“云”应用平台

“云”应用平台（精选十篇）

“云”应用平台 篇1

云计算 (Cloud-computing) 可以说是近几年在IT技术中最炙手可热的词汇之一, IBM、Google、微软等众多国际大型IT企业十分重视和推崇云计算模型, 各种云计算团体联盟纷纷成立并加入到云计算宣传之中, 一些中小IT企业希望借助于云计算概念在IT市场上有所发展。尤其值得一提的是, 包括中国在内的各国政府机构也密切关注并给予该市场大力的支持。密集的云计算论坛及技术研讨会铺天盖地, 对包括能源、通讯、银行等传统企业的用户进行全方位的宣传, 一时间整个IT业风起“云”涌, 壮志凌“云”。由于云计算本身既可以看作是集成多种IT技术的技术理念, 也可以看作是一种未来新兴的商业模式, 同时云计算本身分有多个层次, 传统企业的IT部门在接触云计算时, 往往难以把握云计算的内涵, 部分用户不知所“云”或人“云”亦“云”, 想紧跟最新IT技术的步伐而又不知从何开始, 从而让云计算益发充满神秘感。

一、定义

云计算的定义可分为广义定义与狭义定义两种。云计算广义定义是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。云计算模型就是一种服务的交付和使用模式, 可以是IT和软件、互联网相关的, 也可以是任意其他的服务。

云计算狭义定义是指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源 (硬件、软件) , 提供资源的网络被称为“云”。狭义云计算显然更容易理解, 随着虚拟化技术的应用和IT基础设施一体化技术的发展, 所有的主机、存储、网络设备可以集中管理与分配。

而在云计算模型下, 所有的IT基础设施是一或多个集计算、存储、网络于一体的IT基础设施资源池, 资源池由资源管理人员统一管理, 统一分配, 统一扩展。应用系统建设者只需提出IT基础设施资源需求, 由资源管理人员统一进行分配并根据应用系统实际运行情况动态调整该应用系统所占CPU数量、存储容量及网络带宽。

狭义云计算是IT层面的概念, 可继续分为基础设施即服务IAAS (Infrastructure-As-A-Service) 、平台即服务PAAS (Platform-As-A-Service) 、软件即服务SAAS (SoftwareAs-A-Service) 。IAAS提供硬件和操作系统平台, PAAS提供中间件平台, 而SAAS则提供软件服务平台。

基础设施即服务IAAS:提供计算、存储、网络资源的云服务。IAAS提供商通过Web页面、Web服务页面或其它接口向用户提供基础设施的租用服务, 用户按照所定制的基础设施容量和所应用的时间长短进行付费。用户在得到基础设施容量后, 可以自行上载并运行应用系统。

平台即服务PAAS:即提供软件开发、测试、调试和运行的云计算中间件平台和开发环境。PAAS提供用户研发和运行软件所需的中间件, 包括数据库、应用服务器等。用户通过PAAS调用提供的中间件服务模块, 进行在线软件的开发, 并在PAAS平台上运行软件。

软件即服务SAAS:是一种新的软件使用模式, SAAS提供商为企业搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运作平台, 并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务, 企业无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员, 即可通过互联网使用信息系统。

云计算同样可以根据用途分为公共云 (Public Cloud) 、私有云 (Private Cloud) 和混合云 (Hybrid Cloud) 。顾名思义, 公共云所提供的云计算资源服务于互联网上任何用户, 公共云服务的模式可以是免费或按量付费;私有云是限制在一定范围使用的内部云计算资源, 往往由企业自身内部搭建, 使企业内部网络, 不对外开放;混合云是两者的综合, 云资源部分来自于公共云, 部分来自于私有云。

二、功能架构方案

2.1设计原则。云技术平台的规划设计要满足业务及行业技术发展的需求, 在保持系统架构稳定的基础上, 具备高可靠性和高扩展性的特点。云技术平台采用成熟的技术, 借鉴国内外同行业的成功案例, 构建适合企业特点的云技术平台。云技术平台方案重点体现以下设计原则:

(1) 统一集成架构设计原则:建立统一的服务平台架构;充分整合、利用云技术平台在各数据中心的资源, 满足企业不同层次业务系统需求, 配合灾备项目实现容灾服务;显著提升业务支持和响应能力;可靠性:支持应用级的容错和负载均衡能力;开放性:支持各种软硬件资源、产品、技术和标准的集成, 以及业务系统和接口服务;扩展性:集成架构的设计要满足未来长期规划和发展的需要;安全性:集成架构的信息传递和储存要达到云环境下安全级别要求;灵活性:集成架构要满足动态配置、易维护的要求。

(2) 服务标准化原则:建立统一的管理视图;遵循统一的服务生命周期流程化标准, 服务流程设计必须符合改善现有资源分配的作用, 便于理解和推广;服务的质量可量化和持续改进。

(3) 用户自服务原则:建立统一的的服务申请视图;建立标准的资源申请和审批流程;实现用户申请资源的自动化。

(4) 资源按需分配、自动调度和优化原则:统一资源标准, 建立弹性资源池;建立灵活的资源调度管理系统。

2.2设计思路。结合企业信息化和信息系统的业务需求, 云技术平台的建设通过考虑并解决以下几个问题展开:

平台可扩展性:随着迁移进入云技术平台的业务系统数量和规模的增加, 云技术平台的架构能够支持计算节点的随需可扩展;

设备的分布:考虑到云技术平台未来的安全、稳定运行, 需要与信息系统灾备建设紧密衔接, 依托于两地三中心的生产、同城和异地三个数据中心, 其设备需要分布在每个数据中心中, 并合理化各个数据中心中设备的使用率;

服务器管理:由于虚拟化资源的迁移只能在同构CPU之间进行, 无法实现跨越CPU指令集的资源迁移 (如Power到Sparc、Intel VT-x到AMD AMD-V) , 需要统一服务器的配置标准, 以实现资源共享的最大化;

存储及网络:存储设备和网络设备的虚拟化技术需要与云管理平台软件统一考虑, 需要为设备接入和各资源池之间的互联提供足够的网络带宽;

设备利旧:应尽量考虑设备的利旧, 但由于部分设备的配置、型号、性能等限制, 这些设备无法纳入云技术平台进行管理;

安全管理:需要建立满足云计算和虚拟化要求的安全能力;

运维管理:需要对现有运维流程进行梳理、优化和调整, 以建立适合云计算环境下的运维管理流程;

系统接口:网管、统一身份认证等基础设施系统已经建成, 应为云技术平台提供相应的接口。

2.3云管理平台建设模式。建设企业云技术平台统一门户, 该门户是云技术平台提供服务的唯一窗口。在每个企业级数据中心各自建立数据中心级云管理系统, 每个系统的架构设计基本相同;每个数据中心级云管理系统均维护本地的服务器资源池、存储资源池和网络资源池, 实现本地资源调度 (图2-1) 。该建设模式架构简单, 便于实现和管理。

2.4云技术平台业务。X86、Unix、存储和网络资源池的组合形成云技术平台的统一资源, 云技术平台下属的任何资源都可以按单个或多个有机整合的方式形成标准, 发布为云技术业务, 供统建信息系统提申请和使用。云技术业务在统建信息系统申请并获得批准后会形成云技术服务实例, 实例包括业务模板所定义的计算资源、操作系统, 以及用户申请的存储空间和网络资源。

云技术平台的常用业务如图2-2所示, 以下将围绕途中四项业务展开介绍。

(1) 专用虚拟主机业务。专用虚拟主机是通过云计算技术将存储、硬件和网络等资源统一虚拟化为相应的资源池, 从资源池分割成多个虚拟专享服务器的优质服务。每个专用主机都可分配独立IP地址、独立操作系统、独立超大空间、独立内存、独立CPU资源、独立执行程序和独立系统配置等。主要面向长期运行的统建信息系统。

(2) 弹性计算业务。弹性计算业务是一种按需分配计算资源的云计算服务。弹性计算业务提供了一系列不同规格标准的计算资源。这些规格参数包括:CPU性能、内存、操作系统、磁盘、网络。不同规格的计算资源有不同的价格。用户可以根据需要申请不同规格的计算资源。

