一种云计算环境下优化的数字图书馆资源管理与应用平台.doc

1、1一种云计算环境下优化的数字图书馆资源管理与应用平台摘要为了解决云计算环境下数字图书馆资源管理与应用问题，本文设计了一种云计算环境下优化的数字图书馆资源管理与应用平台。该平台可动态实现虚拟化资源的调度和负载均衡，用户在云计算环境中能够得到较高的虚拟化资源利用效率。 关键词云计算；数字图书馆；资源；管理与应用 中图分类号G250.76文献标识码A文章编号1008-0821（2013）02-0018-03 云计算环境下，随着图书馆云服务模式的变革和读者云阅读服务需求的不断提高，云图书馆数据中心基础设施结构的复杂度和管理难度不断增加。为了保证安全、高效、经济、可靠地开展读者云阅读服务，云图书馆必须加

2、强数据中心基础设施硬件设备组织结构合理性、用户服务数据处理能力、数据中心内部和外部网络传输能力、数据存储性能、图书馆物理与虚拟资源的管理、调度能力建设，不断提高云图书馆资源管理与供给的科学性、容错性、整合性和可配置性，实现云资源的最优化配置与管理1。 1 图书馆云资源管理、供给平台的设计需求 1.1 云资源管理与供给平台的功能性需求 云资源的发现、管理、调度和对使用效率评估，是图书馆云资源管2理与供给平台应具备的主要功能。因此，应根据读者开展云阅读活动需要，加强云资源管理与供给平台的资源发现、资源管理、资源存储和资源调度能力建设。其次，需要重点加强资源发现与组织管理、云阅读应用服务进程与资源使

3、用管理、资源存储管理、资源系统文件管理、基础设施硬件运营效率管理。第三，在平台功能性建设中，需将建设资金重点投入到增强系统云服务功能、提高管理平台运营安全与经济性、增加管理平台组织架构合理性、开展资源管理与调度有效性评估的方面，并实现资源管理与供给全过程的日志记录和运营数据审计。 1.2 云资源管理与供给平台系统的安全需求 首先，云资源管理与供给平台系统需具备较高的安全、可靠性，可通过访问者身份识别与鉴权系统，对管理员与用户进行访问身份识别和操作权限管理。其次，云资源管理与供给平台在设计过程中，应坚持将用户访问与身份管理、云资源管理与调度、基础设施物理设备管理、虚拟化资源的分配与调配等系统，集

4、中到一个大的平台中统一管理，并加强具有不同管理功能系统模块间的兼容性和可扩展性，确保功能模块具有较强的独立性和安全漏洞修复能力。第三，云资源管理与供给平台系统应具备较强的数据中心硬件物理设备管理能力，能够对基础设施物理设备有效实行虚拟化管理、调控、负载均衡和评估2。 1.3 实现平台对虚拟机的精细化管理 云资源管理、供给平台在设计与建设过程中，应坚持资源管理与使用效率最优的原则，实现资源管理粒度的最小化划分和简化操作过程，提高资源管理与应用分配的灵活性和可操作性。其次，根据读者云阅读3服务需求实现虚拟机的实时管理。云图书馆可依据服务业务负载实际，智能自动化地对虚拟机集群进行创建、管理、调度、迁

5、移与删除，在坚持云资源使用效率最优的前提下确保云阅读服务的连续性。第三，管理平台应准确预测未来云图书馆开展读者云阅读服务活动，对虚拟机和云资源的需求总量以及服务高峰期需求量，可根据服务需求实现虚拟机预留和云资源的存储、扩展。 1.4 保证资源管理的统一性和兼容性 为了保证云图书馆资源管理的安全、高效、经济与可靠性，首先，云图书馆须实现对数据中心基础设施物理资源与虚拟化资源的统一管理。虚拟化资源的创建、管理、调度过程，应坚持依据基础设施物理资源可虚拟化总量、虚拟化过程的实时与有效性、物理资源的可扩展性、物理资源的逻辑可划分性，保证虚拟化资源创建、调度、迁移的数量与有效性，实现对物理资源与虚拟化资

