基于云计算的移动数字图书馆服务平台构建研究

李桂贞

[摘要]云计算技术正成为研究的新热点，移动数字图书馆可以借助云计算这一先进信息技术，开展云移动服务。文章在简述云计算和移动数字图书馆概念的基础上，构建了一种基于云计算的移动数字图书馆服务平台，并对构建模式及平台构建面临的问题进行了探讨。云计算技术与移动数字图书馆相辅相成，二者的结合将会给用户带来完美的服务感受。

[关键词]云计算；移动服务；云服务；数字图书馆

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.03.015

[中图分类号]G250.7 [文献标识码]A [文章编号]1008-0821（2015）03-0082-04

随着移动互联网技术的迅猛发展，信息媒介不断更新与优化，手机、平板电脑等移动终端逐渐成为人们获取信息与服务的重要工具。国外图书馆早在2000年就开始利用手机短信等方式为用户提供信息和服务，之后随着信息技术的发展，移动数字图书馆逐步提供了书目查询、图书馆信息资源查询等功能，近几年更开始进行移动终端的应用程序开发以及网站用户体验优化等研究。国内图书馆从2005年开始建设移动数字图书馆并提供相关服务，现在大部分移动图书馆还只是提供一些简单的服务，如SMS服务、网站服务（WAP或Web）等。在先进信息技术支持下，移动数字图书馆正展现出勃勃生机。

作为对信息技术比较敏感而且总是适时为“我”所用的图书馆，目前云计算技术正成为业界研究的新热点，而移动数字图书馆正可以借助云计算这一先进信息技术，开展云移动服务。换个角度来看，云计算技术与移动数字图书馆其实是相辅相成的。首先，手机、平板电脑等是云计算技术重要的移动终端；其次，云计算技术能够改善传统移动数字图书馆计算能力弱、存储能力差的状况。它们的结合将充分发挥双方的优势，是移动数字图书馆服务成功的基础。

1.云计算技术及移动数字图书馆概述

云是网络、互联网的一种比喻说法，目前对云计算（Cloud Computing）并无统一定义，国内较为广泛接受的定义是著云台给出的：云计算是通过网络提供可伸缩的廉价的分布式计算能力。概括来说，云计算是进行分布式处理、并列计算、网格设计、虚拟存取和海量数据处理的一种计算机工具，它具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性及高可伸缩性等特点。

移动数字图书馆（Mobile Digital Library）是指依托成熟的无线移动网络、互联网以及多媒体技术，以手机、电子书阅读器、笔记本、MP3、MP4、PDA等便携式移动设备作为数字图书馆管理系统用户终端，以短信或网页方式输送信息的图书馆服务平台。由于智能手机的普及，手机成为移动数字图书馆重要的用户终端，许多的相关的服务也是针对手机展开的，甚至有的高校直接称之为“手机图书馆”。目前移动数字图书馆服务模式主要有SMS服务（Short Message Service）和WAP服务（Wireless Application Protocol），随着移动互联网技术的发展，有的数字图书馆还开始利用微信、微博、APP等方式为移动用户提供服务。

云计算技术与移动通信技术的结合是一种新的技术趋势，移动数字图书馆服务给用户带来了方便快捷，但现行服务模式也有很大的局限性。例如，在用户使用上，编辑短信时要严格按照约定的格式进行，同时短信平台的响应时间、网络质量等也给用户与服务器实时交流带来了一定障碍，从而影响到数字图书馆的服务质量；WAP服务也受到现有的设备、数据、网络等因素制约，无法达到应有的服务速度；在技术应用上，目前3G存在三大标准：CDMA、TD-SCDMA和WCDMA，图书馆要想全面开展移动服务，需与三家通信运营商同时签订网关协议，这无疑加重了服务器的负担。