针对突发性、临时性的大量计算和存储资源需求, 为统建信息系统提供一个虚拟的弹性计算集群环境, 实现动态的扩展或者缩减服务配置 (CPU、内存、存储) 以及增加或者删减弹性虚拟主机数量。完全采用动态分配管理, 是项目或者事件形式促发整个系统的一种行为。能高效、迅速地调度资源, 对系统的计算资源进行有效整合, 使之可以应对客户业务的弹性需求。

主要面向的应用场景有:开发环境、测试环境、为应对高峰、低谷的业务压力所需临时申请的资源等。

(3) 在线存储备份业务。在线云存储通过云存储技术, 整合并高效调度存储资源, 满足用户的弹性使用需求。在线云存储业务满足灾备业务需求;支持多种应用方式, 如云备份、云数据共享、云资源服务等, 也提供标准化的接口供其他网络服务使用。在线云存储业务可以实现根据客户的实际需要进行调整存储的大小, 并提供相应的灾备业务。

(4) 虚拟化桌面业务。虚拟化桌面将瘦终端与云技术平台的计算和存储产品形成“终端+网络+应用”的组合型服务, 能有效降低采购及运营成本、提升桌面的维护效率、加强数据的安全性。主要面向开发、运维、加油站终端等用户场景。

三、体系架构方案

业务用户通过统一平台门户登录, 以各业务架构为依据, 为各用户自动设立不同数据中心系统的权限等级, 允许其使用相应的X86资源、Unix资源、存储资源和网络资源。

每个数据中心的云资源包含门户、数据中心级云管理系统、服务目录和资源池。其中资源池包含Unix服务器资源池、PC服务器资源池, 它们各自通过冗余的光线存储网络连接至本地的存储资源池, 根据企业网络IP管理策略为每个数据中心的云资源池预留IP网络资源池。云管理平台在本地实现其自身的资源备份 (图3-1) 。

云技术平台统一门户为用户提供统一的接口界面、资源监控窗口和标准流程操作界面, 使用户能够方便地申请、使用和监控所需的资源。

数据中心级云管理系对数据中心内的云技术平台进行统一管理。通过对服务器、存储和网络资源的整合、优化和调度, 为用户提供按需分配的资源。

Unix服务器资源池由不同厂商的Unix服务器或小型机组成, 通虚拟化技术将单台物理设备虚拟多个逻辑的服务器, 提供设备利用率, 为运行在Unix平台的生产业务提供计算资源。

PC服务器资源池由X86平台服务器组成。通过虚拟化技术将单台物理设备虚拟化为多台逻辑服务器, 提高设备使用率, 为运行在X86平台的生产业务提供计算资源。

存储资源池由众多磁盘阵列整合而成。通过存储虚拟化技术, 将不同的存储设备虚拟化为统一的虚拟存储资源, 为Unix服务器池和X86服务器池提供弹性的存储资源。

目录服务用于整合云技术平台内各个虚拟机上的不同资源, 提供资源与地址的对应关系, 控制资源的访问机制, 方便用户访问和管理。

云技术平台备份资源池为保护云技术平台自身的管理数据和各种虚拟机模板数据提供备份用的服务器和存储资源, 集中备份云技术平台自身的关键数据, 提高云技术平台的可靠性。

四、结束语

企业云技术平台建设需充分调研分析各自所拥有数据中心现状, 调研企业各信息系统使用的基础设施使用情况, 分析企业未来的信息化建设发展需求, 同时借鉴国内外云计算项目的成功案例, 对企业云技术平台建设的需求、技术方案、系统设计、安全保密措施、成本效益等方面进行了深入的分析研究。

同时, 企业云技术平台建设在安全和稳定性方面, 需要深入考虑与信息系统灾备建设的融合, 依托数据中心, 实现企业信息系统基础设施服务、同城备份和异地灾备, 保障业务的连续性和数据的可用性;通过在云技术平台内支持安全保密方案, 实现整体的安全防护, 保障云内系统和数据的安全性。

综合上述, 建议企业云技术平台建设分为短、中、长期, 根据企业各自信息化建设具体现状, 在不同的阶段采用不同策略, 充分利用云计算理念, 提升信息化建设水平, 同时整合现有资源, 降低信息化建设与运行成本。

参考文献

[1]王庆波, 金涬, 何乐, 赵阳.虚拟化与云计算[M].电子工业出版社, 2009 (10) :10-53.

