基于云计算的数字博物馆信息化建设研究

- 3 - 博物馆研究 2012 年第 1 期（总第 117 期） •博物馆学• 摘 要：本文在阐述云计算相关知识 的基础上，论述了云计算在数字博物馆信息 化建设中的应用优势，提出了适用于数字博 物馆的混合云建设模型。针对云计算技术在 数字博物馆应用中可能面临的问题提出了 相应的对策。 关键词：数字博物馆 云计算 混合云模式 网格技术 虚拟化技术 引 言 随着网络技术和信息技术的发展，作 为服务社会、普及历史文化知识的数字博 物馆，在为大众提供方便快捷服务的同时， 也遇到了一些问题。如何对数字博物馆庞 大的历史文化信息资源进行有效的利用和 管理，如何利用较少的、合理的投资解决 数字博物馆的资源共享和分配，传统的构 建模式已经力不从心。在这种背景下，基 于分布式计算特别是网格技术的发展所产 生 的 新 型 服务 计 算 模 型— — 云 计 算 [1] （Cloud Computing），有望从基础设施层 面上解决博物馆网络信息管理和服务中存 在的问题，降低网络信息管理和服务的成 本。 一、云计算概述 云计算是一个基于互联网的网络应用 平台，云计算的“云”就是存在于互联网 上的服务器集群上的资源，它包括硬件资 源（服务器、存储器、CPU 等）和软件资 源（应用软件、集成开发环境等），本地计 算机只需要通过互联网发送一个需求信 息，远端就会有成千上万的计算机为你提 供所需要的资源并将结果返回到本地计算 机，这样，本地计算机几乎不需要做什么， 所有的处理都在云计算提供商所提供的计 算机群来完成。云计算由 Google 提出，随 后在互联网界风起“云”涌，随之而来的 云计算服务和技术平台成功案例层出不 穷，如 Google 的 GFS、MapReduce、 Bigtable、Chubby 和 App Engine，亚马逊 的 Dynamo、EC2、S3、SQS、SimpleDB 和 CloudFront，微软的 Azure、SQL、“.Net” 和 Live 服务，开源云计算平台的 HDFS、 HBase 和 Eucalyptus，VMware 的虚拟化平 台等。云计算作为一种新兴的计算模型， 正在改变着世界的运作方式[2,3]。 1．云计算的特点和优势 要多少，有多少；用多少，付多少。 云计算提供了高速的计算、安全的存储。 云计算中心维护用户的系统和数据，用户 无需自己的 IT 技术人员，只需向云计算平 台购买云服务，计算和存储都在云中（网 络），用户只需一台可以连接互联网的电子 设备即可，就像用电和用水一样，无需建 基 于 云 计 算 的 数 字 博 物 馆 信 息 化 建 设 研 究 卢 民 - 4 - 立自己的发电厂或水库。用户可以节省大 量的 IT 投资和维护成本。 2．计算的服务层次 根据云计算所提供的服务类型，将其 划分为 4 个层次：应用层、平台层、基础 设施层和虚拟化层。 应 用 层 对 应 SaaS （ Software as a Service）软件即服务，如：Google APPS。 通过浏览器将程序传给要服务的用户，这 些服务可能通过访问其他计算机的部件， 比如软件，直接和最终用户通信，具体应 用如亚马逊简单排列服务，谷歌地图等。 平台层对应 PaaS(Platform as a Service) 平台即服务，如：Google APPEngine。这 种形式是提供开发环境、服务器平台、硬 件资源等服务给用户，用户可以在服务商 提供的基础架构上开发程序并可以通过互 联网和其它服务器传给其他用户。 基础设施层对应 IaaS(Infrastructure as a Service)基础设施即服务，如：Amazon EC2，IBM Blue。提供计算的基础设施平 台，通常是虚拟化的环境作为一项服务。 虚拟化层对应硬件即服务，结合 PaaS 提供硬件服务，包括服务集群即硬件检测 等服务。 3．