25、数字图书馆系统基础设施：构建集成工作支持环境

数字图书馆系统基础设施：构建集成工作支持环境

1. 服务发现与通信机制

在数字图书馆系统中，服务发现是一项关键功能。用户或组件可以通过在运行时环境维护的目录中查找服务的注册条目，来定位特定服务。同时，发布 - 订阅通信支持机制允许所有“订阅者”接收调用服务所产生的结果。此外，一些专门的组件可以充当数据集的大粒度缓存。这些组件通过在服务目录中注册，并宣传其提供对经过一系列操作从原始数据集派生而来的数据集的访问能力，从而变得可被访问。

2. 条款、条件与保证

实现信息经济需要有机制来监控和执行信息内容与服务的用户和提供者之间相互约束的条款和条件，并且要从资产管理转向关系管理。将元数据封装在电子文档中是一种强大的机制，它可以提供由信息材料和服务提供者确定的条款、条件和保证的文档记录。用户在实际使用封装的内容和服务之前，可以在运行时检查这些信息。同时，还可以设计通用的执行机制。例如，正在开发的基于Aurora架构的服务级别管理基础设施，它基于拦截所有针对提供信息内容和服务访问的组件的传入和传出消息的能力，提供了一层间接性，以便执行授权检查、日志记录以及执行商定条件和保证所需的任何其他预处理和后处理操作。

3. 集成工作支持

当前一代数字图书馆系统所支持的信息管理，需要与工作流和群件系统所支持的协调与协作功能相结合，以提供一个集成的工作支持环境。这就需要对电子文档有一个扩展的视图，使其从单纯的电子信息容器演变为数字信息对象，即可以描述为活动复合文档，将信息内容与可执行代码结合起来以引入活动行为。在这个环境中，由于服务和信息内容提供者的自主性，它呈现出一种信息经济的形式，其中封装信息内容和面向业务的服务的软件对象扮演商品的角色，而代表客户端和内容/服务提供者的对象则扮演贸易伙伴的角色。在这样一个类似于市场的环境中，客户端和提供者通过交换和交易服务及信息内容进行交互，相互尊重条款和条件是至关重要的，这也是保护数字图书馆系统中知识产权的基本要求。

为了满足这些需求，正在开发Aurora基础设施。它支持大规模分布式应用的动态组合和配置，以及合同规范、监控和执行。Aurora支持服务流执行模型，其中涉及多个资源的复合服务在工作会话的上下文中作为组件之间的原始服务请求实现，这些组件经过适当配置以实现互操作性。组件被封装在容器中，容器导出统一的接口用于监控和控制，以及管理异步服务请求。开发者的任务是识别合适的组件，并通过类似于脚本的方式将它们“连接”在一起。脚本描述了实现工作流程所需的组件配置，但这种配置可以在运行时进行检查和操作。动态配置通过调用容器导出的状态检查和控制操作来实现。联合目录服务使服务提供者能够发布其服务，客户端能够搜索感兴趣的服务。每个服务提供者为其导出以向客户端提供服务的组件注册条目，每个条目包含一个属性 - 值对列表，允许容器、脚本和开发工具“发现”和利用组件的功能。

以下是Aurora基础设施中组件交互的简单流程图：

graph LR
    A[服务提供者] -->|注册组件条目| B[联合目录服务]
    C[客户端] -->|搜索服务| B
    B -->|返回服务信息| C
    C -->|请求服务| D[组件容器]
    D -->|处理请求| E[组件]
    E -->|返回结果| D
    D -->|返回结果| C

4. 服务级别协议

服务级别管理的概念源于企业数据处理中心，其总体目标是为企业的用户群体定义和维护所需的服务级别。正在进行的关于Aurora架构的工作旨在在动态开放系统中也提供这种功能。

服务级别协议（SLA）记录了服务提供者对于给定客户端或客户端类别的预期行为。SLA中包含的信息明确定义了服务的非功能属性，如可用性、故障处理、性能和安全性，以便为客户端提供指导。这些信息以组件导出的测量和事件规范以及相关控制操作的形式，以及描述支持的保证和执行策略的元数据，补充了服务功能接口的规范。客户端可以根据服务属性的要求，使用这些信息在多个服务选项中进行选择。持续证明符合SLA需要能够生成关于交付服务级别的在线报告，从而实现问责制，即跟踪和维护工作流处理中涉及的所有实体的可用性和性能水平，使其符合预定级别。这对于跨越组织边界的工作会话尤为重要。SLA的执行需要对交付的服务级别和实际资源/服务需求进行在线监控，并能够调用配置和控制操作来影响活动会话的行为。