空间应用教育云平台班主任使用办法 篇2

班主任使用培训系列材料

（二）一、运行此平台系统要求：

1、电脑可以访问互联网。

2、本平台使用的浏览器版本IE8.0以上、搜狗浏览器等,OFFCIE2003以上或WPS OFFCIE。

3、电脑系统不能使用WIN7系统的HOME版本。

二、班主任的注意事项

1、班主任在审核本班的成员时，务必看清楚信息在审核，误审通过的人员可能会造本班的信息丢失或在本班发布不良信息。如发现不是本班成员，删除即可。

2、班主任可以修改“学生管理”中的家长姓名，让其与家长注册的真实姓名一致，实现家长与学生的相互绑定。（家长与学生绑定后，家长才可以看查看学生的成绩分析及参与班级鉴评。）具体参照“问题十：如何让学生与家长互相绑定”。

3、如何退了班级和学校

通过审核后，找到班级，然后查看本校其它班级

然后，退出即可。

三、如何在平台成为班主任？

在校内社区登陆页面上按要求注册，注册完成后，加入所代的所有班级，在加入选项中按身份选择并加入，待学校管理员审核即可。

四、班主任在使用平台首先要做什么？

1、设置本班的班级LOGO，班级宣言，发布班级公告，创建班级特色栏目。

五、班主任在平台上的特有功能

1、审核班级的学生、家长和教师

2、重置本班班级成员的密码

3、待班级成员审核通过后，可以设置成为班级的管理员（名额不限）

4、删除班级留言

5、创建相册

6、查看本班成员所有联系方式

7、创建本班特色栏目

六、班级管理员有什么功能

1、发布班级新闻

2、能上传班级相册

3、能添加班级特色栏目的内容

4、回复和删除班级留言

七、班主任如何审核本班的学生？

在个人中心的班级中找到所任班主任的班级，点击，八、如何设置班级管理员

九、如何重置本班成员的密码

十、如何让学生与家长互相绑定

只有学生姓名与家长完全一样时，学生与家长才可以相互绑定。

1、学生与家长互相绑定的效果

学生与家长未绑定的效果

2、如何修改家长姓名： 选中，便可修改家长姓名，修改完成后，在输入框外点击鼠标左键，即可。

十一、毕业后在登陆时，要选择新的学校，然后，并选择需加入的班级即可。

十二、加错班级或部门，可以退出后重新加入。

十三、如何进行换校或调换班级

学校老师在调换班级时，退出以前加入班级，然后在加入新班级即可；如果是调换学校，先退出以前加入的班级和部门，然后，在退

探析虚拟云计算平台的应用与研究 篇3

【摘 要】高速发展的现代化信息技术彻底改变了人们以往的生活、工作方式。越来越多的企业开始应用以数据中心为业务运营平台的信息服务模式。而且伴随着信息量以及运算复杂程度的不断提升，如何有效地提高管理效率就成为了企业管理所必须面对的一个重要问题。为此，本文主要对虚拟化和云计算的发展与应用进行深入分析。

【关键词】虚拟技术；云计算；应用

【中图分类号】F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0108-01

一、虚拟技术以及云计算的概念

虚拟化技术是一个广义的专业术语，在计算机信息技术领域当中主要是指计算元件在虚拟的基础上运行，而并非传统意义上的真实基础。虚拟化技术的特点则是可以将原本复杂冗繁的数据处理工作简单化，即通过简化软件的重新配置过程，降低IT应用服务器以及软件系统的数量。例如CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且所有应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，这样一来就可以有效地降低系统的复杂程度，最大限度的提升计算机的工作效率。现阶段最常用的虚拟化软件是Microsoft公司设计开发的Hyper-V、VMware公司设计开发的第三代虚拟架构软件、SWsoft公司设计开发的Virtuozzo以及Citrix公司设计开发的Xen、这其中以VMware公司设计开发的第三代虚拟架构软件最具市场和成熟度优势。

