù)據(jù)遷移策略

數(shù)字圖書館具有數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)服務(wù)不間斷、不同類型數(shù)據(jù)安全性要求差異大的特點。針對其數(shù)據(jù)存儲需求，在保證整體數(shù)據(jù)一致性與較小差錯率前提下，應(yīng)采用分次遷移方式將傳統(tǒng)數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)分批遷移到云端。

3.3.2 數(shù)據(jù)遷移后的管理和監(jiān)控

數(shù)據(jù)遷移到云端后，加強數(shù)據(jù)遷移后的管理和監(jiān)控，是優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，提高云存儲安全性的保證。雖然圖書館通過購買云服務(wù)商服務(wù)的方式，由云服務(wù)商負(fù)責(zé)云基礎(chǔ)設(shè)施及云應(yīng)用的安全防護，但云圖書館可以通過加強操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序的管理提高云圖書館的整體效率與安全。通過云服務(wù)商提供的監(jiān)控功能，云圖書館應(yīng)通過對讀者群的跟蹤、審計與分析，得出云應(yīng)用程序、云服務(wù)、數(shù)據(jù)云存儲效率，并重點防范影響云圖書館安全的用戶與操作，確保讀者對遷移到云端的數(shù)據(jù)安全、高效、經(jīng)濟、快速地訪問。

3.4 云圖書館虛擬系統(tǒng)的遷移

虛擬化技術(shù)將云圖書館劃分為可動態(tài)分配的資源池，具有資源集成化、模塊化、通用性、容錯以及高可靠性的特點，提高了云圖書館計算與存儲資源的利用效率，在降低建設(shè)成本的前提下實現(xiàn)了真正意義的低碳運營。為了提高云系統(tǒng)的可靠性與安全性，通過降低云虛擬化系統(tǒng)工作負(fù)荷來防止出現(xiàn)云熱點問題，可對云圖書館計算和存儲負(fù)荷過重的云虛擬系統(tǒng)進行遷移。

3.4.1 云虛擬系統(tǒng)遷移目的

云圖書館開展讀者云個性化服務(wù)時，熱點云空間因?qū)PU資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬、內(nèi)存資源消耗過大，造成節(jié)點負(fù)載過重而成為資源熱點。為了提高云圖書館存儲與訪問效率，云圖書館系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲通常采用分散式外部存儲方式。因此，云虛擬系統(tǒng)遷移實質(zhì)，是將圖書館云虛擬系統(tǒng)從云資源池中的一個物理機遷移到另一個物理機，通過在目的機實現(xiàn)圖書館云服務(wù)無縫整合來均衡云服務(wù)器負(fù)載。

3.4.2 云虛擬系統(tǒng)遷移策略

當(dāng)云圖書館基礎(chǔ)設(shè)施資源負(fù)荷過重，或者無法滿足閱讀高峰云用戶服務(wù)需求時，虛擬機動態(tài)遷移是在主機之間進行負(fù)載均衡的重要手段。云圖書館管理員可通過審查云虛擬系統(tǒng)工作日志來判定需要遷移的虛擬系統(tǒng)，確保目的主機有足夠的CPU資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬和內(nèi)存來接受被遷移虛擬機。同時，對遷移進程所需使用的各種資源進行30%預(yù)留，防止因動態(tài)遷移過程占用較多云資源而對遷移效果產(chǎn)生影響。

虛擬化技術(shù)屏蔽了云基礎(chǔ)設(shè)施硬件資源的異構(gòu)性，云系統(tǒng)底層的基礎(chǔ)架構(gòu)對用戶來說是不透明和不相關(guān)的。但在虛擬化遷移目的機選取上，盡量選擇結(jié)構(gòu)相同的虛擬機監(jiān)控器，并采用相同的遷移協(xié)議與內(nèi)存遷移算法，確保云虛擬系統(tǒng)平臺的移動性、負(fù)載均衡和容錯性。

3.5 數(shù)字圖書館云遷移的安全性

在數(shù)字圖書館云遷移過程中，應(yīng)加強圖書館管理員對云系統(tǒng)的安全訪問控制，按照數(shù)據(jù)安全級別為管理員、云供應(yīng)商和不同用戶劃分不同的管理、訪問權(quán)限，并對核心數(shù)據(jù)采用AES256位方式進行加密，防止數(shù)據(jù)被竊取、篡改、感染病毒與惡意軟件而丟失對云系統(tǒng)的控制權(quán)。此外，要對遷移的圖書館云系統(tǒng)和云基礎(chǔ)設(shè)施資源科學(xué)規(guī)劃，不能僅考慮云遷移成本而影響云系統(tǒng)計算性能、快速融合能力、可用性與擴展性，確保遷移后的云應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)是正確、高效、安全、經(jīng)濟的。在云基礎(chǔ)設(shè)施資源選擇上，盡量減少所租用的云數(shù)據(jù)中心與用戶的距離，確保傳輸帶寬與云圖書館計算、存儲能力相匹配，防止出現(xiàn)傳輸瓶頸而影響云圖書館用戶閱讀效率。在云遷移完成后，應(yīng)聘請有資質(zhì)第三方對云圖書館進行整體評估、調(diào)試，確保圖書館云系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與遷移成本支出最優(yōu)化。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)數(shù)字圖書館將系統(tǒng)管理、應(yīng)用服務(wù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、計算與存儲資源遷移到云端，在云計算環(huán)境下創(chuàng)新并擴展了數(shù)字服務(wù)模式，提高了圖書館云系統(tǒng)工作效率與云服務(wù)水平。在云系統(tǒng)遷移過程中，只有堅持以用戶云個性化服務(wù)需求為中心，認(rèn)真分析原有數(shù)字圖書館建設(shè)與服務(wù)特點，采用科學(xué)、簡單、有效、靈活的云遷移策略，才能確保遷移后的云圖書館安全、高效、經(jīng)濟、便捷地為用戶服務(wù)，構(gòu)建讀者滿意的云數(shù)字圖書館。

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