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1、2.数字图书馆的系统构成A,数字信息资源（Digital information resources）计算机网络（Computer network）技术基础（Technology foundation）网络用户（Network users）新型馆员（New-type librarians）体系结构（Systematic constitution）,2.1 数字信息资源,2.1.1 数字信息资源的概念（Concept of digital information resources）数字信息是指运用数字化技术存贮和检索的信息。如果不考虑商业因素，“数字信息资源”，“数字化文献”，“电子出版物”，
2、“电子文献”这些概念的含义是类似的。1994年我国新闻出版署将电子出版物定义为：以数字代码方式将图、声、像等信息存贮在磁、光、电介质上，通过计算机或类似设备阅读使用，并可复制发行的大众传播体。可以说这个定义和以上这些概念的含义都基本相符。,信息资源的数字化也是信息的集成化、有序化和便利化。包括对文字、图表、图形、图像（动态和静态的）、声音（包括音乐）等所有媒体文献的数字化。在网络环境中，只有数字化的信息才能成为用户可以利用的信息。,2.1.2 数字化信息的物理特点（Physical characters of digital information）信息资源数字化后，信息组织形式将实现纸张上线
3、性的方式到计算机网状方式的转变，突破了空间限制，可实行异地查寻。信息变成电磁信号后可大大压缩存储空间，加快信息的更新维护，降低维护费用。数字化的最大优点在于可将各种媒体的信息集成起来，进行剪裁、拼接、链接等多方面编辑。,2.1.3 数字内容的创建和获取（Digital content creation and capture）数字资源内容的创建可分为三种。（1）纸介质数字加工。包括图书资料整理扫描图像处理版面分析文字识别校对修改版面还原生成TX和TPDF格式文件。（2）多媒体资源转换和加工。包括通过声卡、帧捕获器音频视频捕捉数字方式转换形成规范数字文件。（3）网络资源下载和转换。包括网络资源采
4、集批量下载专题整理转换规范格式。,2.1.4 数字信息资源的类型（Types of digital information resources）从贮存的地理位置来进行分类，数字图书馆的信息资源可分成两大类，即现实(本地)资源(local resources)和虚拟资源(virtual resources)。所谓现实资源是指置放于本地的数字化文献，有光盘、磁盘、磁带等各种载体形态；虚拟资源是指必须通过计算机网络才能获取的置放于异地的数字化文献。显而易见，现实资源和虚拟资源是相对的，这个馆的现实资源对另一个馆来说就是虚拟资源，反之也一样。两者互为补充，组成数字图书馆的资源。,数字资源建设新趋势（N
5、ew trend）数字图书馆建设面临的新环境：互联网由语法网向语义网发展；互联网的演变态势，要求数字图书馆的资源建设必须跟进到知识组织；从数字化转换、数字信息组织进化到知识组织与整合。,2.2 计算机网络,2.2.1 网络对数字图书馆的意义（Significance of network for D-lib）网络是数字图书馆传送数字化文献信息的通道，数字图书馆之所以具有极大的发展潜力，主要就在于利用数字图书馆可以不受地域的限制，因此从这一点来说数字图书馆从其诞生起就应该具有能向全球进行信息传播的能力，所以数字图书馆的发展必须依托计算机通讯网络的发展，尤其是因特网的发展。,数字图书馆的三大功能要
6、通过网络来实现：这三大功能是：帮助用户与图书馆交互、存储馆藏资料以及提供服务（William Arms）。,2.2.2 网络的组成（Structure of network）作为数字图书馆成长主要因素的计算机网络由三部分组成：（1）若干台向用户提供服务的计算机；（2）一个通信子网，由若干专用的通信处理机（节点交换机）和连通节点的通信链路组成；（3）一系列在主机之间或主机和子网之间的通信协议。,理想的网络应具有以下三个特点：（1）分布式处理。把各种数据的存储和处理功能由多台计算机分担，从而使系统具有灵活性和可靠性。（2）成员之间的互联标准。这些标准使不同的软、硬件产品能在一个大的网络环境中达到相
