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网格应用虚拟图书馆的进阶
网格应用---虚拟图书馆的进阶
吴颖红
(杭州师范学院图书馆,浙江杭州310036)
[摘要]本文从因特网的发展、虚拟图书馆与网络技术基础几个方面,提出了虚拟图书馆实现网格应用的必要,分析了网格应用亟待解决的问题及相应的对策。
[关键词]网格虚拟图书馆网络技术
[分类号]TP
GGG,theVirtualLibrary’sNewStage
Wuyinghong
(HangzhouTeachersCollegeLibrary)
[Abstract]:
BasedontheInternetdevelopment,GGGisnecessarytothevirtuallibrary.ThenthearticlealsopointsouttheproblemsandsolutionsintheGGGapplication.
[Keywords]:
GGG(GreatGlobalGrid),VirtualLibrary,NetworkTechnology
1.因特网的发展:
网格启动
继传统的因特网、Web的发展之后,网络技术进一步进级。
网格作为一种信息社会的网络基础设施,它将互联网上的所有资源,如计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等实现互联互通,使网络成为一个全球化的信息资源库和信息处理平台,使用者可以在任何时间、任何地点获得来自这个网络的个性化服务。
因此网格是建筑在因特网之上具有更高性能的技术,是对网络的进一步发展与延伸。
近十年来,国内外对网格技术进行了大规模研究并取得了重大进展,各种媒体出现了很多与网格相关的技术名词:
元计算(Metacomputing)、点对点计算(Per_to_peercomputing)、分布计算(Distributedcomputing)、计算网格(Computinggrid)、访问网格(Accessgrid)、信息网格(Informationgrid)、数据网格(Datagrid)、知识网格(Knowledgegrid)等等。
据美国《福布斯》杂志预测,网格技术将在2004-2005年出现一个高峰,推动信息产业的持续高速发展,在2020年形成一个年产值为20万亿美元的大工业。
也许在不久的将来,人们上网是有可能不再用WWW,而改用GGG。
在全民经济和社会发展中,很多领域已经对网格技术提出了更为实际的要求,比如运输业的“综合信息平台”、制造业的“网络化虚拟制造”、能源业的石油勘探与油藏模拟、电子政务中的“资源共享与系统合作”科研中的网络化实验室和虚拟体温台、金融界的“业务集中”、信息服务业的高性能和高质量、系统监控等等。
这一切在促成因特网高速发展的同时业有助于完成网格的技术进级。
2.虚拟图书馆服务的关键环节:
网格技术
虚拟图书馆是一种知识管理实体,它将传统图书馆范畴与远程通信和计算机技术结合起来,通过使图书馆自身拥有的资源与外部的信息资源有效整合来促进每个用户快速存取和使用信息。
实现这一目标和宗旨的关键,就是网格技术的不断发展,它在技术手段上为虚拟图书馆采用新的信息组织方式来建立信息管理的大平台提供支持,同时也逐渐改变着人类信息生产、信息传播、信息分配的传统方式。
虚拟图书馆的建设将是网格技术的直接体现,特别是对于对等计算技术,它反映了图书馆对于高效率、低成本和高可靠性的基础技术环境的要求。
虚拟图书馆的服务平台,是要计算机系统间提高网络的直接数据交换的能力来实现计算机资源与服务的共享,这些资源和服务包括:
信息交换、处理能力、高速缓存、备份设备和文件磁盘空间等。
同时为了更好实现各个子系统间、人机间的交互操作,需要建立统一的语义描述,应用XML语言作为网上的数据交换标准,进而进行统一描述的知识实现系统操作。
虚拟图书馆服务平台体系涉及到各个领域的前沿技术,但它的核心部分和主要功能模块就是网格技术。
网格技术的研究主要包括计算网格、信息网格、知识网格。
其中计算网格是系统层,它为信息网格和知识网格提供系统基础设施,在网格技术中起到基础作用。
以美国Argonne国家实验室研发成功的项目--Globus中所列网络系统结构为例(图1),可以明确网格系统的概念结构就其本质是一种基于协议的层次结构,它的各层机制和功能包括:
图1网格系统结构
2.1构造层其功能是向上提供网格中可供共享的资源,资源是物理或逻辑实体;常用的资源包括处理能力、存储系统、目录、网络资源、分布式文件系统、分布式计算机池、计算机集群等。
2.2连接层其功能是网格中网络事物处理通信与授权控制的核心协议层。