云计算可改善移动数字图书馆服务的现状，跳脱出服务模式的局限性，利用云计算技术，可将海量数据资源存储于“云”端，用户可利用移动网络直接在“云”获取自己需要的资源与服务，无须再通过与图书馆服务器进行短信沟通或WAP站点访问。这对服务双方——图书馆与用户来说都是解放：用户利用资源服务更加方便快捷，图书馆员则可以摆脱硬件资源带来的困扰，专心进行高质量的服务研究。

2.基于云计算的移动数字图书馆服务平台构建

2.1平台架构

基于云计算的移动数字图书馆应可突破目前系统的限制，通过与OPAC系统、数字图书馆门户以及全国共享云服务体系的集成，实现馆藏资源的移动检索、全文阅读、音视频收看以及与其它馆的馆际互借与资源共享的服务。同时，系统应提供与用户信息交流的平台，馆员可以与用户进行良好互动，可在平台上及时发布图书馆信息以及实现用户的个性化定制等等。

基于云计算的移动数字图书馆服务平台的整体架构分为4层：门户层、应用层、管理层和转换层，如图1所示，每层均承担着独有的功能。

2.1.1门户层

门户层为用户提供各种方式来访问移动数字图书馆，使用移动数字图书馆的资源与服务。根据用户的特点，为不同用户提供相应的访问方式。

（1）Web门户

用户通过传统的WWW通信模式即B/S模式访问移动数字图书馆内容。用户通过Web门户一般只能对移动数字图书馆提供的资源进行在线阅读，不能进行下载。

（2）WAP门户

WAP为“无线应用协议”，是一种向移动终端提供互联网内容和先进增值服务的全球统一的开放式协议标准，用户仍然通过B/S模式访问网页，但由于WAP通信模型多了一个WAP网关，它具有独特的优点，如利用WAP门户，用户可在多个首页中切换浏览。

（3）客户端门户

用户利用客户端门户可通过c/s模式访问网页，能够对移动图书馆提供的资源进行阅读、下载和管理。使用此种门户访问资源与服务需要用户手机能够支持客户端阅读软件。用户首次登录页面时，系统会根据手机的不同型号，自动匹配不同的页面。endprint

（4）阅读器门户

阅读器门户采用C/S模式为用户提供访问资源与服务的方式。阅读器是专门显示来自印本资料的数字化版本内容的设备。支持如PDF、EXE、CHM、UMD、PDG、JAR、PDB、TXT、BRM等常见的电子图书的文件格式。阅读器一般具有设置书签、编辑等很多实用的功能。

（5）管理门户

管理门户是主要是为业务管理者提供的访问入口。业务管理者可通过管理门户访问系统以对产品进行页面管理、模板管理、资源管理、统计管理等各项后台管理。

2.1.2应用层

应用层直接面向用户，通过与底层数据存储交互，向用户提供可变化的信息视图，是用户登录站点后可以进行的一些操作和应用的集合。主要包括用户功能模块、公共服务模块、个性服务模块等。具体功能包括客户端下载、用户注册与登录、平台导航、信息发布、在线阅读及下载、用户收藏、用户打分、参考咨询以及常规功能如书目查询、图书预约和续借等等。

（1）客户端下载

用户可通过Web门户和WAP门户下载各种客户端软件。下载时需注意软件的版本信息、适配的机型等信息。

（2）用户注册、登录

系统通过统一认证门户系统为用户提供注册与登录的入口，移动图书馆所提供的某些功能用户只有在获得合法身份后才能正常使用。

（3）在线阅读、下载

系统在Web门户和WAP门户上具有一些阅读标签，这些标签是预先定义好的，用户阅读时，平台会根据标签内容及编码获取资源数据。用户还可以通过客户端门户和阅读器门户进行资源的阅读与下载。门户与内容之间设有接口以进行资源的获取。为了保护版权，用户在下载电子资源时，要同时下载与其相关的版权证书及内容解密密钥。

（4）流媒体播放

指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。流媒体播放模块支持音频、视频的流式播放方式，用户通过移动终端的文件系统接口和支持通用协议及文件格式来在线收听喜欢的音频、视频资源。