7、互兼容。（3）以C/S或B/S服务器为主的网络机制。（4）丰富的网络应用，如电子邮件、文件传输、远程登陆和WWW浏览等。,2.2.3 内联网、外联网和万维网（Intranet,Extranet and WWW）内联网是一个公司或机构内部按TCP/IP协议构建的网络。外联网是不同机构之间按TCP/IP协议构建的网络。内联网和外联网都可以和因特网直接相连，同时又被防火墙隔开，限制非授权用户的访问。内联网、外联网和因特网之所以能互通互联，主要是因为执行TCP/IP协议和万维网（World Wide Web，缩写为WWW）技术。,TCP/IP协议是网络连接的标准使所有网络可以做到无缝连接；万维网是因特
8、网上多媒体信息的发布和浏览技术，现在因特网上95%以上的信息流通均采用这种技术，所以在不太严格的情况下，万维网就代表因特网。由于TCP/IP和WWW技术的出色表现，因特网连接非常方便，成本也很低，可以作为信息传播的稳定渠道。是数字图书馆最重要的技术基础。,一些人把万维网技术看作是在真正的数字图书馆建立起来之前的一种简陋的权宜之计。原因之一认为万维网上信息质量低劣并难于发现。但William Arms认为，万维网的服务器是被认真地维护着，并拥有高质量的信息。万维网不是在真正数字图书馆出现以前的一个替代品，它是数字图书馆开发的核心。为建立数字图书馆打下了基础。目前大部分有关数字图书馆的研究只能被看
9、作是万维网基本技术的扩展。就像早期个人计算机上的简陋的软件发展成为现代的操作系统一样，万维网可以成为几代数字图书馆的基础（中译本P22-23）。,Some people talk about the web technology as though it were an inferior stop-gap until proper digital libraries are created.One reason for this attitude is that information is of poor quality and that it is impossible to find i
10、t.But the web is not a detour to follow until the real digital libraries come along.It is a giant step to build on.,2.2.4 网络的层次（Layers of web）广义的数字图书馆的网络可以分为五个层次：（1）节点。广义的数字图书馆是由许多狭义的数字图书馆组成，每个狭义的数字图书馆基于不同的机构都有自己的内联网（局域网），而各个狭义的数字图书馆又构成了广义的数字图书馆上不同的节点。（2）物理网络。广义的数字图书馆网络如果没有数据通信网的联系，它在物理意义上是不存在的。物理网络
11、就是各结点之间的联线。物理网可分为专用网和通用网。专用网是专门用于信息机构资源共享的网络，通用网指各种资源共享的平台，目前主要指因特网。,（3）管理网络。图书馆等各信息机构由于业务分担处理、数字资源共享的需要，相互之间须进行协作与协调，形成一个整体，以完成广义数字图书馆的功能。这就需要建立各参加单位都必须遵守的一整套规章制度，以及为执行这些制度而进行的管理。这就构成管理网络。在数字图书馆建设过程中，国家在业务规范、发展政策、资源保障和行为约束方面的要求也通过管理网来实现，管理网实际上是人际网络。,（4）网络协议。在管理网层次上，网络协议是指网络各成员馆之间的契约形式。在物理网层次上，网络协议是
12、指数字图书馆建设所需要的各类技术标准，最有代表性的就是Z39.50和通用网络协议TCP/IP。（5）网络服务。数字图书馆是为用户提供信息服务而建设的，因此其网络最外层就是为用户提供服务的部门形成的层次。这些服务既包括数字化信息的检索，也包括基于数字图书馆网络的物流服务。,2.2.5 网格的发展（The development of Grid）,自从万维网发明后，数不清的Web服务器和网站出现在互联网上，为我们带来信息传输的空前便利。然而这些都是一个个相对孤立的“信息岛”，尽管小岛之间有不少带宽航道，但大量的信息还是被锁在各个小岛的数据库里，因为它们之间不能按照用户的指令进行有意义的交流。而且各
