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網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展與數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)
【內(nèi)容提要】網(wǎng)格是近年來(lái)興起的一種前沿信息技術(shù)。本文分析了網(wǎng)格技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容和特點(diǎn)，介紹了網(wǎng)格技術(shù)研究的進(jìn)展，論述了網(wǎng)格技術(shù)在數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)中的應(yīng)用以及一些相關(guān)的問(wèn)題。【摘 要 題】數(shù)字圖書(shū)館論壇
【關(guān) 鍵 詞】網(wǎng)格技術(shù)/因特網(wǎng)/數(shù)字圖書(shū)館
1 網(wǎng)格技術(shù)的特點(diǎn)及其意義
網(wǎng)格(Grid)是近年來(lái)興起的一種前沿信息技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。它的思想來(lái)源于電力網(wǎng)格，目的是將計(jì)算能力和信息資源象電力網(wǎng)一樣通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形式方便地傳送到用戶(hù)中。網(wǎng)格是高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)資源、因特網(wǎng)三種技術(shù)的有機(jī)組合和發(fā)展，它把分布在各地的各種計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，進(jìn)行資源共享。美國(guó)網(wǎng)格項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人之一伊安·福斯特在他所主編的題為《網(wǎng)格：21世紀(jì)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的藍(lán)圖》一書(shū)認(rèn)為：“網(wǎng)格就是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)。它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為科技人員和普通用戶(hù)提供更多的資源、功能和交互性�；ヂ�(lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等通信功能，而網(wǎng)格的功能則更多和更強(qiáng)，能讓人們透明地使用計(jì)算、存儲(chǔ)等其他資源�！币虼耍W(wǎng)格是一個(gè)一致、開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算環(huán)境的信息基礎(chǔ)設(shè)施，支持聚合地理上廣泛分布的高性能計(jì)算資源、大容量數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)資源、軟件和應(yīng)用系統(tǒng)、高速測(cè)試和獲取系統(tǒng)、以及人力等各種資源的合作問(wèn)題求解系統(tǒng)的構(gòu)造。
網(wǎng)格的根本特征是資源共享。它把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)虛擬計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)各種資源的全面共享。目前因特網(wǎng)上各種信息資源由于分散在不同的地方，要進(jìn)行資源共享十分困難，并且利用效率比較低。網(wǎng)格則可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源包括硬軟件資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、信息資源、知識(shí)資源等的全面連通，通過(guò)網(wǎng)格系統(tǒng)進(jìn)行利用，使網(wǎng)絡(luò)信息資源能充分利用，從而發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)信息資源的價(jià)值。
網(wǎng)格是因特網(wǎng)應(yīng)用的新發(fā)展。有人把網(wǎng)格看成是未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是繼因特網(wǎng)之后的第三次互聯(lián)網(wǎng)浪潮，是“下一代因特網(wǎng)”、“新一代Web”等。因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)頁(yè)等的聯(lián)想，而網(wǎng)格的性能比因特網(wǎng)具有更強(qiáng)的功能：首先，網(wǎng)格比因特網(wǎng)具有更大的帶寬，歐美的網(wǎng)格計(jì)劃都使用更高速度的主干網(wǎng)。第二，網(wǎng)格上將有更多高性能計(jì)算機(jī)，它的計(jì)算速度、數(shù)據(jù)處理速度可以大幅度提高。第三，網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)將比因特網(wǎng)更能有效地利用網(wǎng)絡(luò)信息資源。網(wǎng)格采用廣域緩存技術(shù)，能夠自動(dòng)把用戶(hù)最需要的信息放在離用戶(hù)最近的服務(wù)器上。第四，網(wǎng)格將促進(jìn)更多、更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的出現(xiàn)，這些相互聯(lián)結(jié)的社區(qū)最終構(gòu)成一個(gè)龐大的網(wǎng)格社區(qū)。