（5）个性化服务

个性化服务是一种有针对性的服务方式，根据用户的设定来实现，依据各种渠道对资源进行收集、整理和分类，向用户提供和推荐相关信息，以满足用户的需求。具体服务功能有：平台导航、排行榜、试读体验、最近阅读、书签应用、智能推荐、在线订购、个人空间、用户互动等等。

2.1.3管理层

管理层在后台运行，可实现服务和资源的协调、拓展以及服务平台的协同管理。主要包括下列功能模块：栏目策划、关联推荐、内容策划、产品上架、页面定制、热门推荐、排行策略、终端适配等。具体可实现以下具体业务管理功能：用户信息资料管理与维护、系统运行管理与参数设置、重要系统备份、日志文件下载、数字信息资源管理、相关数据统计等等。因此对于管理层，要求系统一方面需要具备良好的处理日常事务的能力；另一方面，为了使用户有序、高效地使用移动图书馆的资源与服务，系统还要具备统一身份认证功能以及对用户完善管理的功能；为了满足用户对于一站式、跨系统协同信息服务的需求，还需要系统具备对异构信息资源及服务进行统一管理的功能。

2.1.4适配层

数字资源具有多种文件格式，常见的有CAJ、PDF、PDG、HTML、TXT、JPG、SEP、GW、GD等格式。适配层可将这些格式的文件转换为移动终端支持的类型。此外，由于每个用户所持移动终端不同以及服务提供商也不同，导致用户访问移动图书馆的接口以及功能实现方式也无法一致，因此，需要对各种访问接口及实现方式进行封装，并采用参数配置模块对终端型号进行初始化分类适配，以达到调用不同型号不同服务提供商移动终端访问功能的目的。

2.2构建模式

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（Infrastructure as a Service，IaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS）、软件即服务（Software as a Service，SaaS）3种主要模式。根据这一原则，可通过下列模式进行移动数字图书馆的构建。

2.2.1数据库生产商提供云服务（LaaS）

我国高校图书馆或公共图书馆使用数字资源一般是采用购买（本单位购买或集团采购）使用权的方式。图书馆必须配备大型的服务器或存储设备，数据库生产商将图书馆购买时间段的数字资源拷贝或镜像到这些设备中，并由专人负责定期更新维护。随着数据的增多，服务器必须不断更新；另一方面图书馆还须专门的技术人员负责与数据库生产商联系以及维护服务器和存储设备，这些都加重了图书馆的人力物力负担。

云计算技术中的基础设施服务（IaaS）功能，可把由多台服务器组成的云端基础设施作为计量服务提供给客户，它将内存、L/O设备、存储以及计算能力整合成一个虚拟的资源池为客户提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。

由此，数据库生产商可通过租用或组建云服务器，将自己的数字资源传至云端。数字资源的更新、维护以及格式之间的转换均在云端完成。图书馆用户使用前，需要图书馆管理系统将认证和权限上传至云端，用户在使用时，凭权限认证通过互联网自由访问云端资源，省去了图书馆组网的麻烦。

如果图书馆需要，也可以租用一小部分云服务器，将本馆特色资源上传到云端服务器，借助云端服务器提供的平台，可对数据进行加工——分类、组织、关联、整合。这样图书馆不仅可以节约购买服务器以及对数据库更新维护的费用，由于云服务器处理数据须遵循统一的标准规则，因此通过在云端对特色资源数据的加工，可实现资源的整合，达到异构资源、异库资源甚至异馆资源的检索，更有利于数据资源的共享。

2.2.2技术开发商提供云服务（PasS）

现有的大部分移动数字图书馆系统需要三方面的合作：图书馆作为服务的主体需要提供馆藏资源和用户信息等基础数据；移动运营商则负责图书馆内部移动代理服务器的部署工作；信息技术公司的工作尤为重要，它要负责提供解决方案，以使图书馆原有的系统功能安全转移、对接至移动数字图书馆系统中。endprint