13、个信息岛上的信息设备资源也无法共享利用。解决这一问题的途径是建立跨越Web的信息分布和集成应用程序逻辑，于是网格应运而生。,按照网格的应用模式划分，网格计算可以分出很多不同的类型，计算网格和信息网格是其中的两类。信息网格研究的中心问题是如何描述信息、存储信息、发布信息和查找信息；如何将异构平台、不同格式、不同表达方式的信息进行转换，实现信息的无障碍交换；如何充分利用现有网络技术，如HTTP、XML、WSDL、UDDI、SOAP等，构成一个完整的服务链等等；这些问题正是数字图书馆技术中需要亟待解决的问题。网格不仅把计算机和网页、而且也把各种信息资源都连接成一个整体，网格如同一台巨大无比的计算机，
14、向用户提供一体化的服务。其实质是要将万维网升级换代。,国外Internet 2和下一代互联网（1）国外互联网的发展阶段 国外的计算机网络是由最初的Arpanet发展成为今天的Internet(因特网)的，而90年代以来，各国都逐渐看到了网络中隐藏着极大的经济利益和文化发展前景。由此各国都推出了“信息高速公路”计划，也就是“国家信息基础设施”(NII)建设计划。其实质就是要提高计算机网络的运行速度。美国是最早（1993）提出NII计划的国家。,NII=National information infrastructure,1995年，广受重视的国家信息基础设施(NII)出现了向区域信息基础设施(
15、RII)和全球信息基础设施(GII)发展的重大趋势。这种趋势首先源于1995年2月的西方七国(G7)经济高峰会议。会议提出正式在全球启动NII，并扩展成GII，在1995年月召开的亚太经济合作会议（APEC）上许多政府首脑又提出合作兴建区域信息基础设施(RII)，如此就形成了从NIIRIIGII的趋势。,GTRN（全球下一代互联网主干网）,（2）下一代互联网发展的战略地位,经济发展,人才培养,军事意义,未来的信息产业将面向网络的应用、服务和产品用于网络计算的芯片、计算机、服务器，基于网络的系统软件、中间件、路由器，以及各类应用和服务将是产业发展重点 抓住互联网发展的战略转折机会可使发展中国家在
16、下一代互联网发展中处于有利地位，增强综合国力和可持续发展能力,信息产业,在G7会议上提出的11项GII重点示范计划中的第四项是电子图书馆项目。美国、日本、韩国、新加坡等国家已经把电子图书馆作为重要的试验项目。这一方面说明各国政府己充分认识到电子图书馆的建设是信息基础设施建设的重要组成部分。另一方面也说明电子图书馆的建设要依赖于信息基础设施的建设，因为建设信息基础设施将利用当前及未来众多的信息技术，而建设电子图书馆可以直接利用这些信息技术成果。,在美国政府于1993年正式提出“国家信息基础设施行动计划”以来，最先是美国的高校开始行动，1996年10月，为使因特网能更好地适应高等教育科研及商务的需
17、要，以美国高校牵头召开了开发因特网应用资源会议，并于1997年组建了高级互联网发展大学联合会(University Corporation for Advanced Internet Development,UCAID)，成员有150个之多，多为美国前100所高等院校。提出Internet2计划。,Internet2计划,Internet 2计划的目的是研究下一代因特网技术，满足学校间进行网上科学研究和教学的需要。计划在5年内利用高速网络将140所美国大学连接起来，使得学校的教授和学生得以充分运用高性能的Internet2进行学术交流。因此，Internet2计划的一个重要工作是解决校园网与国
18、家骨干网的接入问题。这个高速接入区是决定Internet2能否成功运作的关键，也被称为GigaPops(类似我国的国内的城域网)。,目前美国已建立多个GigaPops，Intetrnet2已初见雏形。具体来说，Internet2目前已出台的项目大致有4个：Abilene、DVN(Digital Video Network)、DSI(Distributed Storage Infrastructure)与QBone。Abilene（艾比利尼，美国得克萨斯州中西部城市，曾作为运输中心而繁荣，现指高速网络试验床）旨在建立一个互联美国各区域网和GigaPops的、由长达10000英里的纤维光缆构成的先
