建立互联网及数字图书馆
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网络是未来社会的一个基本要素,它将对经济、文化、科技、教育乃至国防、政治都起到重大影响。随着以IPv6为基础的下一代网络研究和开通服务,网络将进一步改变人类的工作、生活、休闲方式,数字图书馆的建设与应用也将产生质的飞跃。本文通过对两代互联网(Ipv4、Ipv6)的分析,围绕下一代互联网对现代数字图书馆的技术支持和应用前景,提出厦门数字图书馆新馆应以IPv6为基础进行设计建设以顺应信息时展要求的观点。
一、目前互联网(IPv4)与下一代互联网(IPv6)现状
自20世纪90年代初以来,因特网商业化取得了巨大成功。在商业用户对因特网的需求不断增加的同时,也对因特网提出了更高的要求,那就是高性能、高可靠性、高安全性及QoS保证等,而这些又恰恰是因特网所欠缺的。为此,美国、中国、欧盟、日本等许多国家先后开展了下一代互联网络的研究工作。经过十几年的研究和实验,2004年1月,中国CERNET2与美国Internet2、欧盟GEANT等世界8大下一代互联网在欧洲宣布同时开通下一代互联网(IPv6)服务。
1、两代互联网比较与目前互联网相比,下一代互联网有以下不同:①更大。IPv6保留了IPv4的优点,把地址空间从32位扩展到138位,将现有的IP地址长度扩大4倍。②更快。下一代互联网将比现在的网络传输速度提高1000倍以上。③更安全。下一代互联网(IPv6)在建设之初,就从体系设计上充分考虑安全问题。④更可靠。它克服第一代因特网本身的缺陷,添加了IPv4中遗漏的功能,具有高可靠性。⑤无限的网络带宽和网络交换容量。通信将不受时间、空间和带宽的限制。⑥接近零的网络时延。为了实现IPv4和IPv6能够和平共存并保证协议能够平滑过渡,IPv6设计者开发了转换和互操作机制,使得用户能够按照需要一步步采用并部署IPv6,并提供了IPv4主机和IPv6主机之间的直接互操作能力。
2、厦门文化艺术中心四馆数字化建设现状厦门文化艺术中心含图书馆、博物馆、艺术馆、科技馆四大功能场馆,建成后将为本地市民和外地游客提供一个学习、休闲、消费的好去处。厦门图书馆已基本完成本馆数字化建设,电子文献资源已能在网上共享:群众艺术馆建设特色电子文献以及博物馆的部分资料也能在网上共享。四馆的文献信息资源建设和数字化已达到较高水平,但仍无法全面满足读者的需求。
3、下一代互联网在厦门的现状及发展2004年12月25日,我国下一代互联网CERNET2正式开通并提供服务,以2.5G～10Gbps传输速率连接分布在20个城市的25个核心节点,并以3条45Mbps速率的链路分别与北美、欧洲、亚太等地的国际下一代互联网实现了互联。厦门大学是下一代互联网CERNET2全国20个核心节点之一,为适应加入下一代互联网的需要,今后3年内,厦门将对校园主干网再次进行升级、扩容、提升核心层速率为10G以上,为承担华南地区的接入任务提供条件。
二、下一代互联网与厦门艺术中心的数字化建设
厦门文化艺术中心计算机信息化建设的目标是:构筑以现代数字图书馆为龙头,集博物馆、艺术馆、科技馆等文化单位资源的虚拟文化艺术中心,实现文献资源、文博资源、艺术资源、科技资源等文化艺术信息资源“一站式服务”。下一代互联网(IPv6)是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的,采用了交互协同视频会议技术、高清晰度视频广播技术、流媒体检索和点播等先进技术,实现海量信息存储与检索,让使用者快速、高质量地获取各种信息,实现网上远程阅览、办公自动化、知识管理、知识共享为广大使用者提供高品质的信息资源“一站式服务”。IPv6技术和应用主要体现如下:
(一)下一代互联网对数字图书馆建设新的技术支持
IPv6是网络发展史上最重要的一次升级,主要新技术有:
1、报头格式的简化。IPv6的报头中去掉了IPv4中一些字段,或将其变为可选项。这样,数据包可以在低处理消耗下更快地操作,节省网络带宽,提高网速。
2、IPv6的安全要素。目前各种应用所能依赖的安全机制并不是原始协议和服务设计的一部分,大多数路由协议、SMTP等根本不受保护或只受有限的保护和独立机制的保护。为了加强因特网的安全性,IETF制定了一套用于保护IP通信的IP安全(IPSec)协议。IPSes是IPv6协议集中基本的组成部分,它指定了固有的对身份验证支持和对数据完整性、机密性的支持。同时有更严格的管理规范,配合唯一确定的IP地址协议,在确保网络畅通的同时,保证了管理及安全,防范黑客、病毒攻击更有章可循。
3、服务质量的满足。基于IPv4的因特网在设计之初,只有一种简单的服务质量,即采用“尽力而为”(Besteffort)传输,从原理上讲服务质量(QoS)是无保证的。IPv6基本报头包含QoS的服务元素,即一个1字节的业务流类别(TrafficClass)和一个新的20位流标签(FlowLabel)。流标签区分需要相同处理的数据包,属于同一流标签的所有数据包必须以相同IP源地址、IP目的地址和非零流标签发出,它们无须重新处理每个数据包的报头,以此来加快实时性流量的处理,以处理VoD、电视会议等需要实时或接近实时的流量,满足对传输延时和延时抖动的严格要求。
4、CERNET2主干网建设大部分采用国产设备(占70%以上),这必将促进民族信息产业的崛起和发展,同时降低电子商务和数字图书馆的建设成本。
(二)下一代互联网为数字图书馆提供更广阔的应用前景
IPv6不仅可替代IPv4,还提供了多媒体交互、面向事务的网络应用程序所需要的高水平连通,为数字图书馆提供了广阔前景,如:
1、支持开发高清晰度电视、组播视频会议。高速连接世界各地,为厦门文化艺术中心的7个高档次会议室承接异地国际会议提供可靠支持。
2、支持开发点到点视频语音综合通信、远程教育。图书馆、博物馆、艺术馆等将可实现远程培训,创造一个全新的教学、培训环境,学生可不受时间、空间的限制,最大限度地发挥文化系统在文献、文物、戏曲、舞蹈、音乐等文化艺术方面的资源优势,挖掘文化产业的潜力。
3、支持开发大规模虚拟现实环境。凭借网络技术以及虚拟环境,坐在图书馆的电子阅览室,通过网络能真切体会到游览世界各地风景名胜的美妙,感受奥运赛场比赛的激情,尤如真的到了现场一样。
4、下一代互联网以2.5-10Gbps传输速率连接各核心节点,可以实现对厦门文化艺术中心的剧场演出进行网络直播,甚至为相邻的体育中心各类比赛和提供网络直播服务平台。
5、TCP/IP协议合作发明者罗伯特•卡恩博士这样形容:无论是在家庭还是在移动领域,未来支持IPv6的设备将成为人们生活的主流。其中IPv6手机将成为除银行卡外新的身份认证和付费方式,也能用于看书,移动互联网将为数字图书馆业务开辟新的服务领域。又如集成了Web浏览器的IPv6智能机顶盒,使电视机不但可以看节目,也能用于看书,那时,数字图书馆将“飞入寻常百姓家”。
目前IPv4在使用、数据资源等方面占主导地位,IPv6仍在研究建设和扩充数据资源中。2005年底,我国将建成覆盖全国主要城市的IPv6网络,再经过一段IPv4和IPv6共存时期,IPv6最终会完全取代IPv4在互连网上占据统治地位。我们应充分认识到下一代互联网时代已经到来,在厦门文化艺术中心的数字化建设中,充分利用厦门大学在下一代互联网中的地位和支持先进的IPv6、广播路由协议、QoS等技术优势,建设一个以IPv6为基础兼顾IPv4进行设计的虚拟文化艺术中心,其重点一是网络主干采用光纤冗余连接(1万M以太网交换技术);骨干节点与主节点采用光纤以1万Mbps交换方式进行冗余连接;二是主要设备(主机、路由器)应能支持流标签等功能的IPv6设备。这样,就能为实现文献资源、文献资源、艺术资源、科技资源等文化艺术信息资源“一站式服务”目标,提供一个“大容量、高带宽、零时延;高速、灵活的接入;高可靠、绝对安全;无间断运营”的网络平台。