6、源的统一管理。其次，管理平台应具有较强的可兼容性，可对云图书馆数据中心不同厂商的异构设备实施统一管理，能够将异构设备进行有效融合，实现计算、存储、网络设备的统一管理和动态扩展。 2013 年 2 月 11 第 33 卷第 2 期 11 现？代？情？报 11Journal of Modern Information11Feb.，201311Vol.33No.22013 年 2 月 11 第 33 卷第 2 期 11 一种云计算环境下优化的数字图书馆资源管理与应用平台11Feb.，201311Vol.33No.21.5 可对资源管理与供给过程实施故障定位和性能评估云图书馆资源管理与供给平台系统，具

7、有结构复杂、模块接口多、功能性强和故障定位困难的特点。因此，平台应具备较强的图书馆4云服务资源管理、供给过程监控和效率评估功能。通过对监控模块采集的数据进行快速分析，准确发现资源管理与控制程序、模块组件、接口出现的故障，并进行安全评估与审计。其次，能够依据评估结果对控制系统和管理策略进行优化，提高系统的安全性、健壮性与运行效率。第三，可依据云图书馆运营效率和读者云阅读活动满意度，对图书馆云资源管理、供给过程进行效率与质量评估。同时，对图书馆云资源分配与供应活动的安全性、效率、经济性和可操作性进行阶段性评判，对违背服务水平协议的行为、威胁进行警告和智能纠正3。 2 图书馆云资源管理与供给平台设计

8、 2.1 图书馆云资源管理与供给平台设计 在图书馆云资源管理与供给平台设计中，应重点突出对具有不同厂商设备数据中心异架构云资源的管理能力建设，坚持符合信息系统生命周期规律的模块化设计原则，确保为用户提供面向 Web 服务的管理接口和用户界面。 图书馆云资源管理与供给平台模块结构如图 1 所示： 图书馆云资源管理与供给平台 111111 资源发现与监控硬件资源虚拟化划分与管理资源管理、调度与迁移资源管理与供给安全管理资源管理与供给效能评估用户访问识别与控制 11 图 1 图书馆云资源管理与供给平台模块结构图 11 主要由资源发现与监控模块、硬件资源虚拟化划分与管理模块、资源管理调度与迁移模块、资

9、源管理与供给安全管理模块、资源管理与供给效能评估模块、用户访问识别与控制模块六部分组成，共同完成图书5馆云资源的发现、管理、供给、迁移、效能评估和安全管理任务。 2.2 执行智能化的资源调度策略 云图书馆具有资源调度过程复杂、资源需求量不稳定、虚拟机分布不平衡和资源供给效率要求高的特点。因此，云图书馆在虚拟化资源调度策略的制定中，首先应坚持以读者云阅读服务需求和云图书馆运营能力建设为中心，加强读者云阅读服务模式和服务满意度对资源创建、管理、分配、迁移过程的调控，并根据系统云服务优先级别和服务可持续性需求，实现云图书馆数据中心资源的集中式管理、调度。其次，在资源调度策略制定中，应注重对云图书馆服

10、务高峰期和日平均量资源需求进行估算，依据统计数据执行动态、可调控的资源预留和分配策略，实现云图书馆应用服务资源调度策略和系统经济运营的最优化配置。第三，在资源调度过程中，应避免片面追求低能耗而导致程序运行效率下降的现象发生。同时，在虚拟化资源分配、调度和迁移过程中，应坚持服务器和所分配资源网络路径最小的原则，提高资源管理效率和可控性。 2.3 图书馆云资源管理与供给应满足读者云阅读 QOS 需求云阅读QOS（Quality of Service）是读者开展云阅读活动的质量评估指标，主要包括云阅读活动服务模式有效性、安全可靠性、即时性、经济性和读者满意度等，是一组由多种元素组成的读者云阅读活动质