19、进主干网。已经升级到10Gbps和IPv6。已有100多所大学与其连接，IBM公司也率先成为首家获准接入Abilene骨干网的商业性公司。,DVN项目旨在网络上通过可扩展的、简单易用的应用来提供实时互动、高质量的数字视频；DSI项目针对如何在公众网上传送高带宽的内容，比如完整的视频，研究保证服务质量的最有效的网连与存贮方式；Qbone项目则面对的是如何实施、运作QoS(服务质量)，来保障先进应用的正常执行。,Abilene的拓朴结构,在Internet2计划被推出以后，美国政府发起了NGI(下一代因特网)项目，目标是研究开发先进的网络技术与根植于先进网络技术的全新应用，并建立lO01000倍于
20、现在的因特网端到端速度的试验床，为NGI商用所需要的硬件、软件、协议、安全性和网管提供一个试验环境。,NGI(下一代因特网),（3）下一代互联网的技术体系结构,DWDM是Dense Wavelength Division Multiplexing（密集波分复用）的缩写，这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。WLAN是Wireless Local Area Network的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。,（7）IPV4与IPV6,IPv6的全称是“互联网协议第6版”。目前互联网协议为IPv4，其地址为32位编码（能产生2的3
21、2次方个IP地址），可提供的IP地址大约为40多亿，而且由美国掌握绝对控制权，目前已经分配完了70%，预计2005年左右将全部分配完成，全球将面临严重的IP地址枯竭的危机。因此以IPv6为核心的下一代互联网提上日程。IPv6的地址则是128位编码，能产生2的128次方个IP地址。地址资源极端丰富。有人比喻，世界上的每一粒沙子都会有一个IP地址。,Ipv4与Ipv6的替换过程将是漫长的，而不会像电话号码升级那么简单，有一个逐渐牵引的过程。在IPv6下，IP地址将可充分满足数字化生活的需要，不再需要地址的转换，还互联网本来的面目。更重要的是，将提供更安全，更为广阔的应用与服务。在经济上，网络体系的
22、变革，给了大家共同的机会。下一代互联网，从IPv4到Ipv6，所有配套的软硬件都将逐渐面临一个挑战，来一次从新洗牌，这给了很多企业以新的机会，有可能打破现有网络经济的格局。比如路由器可能就不再是思科一家独大，有可能出现新的公司替代。在各种应用上，则将会给无数国家及公司更多机会。,（4）下一代互联网的新应用,（5）国内外下一代互联网研究的新进展,全球下一代互联网试验网络规模不断扩大Internet2主干网Abilene升级到10Gbps和IPv6美国启动NLR（国家光纤铁路）研究计划欧盟下一代学术主干网GEANT进展迅速（2001年建成）亚太下一代学术主干网APAN不断扩大和升级全球IPv6下一
23、代互联网主干网正在形成GTRN（2002年）2004年1月15日全球主要学术网宣布开通IPv6服务2003年1月DoD宣布全面向IPv6过渡，2008年实现美国本土全面的IPv6计划 IPv6网络设备和应用软件不断推出IPv6网络设备：Juniper，CISCO，IPv6应用软件：Microsoft，SUN，移动通信和家用电器对IPv6的需求越来越迫切移动计算机，手机，PDA，家用电器,GEANT（欧盟下一代学术主干网）,连接31个国家由1993年成立于英国剑桥的DANTE公司负责运行，该公司一直致力于欧洲学术教育网的建设10Gbps核心主干网由DANTE&EuroLink提供4x2.5Gbp
24、s+2x1Gbps 跨过大西洋EuroLink由NSF提供资助,Asia-Pacific Advanced Network,该组织1998年成立，这2004年网络态势,Exchange PointAccess PointCurrent status,Europe,Australia,Korea,Japan,China,Thailand,Malaysia,Singapore,Indonesia,USA,Philippines,Vietnam,Hong Kong,Sri Lanka,Taiwan,JANET-CERNET,France-Korea,APAN（亚太下一代学术主干网）,GTRN（全球下