云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

虚拟云计算平台主要是指通过更加先进的计算机模式，让用户在互联网环境中拥有近乎无限的计算能力，让用户对计算机的应用和服务更加自由。虚拟化技术的灵活性和延展性能够提升云计算的资源利用率，最大限度的降低服务器的管理流程和维护难度，通过对数以万计的服务器资源进行整理，合并成资源池，然后再根据不同的服务的形式将其分配给具有实际需求的用户。虚拟云计算平台提供Windows和Linux系列常用主流操作系统的运行环境，可以给用户带来更加轻松、自如的使用体验。

二、虚拟云计算平台的体系结构

虚拟云计算平台的体系结构主要包括中央处理器、内存以及硬盘等硬件设施，然后对这些硬件设施进行逻辑抽象和统一表示，抽象和表示出的虚拟资源构成一个或者多个虚拟机，以便对这些硬件设施进行协调管理，极大的减小了系统管理的复杂性以及运营成本，提高了资源的使用效率和系统的运营效率。系统结构主要包括以下功能：

（一）资源管理

虚拟云计算平台的资源管理可以分为资源虚拟化和资源监控两大部分，首先资源虚拟化主要是指虚拟云计算平台上所有的央处理器、内存以及硬盘等硬件设施，将其抽象成虚拟资源，然后以虚拟机的形式提供给用户。资源监控则是对虚拟云计算平台上所有的物力资源进行实时监控，以便了解这些资源的最新动态。

（二）节点调度

虚拟云计算平台主要是由一个集群控制器和若干个节点控制器构成的。其中每一个节点控制器都配备相对应的虚拟控制器，然后运行一个或者多个虚拟机。一旦用户申请虚拟机，此时集群控制器接到指令，然后按照某种调度策略选择相对应的节点控制器，确保资源的合理分配和负载均衡。

（三）虚拟机生命周期管理

所谓虚拟机生命周期主要是指用户申请虚拟机开始到用户关闭虚拟机结束。在虚拟机生命周期内，用户可以根据自身的实际情况对虚拟机的运行环境做出相应的调整，例如启动、关闭、重启以及迁移等，在虚拟机运行的时间段内，整个系统的所有权归申请者，包括虚拟云计算平台管理员在内的任何人都不允许对该系统进行任何操作。

（四）虚拟机监控

虚拟监控是云计算平台中的一个重要功能。在虚拟环境中可以借助虚拟技术将中央处理器、内存以及硬盘等硬件设施整合成虚拟资源，然后以虚拟机的形式呈现给用户。因此就需要对这些虚拟机进行实时监控，让用户了解虚拟机的运行状态，以便做出及时的调整。在虚拟云计算平台中，虚拟监控主要分为节点控制器对虚拟机的监控和集群控制器对云计算平台上所有虚拟机的监控两种形式。其中节点控制器对虚拟机的监控，可以了解到虚拟机的最新动态；集群控制器对云计算平台上所有虚拟机的监控则可以获得平台上所有虚拟机的最新动态。

三、虚拟云计算平台的应用研究

从上文中我们了解到虚拟云计算平台上的核心功能包括资源管理、节点调度、虚拟生命周期以及虚拟机监控四大部分，对于这些核心部分的具体实现，需要从以下几个方面进行深入探讨：

（一）资源管理上统计集群所有节点控制器资源的结构体系为ccResourceCache。该结构体系一方面保存了所有节点控制器的中央处理器、内存以及硬盘等硬件设施，另一方面确保数据的实时性和有效性。

（二）节点调度提供三种调度方式，主要有GREEDY（每次选择一个资源能够满足需求的可用节点）、ROUNDROBIN（将节点排序，按照轮询的方式就选择一个可用节点）、POWERSAVE（当节点上没有虚拟机运行时，节点处于休眠状态。每次选择资源满足需求的可用非休眠节点，如果没有满足要求的节点，则可以唤醒可用的休眠节点）。

