信息资源存储

2024-11-21

信息资源存储(共10篇)

信息资源存储 篇1

0引言

中国教育改革背景下,丰富和优化中小学教学资源是激发学生学习兴趣、提高学习成绩的关键。目前中国教育资源分布不均,两级分化严重。城镇学校师资力量庞大,教育资金雄厚,具备丰富、优质的教学资源,而乡村学校资金有限,师资力量薄弱,面临着资源不足的现状,教育资源共享性差、重复率高,导致大量优质资源被埋没。教育资源呈几何倍数增长,对资源建设提出了更高的要求,更多的设备、人力投入给中小学带来了更大的压力,而云存储可以很好解决这些问题。将云存储应用到中小学数字资源建设中,能够对教育资源进行分类处理,节省硬件设备和人力资源,极大加强资源的共享,缩小城乡教育差距。目前,对云存储的研究主要集中于云存储的基本概念、结构模型和构建云存储的工具技术方面,关于云存储在中小学数字化教育资源建设方面的研究甚少。本文将探讨云存储在中小学数字化教育资源建设中的优势以及使用策略,为解决目前教育信息资源建设面临的问题提供借鉴。

1云存储定义

云存储是云计算的重要组成部分,承担着收集、存储和处理数据的任务,在此基础上展开上层的云平台、云服务等业务。与传统的存储设备相比,云存储不仅仅是一个硬件,而是一个由网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的系统[1]。

云存储将网络中各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能[2]。也就是说云存储是由若干存储设备和服务器组成,是一种数据访问服务。当我们使用云存储时,只需要用户名和密码就可以直接面对数字资源。从用户的角度来看,云存储中所有设备都是透明的[3]。它最大的特点是拥有海量存储空间、高性能存储能力、低成本存储设备以及可扩展的存储模式[4]。

2云存储在教育信息资源建设中的优势

2.1高可扩展性

云存储可以通过添加或移除云中的存储点来改变存储容量,并且不影响云中初始的数字资源,用户可以按需购买存储空间,较原始的存储方式具有按需分配、动态部署的优势。随着信息技术的普及,我国中小学校已经基本实现教育资源的数字化,教学设计、PPT课件、视音频 教学材料等资源越来越 多,对存储空 间的要求 必然越来 越高。教师通常采用传统的方法,将资源存储在U盘等小容量存储设备或电脑中,当数据过多时只能通过删除某些资源来存储新的信息资源,或重新投入资金购置具有更大空间的U盘或硬盘。而U盘和硬盘 存在较大 的安全问题,容易感染病毒导致数据损失。传统的资源建设需要学校一次性投入大量的资金建设资源平台,面临着平台存储量不够、需要不断升级及更新设备的问题。而云存储可以轻松在存储空间进行扩展,不会对原始数据产生影响,具有高可扩展性。

2.2低成本

云存储是一个高性价比的存储服务,与传统存储设备相比,建设成本和运行维护成本更低。对于选定的服务,只需要一台计算机、一个网上注册账号就可以立即使用,既方便又快捷。云存储端可以与平板电脑、手机等移动设备进行互联,方便提取资料,不再需要一次性投入大量资金来购置硬件设备、搭建 平台及维 护大量的 人力物力 资源。目前有很多云存储网络空间站可以为用户提供大量免费的存储空间,包括百度云、360云盘、金山网盘、腾讯微盘等等,只要注册就可以拥有免费空间,继续扩展空间所需的资金也较少,用户可以在手机、PC、Ipad等多个终端对云存储端的资源进行查阅。

2.3无访问限制

传统存储设备为单点集中存储方式,当大量用户进行访问时会对设备造成压力,影响访问质量。而云存储采用分布式存储,分担存储和访问压力,提高用户服务质量;强调为用户提供灵活的服务支持,在网络环境下的设备可以随时对存储资源进行访问。随着云中资源的不断扩大,访问数量也会逐渐增加,云存储帮 助客户随 时都可访 问数据,避免传统资源建设中不能同时容纳多人访问的局面,提高了使用效率。

2.4易于管理

云存储对于用户透明化,操作简单、易管理。传统方式下,学校需要配备计算机专业人员进行系统的运营与维护,需要很高的技术与资金成本。而云存储模式下,系统的维护和更新由提供 商完成,学校可以 以低成本 享受最新、最专业的服务。教师可以通过PC、手机、其它移动终端等多种设备实现文档、图片和视音频材料的集中存储及资源共享,使用方便,易于管理[5]。

3云存储在数字资源建设中的应用策略

3.1采用一对一帮扶培训,有助于教师共同发展

由于云存储对于教师来说比较陌生,需要对教师开展相关的培训。笔者在甘肃多所中小学进行课题研究时发现,偏远地区师资力量薄弱,有些学校的教师虽然接受过多次关于多媒体技术应用的培训,但还有很多老教师习惯于手写教学设计,不能在课堂上充分灵活地运用数字化多媒体教育资源。而年轻教师有一定的多媒体应用基础,接受新事物也得心应手,所以在培训过程中可以将信息技术能力相对较强的教师与较弱的教师进行结对,促进教师共同成长。

3.2搞好网络设备建设,提高资源易得性

云存储服务的应用,对网络带宽要求很高,没有一个良好的网络环境,将影响云存储的访问质量。一个产品最终能否持续发展的关键在于用户的使用满意度。如果教师不能顺利使用云存储服务,云存储支持下的数字资源建设也将昙花一现,最终成为无人访问的信息冗余。因此,学校需要进一步健全计算机网络设备,提高资源易得性。

3.3建设统一标准规范资源,创造绿色资源环境

信息爆炸现象存在于网络环境中的每一个角落,云存储中的资源共建共享,为了能够使教师在无限的网络资源中快速获取有用资源,就要对上 传的资源 制订相应 的标准。我国教育信息化技术标准体系(CELTS)中《教育资源建设技术规范》(CELTS-41)对资源建设已有 详细的标准,教师应该认真遵守规范[6]。

3.4重视资源的二次开发和深度整合,满足教师个性化需求

教育资源建设可持续发展的核心问题是资源的可持续发展。传统资源是静态的,结构封闭,不能满足学习者的个性化需求。在云存储服务中,学习者可以方便提取所需资源,没有时间、地点、设备的限制,且动态更新。教师要在已有优质资源的基础上根据实际情况融入新的思想与技巧,对资源进行个性化的修改与处理。教师之间要经常进行协同教研,对教育资源进行去糟取精,创造属于自己的优质资源,使资源具有动态生成性和可进化性。

3.5形成资源建设团队,调动教师参与资源建设的积极性

传统的由权威专家或机构单点生产的建设模式已经不能满足云存储对资源量的要求,随着云计算、泛在学习的发展,资源建设已经转向学习者、教育机构、专家等多方参与的建设模式。在中小学资源建设中除了专门的管理者、技术人员外,中小学教师是资源建设的主力,他们是资源的使用者,最能理解资源的需求,所以由使用者参与建设资源,可以使资源的利用价值更高。应该充分调动教师的积极性,构建一个积极、稳定、可持续发展的资源建设团队。

4结语

云存储的高扩展性、低成本、无访问限制、易于管理的优势为中小学信息资源建设提供了新思路与新视野,它以服务的方式满足了中小学信息资源建设需求。本文提出了云存储在中小学数字化教育资源建设中的应用策略,以期更好地满足学校对于多样化教学资源的需求。

信息资源存储 篇2

关键词 云存储 课程资源 应用模式

中图分类号:TP3 文献标识码:A

1云存储技术与课程资源

1.1 云存储技术

云存储是云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念。云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分析之后将处理结果返回给用户。是由数据存储层、数据管理层、数据服务层、数据访问层构成。

1.2课程资源

课程资源是指课程要素来源以及实施课程的必要而直接的条件。课程资源的结构包括校内课程资源和校外课程资源。校内课程资源,除了教科书以外,还有教师、学生,师生本身不同的经历、生活经验和不同的简历、学习方式、教学策略都是非常宝贵的非常直接的课程资源,校内各种专用教室和校内各种活动也是重要的课程资源。校外课程资源,主要包括校外图书馆、科技馆、博物馆、网络资源、乡土资源、家庭资源等。

2网络课程资源应用现状

(1)目前的网络课程资源种类过于单薄,仍局限于教师的备案,精品课程,经典考卷,对于学生的见解,有利于学习的各种资料没有加以归类进行上传存储,更谈不上信息的共享。

(2)课程资源数量呈上升趋势,但其背后仍存在大量非正常运行的网络资源,这些非正常运行的网站可能存在找不到课程、系统经常处于维护中、访问权限受到限制、链接失败、内容错误等故障。

(3)随着科学的发展、技术的进步,网络课程应不断的丰富与改善,以确保学者们学到有用的、正确的知识。但对于经济落后的地区,无法对教育投入更多资金,来配备先进的硬件设施,学习环境较差。而经济发达的地区,不仅有先进的硬件设备,其优越的条件还吸引了大量有才能的学者前来研究课程资源网的建设。因此,课程资源应用差距正逐渐拉大。

(4)随着网络课程资源建设的不断发展,对于后期的维护出现了许多严重问题。如,网络课程资源的重复建设;垃圾信息的不断增长,造成了存储空间的的浪费;网络课程资源的量虽大,但优秀的资源大多因为访问权限的限制,难以共享,给学者们的学习带来了很大的负面影响。