25、一代互联网主干网）,2002年各国发起建设,（6）Internet2和NGI 的联系与区别,Internet2和NGI是两个相互独立的项目，但它们之间某些领域也存在融合。如Internet2现在有两个主干网：Abilene和美国科学基金委员会(NSF)基于ATM的VBNS(极高性能主干网网络服务)，其中的NSF也是NGI的主要成员，VBNS连接也是NGI的关键组成部分；再者，Internet2的院校在院校之间、与其他组织之间搭建GigaPops，通过GigaPops，Internet2院校可以和NGI网络互联。两者将共同确保先进的网络应用在不同厂商提供的网络平台之间具有互操作性。此外，Inte
26、rnet2许多大项目是由包括NGI在内的联邦机构资助的。因此两者又互相促进与补充。,2.2.7 中国下一代互联网研究情况（1）研究进展,1998:CERNET-IPv6 试验床开始建设1999:863计划317课题“IPv6 示范系统”启动 1999:CERNET-Nokia IPv6合作项目2000:中国下一代互联网交换中心DRAGONTAP开始建设2000:国家自然基金联合重大项目“中国高速互联研究试验网NSFCNET”开始研制2000:发起863重大专项“中国高速信息示范网络”，提出在“十五”863计划中继续建设示范网,2002:863计划重点课题“IPv6综合试验环境”启动2002:“
27、下一代互联网中日IPv6-CJ合作项目”开始进行2003:国家计委“中国下一代互联网发展战略研究”、国家重大项目CNGI示范工程启动2004年1月，CERNET2开通连接美国，欧洲和日本的IPv6国际线路2004年3月19日，CERNET2宣布开始提供接入服务,CERNET与Internet2的互联,中国下一代互联网研究与试验,（2）中国下一代互联网发展战略的提出,2001年11月，杨嘉墀等57名院士致信国务院领导，提出建设我国第二代互联网的学术性高速主干网。国务院领导对此作了重要批示。2002年8月1日，原国家计委组织中国“下一代互联网发展战略研究”，成立“下一代互联网发展战略研究”专家委员
28、会，办公室设在CERNET网络中心，CERNET主要专家参加了战略研究2002年10月，完成“下一代互联网发展战略研究报告”2003年3日，完成“中国下一代互联网示范工程CNGI实施方案建议”。2003年8月，国务院批复同意国家发改委等八部委“关于推动我国下一代互联网发展有关工作的请示”，正式启动“中国下一代互联网示范工程CNGI”,（3）下一代互联网的定义和主要特征,目前还没有统一的严格定义,下一代互联网将是一个渐进的发展过程目前已取得共识的主要特征更大：IPv6的地址空间，网络的规模更大，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更广泛更快：100Mbps以上的端到端高性能通信，更安全可信：对
29、象识别，身份认证和访问授权，数据加密和完整性,可信任的网络更及时：组播服务，服务质量（QoS），大规模实时交互应用更方便：基于移动和无线通信的丰富应用更可管理：有序的管理、有效的运营、及时的维护；更有效：有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益,（4）中国下一代互联网发展规划和目标,近期目标（20022005）在改进和提高现有的网络和大力推广应用的同时，建成中国下一代互联网示范工程，推动下一代互联网的科学技术进步攻克下一代互联网的关键技术，开发重大应用，初步实现产业化中远期目标（20062010）建成全球最大规模的下一代互联网络，大力推广下一代互联网的重大应用形成中国下一代互联网产业，在世界上占
30、有重要地位，提高我国综合国力和可持续发展能力,863计划,国家攻关计划,973计划,自然基金,下一代互联网示范工程,基础研究,技术攻关,试验、验证、测试,研究环境,下一代互联网运营业,设备、软件和芯片业,重大应用和信息服务产业,基础研究、科技创新和产业发展的关系图,（5）中国下一代互联网示范工程CNGI,建设下一代互联示范网络核心网（含城域网）建设驻地网（CPN）建设国际联网和交换中心网络技术的开发试验和重大应用示范网络关键技术开发试验网络中间件技术开发试验重大网络应用示范关键设备和软件开发和推广应用关键软、硬件网络设备产业化重大应用产业化,CNGI示范网络核心网络拓朴结构,（6）中国下一代互