构造层提交的各种资源间的数据交换都在这一层的控制下实现,各资源间的授权验证、安全控制也在这里实现。
资源间的数据交换通过传输、路由及名字解析等机制实现。
2.3资源层其功能是对单个资源实施控制,与可用资源进行安全交流,对资源做初始化、监测资源运行状况、统计与付费有关的资源使用数据。
2.4汇集层其功能是将资源层提交的受控制资源汇集在一起,供虚拟组织的应用程序共享、调用。
为了对来自应用层的共享进行管理和控制,汇集层提供目录服务、资源分配、日程安排、资源代理、资源监测诊断、网格启动、负荷控制、帐户管理等多种功能。
2.5应用层是网格的用户应用程序。
应用程序通过各层的API调用网格上的资源来完成任务。
应用程序的开发涉及大量库函数,为便于网格应用程序的开发,需要构件支持网格服务的库函数。
2.6系统管理控制该系统单元是网格的核心管理控制模块,主要是基于系统科学理论实现网格系统的自组织、动态自适应和网格内系统组件以及网格间的交互操作,进而应用系统工程理论为指导通过联邦的形式基于现有的信息系统(或网格)构件功能更为完善和强大的网格。
虚拟图书馆服务平台是为了服务的宗旨而存在的,现实环境随着社会的发展在不断地发生动态变更,用户的服务要求也是千百万化的,一项服务可能调用全球范围的不同服务器、数据库,利用现有的网络基础、协议规范、WEB技术,创建一种架构在OS和WEB之上的基于Internet的新一代信息服务平台和软件,提供一体化的智能型服务平台是网格技术的目标,也是虚拟图书馆开展服务的关键所在。
3.基于网格技术的虚拟图书馆的实现:
网格发展
利用网格技术建设虚拟图书馆,可以解决目前图书馆建设中的很多难题。
因为网格的巨大信息处理能力,为实现全球范围的一体化智能服务奠定了基础。
不仅便于实现信息的高度共享,同时避免了大量的重复建设,使得欠发达地区也能尽快实现跨越式发展,只要能接入网格,就可以获得一样的信息处理服务,既不需要知道是哪台计算机在处理,也不需要知道数据存储在何处,它总会以最快的速度、最经济的方式返回需要的结果,它的信息处理力平台将会带来永不停顿的服务。
当然要充分体现网格的优势,建设网络上的虚拟图书馆,必须解决一些关键的问题。
3.1网格的开发环境
网格的开发环境必须能在所有当前或及将要出现的硬件和软件基础上操作,在客户的浏览器上能得到快速有效的信息处理结果。
因为用户关注的是向合适资源提交应用,并能迅速获得结果的过程,所以理想的网格环境就是提供无缝式的访问方式,使得可用资源如信息平台、网络协议和管理差别能清晰透明。
3.2元数据
元数据(Metadata)被称为关于数据的数据(dataaboutotherdata),它的专门用来描述数据的特征和属性的、提供某种资源的有关信息的结构数据。
元数据作为描述网络信息资源的根据工具,往往有多个按照规定编码语言和编码方式对信息资源属性进行特征描述的元素构成,使之能按规定的相互联系和整体结构形成具体的元数据格式,应用于特定的主题或专业领域。
因此元数据的提供者必须具备利用元数据改进网络信息资源的综合能力,包括检索的精准度以及对信息资源的控制和管理问题。
3.3中间件技术
网格的重要组成构件是中间件技术。
中间件是解决多种操作系统、不同数据库、异构的网络环境以及多个应用结合成一个有机的协同工作整体,要真正解决虚拟图书馆服务平台分布及应用,就直接需要网格中间件提供技术支持,才使得网格用户通过资源代理或网格应用和资源连接来提供核心服务。
就目前大多数的图书馆现状而言,它已经拥有大量的资源,诸如网络、服务器、操作系统、文件系统、各类型专业数据库等等,这些都是网格技术的底层设施,是网格计算的基础,而在它之上的是应用程序,这些应用程序通过网格计算调用、共享网络资源中尚未完成的任务。
3.4虚拟图书馆的现实技术应用
虚拟图书馆可以认为是许多分支网络通过网格构成的一个网络中心,它可以没有具体的馆舍和藏书,但却可以感觉到它的存在,是一个通过服务平台架构的无形而虚拟的图书馆。
用户的个人电脑通过服务商连接到网格后,就能够随心所欲漫游阅览信息资料。
于此相关联的是,如不满足单纯的数字信息,可以像进入真正的图书馆一样,得到集文字、图像、声音三合一的多媒体信息,这也是对传统阅读行为的挑战。
虚拟技术的现实应用对图书馆最大的贡献是当它与图书情报学相结合后,开辟了图书情报理论与方法的新空间。
4.需要解决的问题:
网格展望
网格在技术上的优势是显而易见的,主要包括:
利用网格技术,可以实现全球范围内的信息共享,减少重复现象,提高资源的使用效率;利用网格技术,可以协调各管理部门的职能,在保护基础信息的基础上为更高层次的服务提供技术上、服务上的全面支持;利用网格技术,可实现一站式服务,具有连锁效应。