总之,现阶段课程资源网的规范建设存在着滞后的现象,对于优质的课程资源还缺乏统一的标准。因此探索出优质的课程资源应用模式,为广大学子提供优质的网络课程资源。

3基于云存储技术的课程资源应用模式

针对以上出现的问题,我们需要探索出一个优质的课程资源应用模式,为学子们提供优质的网络课程资源。通过利用云存储技术来构建一个完善的课程资源应用模式,在传统课程资源模式的基础上构建一个虚拟空间,以扩展传统校园课程资源系统的功能。与传统的网络课程资源应用建设不同,利用云存储技术构建的课程资源应用模式将更具有人性化,用户可以按照自己的喜好或需求通过云服务获得所需的资料。通过云存储技术我们要将课程资源更好的组织起来,让用户通过互联网便可以快速查询到需求信息,为广大学子提供良好的网上交流学习环境及个人在线云存储服务。如教师的课件、重要的办公文件、学生的学习资料都可以保存在云存储服务中心。海量的信息资源需要整合,整合需要解决的首要问题就是信息的合理存储,以便实现对其高效、安全的访问。因此为了构建这个基于云存储技术的课程资源应用模式,我们应从采集信息、组织信息及应用信息方面出发来整合课程资源,同时搭建一个平台,供用户对课程资源的存储与访问。结合课程资源的存储特点,要想构建了一个低成本、高效率、高安全性的课程资源应用模式,要尽力实现对信息的分布式存储。首先,信息被切分为多个数据块分散存储在云中的节点中,实现多副本备份机制,如此就确保了安全性。其次,云中的控制节点通过“心跳检测”不断地监视存储节点的状态,当发现存储节点已经失效时,控制节点能够将工作负载交给那些运行正常的存储节点来完成。同时,由于云中的数据是分布式的存储,能够很好地分担存储和访问的压力,如此就可以确保高效率。最后,由于云中的存储设备都是廉价的商业机,跟单一的大容量专业存储设备相比较,存储容量更大,因此存储成本更低。

4云存储技术下课程资源应用模式存在的问题

(1)课程资源存储平台在实际的运行时,必将承受较大的运行压力,面临着各种未知的安全问题。因此在构建课程资源应用模式时,我们应对用户的权限进行管理,确保资源在被传输和被存储的过程中不被泄露,数据的保密工作,同时要避免病毒软件的入侵。

(2)传统的课程资源存储一般使用的是专业的存储设备,这些专业的存储设备价格大多较高,再加上课程资源的不断增长对存储设备的更新与维护需要投入一笔不小的开支,这对于经济条件不太乐观的高校来说无疑是一个巨大压力。因此我们急需解决高校存储数据的高成本问题和系统的效率问题。对此,可以通过将数据尽可能的存储在不同的数据节点中,当客户端对信息进行请求时,能高效的回复,并做到并发来解决问题。

(3)我国各高校都建立了较完善的课程资源体系,但由于各高校间缺乏有效的互通互联机制,无法实现课程资源的共享等原因导致了课程资源的重复建设。加之许多已淘汰的课程资源没有被即时清理,占用了巨大的存储空间,造成了存储空间的浪费。因此可以利用云存储技术对课程资源进行整合,对旧的课程资源进行变通,使之赋予再利用、可再生性。

立体视频资源存储入库研究 篇3

随着多媒体技术的快速发展, 立体视频逐渐融入人们的日常生活中, 应用领域不断扩大, 已经广泛应用于军事、医疗、虚拟现实、教育科研等领域, 尤其是教育领域的应用不断增加, 同时产生大量立体视频资源。 常见的立体视频以双目立体视频为主, 通常采用双路分离、左右合成、上下合成等格式表示, 并通过红蓝或者偏光等形式显示和观看。 随着立体视频资源的增多, 立体视频资源存储入库成为亟待解决的问题。 本文主要解决双目立体视频的存储入库。

2.立体视频的本质特征

立体视频帧的本质特征是视频帧本身所蕴含的特征信息, 包括视频帧的颜色特征、纹理特征、形状特征、视差特征、深度特征, 等等。

颜色特征是数字图像领域中应用最广的特征之一, 提取图像的颜色特征分为三步:选取颜色空间、颜色区间量化、相似性计算。 颜色空间是一种通过特殊规则加以说明的颜色集合体, 数字图像上几乎任何一种颜色都能在颜色空间找到对应的点, 常用的颜色空间:RGB颜色空间, HSV颜色空间, YUV颜色空间。 纹理特征是一种不依赖于颜色或亮度的反映图像中同质现象的视觉特征, 是物体表面特性, 例如高山、小桥、石头、衣服等都有各自的纹理特征。 纹理特征包含物体表面结构组织排列的重要信息及其与周围环境的联系。 形状特征是指一个物体的外部轮廓, 与颜色特征和纹理特征相比, 形状特征在描述立体视频内容时更具有语义含义。 形状特征首先需要对图像分割, 把对象提取出来, 再用各种方法进行匹配测量。对于形状特征的描述方法有: 边界特征法、 傅里叶形状描述法、集合参数法、最小生成树等[1]。

与2D视频相比, 立体视频增加了视差和深度特征。立体电影的制作就是利用了双目视差的原理。 在拍摄时, 使用两台摄像机相距几厘米同时进行拍摄。 放映时, 把两个影像同时放映在屏幕上, 观众戴上立体眼镜使左右两眼的像落在视网膜上的非对应点, 并产生一定的差异, 从而产生立体视觉。

双目视差是指两眼注视外界物体时, 两个视网膜上视像之间的差异。 距离和深度知觉, 主要依赖双目视差, 它是形成立体视觉的最重要的依据。 人的双眼结构相同, 双眼间的距离大约是6.5cm, 当人们观看三维物体时, 物体投射在左右眼睛上的像并不完全落在视网膜上的对应区域, 左眼看物体的左边多一些, 右眼看物体的右边多一些, 三维物体在双眼视网膜上的像就存在差异, 称为双目视[2]。 深度信息反映了所拍摄物体到相机的距离, 获得深度信息的方式有两种;第一种是通过拍摄仪器直接获得, 但通过这种方式获得的深度信息往往分辨率低, 并且需要很大的计算复杂度, 对硬件设备要求很高, 一般情况下难以达到实时拍摄的需求。 第二种深度信息的获取是靠几何学知识, 利用已知参数的摄像机拍摄出的双目视频, 利用立体匹配计算出视差后, 反推视频对象的深度信息[2]。 随着立体匹配技术的不断完善, 现在已形成许多各具特色的匹配算法。 已有算法根据匹配准则的不同, 大致可以分为两大类:一类是局部匹配算法;另一类是全局匹配算法。全局匹配算法与局部匹配算法相比, 匹配准确性较高, 可以获得较高精度的稠密视差图, 但是往往计算量大、耗时比较长、不易于硬件实现, 无法应用于实时系统。 总之, 两类立体匹配算法各有优缺点, 适用于不同的情况和空间场景[3]。

3.建立立体视频存储入库模型

视频结构一般分为视频、场景、镜头、视频帧四个层次[4]。本文主要对立体视频资源的镜头、场景、关键帧三个方面进行研究, 建立立体视频资源存储入库模型。

3.1立体视频镜头分解存储入库

镜头是由时间上连续的帧构成, 同一个镜头内的内容具有一致性。通过判断连续帧之间的差异确定镜头的边界。 根据镜头边界的不同, 可分镜头的突变和镜头的渐变。 镜头突变是指一个镜头内容的变化发生在单个视频帧上。 镜头渐变是指相邻的两个镜头的变换是逐渐完成的, 在镜头切换的时候加入编辑特效, 达到视觉上平滑过渡的效果。 根据编辑特效的不同, 镜头的渐变可以分为淡入 (fade in) 、淡出 (fade out ) 、溶解 (dissolve) 、擦拭 (wipe) 等不同类型。 淡入是指画面亮度不断增强;淡出是指画面亮度慢慢变暗最终消失;溶解是指镜头的帧逐渐变淡退出; 擦拭是指后一个镜头的画面慢慢代替前面的一个镜头的画面。

目前立体视频镜头分割算法大多是基于2D视频的, 立体视频镜头分割算法还不成熟, 2D视频的镜头边界检测算法主要分为两大类:基于像素域的方法和基于压缩域的方法。 像素域中镜头边界检测方法主要利用时空域中的颜色、纹理、形状等特征进行检测。 像素域中的算法主要有像素比较法, 基于直方图的方法, 块匹配法, 基于边缘的方法。 由于现在大多数视频序列以压缩格式存储, 对这些压缩形式的视频流直接进行边界检测, 节省大量解压缩时间。 目前压缩域中的主要有基于DCT系数的方法, 基于小波变化的方法, 时空分析法。

虽然2D视频的镜头分割算法能完成立体视频资源存储入库的预处理工作, 但是运用2D视频镜头分割算法处理双目立体视频时, 检测结果往往存在一定误差, 并且不能很好地检测镜头渐变的完整边界变化, 在2D视频的镜头分割算法的基础上, 提取立体视频的深度特征, 进行镜头边界检测, 从而提高镜头边界的检测精度, 实现对立体视频的镜头准的确分割。 基于立体视频镜头分割算法, 对立体视频资源存储入库。

3.2立体视频场景分解存储入库

场景是由连续镜头组成的视频片段, 是表达一个完整情节的逻辑故事单元。

立体视频场景分割, 以镜头作为研究对象, 根据镜头的内容相关性和时间上的邻近性把相似的镜头划分到同一场景中, 这样一段视频被分割成若干个有意义的逻辑故事单元。

目前立体视频场景分割算法大多是基于2D视频的, 立体视频场景分割算法还不成熟。 大体上通过提取镜头的视觉特征, 把内容相关时间相近的镜头聚类成一个场景, 或者综合视觉信息和听觉信息划分场景[5]。

与传统的2D视频场景分割不同, 立体视频利用立体视频镜头分割算法的结果, 结合立体视频颜色特征、纹理等本质特征, 通过镜头聚类, 检测场景边界, 利用立体视频的深度特征, 实现对场景的准确分割, 基于立体视频场景分割算法, 对立体视频资源存储入库。