31、联网主要试验、示范内容,1）关键技术开发试验大规模路由研究与试验大规模、多种类网络终端接入试验兼容性与互通性研究与试验端到端高性能传输研究与试验大规模组播服务研究与试验端对端服务质量控制研究与试验网络抗攻击和安全防护技术研究与试验大规模无线和移动漫游研究与试验网络测量研究与试验，网络管理研究与试验下一代互联网的域名地址研究,2）网络中间件研究与试验基于IPv6的信息安全技术对象识别、身份认证、访问授权IPv6信息内容安全关键技术基于IPv6的目录服务技术证书服务和PKI技术大规模网络证书服务，公钥基础设施PKI内容分送技术网格技术计算网格、信息服务网格中间件集成试验,3）重大应用的研究示范互联
32、网新应用：大规模点到点的多媒体通信采用新型移动式多媒体个人用信息终端，可实现全网漫游实现端到端的高性能传输具有安全服务和网络计费功能无线/移动应用：智能交通与定位应用基于IPv6，结合GPS，实现城市智能交通管理示范系统基于IPv6建立家庭网络，实现远程家电控制定位应用计算网格和数据网格：大规模科学计算与协同服务大规模视频会议、高清晰度电视,（7）CNGI示范网络核心网CERNET2建设规划,建成我国学术性下一代互联网CERNET2，其主干网是中国下一代互联示范网络CNGI的主干网之一连接分布在20个主要城市核心节点，传输速率2.510Gbps与北美、欧洲、亚太地区国际下一代互联网实现实现45
33、155M高速互联全国180余所211和具有重点学科的高校以110G高速接入CERNET2，同时高速连接其他领域的科研院所和研发机构与其他CNGI主干网实现高速互联成为我国研究下一代互联网技术、开发重大应用、推动下一代互联网产业发展的关键性基础设施。,CERNET2 Backbone,CERNET2试验网开通,2003年10月，CNGI最大的核心网CERNET2试验网开通CERNET2试验网以2.5G 速度连接北京，上海和广州，达6000多公里，提供纯IPv6服务2004年1月，CERNET2开通连接美国，欧洲和日本的IPv6国际线路2004年3月19日，CERNET2宣布开始提供接入服务,CN
34、GI核心网:CERNET2试验网,CNGI示范网络核心网核心节点分布图,（8）CNGI项目进展情况(),2003年8月，国务院批复了同意八部委“关于推动我国下一代互联网有关工作的请示”。同意启动“中国下一代互联网示范工程CNGI”由中国工程院负责项目的组织和协调，并作为CNGI项目专家委员会挂靠单位。国家同意投入14亿元的经费建设中国下一代互联网示范工程CNGI，其中，国家投入10亿元，各单位自筹4亿元。国家投入中，国家发改委投入6亿元，科技部投入2.5亿元，信息产业部投入1亿元，国家自然基金委员会投入5000万元。,CNGI项目进展情况(),2003年8月，中国工程院组织对CNGI示范网络核
35、心网承担单位进行了招标。CERNET网络中心，中国电信，中国联通，中国网通/科技网，中国移动，中国铁通分别招标，CERNET拔得头筹。2003年8月11月，中国工程院和各核心网承担单位完成项目可行性研究报告编制和评估工作，2003年11月，国家发改委批复了项目的可行性研究报告。2003年11月2004年5月，各核心网承担单位完成了项目的初步设计，并经过中国国际工程咨讯公司的评估。2004年9月2日，中国工程院批复CNGI各核心网初步设计方案,CNGI项目进展情况(),2004年7月9日，国家发改委组织召开CNGI项目领导小组第一次工作会议。会议总结了CNGI项目进展情况，下一步的工作安排，成立
36、了项目领导小组和协调小组，建立了项目专家委员会，通过了项目管理办法。2004年7月21日，CNGI项目专家委员会成立并召开了第一次工作会议.进一步明确了项目任务和管理方面的有关问题分别确立网络建设，网络试验和应用示范，研究开发和产业化三项工作。目前各承担单位正紧张进行各核心网建设，CNGI项目已全面启动。,（9）CNGI示范网络核心网招标结果,CERNET核心节点：10(全额国拨)+3(自筹)北京CNGI国际国内交换中心(全额国拨)中国电信核心节点：6(半额国拨)1上海CNGI国际国内交换中心(半额国拨)中国联通：6(半额国拨)1中国网通/中国科技网：5(半额国拨)2中国移动：3(半额国拨)1中国铁通：1(半额国拨)以上共39个核心节点。国家支持31个；自筹经费8个,