云计算技术中的PasS，可将平台及开发环境作为一种服务提供给需要的客户。利用云计算技术，可由信息技术公司提供服务器，这种服务器基于云计算架构，可完成所有的数据资源的存储、运算以及转换工作，客户端不保留任何信息。用户界面的设计也充分利用平台本身提供的接口，可减轻u移植的压力，对于用户移动终端硬件要求不高，用户很容易获得良好的应用体验。

2.2.3图书馆系统开发商提供云服务（SaaS）

目前图书馆所需要的大量软件应用——从图书馆自动化管理系统到消息交互软件、SNS等均须图书馆购买安装至本地，采购、安装、管理费时费力。云计算技术的SaaS，可为移动数字图书馆服务提供所需的软件。图书馆系统开发商在熟悉移动图书馆业务、服务流程的基础上，可开发出更契合图书馆需求的一系列移动软件模块。这些软件可上传至云端供不同图书馆选择使用。图书馆不再需要配备一整套的图书馆管理系统，它根据自己的需要，在云端选择、购买并开通相应的移动模块——就像在超市购物一样方便，所有移动服务要求的支持系统均可在云端找到并实现。图书馆所要做的是把所购买的移动模块集成于一体，开展移动服务。

2.3平台构建面临的问题及解决策略

2.3.1全文数字资源的使用

目前，数字资源的使用方式一般是：图书馆通过出资购买数据库的使用权，而数据库商对特定范围的IP地址开放数据库使用权限。然而，对于大部分移动网络来说，不管是2G、3G还是4G，并没有一个固定的IP地址，所以数据库商无法再利用传统的方式进行数字资源的使用授权。

想要解决这一问题，可以由云服务提供商在使用数字资源的图书馆IP地址范围内设置代理服务器，再通过注册认证等方式使用户不仅可以使用固定终端，也可以使用移动终端自如浏览、下载全文数字资源。

2.3.2数据安全问题

基于云计算的移动数字图书馆，对“云”的依赖性很强，它将计算和存储均交给了云端服务器，自己甚至连维护和运营都不需要。在减轻负担的同时，也将出现一个重要的问题——数据的安全性。一方面，云服务提供商深知“数据核心”原理，一些本属于图书馆的数据，如本地用户信息及借阅数据，可能会为“云”所用，被整合、挖掘，开发出新产品，这些新产品的知识产权界定也许会引起争议；另一方面，“云”可能会出现故障而导致用户的数据丢失或损坏，一旦出现此类情况，将会导致移动服务的瘫痪。

对于前者，随着云服务的发展，云服务市场不断规范以及相关法律的不断完善将会解决这一问题；而对于后者，专业的云服务提供商需要充分考虑到这一点，一方面在进行软件功能设计时可根据用户定义的备份策略自动备份数据；另一方面，为了数据安全，可在网络和系统两个层面建立完善的密钥管理、权限管理以及认证服务等安全机制。

3.结语

本文构建的基于云计算的移动数字图书馆服务平台具有动态性、易扩展、自适应的系统组织能力和集成机制，平台具有高度自治性，它以不同的接入方式及服务模式，对数字图书馆的硬件资源和软件资源进行统一的管理、分配、部署、监控等，打破应用对资源的独占，从而实现更大程度的资源共享和协作。但云计算技术与移动数字图书馆都是较新的研究领域，平台面临着资源调度、资源整合、响应能力、安全性能等诸多挑战。未来的基于云计算的移动数字图书馆服务平台必将实现应用的复杂性和服务的便捷性，用户可以使用最方便的移动终端，通过最简便的操作，以最快的速度获取最复杂、高质量的服务。云计算与移动通讯的完美结合或会使这一场景成为可能：在地球的任何一个角落，通过一个普通的手机，轻松享受到任何一个图书馆或资源中心的资源和服务，并可存于“云”中。期待这一天的早日到来。endprint