云计算体系结构 云计算是一个强大的“云”网络，承 载着众多并发的网格计算和服务，利用虚 拟化技术扩展到每台服务器，将各自的资 源整合起来提供超级计算和储存能力。如 图一所示： 图一 用户界面：用户通过请求来获取服务 的界面，云的入口，用户可以通过浏览器 取得服务和管理信息。 服务目录：用户操作的集合，用户根 据自己的权限选择相应的服务，对服务可 以在权限内进行各种操作。 管理系统和部署工具：提供管理和服 务，管理用户并对用户授权、认证登录进 行管理，以及管理可用的计算资源和服务， 接收用户发送请求，根据用户请求转发到 相应应用程序，调度资源，动态部署、配 置和回收资源。 资源监控：监控和计算系统的资源使 用情况，并迅速做出反应，完成节点同步 部署，负载均衡和资源监控，确保资源能 分配给合适的用户。 服务器群：虚拟的或物理的服务器， 由管理系统管理，负责高并发量的请求处 理、大运算量的计算处理，用户 web 应用 服务，云数据存储时采用相应的数据切割 算法，用并行方式上传和下载大容量数据。 云计算作为一个新兴的技术，许多研 究还处于起步和发展阶段。在目前的研究 中，云计算在图书馆、档案馆建设中的应 用讨论较多，鉴于博物馆历史文献资料、 藏品信息与图书馆图书资料、档案馆文献 资料之间的相关共性，将云计算核心理念 - 5 - 推广应用到数字博物馆建设中的实践有其 存在的立论依据，但是目前博物馆在这方 面的研究还很少。云计算作为计算机网络 发展的一个趋势、一种处理信息资源的超 前理念，给文博事业的发展带来了许多新 的启示。 二、 基于云计算的数字博物馆建设研 究 数字博物馆本质上是一种信息资源体 系，虽然比传统的博物馆取得了较大的进 步，但在现阶段，数字博物馆的信息资源 建设面临着存储技术、检索与虚拟信息展 示技术、信息资源重复建设、信息需求与 资源共享的困境。在云计算环境下，博物 馆藏品信息和历史文献资料的处理将会发 生巨大的变革。 1．云计算在数字博物馆应用中的良好 效果 （1）确保藏品信息资料服务器的可靠 运行，降低出错概率。在现行的数字博物 馆中，历史文献、藏品信息都存储在计算 机中，一旦计算机硬件设备发生故障，辛 辛苦苦积累起来的数字资源很容易在瞬间 全部丢失。运用云计算模式，由于“云” 中有数百万台机器，即使其中某台出现故 障，“云”中的服务器也可以在极短的时间 内，利用克隆技术快速地将某台机器中的 数据完全拷贝到其他的机器中，从而保证 了数字博物馆信息真正的实现无间断的网 络安全服务。 （2）最大范围的实现信息资源的共 享。通过云计算模式，博物馆之间可以共 同构筑信息共享空间，参加合作的博物馆 可以分享连接在一起的基础设施，不必更 新相关的硬件，在降低博物馆运行成本的 同时，服务效率也有所提高。合作的博物 馆之间，通过云技术实现信息资源的传递 降低了文献信息传递的延迟，使各博物馆 的需求得到了最大限度的满足。在云计算 中，博物馆的相关电子资源存储在“云” 中数百万台机器中，而不是存储在某几台 机器中，这样博物馆的信息资源可实现全 国乃至全球存取，促进各博物馆之间的交 流与提高。 （3）降低硬件设施的投入与维护费 用。数字博物馆内有大量的计算机、服务 器等终端设备，为了确保数字博物馆工作 的正常运行，博物馆工作人员要经常对设 备进行维护、升级与更新。由于云计算模 式对用户终端设置没限制，因此没有必要 在博物馆计算机相关硬件的更新上花费大 量财力。而且服务器的日常维护由云服务 提供商提供，这样可以大大降低博物馆工 作人员的工作强度，简化工作队伍，实现 科技创新。 （4）方便浏览博物馆藏品信息，更好 的为大众服务。在传统的数字博物馆管理 模式中，用户一般要使用计算机才能浏览 博物馆中的电子资源，而在云计算模式下， 用户可以使用手机、PDA 等设备来获取数 字博物馆的资源。另外，由于云计算模式 提供了强大的无线接入功能，未来用户可 - 6 - 以通过各种类型的终端高效的利用博物馆 中的电子资源，最大程度的发挥博物馆服 务功能。 2．