網(wǎng)格將帶來(lái)一場(chǎng)互聯(lián)網(wǎng)的革命。互聯(lián)網(wǎng)的作用是將各種計(jì)算機(jī)連結(jié)起來(lái)，而網(wǎng)格是將各種信息資源連結(jié)起來(lái)�；ヂ�(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)硬件的連通，Web實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)頁(yè)的連通，而網(wǎng)格試圖實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全面連通，包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等。網(wǎng)格的應(yīng)用將會(huì)遍及各個(gè)領(lǐng)域，從而給各行各業(yè)帶來(lái)巨大的效益。正如IBM深度計(jì)算研究所所長(zhǎng)比爾·普里布蘭所說(shuō)，網(wǎng)格和高性能計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)的根本目的就是輔佐人類(lèi)實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器共生，從而解放人的大腦，提高社會(huì)的生產(chǎn)力。有人認(rèn)為，美國(guó)70年代對(duì)因特網(wǎng)的研究導(dǎo)致了今天網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的繁榮，而現(xiàn)在對(duì)網(wǎng)格的研究可與當(dāng)年的因特網(wǎng)研究相提并論，可以預(yù)料10年后的網(wǎng)格將如同今天的因特網(wǎng)一樣，普及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，從而起到重大的作用。
網(wǎng)格將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)，從而帶來(lái)許多機(jī)會(huì)和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)美國(guó)《福布斯》雜志的預(yù)測(cè)，網(wǎng)格技術(shù)將在2005年達(dá)到高峰。如果網(wǎng)格技術(shù)能按預(yù)期的17%年增長(zhǎng)率持續(xù)發(fā)展的話(huà)，那么，在2020年將會(huì)形成一個(gè)年產(chǎn)值20萬(wàn)億美元的大產(chǎn)業(yè)，將對(duì)世界社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的影響。
2 網(wǎng)格技術(shù)的興起和發(fā)展
網(wǎng)格技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物�，F(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)和信息，而利用這些數(shù)據(jù)需要更大的計(jì)算能力，許多領(lǐng)域的計(jì)算和資源共享問(wèn)題促使要利用分布在各地的計(jì)算機(jī)和信息資源，只有通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，才能共同完成有關(guān)的任務(wù)。網(wǎng)格可以連接廣域范圍內(nèi)不同標(biāo)準(zhǔn)的異構(gòu)“孤島”，形成龐大的計(jì)算和信息共享體系。由于網(wǎng)格是因特網(wǎng)進(jìn)一步的發(fā)展，因此它一經(jīng)提出就受到世界各國(guó)的高度重視。
美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家都啟動(dòng)了大型網(wǎng)格研究計(jì)劃。美國(guó)政府用于網(wǎng)格技術(shù)的基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)則高達(dá)5億美元。目前美國(guó)正規(guī)劃實(shí)施一個(gè)宏大的網(wǎng)格計(jì)劃“全球信息網(wǎng)格(Global Information Grid)”，預(yù)計(jì)在2020年完成。美國(guó)國(guó)防部和歐洲能源機(jī)構(gòu)等在三年前先后采用了網(wǎng)格技術(shù)，并得到了產(chǎn)業(yè)界的大力支持。英國(guó)政府已投資1億英鎊用來(lái)研制“英國(guó)國(guó)家網(wǎng)格(UK National Grid)”，將英國(guó)主要大學(xué)的超級(jí)計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)格技術(shù)和高速寬帶連接起來(lái)，并計(jì)劃將這一系統(tǒng)面向企業(yè)用戶(hù)開(kāi)放。日本的NTT Data計(jì)劃進(jìn)行一項(xiàng)網(wǎng)格計(jì)算試驗(yàn)，將有包括家庭、企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的100萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)相聯(lián)，其總處理能力將比現(xiàn)有的最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)還要快5倍。許多信息產(chǎn)業(yè)界的企業(yè)也相繼實(shí)施網(wǎng)格研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃，如IBM公司正在研究一種能被多家科研單位和眾多用戶(hù)同時(shí)使用的超級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)格。