SLA为客户端提供了关于可靠执行和预期性能的最新保证信息，使动态开放环境中的服务更具可预测性和可管理性。客户端可以使用SLA导出的信息来设置超时时间，并在发生故障时安排重试和补偿操作。此外，当测量的服务级别参数（如传输速率和响应时间）变得比预先指定的阈值更差时，客户端可以中止或取消其请求。服务提供者明确声明并及时更新其在特定运行时条件下以及特定使用条款和条件下为其服务提供的保证。在某种意义上，在特定请求和当前运行时条件定义的上下文中，提供者和客户端之间建立了一份合同，提供者的承诺和客户端的相应权利都有记录，因此可以持续监控。

同时，需要确保服务提供者的自主性不受到损害，因为服务提供者是唯一负责为客户端导出使用接口以及建立和执行服务属性（如事务和性能保证）的权威。另外，一个服务提供者可以组合其他自主提供者提供的多个服务，以向客户端提供复合服务，而客户端不需要了解这种复杂性，其他服务提供者也可能不知道其服务在复合服务请求的上下文中被使用。服务提供者导出的SLA隐藏了这些实现细节，只导出客户端可以期望的服务级别相关方面，以及关于补偿未成功完成的操作或客户端希望撤销的操作的可用操作信息。

以下是SLA管理的主要步骤表格：
|步骤|描述|
| ---- | ---- |
|定义SLA|明确服务提供者对客户端的预期行为和服务非功能属性|
|监控服务级别|在线监控交付的服务级别和实际资源/服务需求|
|生成报告|生成关于交付服务级别的在线报告，实现问责制|
|执行控制操作|根据监控结果调用配置和控制操作，影响活动会话行为|
|更新保证信息|服务提供者及时更新为服务提供的保证|

数字图书馆系统基础设施：构建集成工作支持环境

5. 动态服务组合与容器技术的重要性

动态服务组合已成为开放式环境中多个以网络为中心的应用程序（如数字图书馆、电子商务和科学协作工作）的关键共同需求。容器技术作为构建复杂数字图书馆服务的基石，正发挥着越来越重要的作用。

在数字图书馆的愿景中，它不仅仅是一个在线信息的存储库，而是要在工作的各个阶段提供支持。分布式运行时环境基于开放协议，构成了由自主管理的资源和服务组成的开放动态联盟的基础。容器技术为此提供了一个框架，用于将增值服务封装在复杂结构的文档中，支持主动和动态内容，以及协作工作和与各种服务的自动交互。

以下是容器技术在数字图书馆中的作用列表：
- 封装增值服务：将复杂的服务封装在容器中，便于管理和调用。
- 支持主动和动态内容：使文档具有更丰富的交互性和动态性。
- 促进协作工作：方便不同组件之间的协作和信息共享。
- 实现自动交互：与各种服务进行自动交互，提高工作效率。

6. 标准化与信息经济基础

W3C联盟在XML和RDF方面的努力，有望为服务、信息内容和其他资源提供机器可理解的自描述信息。这对于在信息经济环境中支持自动化和人工驱动的流程至关重要。

随着对由广泛分布的自主服务和信息内容提供者组成的开放系统的重视不断增加，服务级别管理被视为一项基本要求。它是处理条款、条件和保证问题的综合方法。这些发展将拓宽数字图书馆系统的范围，有助于建立一个全面的工作支持环境，对我们的生活产生深远影响。

以下是标准化对数字图书馆系统影响的简单流程图：

graph LR
    A[W3C XML和RDF努力] --> B[机器可理解的自描述信息]
    B --> C[支持自动化和人工驱动流程]
    C --> D[推动信息经济发展]
    D --> E[拓展数字图书馆系统范围]
    E --> F[建立全面工作支持环境]

7. 总结与展望

数字图书馆系统的发展正朝着构建一个全面的工作支持环境迈进。服务发现、通信机制、集成工作支持、服务级别协议等方面的技术和机制不断完善，为数字图书馆的功能扩展和性能提升提供了有力保障。

容器技术的应用使得数字图书馆能够更好地封装和管理服务，支持动态和主动内容，促进协作工作。标准化工作的推进为信息的自动处理和交互提供了基础，使数字图书馆能够在信息经济环境中更好地发挥作用。

未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，数字图书馆系统有望进一步完善，为用户提供更加智能、高效、个性化的服务。同时，服务级别管理将更加精细化，能够更好地应对各种复杂的应用需求，确保服务的质量和可靠性。我们有理由相信，数字图书馆将在人们的学习、工作和生活中扮演越来越重要的角色。

以下是数字图书馆系统未来发展方向的表格：
|发展方向|描述|
| ---- | ---- |
|智能化服务|利用人工智能技术提供更智能的信息推荐和服务|
|个性化体验|根据用户的偏好和需求提供个性化的服务|
|跨领域融合|与其他领域的技术和服务进行融合，拓展应用场景|
|安全与隐私保护|加强对用户信息和知识产权的保护|