基于云计算的数字博物馆建设模型 综合云计算的特点及优势，本文提出 了一种应用于数字博物馆的混合云应用模 式[4,5]，如图二所示。在该模式里，各数字 博物馆专用云形成全国的博物馆云集，各 公司、社会团体、组织机构等的公用云形 成外部云集，这些云集共同为各数字博物 馆服务。博物馆用户可以通过 PC、笔记本 电脑、手机和 PDA 等各种终端获取云计算 所提供的服务，当本博物馆的专用云不足 以满足需求时，数字博物馆专用云自动向 全国博物馆云集里的其他数字博物馆请求 帮助，如果博物馆云集里没有足够的资源 协助时，博物馆专用云向外部云提出资源 申请。 图二 值得注意的是，数字博物馆专用云之 间、数字博物馆专用云与外部公用云之间 应该采取统一的资源共享 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 和标准，只 有这样才能达到各云的无缝集成和共享。 数字博物馆信息化建设的目的是为博 物馆文化资源开发与利用提供高效、快捷 的服务，而云计算为用户提供了三个层次 的基本应用服务。因此，我们可以根据三 大基本形式的云计算服务对数字博物馆云 进行分层架构，如图三所示。 图三 如图三所示，由下至上，可将数字博 物馆专用云分为基础设施服务层、云平台 服务层和应用服务层，下层为上层提供服 务支持。目前，全国数字博物馆的网络数 据处于分布式存储、分布式访问的状况， 参观者要检索博物馆藏品的信息要通过不 同的数据库检索系统。基于云计算的数字 博物馆，在技术上能将分布式存储的数据 库和一站式的检索界面相结合，参观者通 过检索界面将检索请求提交给云计算服务 器，云计算服务器根据用户提交的请求进 行处理，将处理结果调配存储在分布式云 存储服务器里，并将结果提交给用户。基 于云计算的数字博物馆为用户提供了一个 广阔的平台，充分整合了各数字博物馆的 文化信息资源，为各数字博物馆工作的开 展提供了极大地便利。 3．云计算在数字博物馆应用中面临的 问题 - 7 - 云计算作为一个刚刚兴起的技术，还 有许多问题(诸如安全、性能、标准、成本 等)有待进一步完善与提高。为了数字博物 馆更好的应用云计算技术，博物馆相关人 员还应重点关注以下几个问题： （1）数字博物馆建设的问题。基于云 计算的数字博物馆是在数字博物馆的基础 上建立起来的，因此博物馆的数字化建设 是基础。数字博物馆的建设是一项庞大工 程，目前在数字博物馆的建设中所遇到的 有关技术方面的问题[6,7]主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在以下 几个方面：存储问题；数据库技术；信息 资源组织方式；索引、检索；多媒体技术； 人机交互；信息安全等方面的问题。要想 建立一个基于云计算的博物馆乃至博物馆 群，首先应该建立好数字博物馆，解决好 上述问题。 （2）确定哪些博物馆资源放到“云” 中。从理论上讲，现有的博物馆电子资源 都可以放到“云”平台上，但实际上，为 了安全和稳定以及防止“云”服务中断或 失效，博物馆必然要继续在本地保存一些 重要数据，为“云”数据做一个备份。因 此，云计算模式并不能完全取代数字博物 馆现有的数据部署模式，而是在保留原有 模式的基础上，使现有的模式与云计算模 式相结合，作为现有模式的有效补充。实 施云计算数字博物馆建设的关键就是要清 楚哪些资源可以放到“云”中，那些资源 必须保留在本地。 （3）有关协议与接口问题。由于各家 博物馆的情况不同，所以服务器的配置和 所使用的服务器操作系统也千差万别。为 了能更好的运用云计算技术，更好的接入 “云”中，博物馆目前应该密切关注云服 务提供商针对不同的操作平台开发的接口 软件，或者联合开发适合本馆情况的接口 插件。 （4）信息资源共享中的版权问题。在 云计算模式中，各个加入云模式的数字博 物馆之间可以通过有关的协议共享彼此的 信息资源，各博物馆利用云模式在方便用 户、提高信息资源共享自由度的同时，也 带来了版权纠纷问题。