2002年5月，IBM與一家名為Butterfly.net的公司合作開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)視頻游戲平臺(tái)——“蝴蝶網(wǎng)格(Butterfly Grid)”，使用了多臺(tái)通過(guò)光纖連接的Linux服務(wù)器，采用分布式人工智能技術(shù)，支持無(wú)限用戶(hù)數(shù)量以及數(shù)以百萬(wàn)用戶(hù)同時(shí)在線(xiàn)的視頻游戲。另外，Butterfly.net還計(jì)劃推出相應(yīng)的開(kāi)發(fā)工具，供網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)的開(kāi)發(fā)商使用。蝴蝶網(wǎng)格的技術(shù)核心是網(wǎng)格計(jì)算，是真正意義上的第一個(gè)商用網(wǎng)格系統(tǒng)。2002年6月，Sun公司推出網(wǎng)格引擎企業(yè)版軟件，該軟件提供了更高水平的控制能力和靈活性能擁有策略管理功能，允許多個(gè)小組根據(jù)公司確定的目標(biāo)共享可用的計(jì)算資源，通過(guò)該軟件Sun擴(kuò)展了它對(duì)開(kāi)放企業(yè)網(wǎng)格架構(gòu)的理念，有關(guān)網(wǎng)格計(jì)算的開(kāi)放方法排除了在異種環(huán)境中利用網(wǎng)格技術(shù)的障礙，繼續(xù)強(qiáng)化了它在網(wǎng)格計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，從而把網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)推向了一個(gè)新的發(fā)展階段。Microsoft也決定支持網(wǎng)格組織Globus企業(yè)建造和管理網(wǎng)格的計(jì)劃。Microsoft的研究部門(mén)還參與了各項(xiàng)分布式計(jì)算研究項(xiàng)目，包括容錯(cuò)遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)，以及建設(shè)分布式系統(tǒng)等。Compaq與加拿大Platform Computing結(jié)盟，為用戶(hù)提供完整的、集成的、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)解決方案。Oracle在其最新版本的應(yīng)用服務(wù)器中推出了全新的Oracle Portal技術(shù)，是面向信息網(wǎng)格的新一代技術(shù)和解決方案。
網(wǎng)格技術(shù)在我國(guó)也開(kāi)始引起重視，863計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)了中國(guó)網(wǎng)格技術(shù)的研究，著手建立我國(guó)的國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境和國(guó)家信息網(wǎng)格，目前正在開(kāi)
發(fā)網(wǎng)格計(jì)算協(xié)議(Grid Computing Protocol)，將應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)資源的連接中。中科院計(jì)算所正在進(jìn)行“織女星網(wǎng)格”研究項(xiàng)目，目標(biāo)是達(dá)到大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力、高性能計(jì)算能力以及具備資源共享和提高資源利用率的能力�？椗蔷W(wǎng)格支持多種應(yīng)用類(lèi)型、多種應(yīng)用模式、多種服務(wù)器和客戶(hù)端設(shè)備，并兼容多種現(xiàn)有技術(shù)。中科院計(jì)算所目前正聯(lián)合國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校開(kāi)發(fā)網(wǎng)格操作系統(tǒng)，將分布在全國(guó)的國(guó)家高性能計(jì)算中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的資源目錄管理。預(yù)料不久的將來(lái)，我國(guó)的信息網(wǎng)格將會(huì)初步建成并發(fā)揮巨大的作用。
3 網(wǎng)格技術(shù)在數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)中的應(yīng)用
數(shù)字圖書(shū)館是綜合運(yùn)用多方面高新技術(shù)支持的數(shù)字信息資源系統(tǒng)，將分散于不同載體、不同地域的數(shù)字化信息資源以網(wǎng)絡(luò)化方式互相聯(lián)結(jié)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源共享。數(shù)字圖書(shū)館是計(jì)算機(jī)可處理的、有序組織的信息集合，是存儲(chǔ)數(shù)字信息的倉(cāng)儲(chǔ)。數(shù)字圖書(shū)館通過(guò)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信息資源的組織和管理，能夠儲(chǔ)存海量信息，用戶(hù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高效方便地進(jìn)行查詢(xún)、檢索服務(wù)。數(shù)字圖書(shū)館具有信息資源數(shù)字化、信息組織非線(xiàn)性化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)方式多樣化等特點(diǎn)。而網(wǎng)格是高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)源、因特網(wǎng)三種技術(shù)的有機(jī)組合，它具有高性能、一體化、知識(shí)生產(chǎn)、資源共享、異地協(xié)同工作、支持開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、功能動(dòng)態(tài)變化等優(yōu)點(diǎn)，為數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)提供了有利的條件。