3.3立体视频关键帧分解存储入库

帧是立体视频的基本组成单位, 立体视频的每一帧都可以看成空间上独立、时间上相关的静止图像。 空间上独立体现在立体视频的每一帧都可以进行分析处理, 时间上相关体现在时间轴上相邻的帧一般会有内容上的相似性。

由于立体视频中, 帧的数量巨大, 可以用关键帧描述镜头和场景。 这样既充分描述了视频内容, 又减少了冗余信息。 关键帧就是能描述立体视频内容主要的帧。 根据立体视频结构的复杂程度, 关键帧可以由一帧或者多个帧组成。

目前立体视频关键帧提取算法主要是:基于镜头边界提取关键帧, 基于运动分析提取关键帧, 基于图像信息提取关键帧, 基于镜头活动性提取关键帧, 基于聚类的方法提起关键帧。

Zhang, Wu[6]等人依据帧间的显著变化来为2D视频选择多个关键帧, 首先把镜头的第一帧作为关键帧, 然后计算前一个关键帧与剩余帧之差, 如果差值大于某一阈值, 则再选取一个关键帧。 与2D视频不同, 立体视频依据帧间的显著变化, 再加上立体视频的深度信息构建相邻帧差, 实现对关键帧的准确提取, 基于立体视频关键帧提取算法, 对立体视频资源存储入库。

4.结语

在2D视频的镜头分割算法上基础上, 增加立体视频的深度特征, 得出立体视频镜头分割算法, 进而研究出立体视频场景分割算法和关键帧提取算法, 从镜头、场景、关键帧三个方面实现对立体视频资源高效的管理及利用。 对立体视频资源存储入库的同时, 增加了立体视频素材, 缓解了立体视频资源匮乏的现状。

参考文献

[1]印勇, 侯海珍.基于直方图帧差的自适应镜头分割算法[J].计算机工程与应用, 2010, 09:186-189.

[2]王波.双目视差的立体视觉及其在技术课程教育中的应用[D].浙江工业大学, 2012.

[3]杨志荣.双目视觉立体匹配方法和遮挡问题研究[D].燕山大学, 2010.

[4]Yong Rui, Huang, T.S, Mehrotra, S, “Exploring video structure beyond the shots, ”in Multimedia Computing and Systems, 1998.Proceedings.IEEE International Conference on, vol, no, pp.237-240, 28 Jun-1 Jul 1998.

[5]王旭军.视频场景分割方法研究[D].重庆大学, 2010.

DNA存储信息:突破极限 篇4

近日,哈佛大学维斯生物工程研究所的研究人员将一本大约有5.34万个单词的书籍编码到不到一沙克(亿万分之一克)的DNA(脱氧核糖核酸)微芯片中,连同文字一起的还有11张图片和一段Java程序。这是迄今为止人类使用DNA遗传物质储存数据量最大的一次实验,被刊登在最新《科学》期刊上。团队负责人乔治·丘齐(George Church)表示,“今后,拇指大小的设备或许就能存下整个互联网的信息。”

DNA存储的“野心”

“利用DNA来存储数据并不是一个新的概念。事实上,自从生物学确定了DNA结构,就有研究人员尝试将其用于存储和运算”,北京华大基因研究中心医学事业部主任甄二真告诉记者。

他介绍,DNA由4种碱基组成,分别为A(腺嘌呤)、 C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)及 T(胸腺嘧啶),它们两两互补成对出现,共同构成了相互缠绕的双链螺旋结构。DNA可以被视为四位运算存储方式,存储量比二位运算存储大得多。

“目前通用的存储模式都是二位运算的。为了存储更多数据,早已有科学家尝试过使用物理方法实现四位运算。但是技术上难以实现,只能出现‘有’、‘无’、‘中间’三种状态,也就是三位运算,无法实际操作”,甄二真说,与之相比,DNA是天然的四位运算,有四个不同状态,与二位运算相比存储量大、运算速度也快得多。

处于信息爆炸的时代,很多科学家尝试以DNA存储数据。比如今年初,台湾国立清华大学和德国卡尔斯鲁厄技术研究所以三文鱼的DNA作为基础,制造出单次写入多次读取的存储器。不过,这个DNA存储器的有效时长只有30小时。

甄二真表示,这些DNA无法长期存储数据是因为研究人员使用的是来自活细胞的基因组,这些细胞不仅会死亡,而且还会分裂复制,对其中存储的数据有致命性打击。

合成DNA:改变存储模式

为了排除细胞会死亡、分裂、变异而使数据内容发生改变的危险,丘奇率领的团队避免使用活细胞,而是采用人工合成的DNA片段,并将片段用喷墨打印机嵌入到芯片上。

这一次,丘奇选择存储在合成DNA片段上的信息是他的著作《再生:合成生物学将如何改变未来的自然和自己》。首先,他把书中的图片、文字、程序转化为HTML格式的文件,再将其编译为由 0和1组成的电脑能够读懂的二进制数据。随后,这些二进制数据被转化为四种碱基,即把0转为A或 C,把1转成G或者T,并将其建立在DNA双链螺旋结构上来。

至于读取数据的过程其实就是测序,通过DNA测序仪将DNA序列中的编码按顺序排列,还原为二进制格式的数据,用电脑“读”出来。

尽管听起来很复杂,甄二真表示其中重要一步就是将二进制数据转化为4位运算数据(A、C、G、T),做成DNA链结构,这可以使存储量按级数增长。而以经化学反应得到的合成DNA取代活细胞使得这项研究成果更符合现实意义。此前以细胞内DNA来存储信息一直无法取得技术突破,只能在短期内保证数据安全,此次转换思路是被《科学》认可的关键。

突破传统存储的极限

与目前流行的存储方式相比,DNA存储的最大优势就是单位存储量大。北京邮电大学信息与通信工程学院副教授陈光表示,现在使用的光介质和磁介质在存储量上都几乎达到了极限,这就需要研究其他存储方式,比如DNA存储这样的生物介质。

他告诉记者,磁介质包括磁带、磁盘、硬盘等。硬盘的存储量可达上百G,但由于现在硬盘数据存储密度提升的空间已经有限,基本不太可能出现单碟1000G的硬盘,所以如果硬盘体积不变,容量难以实现大幅突破。而CD、DVD等光介质存储对表面积的要求更大,磁介质可以分几层存储数据,光介质只能单层平铺保存信息,单位存储量更小。

DNA可以很好地解决这一存储量的问题。甄二真表示,这不仅与四位运算的特性有关,也与DNA特有的双链螺旋结构有关。这一结构可以把DNA序列压缩得足够小,整个立体空间都可以利用,比磁介质和光介质的平面存储更具优势。按照哈佛团队给出的数据,“一克DNA即能储存上千亿个千兆字节,相当于1000亿张DVD光盘的内容”。

此外,合成DNA的稳定性也很优秀。陈光介绍,磁介质是建立在电磁的基础上,工作环境受到限制,容易出现消磁等现象;而光介质受环境影响小一些,但耐久性不理想。与这两者相比,合成DNA不存在细胞死亡、变异等影响,在室温下很稳定,甚至可以存放数万年而不变。

尚难大范围应用

对于DNA存储的前景,此项目另一位负责人瑟里拉姆·库苏里(Sriram Kosuri) 表示,随着DNA合成、测序价格的不断下降,这或许将成为长期存储数据的一种选择。而现阶段,它距离商业化还很远。

甄二真表示,不仅是成本问题,DNA存储还存在控制难点。与二进制存储相比较,磁介质0、1之间的转换只需加磁、消磁即可实现,而光介质可以通过刻录机将数据以“平地”或“坑洼”的形式烧写在光盘上,这些都比较容易实现。而将数据“写”入DNA则困难得多,难以做到“即时写”,因此目前只有数据归档等用途。

同样的,合成DNA相当费时。甄二真介绍,目前已经有自动合成仪可以将碱基连接起来,形成DNA序列,但是一般只能连接20到30对碱基,再长就难以实现了。此次哈佛团队采用的也是短DNA序列来编码数据。

与写入数据费时费力相比,利用测序仪来读取DNA存储数据虽然速度也不快,但是甄二真认为,未来测序速度大幅提高相对容易实现,也就是DNA存储有可能做到“即时读”。

在陈光看来,有些应用对写入数据的速度要求不高,只要读取速度可以接受就行了。此外,作为生物介质之一,DNA存储于人体更具“亲和力”,较易与人体蛋白融合。未来有一天也许可以嵌入人体内工作,这时只需存入特定数据就可以了,存储慢的问题就很好解决了。

信息资源存储 篇5

随着云计算如火如荼的发展,虚拟化作为云计算的核心技术也发展迅猛。

Citrix推出的XenServer作为业内虚拟化平台,可以在服务器端同时运行多个虚拟机VM(Virtual Machine),并且向客户端提供这些VM上运行的服务。客户自己没有很高级的硬件配置,也没有自己的操作系统,只需打开自己的机器后,向XenServer申请一台自己的虚拟机,XenServer收到申请后发送给客户端一个符合客户要求的VM。符合客户要求的VM即客户要求的系统,可以是Linux的各个版本的系统或者Windows系统,而且内存和CPU的型号也是客户端自己选择的。客户端打开该虚拟的客户机,就像当前在自己的机器上打开并运行一个实实在在的机器,但其实此VM运行在远方的云端,即XenServer上。这样,客户端不必配置太高,只需能正常客户端管理VM软件即可。客户端如果有工作需要处理,直接对客户端的VM发出命令,具体的计算程序和运行过程将在此VM所在的XenServer处理。基于Citrix的XenServer上的实验来阐述的,在文中下面就以XenServer为代表。