（三）节点控制器中保存虚拟生命周期的结构体系为nc Instance。该结构体系中包含虚拟机的Id，虚拟机运行状态、镜像Id、镜像URL、虚拟机类型等参数。与cc Instance相比，instance Id代表虚拟机的Id，而image Id、kernel Id和ramdisk Id都代表镜像Id，image URL、kemel URL以及ramdisk URL表示镜像地址。Launch Time、boot Time以及termination Time表示虚拟机的登录时间、启动时间以及关闭时间。

（四）虚拟机监控则是利用集群控制器循环查看每个虚拟机的运行状态，根据实际需要释放被占有的网络资源。具体根据获取的每个虚拟机的最新动态信息，更新保存在集群控制器上该虚拟机的信息，如果某一个节点控制上在集群控制器设定的空闲时间内没有虚拟机在运行，则该节点表示正在休眠状态。

四、结束语

综上所述，伴随着信息技术以及互联网技术的快速发展，使得虚拟云计算平台的应用日趋成熟。虚拟化技术的兴起彻底引起了信息技术的变革、促进产业格局的重新分配、改变了企业以及个人实用信息资源方式的先进技术已经被越来越多的部门所重视，与此同时，云计算作为一个新兴事物也正在信息领域中被广泛应用。本文首先分析了虚拟技术以及云技术的相关概念，然后分析了资源管理、节点调度、虚拟生命周期以及虚拟机监控这四大模块的结构设计和具体应用，为今后虚拟技术在云计算平台上的应用研究提供有力支持。

参考文献

[1] 陈海波.云计算平台可信性增强技术的研究[J].复旦大学，2008年第10期

[2] 王含章.可信云计算平台模型的研究及其改进[J].中国科技技术大学，2011年第04期

[3] 罗登亮. 基于云计算的虚拟化容忍侵入系统研究[J].内蒙古科技大学，2011年第06期

[4] 王柳峰.基于虚拟化的云计算平台内存资源协同共享技术研究[J]. 国防科学技术大学，2011年第11期

透视智慧云平台:建设与应用 篇4

随着信息技术的快速发展,云计算成为国内外教育信息化建设的新趋势。作为教育信息化的技术风向标,美国新媒体联盟(NMC)自2009年就将“云计算”列为未来两年的主流技术趋势。截至2016年,“云计算”四次被提及,每一次都被认作是未来一年内最有可能影响学校教育教学变革的技术趋势。国内外都在积极推进教育信息化“云”平台建设。特别是2016年教育部公布的《教育信息化“十三五”规划》中明确提出:“‘十三五’末,要形成覆盖全国、多级分布、互联互通的数字教育资源云服务体系,为学习者享有优质数字教育资源提供方便快捷的服务,提升教育信息化支撑教育教学的水平。”这就明确了智慧云平台在“十三五”教育信息化建设中的作用。

虽然智慧云平台建设非常重要,但建设智慧云平台存在蜂拥而上的现象,所以出现了平台建设浪费、应用效果不佳、可持续能力不强等诸多问题。“十三五”伊始,不少地区都将发展教育信息化的新着力点放到了智慧云平台建设上。为了引导智慧云平台的建设与应用,透视当下智慧云平台建设的误区与发展前景,总结已有成功经验,我们特别组织了本期专题。首先由江南大学刘向永博士等人就智慧云平台建设与应用误区及对策提出自己的观点,然后组织北京市大兴区、江苏省苏州工业园区、江苏省无锡市等已有实践经验的区域介绍了本地建设和应用智慧云平台的相关经验。

“云”应用平台 篇5

目前在高校的计算机信息管理系统中，主要是根据自身的需求来满足管理，但是随着业务规模的扩大，无法满足教学管理的需求，并且管理价格的逐渐的增加.随着桌面云平台在高校计算机管理中应用的成熟，本文主要是用于探索桌面云平台在高校计算机平台中应用的意义.