(1)網(wǎng)格為數(shù)字圖書(shū)館構(gòu)造統(tǒng)一的平臺(tái)。網(wǎng)格技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)是比較明顯地降低建立網(wǎng)站和提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的成本。網(wǎng)格的許多平臺(tái)和資源都是共享的，它將分布在各地的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)等組織成一個(gè)邏輯整體，此基礎(chǔ)上運(yùn)行各自的應(yīng)用網(wǎng)格，為數(shù)字圖書(shū)館提供各種一體化信息服務(wù)的信息基礎(chǔ)設(shè)施。在信息網(wǎng)格中，資源被統(tǒng)一管理和使用，用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)格操作系統(tǒng)透明地使用整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源。網(wǎng)格利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為用戶(hù)提供一體化的智能信息平臺(tái)，創(chuàng)建一種基于因特網(wǎng)的新一代信息平臺(tái)和軟件基礎(chǔ)設(shè)施。在這個(gè)平臺(tái)上，信息處理是分布式、協(xié)作和智能化的，用戶(hù)可以通過(guò)單一入口訪(fǎng)問(wèn)所有信息，而不是像目前的因特網(wǎng)那樣，用戶(hù)需要自己在成千上萬(wàn)的網(wǎng)站中去尋找合適的信息。
(2)網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書(shū)館的信息集成。數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)是一個(gè)龐大的信息工程，涉及到許多方面，只有協(xié)同工作，才能保證正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。網(wǎng)格將分布在不同地理位置的資源通過(guò)高速的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行資源集成，從而提供一種高性能計(jì)算、管理及服務(wù)的資源能力。在分布式的異構(gòu)環(huán)境中，網(wǎng)格技術(shù)能夠精確定位所需的數(shù)據(jù)集，并為后續(xù)處理提供支持。人們利用這些資源就像用電源一樣，不必計(jì)較這些資源的來(lái)源和負(fù)載情況。網(wǎng)格計(jì)算可以合理而有效地將遠(yuǎn)程資源高效地組織起來(lái)，形成網(wǎng)絡(luò)虛擬計(jì)算機(jī)，形成超強(qiáng)的能力。網(wǎng)格已經(jīng)發(fā)展成為連接和統(tǒng)一各類(lèi)遠(yuǎn)程異構(gòu)資源的一種重要的途徑。
(3)網(wǎng)格有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書(shū)館的資源共享。網(wǎng)格把整個(gè)因特網(wǎng)整合為一個(gè)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上所有資源的全面連通，能消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源等多種資源的全面共享。網(wǎng)格提供單一的系統(tǒng)映像，具有透明性、可靠性、負(fù)載平衡等功能。網(wǎng)格支持對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的訪(fǎng)問(wèn)，為用戶(hù)提供統(tǒng)一的訪(fǎng)問(wèn)接口，選擇適當(dāng)?shù)脑L(fǎng)問(wèn)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)提出的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求。網(wǎng)格與目前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不同，網(wǎng)格能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層面的連通，它主要關(guān)注的是如何消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)信息資源的智能共享。網(wǎng)格技術(shù)的進(jìn)一步充分應(yīng)用，能夠極大地提高數(shù)字圖書(shū)館資源的利用效率。