这种为客户端直接提供VM的做法精简而且大大提高了服务器的运行效率,并且避免了单个客户机管理的麻烦,集中管理和维护整个XenServer(或者ESX Server、Hyper-V)上的VM即可。在集中维护客户运行程序的最成功并且最值得推崇的便是动态迁移。

欲了解什么是动态迁移,就得先明白资源池的概念。资源池是由几个同种类型的服务器组成的池,在同一个资源池中的服务器必须运行在相同型号的CPU上。一个资源池还可以拥有自己的存储设备,这些存储设备供池中所有的服务器共享。

下面具体阐述什么是动态迁移。假设一位客户正运行一个Windows形式的VM0,此VM实际运行在云中的一个资源池pool0的服务器XenServer0上,如果XenServer由于某种原因(可能受病毒入侵,服务器系统崩溃,或者其他原因)无法继续运行VM0,如果在此时中止向客户提供VM0的服务,必然会导致客户无法继续进行工作,给客户带来极大的麻烦。动态迁移技术可以将运行在XenServer0上的VM0迁移到同一个资源池pool0中的其他可以运行的VM0服务器上,比如XenServer1上,并且在客户感觉不到的情况下进行迁移,客户感觉到自己的VM0一直在连续地运行,丝毫察觉不出,其实VM0已经转换了运行的环境。这种在VM0不关机的情况下直接转向另一台实际的服务器上的技术叫做动态迁移。动态迁移在XenServer上的实现叫做Xenmotion。

随着云计算的进一步发展,动态迁移的功能有着越来越重要的地位。在实现动态迁移的过程中,起着关键作用的就是要在资源池中提供一块足够大的共享的存储区,在这块存储区上存放资源池中的VM,仅将各个VM实际运行的内存和CPU分配到各个服务器上,这样在实现动态迁移的时候便可以只复制原服务器上运行的VM的内存到目的服务器上即可,不需将磁盘上的所有内容复制到目的服务器,这样极大地缩短了动态迁移的时间,真正实现了客户毫不知情的情况下就迁移的目标。

NAS是网络存储领域重要发展方向之一,它通过基于IP网络的网络文件协议如NFS、CIFS等将存储空间连接到IP网络上,像各种客户端提供文件服务。NAS存储服务器从存储的角度看,是一个文件服务器,它的功能比较单一,就是向各个客户端或者服务器提供文件服务,而且还是通过IP协议。因此使用NAS存储服务器为资源池提供共享的存储设备,不仅各个XenServer服务器访问存储设备极其方便,并且经济实惠,而且取得了动态迁移零停顿的效果。因此NAS存储在动态迁移的应用中得到极大的推广。

在文中将着重讲解使用freeNAS存储服务器为XenServer构造的资源池提供共享的存储空间的过程,并详细解剖freeNAS和XenServer pool共同合作的过程。

2 freeNAS为XenServer pool提供共享的存储

2.1 平台搭建及基本架构

2.1.1 安装和初始设置

以一台Think pad notebook作为host机,此host机为64位,支持DEP技术和VT技术(Virtualization Technology),该host上安装WindowsXP系统。在host上安装VMware Workstation和XenCenter,其中XenCenter可以管理多个XenServer,并提供带界面的管理控制端。

在VMware workstation上安装XenServer1和XenServer2,设置XenServer1和XenServer2的IP地址分别为192.168.128.130和192.168.128.139。XenServer1的本地存储在C盘,为20G;XenServer2的本地存储在F盘,也为20G。

接着在VMware Workstation上安装存储服务器freeNAS1,freeNAS2,选择它们的安装方式为fully installation on the disk。freeNAS存储服务器的本地磁盘分别在D盘和E盘,并且设置每个存储服务器所管理的磁盘大小均为35G。在安装的过程中将分给freeNAS的35G磁盘分为两个MBR格式块,第一个存储块一般选择其大小不超过500M,用于专门安装OS;第二块作为专门的数据块以便后来成为存储设备。安装好后设置存储服务器的IP地址分别为192.168.128.137和192.168.128.129。为了在以后资源池内的主服务器访问公共存储的方式不变,须将freeNAS的IP地址设置为静态。

在host机上打开XenCenter的界面,创建资源池pool0并将两台XenServer加进资源池中。此时的资源池仅有服务器而没有公共的存储空间。因此只能在各个服务器上建立独立的VM,而不能将XenServer1中的VM迁移到XenServer2中运行。

2.1.2 进一步设置

在XenCenter中选择服务器XenServer1作为资源池的主服务器,以后XenCenter只要与主服务器XenServer1连接成功就代表着XenCenter与pool 0连接成功。基于这个道理,只要用主服务器XenServer1的启动器(initiator)发起与freeNAS中的iSCSI target的连接成功,则该iSCSI就成为资源池pool 0中所有服务器共享的存储设备。

XenServer本身包含openiscsi软件,在安装XenServer的过程中会为每个XenServer产生一个随机的名为iqn(iSCSI Qualified Name)的发动器。在XenCenter中左单击任何一个XenServer,在图像界面的右边就会出现该服务器对应的iqn。记下各个服务器对应的iqn。

在host机上打开一个IE网页,在URL栏中输入freeNAS1的IP地址http://192.168.128.137:80/,即通过80端口访问freeNAS存储服务器,打开认证访问存储服务器的网页界面,使用默认的账户admin和密码freenas进入freeNAS的管理界面。

进入Disks下的management,将freeNAS下的磁盘ad0(即在安装freeNAS的时候的第二块作为数据块的磁盘)添加到被管理的对象中并保存。这时仅仅是添加了被管理的对象的一般信息,还没将其加载到被管理的目录下。进入Disks下的Mount Point,选择刚才加进的可被管理的磁盘,选择partition type为MBR partition;Partition number为2,即第二块磁盘;file system选为UFS(freeBSD默认的文件格式);Mount Point Name可以为读者自己任取的名字,这里取名字为data0,该加载点即为/mnt/data0目录,创建加载点保存就完成了把ad0加载到/mnt/data0下的工作。

2.2 实现用freeNAS创建iSCSI存储

2.2.1 用freeNAS创建iSCSI存储

以下用freeNAS1作为示范,详细讲述怎样在单独的freeNAS上创建iSCSI存储块。

在freeNAS1网页的管理界面上,进入Services下的iSCSI Target界面。在建立iSCSI Target之前必须先创建存储块extent,规定客户机或者服务器访问的端口,以及合法的网段下的发动器才能发起连接。

首先选择iSCSI enable,使得freeNAS1提供iSCSI存储功能得以启动。然后规定各个客户机和服务器必须通过特定的端口访问存储服务器提供的共享存储,点击管理界面上Portals,点击添加,给端口取名为tag1,Portals为192.168.128.137:3260,这意味着想要访问存储服务器提供的iSCSI Target存储必须通过存储服务器的3260端口访问。

再点击管理界面上的Initiators,添加允许发动连接的发动器(Initiators),给该Initiators取名为tag1;Initiators为前面2.1.2记录的XenServer服务器的iqn,这里主服务器为XenServer,所以取其iqn,iqn.2009-12.com.example:8b1662a6作为合法的发动器;设置合法的访问网段为192.168.128.0/24,即必须是在这个网段中的发动器通过端口发起的与存储服务器的3260端口(192.168.128.137:3260)的连接。

接着,点击管理界面上的Target,首先添加存储块,添加extent,取名为extent0;Path即为在2.1.2中创建的加载目录/mnt/data0/,不过在这里要在此加载目录下添加文件名,这里取名为share1,给定的文件大小为1024M,即1G。在一步中可以将这个1G的文件转换为iSCSI Target。保存设置好的extent0。点击Target栏目下的添加,设置权限为可读可写;

同理可创建freeNAS2中的iSCSI Target。

2.2.2 XenServer中自带的发动器发动对i SCSI Target的连接

仍然使用freeNAS作为说明的例子。在XenCenter的界面中,选中pool 0。点击创建新SR(Storage Repository),进入发起连接iSCSI Target的向导。在弹出的框中选中iSCSI,点击next,出现连接的界面。给iSCSI Target在pool 0中取名为iSCSI virtual disk Storage;目标主机填写存储服务器的IP地址(192.168.128.137)和访问的端口3260;然后点击发现IQNs,稍等片刻即可发现在存储服务器上的iSCSI Target名字iqn.2007-09.jp.ne.peach.istgt:disk0(192.168.128.137:3260)。此时发现LUN变成可点击,点击此按钮,稍等片刻即发现了LUN0的名字/mnt/data0/share1(192.168.128.137:3260),点击finish,即连接iSCSI Target成功。

这时,在XenCenter的界面上pool 0下出现了一块可用的公用存储块iSCSI virtual disk Storage。

2.2.3 创建freeNAS iSCSI发动器连接另外的iSCSI Target

可以用freeNAS发动器连接到别的提供i SCSI Target的存储服务器上,这样只要资源池中的主服务器连接到一个freeNAS上就可以访问到多个freeNAS上的i SCSI Target。

以freeNAS1向freeNAS2发起连接为例说明存储服务器之间发起存储连接。

在freeNAS1的网页管理界面下,进入Disks下的Management,然后进入iSCSI Initiator,给要连接的iSCSI Target取名为iSCSI Target1;设置freeNAS中的发动器的名字为iqn.2005-09.il.ac.huji.cs:zss;在目标名字栏如实填写freeNAS2中的iSC-SI Target名字为iqn.2007-09.jp.ne.peach.istgt:disk1;在目标地址栏填写freeNAS2的IP地址192.168.128.129保存并应用后,在disk的management下面就会看见freeNAS上多了块iSCSI Target存储。同2.2.2中pool 0发起freeNAS1存储中的连接一样,pool 0可以使用其发动器像连接到freeNAS1存储块一样连接到freeNAS2中的iSCSI Target存储块。实现freeNAS为pool 0提供共享的存储。