网格技术为我们增加了许多新的应用形式,如缓存服务、分类服务、数据挖掘等等;虽然网格技术前景看好,但要构建真正意义上的网格系统,使之应用于虚拟图书馆的建设,仍然面临着不小的挑战。
4.1网络的安全问题
网格应用的最大难题是系统的安全性。
由于网格的节点位于不同地域,节点之间如何安全地共享数据资源,如何保证数据的完整性,是实现图书馆虚拟技术着重需要解决的问题。
虚拟图书馆是面向大众的开放系统,同时由于数据化信息的易于扩散,使它在处理、存储、传输和使用上都很脆弱,不仅易被干扰、滥用、丢失,更有被窃取、篡改、冒用和破坏的可能。
因此应对计算机的网络安全问题是虚拟图书馆发展面临的严峻问题。
大致可以从以下五个方面入手。
(1)按照有关社会法律、法规,来建立一套安全管理的标准和方法。
从法律上加强00控力度。
(2)加强用户的认证,用户认证在网络和信息安全中属于技术措施的基本方法,也是整个安全系统的基础。
用户认证的目的是提供访问控制和确认身份。
用户认证方法按其层次不同可以工具用户持有的证件、用户密码、用户特征三种因素提供认证。
(3)授权。
主要是针对特殊用户而提供的较高级访问权限,同时能及时对用户的活动进行监控,使其不能越权使用。
(4)加密。
加密是信息安全应用中最早开展的有效手段之一,数据通过加密可以保证在存取和传送的过程中不被非法窃取、篡改等,同时加密技术的不断改进也是预防网络黑客的有效手段。
(5)审计和监控。
包括及时做好数据备份防止意外。
这五个方面是相辅相成、缺一不可的。
其中的基本保障是上层保障的基础,上层保障的安全则通过基础保障来逐层实现。
这一系列对用户操作规范、安全政策和教育制定有效的管理标准最终是为规范对授权用户的控制以及最后的审计,最大限度内保证网络的安全。
4.2开发和利用智能搜索工具
网格技术的发展给虚拟图书馆带来了丰富、动态的网络信息资源,同时也对检索机制与工具提出了新的要求。
虽然不前开发的搜索引擎很多,如HYTE-LNET、GopherJewels、Yahoo、Google、AltaVista、Lycos、OpenText、Infoseek、Yahoo等等,但用户想从中方便快捷查找所需信息还有一定的难度。
因为即使是用户有明确的查询要求,搜索引擎也会在返回信息中夹杂很多不相干信息,从中再次浏览和挖掘有用信息就会造成时间、精力和费用的浪费,更何况还有一些需要模糊查询的用户,搜索引擎能提供的帮助就更小了,因此,开发和利用智能搜索系统是虚拟图书馆不可或缺的环节。
(1)为虚拟图书馆提供元搜索引擎的检索机制。
所谓元搜索引擎,是对分布于网络的多种检索工具的全局控制机制,它通过一个统一的用户界面帮助用户在多个引擎中选择和利用最合适的一个或几个搜索引擎来实现检索操作。
元搜索引擎不象一般搜索引擎拥有独立的数据库,却能更多地提供统一联结界面,或者进一步提供统一检索方式与结果整理,形成一个由多个分布的、具有独立功能的搜索引擎构成的虚拟逻辑的整体,实现对虚拟体系中各独立搜索引擎数据库的查询和数据处理。
(2)为虚拟图书馆建立基于Push技术的信息检索系统。
Push(推送)技术通过它的信息代理机制,在用户初次使用时设定所需信息后,能够把网络上的相关信息用推送或者是网播(Netcasting)的方式送到用户面前。
此技术的出现为网络带来了重大变革,使得网络信息流不再是单一的顺序,既可以顺拉也可以逆推,避免了用户的无序查询和长时间等待,提高效率的同时也提高了检索的精准率。
网格提供了一个几乎是独立的、连续的、灵活的、廉价的对高端的访问,几乎不用考虑他们的存在和访问的方法。
同时对网络的资源共享、人机结合也有着重要的指导意义,将为解决复杂的系统问题的综合集成技术打下坚实的技术基础。
网格技术的不断推进,会使得虚拟图书馆不仅是一个独立的资源系统或者是一个基于数字化资源的信息检索、信息服务系统,它的服务平台的外延将更为扩展,是一种以用户为核心来聚合信息资源、信息服务、信息利用的动态机制,最终实现用户利用信息、提炼知识、解决问题的目标,达到真正意义上的人机结合。
参考文献:
1张英朝,等.基于网格技术的电子政务平台体系结构.计算机应用,2002(12)
2王丽华.基于网格技术的虚拟图书馆.情报科学,2004(4)
3叶峰.图书馆自动化系统的网络安全研究.图书馆杂志,1999(10)
4李国杰.信息服务网格--第三代Internet.计算机世界,2001(9)
5FosterI.,KesselmanC.,TueckS.TheAnatomyoftheGrid:
EnablingScalableVirtualOrganizations.IntlJ.SupercomputerApplications,2001
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