(4)網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書(shū)館的海量數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)圖書(shū)館所要處理的數(shù)據(jù)通常比較大，網(wǎng)格則能夠很好地解決海量數(shù)據(jù)的計(jì)算處理和分析問(wèn)題。它能將分布在不同地方的計(jì)算機(jī)連接在一起，用戶(hù)只需通過(guò)客戶(hù)端發(fā)出要求計(jì)算的指令，網(wǎng)格就把這些任務(wù)調(diào)配給各個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行，然后將各個(gè)計(jì)算機(jī)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果匯總反饋給用戶(hù)，連接的計(jì)算機(jī)規(guī)模越大，計(jì)算能力就越高。此外，通過(guò)網(wǎng)格用戶(hù)還可以在較短時(shí)間內(nèi)把需要的數(shù)據(jù)從不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中找出來(lái)綜合在一起，省去了多次訪(fǎng)問(wèn)不同數(shù)據(jù)庫(kù)的麻煩，并能直接調(diào)用網(wǎng)格中的算法和程序等資源，避免許多重復(fù)性的工作。網(wǎng)格計(jì)算可以智能地分配計(jì)算資源，能夠優(yōu)化現(xiàn)有的計(jì)算資源，更快地解決數(shù)字圖書(shū)館的設(shè)計(jì)和利用問(wèn)題；能夠?qū)?yīng)用程序的每個(gè)部分調(diào)整到最適合它的系統(tǒng)中去，從而以更短的時(shí)間、更低的成本解決有關(guān)應(yīng)用問(wèn)題。網(wǎng)格與數(shù)字圖書(shū)館技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，從而為在分布式異構(gòu)環(huán)境中實(shí)施信息資源發(fā)現(xiàn)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)提供支持。具體而言，數(shù)據(jù)網(wǎng)格通過(guò)提供一組服務(wù)來(lái)支持資源和信息發(fā)現(xiàn)，通過(guò)存儲(chǔ)資源代理使計(jì)算可以在異構(gòu)的存儲(chǔ)資源上進(jìn)行。
(5)網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書(shū)館進(jìn)行知識(shí)管理。網(wǎng)格的知識(shí)生產(chǎn)特性是網(wǎng)格與因特網(wǎng)兩者之間質(zhì)的區(qū)別，因特網(wǎng)本身不生產(chǎn)知識(shí)，人們都是先把信息知識(shí)用其他方式生產(chǎn)出來(lái)以后再放到網(wǎng)上，供用戶(hù)查找利用。而網(wǎng)格則能根據(jù)用戶(hù)的要求自動(dòng)地生產(chǎn)知識(shí)。在知識(shí)生產(chǎn)的過(guò)程中，高性能計(jì)算機(jī)將起到關(guān)鍵的作用，它把從數(shù)據(jù)源得到的各種原始數(shù)據(jù)，運(yùn)行特定的程序加工成信息和知識(shí)。網(wǎng)格可以自動(dòng)地找有關(guān)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行綜合分析和知識(shí)的發(fā)現(xiàn)，形成新的認(rèn)識(shí)�？梢�(jiàn)，網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書(shū)館進(jìn)行知識(shí)管理。隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖書(shū)館的功能和作用都會(huì)得到全面提高，在客戶(hù)提出請(qǐng)求或查詢(xún)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)自動(dòng)處理分析，并把有關(guān)的結(jié)果傳送到客戶(hù)登錄的節(jié)點(diǎn)上，從而使得數(shù)字圖書(shū)館的服務(wù)更加完善。
4 網(wǎng)格對(duì)數(shù)字圖書(shū)館的挑戰(zhàn)
網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用對(duì)數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)提出新的要求，其中比較突出的問(wèn)題是：
(1)安全性問(wèn)題。網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)字圖書(shū)館的數(shù)據(jù)安全保障尤為重要。網(wǎng)格應(yīng)用的最大難題是系統(tǒng)的安全性。由于網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)位于不同地域，節(jié)點(diǎn)的數(shù)字圖書(shū)館間如何安全地共享數(shù)據(jù)資源，如何保證共享數(shù)據(jù)的完整性是要著重解決的問(wèn)題。網(wǎng)格安全主要包括網(wǎng)格系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)傳輸安全、信息存儲(chǔ)安全等。在構(gòu)建完善的安全機(jī)制的同時(shí)，還要避免安全驗(yàn)證耗費(fèi)過(guò)多的系統(tǒng)資源。
(2)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)格應(yīng)用的成功關(guān)鍵，構(gòu)建網(wǎng)格需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和服務(wù)進(jìn)行定義。目前全球網(wǎng)格論壇、W3C以及Globus等標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體都開(kāi)始了籌劃工作，加快全球大網(wǎng)格(GGG)標(biāo)準(zhǔn)的制定。開(kāi)放源代碼網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)組織——Globus正致力于開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格架構(gòu)。在核心技術(shù)上，相關(guān)機(jī)構(gòu)已達(dá)成共識(shí)。