在pool 0中XenServer 1为主服务器,一旦实现主服务器上的发动程序与一个存储服务器上i SCSI Target连接成功,则相当于这个iSCSI Target归pool 0所有,pool 0中的所有XenServer服务器都可以随机访问该存储设备。从而实现了存储设备在各个XenServer中的共享。

构建好后的平台架构如图1所示。

2.3 freeNAS创建NFS存储并与pool 0连接

freeNAS不仅可以提供iSCSI Target存储,还可以提供基于NFS协议的存储。

下面以freeNAS2为例,剖析freeNAS提供NFS存储的过程。如2.1.2中所述进入freeNAS1一样进入网页管理freeNAS2的图形界面。进入Service下的NFS,设置NFS enable。设置创建NFS文件的个数,一般设置为4个,这样可提供4个用户的同时访问存储块。点击shares,设置NFS存储。路径同iSCSI Target,设置为加载点的路径/mnt/data1/,即将加载进来的数据存储块作为网络上的存储设备。设置授权的网段为192.168.128.0/24,允许这个网段的客户机或者服务器通过自己的24号端口访问该NFS存储。保存设置,和连接iSCSI Target类似,连接NFS相对来说更简单一些。

C盘为本地存储D盘为NFS或者iSCSI E盘为NFS或iSCSI F盘为本地存储

3 效益

正如引言部分所述,虚拟服务器必须的功能———动态迁移不得不要求各个服务器有共享的存储区。而传统的DAS(Direct Attached Storage直接连接方式)只能增加各虚拟服务器本地的容量,这些本地磁盘空间不能被资源池里的其他服务器任意访问。这样在实现动态迁移的功能时,必须将原资源池里运行的VM所占的磁盘上的数据复制到目的服务器上,这样复制的数据量大大增加,导致客户端在运行的时候能明显感觉到很长时间的停顿,给用户带来极大的不便。使用NAS能方便地解决共享资源池里共享存储空间的问题。与SAN不同,NAS对信道没有很高的要求,只是基于TCP/IP协议,简便易行,快捷而且经济。

参考文献

[1]XenServer Administrator’s Guide5.5.0Update1.http://support.citrix.com/servlet/KbServlet/download/22172-102-641885/XenServer-5.5.0-Update1-reference.pdf.

[2]XenServer Installation Guide5.5.0Update1.

[3]FreeNAS Setup and User Guide.http://freenas.org/documentation:se tup_and_user_guide.

云计算与数字资源存储问题分析 篇6

1云计算技术

1.1云计算的概念

云计算(Cloud Computing)是一种基于internet的计算,它是在分布式处理,并行处理,网格计算等基础上提出的一种新型商业计算模型,是一种新兴的共享基础架构的方法[1]。它是面对超大规模的分布式环境,其核心思想是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统计算分析之后将处理结果回传给用户。其最终目的是充分利用互联网资源,建立功能强大的计算中心,并基于此提供多种多样的计算服务,使用户能够在不同时间、不同地点便捷的享受各种服务[1]。

对于图书馆人而言,虽可能不大理解云计算的内涵,但或多或少已经体验过或正在使用云计算服务,如googleDocs、Facebook等。重要的是理解云计算实质上是一个有关数据和运行数据计算设备范式如何转变的问题。这些问题与数字化生活始终紧紧相连。而云计算,把重点转到远离这些设备能够有效地存储数据和能够运行的应用和设备上,提供了最简单的获取数据和应用程序,这些存储在不同的地方的互联网上。但这些数据怎么放?有相应的技术保证才行,一定不是说把所有的数据放到一起才是云计算!云计算的“云”最根本的是虚拟化,是虚拟化计算!虚拟化并不是把所有东西放在一个地方才叫虚拟化[2]。

1.2云计算在图书馆中的五大利好

1)超强的计算能力:通过一定的协调调度,云计算模式可以通过数万乃至百万的普通计算机之间的联合来提供超强的、可以与超级计算机相抗衡的计算能力,使用户完成单台计算机根本无法完成的任务。在“云”中,使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。因为在云计算模式中,人们不是从自己的计算机上,也不是从某个指定的服务器上,而是从互联网络上,通过各种设备(如移动终端等)获得所需的信息,因此其速度得到了质的飞跃。

2)以用户为中心:在云计算模式中,相关的数据存储在“云”之中,用户可以在任何时间、任何地点都可以以某种便捷、方便、安全的方式获得云中的相关的信息或服务。虽然在“云”里有成千上万台计算机为其提供服务,但对于“云”外的用户来说,他看到只是一个统一的接口界面,用户使用云服务就如通过互联网使用本地计算机一样的方便[3]。

3)实现绿色数据计算:人们需要监管能力更强的计算模型,来充分提高计算效率,不仅仅是计算资源的利用率,而且是从物理上降低设备能耗。云计算的出现大大加快了实现绿色数据计算的步伐。

4)降低了数据外泄的可能性:这也是云计算服务商讨论最多的一个优点。在云计算之前,数据容易被盗,而随着云计算的推广以后,用户可以把自己的数据放在“云”中,只要用户能够接入互联网就能够根据需要随时存取,为网络应用提供了几乎无限多的可能,为存储和管理数据提供了几乎无限的空间。

5)经济实惠:云计算中,用户只需花少量的钱来租用相关的云服务商所提供的相关服务即可。它可以让用户利用很少的投资获得较大的回报,不必担心自己所购买的IT产品被淘汰,因为具体的硬件配置和更新都是由云服务提供商来提供的。用户所需做的只是通过各种设备享受云服务所提供自己需求的信息、知识、服务等[4,5]。

目前国外诸多图书馆组织与协会已在探讨图书馆如何使用云计算,比如图书馆使用云计算提供用户个性化和本地化信息寻求的模式?云可以节省资金和资源使图书馆利用计算机设备更有效吗?用户如何与云交互?我们的服务可能需要修改,以适应新出现的用户模式?有一点是肯定的,无论以何种方式,我们认为对图书馆计算基础设施和架构均需要改变,以便有效地利用云计算。云计算时代已经到来,图书馆需要开始思考如何调整服务,以便有效地适应用户与图书馆互动[6]。

2云计算技术在图书馆中的潜在价值

作为一种新兴的、受到全球关注的技术,云计算技术一经推出,就得到了有关人士的推崇。目前,各有关厂商都在积极走在研制第一线,打造属于自己的云计算产品与服务。例如:IBM推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使的来自全球的应用都可以访问分布式的大型服务器池;Sun公司推出“黑盒子计划”为政府,企业和大学的数据中心随时提供额外的计算能力;国内杀毒软件厂商如瑞星等部署应用了自己的云计算安全平台[7]。可以说,云计算技术也必将在作为数据中心之一的图书馆中得到广泛的应用,而图书馆也必将在即将到来的云时代中获益。

图书馆对于云计算而言,通常有两种角色:一方面是云计算的使用方、受益者,另一方面又可以做云服务的开发者、提供方。前者是作为一个应用机构,后者则是作为向读者提供服务的知识中介。

结合云计算的特点及图书馆的实际情况,云计算技术将给图书馆带来以下重大的转折[8]。

1)确保图书馆服务器的正常运行。现在图书馆中的数据都集中在本馆内的服务器上,而一旦服务器出现故障,图书馆无法给用户提供正常的服务,更严重可能导致数据的丢失。在云计算模式中,“云”中有上百万台服务器,因此即使“云”中的某台服务器出现故障,“云”中的服务器也可以在极短时间内,快速将某台服务器中的数据完全拷贝到别的服务器上,并启动新的服务器来提供服务,从而使图书馆真正实现无间断的安全服务[9]。

2)以极低的成本投入获得极高的运算能力,克服服务器访问限制的瓶颈。普通的服务器的相关硬件资源都有一定的限制,若服务器同时响应用户的数量超过了自身的限制将导致服务器的瘫痪[10]。因此,为确保服务器内数据资源的安全性及服务器的可靠运行,图书馆对服务器的最大服务响应数量及接入终端数量等都进行了一定的限制,如果有数万用户同时使用图书馆中的电子资源,有的用户的访问将出于安全的需要而不被响应。如果图书馆想满足这部分被限制的用户的请求就不得不花费大量的资金购买更高级别的服务器。而应用云计算技术,通过支付少量的费用,图书馆就可获得云模式中百万台服务器提供的服务,用户的请求便可在毫秒的时间内获得响应,从而使图书馆以较低的成本获得较高的效益。

3)在更大程度上进行信息资源共享。通过云计算模式,相关的图书馆之间可以共同构筑图书馆的信息共享空间,这样众多的图书馆就可以分享由大量系统连接在一起而形成的基础设施,而不必更新相关的硬件,图书馆的运行成本在大大降低的同时效率却大幅度的提高。在“图书馆云”中,通过云计算技术,可以随时地获得其他图书馆的资料,使用户的信息需求获得极大的满足。

4)降低有关的维护费用。云计算对用户端的设备要求最低,使用起来也最方便。为了确保图书馆工作正常平稳的运行,图书馆人员需要经常对图书馆的计算机、服务器等终端进行维护、升级和更新。由于云计算模式对于用户终端的配置没有限制。因此,有关的技术人员不必担心需要升级图书馆的相关硬件,因为在“云”的另一端,有专业的管理人员帮你维护硬件,这样工作人员的工作强度就会大大降低。

5)信息更新快

在传统的图书馆服务模式下,用户一般必须使用计算机才能利用图书馆的电子资源。而运用云计算模式,用户使用手机、PDA等设备也可以使用图书馆提供的电子资源服务。图书馆数据库经常在修改添加,相互合作的图书馆每天都有新的信息增加到数据库中,因此用户从图书馆数据库能检索到世界上最新的资料和信息。只需图书馆每个月按照服务类型和实际的使用量付费,如同抄水电煤气表一样,对管理者而言是完全透明的,甚至这个款项是直接从政府采购的帐户中直接划转[11]。