11、量定量和定性的评估指标。 云图书馆应基于读者云阅读活动 QOS 需求，开展云资源管理与供给平台设计和管理策略的制定。首先，管理平台应运行智能化的管理方案，不断增强图书馆云计算平台虚拟化技术的应用有效性与灵活性，通过提6高云资源弹性配置与管理能力来大幅度降低管理员工作量，实现低能源消耗的绿色运营。其次，应以保障读者云阅读活动 QOS 需求为依据，实现持续的云资源采集、存储、管理和分配，并根据读者云阅读实际将资源管理与供给策略升级、优化。第三，应根据读者云阅读活动 QOS 安全需求，建立图书馆云资源采集、存储、备份、远程迁移的管理系统，保证云资源可根据读者云阅读活动资源需求量，执行安全、高效的动态

12、管理、调度与供给策略4。 2.4 确保图书馆云资源管理与供给具有较高的安全性为了确保图书馆云资源管理与供给具有较高的安全性，云图书馆应在大幅降低资源管理平台与供给策略复杂度的前提下，不断提高管理系统的智能、自动化水平。 首先，云资源管理、供给系统应具备对平台运营安全和效率的监控功能，能够依据系统监控模块实时对云图书馆物理服务器、虚拟机集群、虚拟化网络设备等资源，进行安全威胁、运营效率、虚拟化资源管理与调度、读者云阅读活动资源需求等内容实施监控和预警。其次，当云资源在管理、分配、调度、迁移过程发生安全问题或效率下降时，可由平台管理系统智能、自动地实现管理策略的更新、资源重新配置、资源冗灾备份和资

13、源迁移。第三，应通过有效的访问者身份认证、公钥基础设施 PKI 应用和资源访问权限管理，保证云资源管理、供给、访问、操作和信息共享具有较高的安全性。 2.5 制定并执行有效的云资源管理、供给监测策略 根据图书馆云资源管理与供给过程安全级别、重要性等级划分、基7础设施物理资源性能、事件特征，制定并执行有效的云资源管理、供给与监测策略，是云资源管理与供给过程安全、高效、经济、可靠的保证。图书馆云资源管理与供给过程的监测，可根据监控对象实际分为周期监测和事件驱动监测两种方式。对于云图书馆基础设施物理资源（服务器 CPU、内存、存储设备和网络）硬件设备，可根据监控需要动态设定一个监测周期，按照固定时间

14、间隔向监控器发送一个监测请求。采集器将收集的被监测对象相关数据发送到分析系统，分析系统评估后将结果发送到显示器，以图表等形式显示出来或报警。此外，针对图书馆云计算、管理、网络、调度与供给等资源，在管理与供给过程发生的突发或特定事件，可通过对监控系统设定阈值和监控过程事件激励的方式，实现自动化监控并将结果及时反馈给控制系统3。 3 结语 图书馆云资源管理、供给平台设计与管理策略的制定，是关系云图书馆资源划分与使用效率、读者云阅读应用服务系统性能、运营经济与低碳和具有较强的云个性化数字服务市场竞争力的关键。因此，应通过建设高效的云资源管理、供给平台，以及制定并执行有效的管理、调度、供给、优化策略，

15、确保云图书馆资源具有较强的可管理、可配置、可调度和可使用特性，才能实现云资源的最优化管理与供给，才能为读者提供满意的云个性化数字阅读服务。 参考文献 1郭红英.云计算环境下高校图书馆用户服务模式发展研究J.图8书馆理论与实践，2011， （2）：84-85. 2郭平，冯婷莹.基于变化周期和事件驱动的云计算资源监测模型J.电信科学，2012， （9）：38-42. 3郭涛，刘菲军，杜圭，等.云计算环境下虚拟机部署策略的优化J.计算机应用研究，2012，29（9）：3425-3431. 4丁丁，罗四维，艾丽华.基于双向拍卖的适应性云计算资源分配机制J.通信学报，2012， （9）：132-140. （本文责任编辑：马卓）