由美國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的Globus Toolkit已成為網(wǎng)格計(jì)算事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。作為一種開(kāi)放架構(gòu)和開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施，Globus Toolkit提供了構(gòu)建網(wǎng)格應(yīng)用所需的很多基本服務(wù)，如安全、資源發(fā)現(xiàn)、資源管理、數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)等，許多計(jì)算機(jī)和軟件廠(chǎng)商已宣布將采用Globus Toolkit，目前許多重大的網(wǎng)格項(xiàng)目都是基于Globus Toolkit提供的協(xié)議與服務(wù)建設(shè)的。如何把數(shù)字圖書(shū)館的標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)更好地結(jié)合起來(lái)，從而使數(shù)字圖書(shū)館在網(wǎng)格環(huán)境下發(fā)揮更好的作用是值得我們研究的問(wèn)題。
(3)數(shù)字版權(quán)問(wèn)題。由于在網(wǎng)格環(huán)境下信息資源的共享程度極大提高，知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題相當(dāng)突出。數(shù)字版權(quán)管理是數(shù)字圖書(shū)館產(chǎn)生和快速增長(zhǎng)的需要，是數(shù)字化內(nèi)容傳播發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。它需要利用法律、經(jīng)
濟(jì)、技術(shù)等手段對(duì)數(shù)字化的內(nèi)容信息給予一定的權(quán)益保護(hù)，從而維護(hù)作者和出版商的權(quán)益，鼓勵(lì)數(shù)字化作品創(chuàng)新，促進(jìn)信息的傳播與交流。數(shù)字版權(quán)管理的技術(shù)手段是通過(guò)對(duì)數(shù)字化內(nèi)容的控制，使數(shù)字作品的所有權(quán)人能夠掌握其作品被使用情況，并且獲得相應(yīng)的報(bào)酬。數(shù)字版權(quán)管理系統(tǒng)通過(guò)建立有關(guān)的權(quán)利轉(zhuǎn)讓模型，利用技術(shù)手段對(duì)不同性質(zhì)的作品給予不同的權(quán)利限制，由于數(shù)字化作品的內(nèi)容信息通過(guò)加密控制，用戶(hù)必須要通過(guò)注冊(cè)、獲得許可和使用權(quán)才能使用。只有解決數(shù)字版權(quán)管理才能為網(wǎng)格環(huán)境下信息資源的共享打下基礎(chǔ)。
(4)基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題。網(wǎng)格的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求是非常高的，而目前我們擁有的網(wǎng)絡(luò)帶寬還不能達(dá)到應(yīng)用網(wǎng)格的要求，此外網(wǎng)格對(duì)系統(tǒng)的自管理能力要求也非常高，因此，需要對(duì)現(xiàn)有的信息基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步改造。
(5)系統(tǒng)改造問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)建好后的應(yīng)用移植是網(wǎng)格技術(shù)走向應(yīng)用的最大障礙。網(wǎng)格技術(shù)要求用戶(hù)將原有的系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，并平移到新的系統(tǒng)之中。實(shí)際上很多現(xiàn)有的數(shù)字圖書(shū)館應(yīng)用系統(tǒng)如果將其推向網(wǎng)格環(huán)境，將面臨重新編寫(xiě)應(yīng)用代碼的問(wèn)題，雖然目前已經(jīng)有一些相關(guān)的工具已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，但有許多技術(shù)問(wèn)題仍需解決，還需要進(jìn)一步支持和相互之間合作。
面對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)的指導(dǎo)思想應(yīng)該具有前瞻性，要適應(yīng)將來(lái)網(wǎng)格環(huán)境的發(fā)展需要。首先，在資源建設(shè)方面要特色化。在網(wǎng)格環(huán)境下，由于信息的高度綜合和集成，任何重復(fù)建設(shè)都是毫無(wú)意義的，只能造成巨大的浪費(fèi)。故數(shù)字圖書(shū)館的資源建設(shè)要進(jìn)行合理的配置和相互的協(xié)調(diào)。其次是要增強(qiáng)數(shù)字圖書(shū)館系統(tǒng)的相互可操作性，以便更好通過(guò)網(wǎng)格系統(tǒng)共享資源。再次是進(jìn)一步完善數(shù)字圖書(shū)館協(xié)同服務(wù)，系統(tǒng)模式要走向集成的、多層次的分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)服務(wù)組件集成化。第四是不斷豐富服務(wù)中的交互模型。通過(guò)提供各種交互模型使數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)能夠不斷地適應(yīng)發(fā)展變化的要求，更加具有針對(duì)性和個(gè)性化。
收稿日期：2003-05-08
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