3云计算技术在图书馆应用中的瓶颈问题

虽然云计算技术目前还处于商用的初级阶段,还有许多问题困扰着云计算服务提供商。随着云计算技术进一步发展,以及云计算理念被用户的广泛接受,云计算技术必将成为最为重要的基础设施,基于云计算平台的应用也将成为人们最重要的选择。作为图书馆工作人员需要认真追踪研究以下几个方面:

1)需要确认是否把整个图书馆资源放到“云”中。从理论上说,利用云计算技术,用户只需要通过本地终端就可以通过互联网使用图书馆的相关资源。但实际上,为了安全和稳定,也为了在“云”服务中断或失效时,图书馆仍然能够正常地提供相关的服务,图书馆显然不能把所有的数据资源都放在”云“中,必然要继续在本地保存一些常规的重要的数据依此来作为“云”数据的一个备份。因此,云计算模式并不会完全推翻图书馆现有的数据部署模式,而是在保留原有模式的基础上,使现有的部署模式与云计算模式进行融合,作为现有部署模式的有效补充。图书馆应对现有的数据进行整理,通过研究来确立哪些数据资源可以放到“云”中,哪些数据必须在图书馆现有的模式中予以保留[12]。这是这值得图书馆员需要认真研究的一个方面。

2)数据据位置问题。在现在运行的系统中,许多用户并不清楚自己的数据储存在哪里。用户应当询问服务提供商数据是否存储在专门管辖的位置,以及他们是否遵循当地的隐私协议。所以在建设图书馆这样的公共服务机构的数据库时,可以由国家来主导,成立专门的机构来负责“云”的建立[13]。

3)版权问题。在云计算模式中,各个加入云计算模式的图书馆之间可以通过有关的协议共享彼此的信息资源,就像用户使用本馆的电子资源和使用他馆的电子资源一样。因此在这里带来了版权纠纷问题。因此,图书馆界应针对在云计算模式下的信息资源共享中引起的版权纠纷问题制定切实可行的方案,从而方便用户使用各馆信息资源[14]。

4)所网络的建设问题。由于云计算也是建立在网络的基础上,所以网络的畅通与否就关系到图书馆的资源能否顺利的利用与共享。这是最基础,也是最关键的问题。

4总结

图书馆互联网应用系统将从云计算中得到最强有力的支持,将成为新一代资源与读者匹配的基础核心,而且不仅仅展示图书馆的馆藏资源,甚至可以实现各种新型服务的重组和稀缺服务内容的再现。大型云端图书馆将为各类图书馆提供一种个性化选择,一个充分的空间展示自我能力与需求。为图书馆的资源管理工作提供了方便,为存储和管理数据资源提供了几乎无限多的空间,也为图书馆完成各类数据资源服务提供了几乎无限强大的计算能力。

图书馆数字资源存储与备份 篇7

(1)直接附加存储(DAS,Direct Attached Storage)。 每个服务器或客户端连接自己的DAS设备,这些设备采用SCSI总线连接方式,在硬件上堆叠,不带操作系统,价格相对便宜,适用于数据量增长缓慢且恢复简单的单一服务。由于DAS是整个服务器结构的一部分,存储设备中的信息必须通过系统服务器才能实现共享,不同操作系统下的文件不能共享。随着计算机处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量不断增多,SCSI通道将会成为IO瓶颈。

(2)网络附加存储(NAS,Network Attached Stor- age)。网络附加存储是以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,并集中管理数据的一种专用数据存储服务器,可以看作是痩服务器与DAS网络存储设备结合在一起的整合产品。NAS采用集中式存储结构,提供RJ-45接口和单独的IP地址,可以根据服务器或客户端发出的指令对其进行文件管理。其本身相当于一台文件服务器, 可将其直接挂接在主干网交换机上,即插即用,进行网络数据的在线扩容,从而保证数据流畅存储[1]。DAS与NAS区别在于是否内置服务器,高端的DAS虽然也内置了控制芯片,但NAS的痩服务器通过专业的I/O文件管理可完成比DAS更复杂的工作。由于DAS通过RJ-45接口与网络连接,通道单一,在数据量较大时效率会急剧下降,因此在百兆内NAS作为单一数据库服务存储和文件服务是可行的。

(3)存储局域网(SAN,Storage Area Network)。存储局域网通过专用集线器、交换机建立起服务器和磁盘阵列之间的连接,是一种局域网的高速存储网络,提供计算机与存储系统之间的数据传输。存储设备是指一台或多台用于存储计算机数据的磁盘阵列。SAN将LAN上的存储转换到主要由存储设备组成的SAN上,在大量数据访问时,不会大幅降低网络性能,且使数据的访问、备份和恢复不影响LAN的性能。从本质上说,SAN并不是一种产品,而是一种配置网络存储的技术,这种技术允许存储设备真正地与服务器隔离,使存储成为服务器的共享资源。 在SAN的具体实施中,最重要的是无单点故障,即所有连接都是冗余的,存储通过双通道分别与两个交换机相连, 服务器通过双HBA卡与两个交换机相连。

(4)iSCSI模式。iSCSI(Internet Small Computer Sys- tem Interface)由IBM公司研究开发,是一个供硬件设备使用的可以在IP协议上层运行的SCSI指令集,这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。iSCSI的通信方案和网络基础架构与传统的相同,但需要千兆光纤以太网路由器及相关软件支持,通过网络,以IP数据形式实现存储设备中iCSI数据的传输。SAN架构需要高昂的建设成本, NAS技术成本低廉,但受带宽限制,无法完成大容量存储的应用[2]。iSCSI在两者之间架设了一座桥梁,其基于IP协议,并拥有SAN大容量集中开放式存储的品质。

2存储模式比较

上述存储模式相互之间有融合也有继承,都有自己的优势和应用范围,如图1、图2所示。

DAS和NAS存储区别在于内置的专用存储服务器和文件I/O协议,SAN和iSCSI架构上完全一致,硬件区别在于交换机,主要由于传输协议不同。各种存储方案比较如表1所示。

3数字资源备份

(1)跨平台备份。通过各平台的客户端代理程序与备份主机的协同作业,将所有资料“推”到主机上,以节省作业时间,提高备份效率,达到集中式管理的目的。PUSH技术指当网络管理员对备份主机下达备份命令,备份主机即对客户端程序发布数据打包命令,客户端则自动按主机要求进行数据备份。当所有客户端完成数据备份后,便自动PUSH到备份主机上[3]。目前,这类备份软件很多,如IBM公司的TSM、Commvault公司的Galaxy等。

(2)分级式存储管理。分级式存储管理的目的是为了节省整体系统存储装置的成本,利用成本较低的存储介质存储不常用的资料,以大幅降低整个存储设备的平均成本。分级式存储管理系统HSM (Hierarchical Storage Management)是一个在线备份解决方案,其利用存盘、 MO、CD-RW、磁带进行三级备份,是一套自动化的网络存储管理设备,能自动判断硬盘中资料的使用频率,并自动将不常用的资料转移到速度较慢的MO,最不常用的转移到磁带中[4],从而简化系统管理人员的维护工作,节省重要资料的备份时间。

(3)解脱局域网备份。传统的存储备份工作,需要在数据备份和恢复时通过局域网传输大量数据,从而占用大量带宽,造成系统工作效率的降低。解脱局域网的备份方法可有效解决这一问题,当系统提出备份请求时,通过前端以太网TCP/IP给主机系统发出指令,主机通过光纤通道给其配置数据连接路径,连接到一个磁带机设备,主机系统通过以太网,给磁带机发出装载命令,加载完毕,即可进行数据备份。在这一过程中,真正的数据流直接从磁盘读到服务器,通过光纤连接再写到磁带机,数据流集中在后台的SAN上,使数据备份高效快捷。

4结语

在存储和备份技术不断发展和转变的过程中,用户所需的存储和备份架构要求根据需求进行扩展。DAS会在相当长的时间内具有生命力,SAN和NAS的功能互为补充,而基于TCP/IP协议的存储方案iSCSI可同时具备SAN和NAS的优点。在数据备份方面,跨平台备份和分级式存储管理两种方式将被广泛采用,而基于前端以态网CP/IP协议的LANFREE将是未来数据备份的主体,在未来的大数据时代将发挥巨大作用。

摘要:数字图书馆是以大量数字化信息资源为基础,优质的数字资源能够为数字图书馆提供优质安全的服务。数字资源涉及的数据类型具有多样性,数据量的规模是海量数据,海量数据的组织、存储和备份是数字图书馆系统设计的核心任务,是确保数字图书馆提供安全优质服务的基础。

企业云平台存储资源池设计与实现 篇8

进入云计算时代,IT平台的建设已进入业务需求多元化、建设要求快速化的新形态。传统IT平台的建设周期长、设备利用率低,业务连续性保障机制、容灾机制较弱,而维护复杂性却越来越高[1]。同时各平台基本采用配置独立SAN交换机和磁阵供内部主机使用的方式,使存储自成一体,这种构建方式极不利于新业务平台的及时响应和快速部署。

1需求分析

经过多年建设,某运营商现有各类业务平台40多套, 这些平台分别建设,具有各自独立的服务器、网络设备、存储设备和备份资源。大部分设备的资源利用率很低,存储容量无法在各平台间共享,不能实现统一的调度管理,存储资源整体利用率低,无法实现异构存储平台之间的迁移和复制,复杂SAN环境中的存储资源无法采用统一的容灾策略。