因此，在信息共享 方面制定切实可行的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，从而方便用户 使用各个博物馆的信息资源[8]。 （5）数据安全问题。由于博物馆一些 信息具有保密性，数据安全对博物馆非常 重要。虽然从理论上讲应用云计算技术博 物馆数据将变得更加安全[9,10]，但是，我们 同样不能忽视云计算公司的管理策略、公 司信誉甚至国家政策对云计算数据的安全 带来的影响。 4．发展基于云计算的数字博物馆的策 略 为了能将云计算这一新兴的技术应用 到数字博物馆的信息化建设中，使博物馆 发挥其最大的社会服务功能，今后我们应 该在以下几个方面做出努力： （1）加强博物馆基础设施建设。根据 数字博物馆的功能需要，基础设施建设主 要包括：计算机网络系统、藏品管理系统、 - 8 - 办公自动化管理系统、图书资料系统、网 站系统等，并在此基础上建立一套满足博 物馆信息化需要的综合智能化管理系统和 网络架构。 （2）制定相关的云计算政策标准。虽 然云计算的出现为博物馆信息化建设提供 了方便，但是由于云计算技术刚刚起步， 文博界还未制定关于云计算的相关行业标 准。如果没有一个统一的标准和规范，博 物馆建设将在应用云计算方面受到很大的 限制。 （3）提供对基础设施的统一监管。建 设对博物馆“云”范围内的基础设施统一 管理的平台，实现博物馆资源供应的自动 化，从而有效的减少人工操作。使整个博 物馆信息环境的维护工作更加简单规范。 （4）加强人才队伍建设。云计算环境 下的数字博物馆是一个高科技的项目，需 要一批具有博物馆管理与服务、系统开发 维护、数据库加工分析等方面专业技术人 才。因此，应该根据实际需要引进一批专 业技术人才，组织相关的在职员工进行知 识 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 ，提高博物馆工作人员的整体素质。 三、总结与展望 随着社会信息网络化的发展，博物馆 的建设与发展正在发生着巨大变化，从传 统的博物馆到数字博物馆，再到基于云计 算的数字博物馆，先进的技术给博物馆的 建设带来了好处的同时也带来了诸多挑 战。当然做好云时代的数字博物馆，首先 要把现在的数字博物馆做好，在完善的数 字博物馆基础上，充分利用数字博物馆的 资源，使全国乃至全球的数字博物馆融为 一个大家庭，弘扬本民族及人类的文明成 果，云计算技术将会对文博事业产生深远 的影响。提前着手探索云时代的数字博物 馆信息化建设是很有意义的，本文只是做 了些基础性的探讨，希望对今后云时代的 数字博物馆建设起到抛砖引玉的作用。 参考文献： [1] 殷康. 云计算概念、模型和关键技术[J]. 中兴通讯技术,2010 年 04 期. [2] 张建勋,古志民,郑超. 云计算研究进展 综述[J].计算机应用研究, 2010 年 02 期. [3] 唐迪, 黎琳. 云计算在科研信息化建设 中的应用[J].办公自动化,2011 年 02 期. [4] 曹泰峰,李端明. 云计算在高校信息化 建设中的应用研究[J].现代情报,2010 年 08 期. [5] 曾龙海,张博锋. 基于云计算平台的虚 拟集群构建技术研究[J].微电子学与计算机, 2010 年 08 期. [6] 谢景卫,曹学军. 数字化博物馆建设研 究与探讨[J].科技咨询导报,2007 年 12 期. [7] 朱戈. 对博物馆数字化建设面临问题 的探讨[J].边疆经济与文化,2010 年 05 期. [8] 石美清. 云计算对图书馆数字信息资 源建设的影响[J].图书馆理论与实践,2010 年 05 期. [9] 冯登国,张敏,张妍,徐震. 云计算安全研 究[J].软件学报,2011 年 01 期. [10] 罗迪. 云计算环境下的数字图书馆信 息安全研究[J].科技文献信息管理,2011年 01期. （作者：山东省博物馆，计算机应用技术硕 士研究生，主要研究方向：博物馆信息化、 博物馆智能化管理）