业务量的不断变化,需要下线部分平台,有些平台需要扩容服务器和存储,而新业务需求又要投资建设新平台,这样的建设需求往往很急迫,需要及时响应、快速部署。同时多业务融合需要平台间共享数据,逐步实现统一数据库管理和用户视图。传统模式下的信息孤岛,已不利于业务平台的统一整合和大数据挖掘分析[2]。云计算时代,将计算资源、存储资源、网络资源虚拟化,构建统一的虚拟资源池,实现按需分配,满足业务平台的快速部署已成为必然。

2云平台架构

云平台的硬件资源以高性能刀片服务器和大容量存储设备为基础,利用部分性能较好的下电服务器和存储设备。通过VRM (Virtualization-Resource Management) 模块和CAN(Computer Node Agent)虚拟化软件对每台物理服务器进行虚拟化处理,将单台服务器虚拟为多台虚拟主机,每台虚拟主机都拥有自己的硬件资源[3]。在云平台中,虚拟机以文件的形式统一存放在存储资源中,每台虚拟机通过物理相连的光纤交换机与统一存储资源池进行数据传输,确保了虚拟机与存储资源池的无障碍交互, 其总体架构如图1所示,分为基础设施层、存储资源层和核心应用层。

硬件基础层基于华为FusionComputer的虚拟化架构,包括存储、物理服务器和网络设备。每台物理设备通过虚拟化组件实现资源虚拟化,所有设备通过部署VRM软件的节点集中管理、监控与调度。

存储资源层以华为OceanStor S3900和S5900为主, 同时通过物理服务器的虚拟化将硬盘也纳入虚拟化存储资源池,提供块状存储能力。资源池中除配置这些存储外,部分已有的空闲存储也纳入资源池共享使用,最大限度发挥存储资产的功效。

核心应用层对云平台中的软硬件进行全面监控和管理,向外提供资源的分配与回收、云主机快速部署、资源监控和统计报表等功能,实现各类资源的自动化发放和基础设施的自动化运维管理。

3存储资源池实现

3.1存储资源层规划

云平台的存储配置主要由华为OceanStor S3900、 S5900和S6800E磁阵组成,总容量达到53T,采用SAN存储网络方式,磁盘阵列配置等级为RAID5。RAID5能提供良好的传输速度和数据保护,在磁盘阵列的配置中得到广泛使用。 存储的主机组、RADI级别、RAID容量、 LUN容量等规划如表1所示。

3.2光纤交换机规划

光纤交换机采用高性能的HP AM866B,配置光电端口、接入多模光纤,并支持网络远程管理,实现对端口状态的监控和交换机的设置,所有端口同时全线速工作,全双工状态。云平台的光纤交换机、存储链接规划如图2所示。

在SAN存储网络中,Zone技术非常重要,设计好Zone能消除许多常见问题,同时还能充分发挥系统性能。 光纤交换机上的Zone功能将连接在SAN网络中的设备从逻辑上划到不同的区域,不同区域中的设备不能直接互访,从而实现设备的隔离[4]。

3.3存储性能测试

通过使用IO Meter测试工具,在特定业务模型下测试虚拟主机的虚拟磁盘IO性能情况。

测试场景:S6800E:7+1RAID5,15000SAS,如表2所示。

测试场景:S3900:7+1RAID5,10000SAS,如表3所示。

虚拟机在16K、60%Wirte、100%Random的业务模型下,在队列深度为1和32的情况下,能够获取的IOPS和MBPS均处于正常水平,可以满足虚拟机正常业务的存储性能需求。

队列深度指标主要衡量系统并发处理IO的能力,IO延迟随着队列深度的增加而增加。随着IO数目的增多, 存储设备提供的最大IOPS处理能力也会很快达到[5]。 因此队列深度为1的情况更多表明,单个虚拟机运行正常业务时能够获取的最大IO能力;队列深度为32的情况更多表明云平台能够获取的单个存储设备(主要指LUN)上的最大存储能力。以上述获取数据为例,LUN采用9+1磁盘RAID5方式组成,单盘为SAS 10000转,按照通用标准,该LUN提供的IOPS能力粗略计算为:150*10= 1500IOPS,这和实际测试的数据基本一致。

通过测试结果可以看到,云平台虚拟机的存储性能正常,完全能满足业务系统的各项要求。

4结语

本文云平台已承载十多套业务系统运行半年有余,尚未出现故障。构建统一的云平台和存储资源池,可减少相互独立或闲置的平台,简化存储基础架构。统一存储资源池能为SAN内的多个应用提供共享存储服务模式,从而提高存储利用率,具有灵活的可扩展性、良好的性能以及数据可用性,避免了各个业务平台独立建设带来的弊端。 该云平台具备全面操作与维护功能,提供了较为完备的基础设施虚拟化能力和大容量的存储资源池,有力支撑了运营商业务的稳定可靠运行。

参考文献

[1] 石屹嵘,段勇.云计算在电信IT领域的应用探讨[J].电信科学,2009(9):24-28.

[2] 石磊,部德清,金海.Xen虚拟化技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2009:5-10.

[3] 耿昌兴.基于Hadoop的新校区云计算存储服务平台设计与研究[D].天津:天津大学,2012.

[4] 梅圣民.云计算存储安全技术研究[D].长春:吉林大学,2014.

信息资源存储 篇9

关键词:云存储;信息化教学;云计算

随着现代技术的发展,信息化教学已经渗透到教学的各个领域,它也是高职院校现代化教学的重要组成部分,对学生和教师的现代信息素养起到了非常重要的作用。虽然当前有很多高职院校在信息化教学环境的建设方面投入了大量的资金,但信息化教学的有效度仍然不高。而云存储是现代计算机系统中的一种重要的存储方式,它势必促进信息化教学。

首先,我们看看什么是云存储。

云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。 当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。云状存储系统中的所有设备对使用者来讲都是完全透明的,任何地方的任何一个经过授权的使用者都可以通过一根接入线缆与云存储连接,对云存储进行数据访问。总之,云存储是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

那么利用云存储如何提升信息化教学呢?

一、利用云存儲解决资源共享,资源不足、不均的问题

用户可以使用“云服务”在 任何时间,任何地点,学习某方面的知识,可以打开手机、PDA或笔记本电脑,在线查看云端的电子教案、视频教学和各种电子图书资源,随时进入模拟实验环境进行某专业的模拟实验。因为所有的数据都存储在云端,用户可以随时随地利用这些想要的资源,可以解决高校间教学资源不能共享,解决资源 不足,不均的问题,降低高校教学资源建设和维护的成本,提高现有资源的利用率,避免相同资源的重复建设同时,现代教育教学需要云存储来提供技术保障,有了云存储,就如同修起了一个大的虚拟的存储池,用户不会看到具体的磁盘、磁带,也不必关心自己的数据经过哪一条路径通往哪一个具体的存储设备,各个学校的资源实现了统一接入和统一管理,提升了设备的利用率,避免了重复投资造成的浪费。云存储共享的特点还使得学校可以实现公文、标准化课件和培训资料等快捷传送,直接显示在每个用户的存储空间中。

二、利用云存储提高教学质量

云存储用于教育时,它将一切教学资源包括文本、图形、图像、动画、声音和视频有机的融合到了一起,这样有利于教学资源的合理高效使用,从而促进教学质量的提高。云存储用于教育教学,可以有效地提高教师的工作效率,也可以打造高效、高可用度的工厂架构,为学校的教学工作提供有力支撑。此外,云存储为今后的“云桌面”打下坚实的基础,到那时候每位师生只需要通过手机登客户端的浏览器,就能借用远程数据中心的计算功能,并实现各种应用。云存储将教师从繁重的教学负担重解脱出来,因为没有云盘之前,教师不得不看大量的教学资料,而且还担心这些资料遗失或损坏,有了云存储,教师可以利用学校为自己分配的账号,将课件、视频等存储于云盘中,以便集中管理,这样不管教师到哪个教室、哪台电脑都可以轻松地同步或下载出来使用,就算不在本校也没有关系,无需使用移动存储设备,避免了不必要的数据丢失,同时也不必担心存储空间的枯竭。有了云存储,教室再也不用背着笔记本或拿着U盘东奔西走了。

三、云存储可以大大降低学校教育资源建设中的软硬件成本

云存储对用户端的设备要求很低,只要拥有可以上网的终端设备、一个浏览器,将终端设配接入因特网就可以实现想做的任何事情,因此,各学校不用频繁的对计算机设备进行更新换代。为学校节省了资金,降低了成本。此外,利用云存储,在虚拟化资源的基础上,云计算能够很好的提供各种业界最新系统和软件环境,保持教学实践与职业需要的同步,使所有的用户可以通过一个简单门户,实现教学实践的基础设施共享,彻底改变传统一对一配置的格局,减少了学校在该类基础设施上的被动重复投资,减轻了资金压力。创建低碳型教育的新型学校,提升了学校的综合竞争力。

四、云存储体现在应用方面

云存储更多的是体现在应用方面,应用存储在存储设备中集成了应用软件的相关功能,使云存储不仅具有数据存储的能力,还具有应用软件的功能,集合了存储器和服务器设备的相关特性,这一技术的发展可以减少云存储中服务器的数量,减低建设成本,减少数据传输环节,提高系统性能和效率,保证整个系统的高效稳定运行。

总之,云存储已成为未来存储的发展趋势,利用云存储整合高校教学资源,可以实现最大限度的资源共享,更方便的使用和管理高校教学资源,目前云存储还处于探索阶段,存在无法回避的风险和问题,在应用中还存在比如资源协调机制、资费问题等,但是,从长远来看,云存储将主要从安全性,便携性,可用性以及数据访问等级来发展,这将是进一步研究的重点。

参考文献:

[1]刘鹏 云计算 电子工业出版社

[2]黎加厚走向教育技术和云服务 远程教育杂志

云存储模式下图书馆数字资源建设 篇10

关键词:云存储,图书馆,数字资源

1 图书馆数字资源存储现状

1.1 图书馆数字资源存储方式比较

传统的数字图书馆服务体系主要解决用户的基本需求, 存储方式大多采用直接附加存储 (Direct Attached Storage, DAS) 技术、网络附加存储 (Network Attached Storage, NAS) 技术、存储区域网络 (Storage Area Network, SAN) 技术等。

(1) 直接附加存储 (DAS) 。直接附加存储是指主机与存储设备之间的直接连接, 存储设备通过SCSI或ATA作为数据接口的存储方式。直接附加存储是目前国内比较成熟的数字资源存储方式, 具有标准统一、兼容性好等优点, 但面对指数型增长的信息量, DAS存储方式存在可靠性和安全性较低的缺陷。

(2) 网络附加存储 (NAS) 。网络附加存储是指直接接在网上的存储设备, 实际上NAS是一台专用的存储服务器, 数据通过网络协议进行传输。网络附加存储支持异构服务器间的数据共享, 在资源存储的可靠性方面也有所改善, 但NAS的数据备份时消耗过多的通信带宽, 导致数据传输速度过低, 另外NAS不支持数据库服务, 因此不适合大型数据库的应用。

(3) 存储区域网络 (SAN) 。存储区域网络是独立于服务器网络之外的高速存储专用网络, 其将存储子系统网络化, 实现真正的高速共享存储目标。SAN是继DAS、NAS之后出现的新兴存储技术, 其具有传输速度快, 扩展能力强, 共享能力高及可靠性、安全性好的特点, 因此SAN成为现在社会主流的存储解决方案。

1.2 图书馆数字资源建设的需求

传统的存储管理机制, 可以支撑一定的系统应用, 满足一般的服务需求, 但随着计算处理能力和网络互连能力的快速发展, 传统的存储方式都已无法适应新的需求, 表现为存储设备价格昂贵、兼容性差、扩展不足、数据安全性低等。这对数据的存储和管理能力产生了新的需求, 图书馆数字资源的建设也面临着新的问题。

(1) 存储对象多样化。图书馆的数字资源一部分来自于购买的电子期刊、电子书及其他数据库, 另一部分源于自建资源, 数据类型多种多样, 除了传统的文本、数据外, 还包括图像、音频、视频, 甚至虚拟机镜像文件、数据库的关系数据等, 使得数据的异构化空前加深。

(2) 资源总量迅猛增长。随着图书馆数字资源建设进程的加快, 对数字资源存储的空间和复杂性需求也在不断增强。无论是自建资源, 还是引进资源, 其总量都是十分巨大, 增长速度也相当快。长期以来, 这些电子资源一直存储在各系统自身所配载的硬盘之中, 这种分散存储状态在存储管理效率、数据安全性、系统稳定性等许多方面均难以尽如人意。为对已有资源的存储环境加以整合, 并考虑到增量资源的潜在存储需求, 迫切需要建设一个不仅具有超大容量, 而且具有良好扩展性的集中存储架构, 满足数字资源不断增长的需要。

(3) 存储的安全高效性。图书馆资源面向终端用户, 访问者多, 访问量大, 对其安全性的要求也较高, 要求存储系统性能稳定可靠, 容错能力强。当设备出现故障或系统崩溃时, 能够及时启动备用系统并及时恢复数据, 防止任何情况下数据的丢失, 确保关键资源的安全存储与关键应用的高效响应, 使数据资源具有更高的可用性。

(4) 存储应用的可扩展性。数字资源建设要有一定的可伸缩性和较强的可扩展性, 能在服务不中断的状态下, 完成在线的升级和扩容。

综上所述, 图书馆数字资源建设不仅要能适应海量存储和不断增长, 同时还要能够满足当今网络环境复杂性和扩展性的不断提高。

2 云存储

云存储 (Cloud Storage) 是云计算的延伸和发展, 云存储是通过集群应用、网格技术和分布式文件系统等功能, 将网络中各种不同类型的存储设备通过存储管理软件集合起来协调工作, 共同对外提供数据存储和业务访问的功能。与传统的存储设备不同, 云存储不仅仅是一个硬件, 而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心, 通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。

源于云计算技术的云存储继承了云计算强大的计算能力, 在云存储模式中, 当用户提交一个查询请求时, 云存储的管理系统将调用云中的所有服务器和存储设备同时搜索众多的数据库, 然后将结果返回给用户。另外, 除了使用PC外, 用户还可以通过PDA, 手机等终端方便、快捷地获得云存储中的相关信息和服务, 无需考虑使用的哪个数据库, 哪个存储设备。在此模式中, 通过应用软件可以实现数据的备份和容灾, 对数据进行统一管理、分配资源、负载均衡, 并可进行可靠的安全实时监测, 从而使数据安全得到最大限度的保证。

3 基于云存储的图书馆数字资源建设模式分析

建设图书馆数字资源云存储平台, 首先要建立一个适合图书馆数字资源存储的分布式存储架构。根据云存储的模型, 构建图书馆数字资源的存储架构, 如图1所示。

与传统的存储模式相比, 云存储模式下的图书馆数字资源建设不仅提供了数据备份服务、网络存储空间, 还提供了基于虚拟化技术和云存储管理平台的资源动态扩展能力和资源池共享架构。基于云存储模式的图书馆数字资源建设由存储设备、网络设备、集群中间件、虚拟服务器、业务管理、公用访问接口以及相应协议标准等多个部件协同作用共同组成。各部分以存储设备为核心, 通过应用软件来对外提供数据存储备份等服务。根据各部分逻辑功能的不同, 云存储模式下图书馆数字资源建设架构由4层组成。

(1) 存储资源层。存储资源层是该框架最基础的部分, 处于整个系统架构的最底层。存储设备可以是FC光纤通道存储设备, 可以是NAS和iSCSI等IP存储设备, 也可以是SCSI或SAS等DAS存储设备。数量庞大并且可以分布在不同的区域, 彼此之间通过广域网、互联网或FC光纤通道网络连接在一起。存储设备管理可通过软件及虚拟化系统实现存储设备的逻辑虚拟化管理以及硬件设备的状态监控和故障维护。

(2) 资源配置层。资源配置层是该框架的核心部分, 该层通过虚拟服务器、集群、分布式文件系统等技术, 实现多个存储设备之间的协同工作, 使多个存储设备可以对外提供同一种服务, 并提供强大的数据访问性能。同时, 通过各种数据备份和容灾技术保证数据不会丢失, 确保整个系统的安全和稳定。

(3) 业务管理层。通过对虚拟系统的管理及各项业务的部署管理, 可根据不同的应用服务接口, 提供不同的应用服务, 实现基于云存储的各项服务的可管可控。

(4) 应用访问层。任何一个授权用户都可通过标准的应用接口来登录, 使用云存储模式下的图书馆数字资源及服务。

在云存储中不同存储设备之间利用集群、分布式文件系统和网格计算等技术, 把存储于分散设备上的信息资源和处理器资源集中在一起, 实现存储设备之间的协同工作, 使多个存储设备可以对外提供同一种服务, 从而大大提高数据访问性能。

4 云存储模式应用于图书馆数字资源建设的优势

云存储模式下的存储不仅仅是存储, 更多的是应用。将先进的云存储技术应用于现代图书馆数字资源建设已成为数字图书馆的发展趋势。通过云的分布式计算, 可为用户提供高效的计算能力和超大数据处理能力, 整合优化资源, 实现最大规模的资源与服务的整合, 为用户的个性化需求提供基础。其优势主要有以下几个方面。

(1) 海量数据存储的安全性与可靠性。云存储模式下图书馆数字资源的安全性不仅要充分考虑传统存储技术或系统可能存在的安全隐患, 还要充分考虑由于新技术或系统引入可能引发的安全问题。云存储模式下海量数字资源不是存储于某个图书馆的服务器上, 而是存储在“云”的服务器上。虚拟化海量存储可采用数据副本的方式进行容错, 通过对每个虚拟盘创建多个副本来提高数据的可用性和访问性能。这种方法不需要维护规模庞大的映射表, 即使磁盘被损坏, 也不会影响正常的读写访问, 更适合在云环境下的海量存储网络系统中实现。显然云存储模式下不会造成数据的损坏和丢失, 确保了数据的可靠性。

(2) 提高了数字资源的更新速度及存储的扩展能力。通过云存储提供的空间和计算能力, 高度的扩展性满足数据增长对存储系统扩容的要求, 修改和添加信息的灵活性可使图书馆间互相补充信息更加方便, 充分适应了图书馆业务的发展。

(3) 实现了不同设备间的信息数据共享。通过云存储模式, 相关图书馆间可构建共享空间, 将数字资源放于存储资源层, 用户只需将电子设备连接至互联网, 就可访问和获取所需的任何数据。

5 结束语

随着云计算技术的发展, 云存储服务将改变图书馆数字资源建设的模式, 成为未来图书馆数字资源建设发展的一种趋势, 它能够有效解决数字图书馆中数字资源存储和服务问题。目前, 虽然云存储在图书馆中的应用还处于初级阶段, 在实施过程中可能会面临很多问题, 但是随着云存储技术进一步的发展和成熟, 将为数字图书馆用户提供服务内容更丰富、信息更安全、存取更高效、操作更简便的存储服务。

参考文献

[1]田立峰.图书馆存储技术方案的选择和应用[J].图书馆工作与研究, 2006 (5) .

[2]周敬治, 修蔽蔽.数字资源存储系统的构建模式及比较[J].情报杂志, 2006 (11) .

[3]刘姝.对高校图书馆建设数字资源存储系统的思考[J].大学图书馆学报, 2008 (6) .

[4]李开复.云计算[J].中国教育网络, 2008 (6) .

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