1桌面云平台的含义

桌面云平台就是将客户端和其他网络平台进行链接的一种应用程序，当然也可以理解为就是桌面云在终端系统的一种操作应用，将传统的电脑客户端转移到云端，使云资源代替电脑主机的一些功能，将人们从传统的电脑中解救出来，用户可以根据不同的终端来访问自己的桌面，不必局限在电脑前.通俗一点就是建立一个强大的服务器，再建立部分的虚拟服务器分配给学生和老师使用.

2高校计算机的信息管理现状

“云”应用平台 篇6

【关键词】云计算；水务信息化平台；虚拟化建设

一、概述

目前，随着信息化建设与应用的不断深入，信息化建设平台已逐步得到了广泛应用，但是这些应用系统虽在功能和应用方式上有很大差别外，还有一个共性，那就是需要海量的数据作为支撑。因此就出现了云计算信息服务系统。现在来说，云计算在水务信息公共服务平台建设中得到了广泛应用，为水务信息化建设提供了崭新的解决思路。

二、云计算概念及特点

所谓的云计算就是基于它是完全建立在可自我维护和管理的虚拟资源层上的的一个新技术。在实际使用中我们可以按不同需求动态改变需要访问的资源和服务的种类和数量。一般来说，现在我们都是采用广义上的云计算，它可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。下图是笔者给出的云计算的结构原理图。

云计算现在最大的特点是高速运行，实现动态的、可伸缩的扩展，通过互联网提供、面向海量信息的处理；对于用户来说可以方便地参与，减少用户终端的处理负担，降低用户对于IT专业知识的依赖。另外云计算自动检测失效节点，并可以及时地把它排除，用冗余方式实施可靠性，便于恢复灾难性和业务的连续性。

另外在资源配置动态化方面，我们可以根据消费者的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源，当增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。云计算为客户提供的这种能力是无限的，实现了IT资源利用的可扩展性。

三、云平台水务信息化基础建设

在实际的操作中，由于信息系统的差异化造成了软硬件环境的不同，这样在实际水务系统中实现升级就会面临很大的维护困难。同时介于水务系统的完整性和实时性，我们就需要实现快捷可靠的恢复机制。在设计中我们可以采用基础设施的云模式处理水务云的基础建设平台。通过对比分析，我们知道vmware esxi server 磁盘占用空间小的特点，可以减少补丁程序数量，还可以针对硬件供应商优化驱动程序，收回内存。在使用中，我们可以采用虚拟化产品进行服务器的虚拟化和存储平台的整体部署。

四、云平台水务信息化服务器虚拟化应用分析

某水利部门现有设备G7的机架服务器和少量带有刀片式的服务器。在这个部门有两个安全区，其中主要系统运行在生产区，有11个应用系统分布在DMZ區，这其中要有3个左右的应用链接到防止DDOS攻击的设备上，最后在链接到网络。一般来说，为了考虑遵循充分利用现有的设计原则，这次虚拟化和云计算设计建议采用现有服务器来设计。在这里面统一配置为CPU满配，添加HBA卡，同时也要对刀片服务器进行一次升级。另外在每一台服务器上要安装虚拟架构套件企业增强版软件，用在单个物理服务器实体上，然后再利用它的处理能力生成多个虚拟服务器，在这个上面就可以安装操作系统。在这个方案实施中，数据中心一般要建立两个集群，一个是为生产区域的应用系统用，一个是为DMZ区域的其他应用系统用。具体方案可以设计如下：

根据上面的具体设计，我们可以得出在本方案实施后，可以大大地降低成本，提高投资回报率，通过服务器的整合，可以严格控制物理服务器的数量。还有整个系统的安全性有所提高，可以实现更高级别的业务要求，同时根据虚拟器的特有功能和网络存储的有机结合，提高了应用的可用性。

五、下一步待解决的问题

虚拟化平台的应用在实际中要注意很多问题，比如防病毒等的攻击，还有网络中的安全等问题。最主要的是虚拟网络多种数据流混合传播的安全。在这个应用中数据包括很多重要的信息，而当虚拟网络数据流等在同一个物理网络上传输时候，就意味着虚拟机被暴露和存在入侵的风险。

参考文献：

[1]刘敏，《中国水利学会2013学术年会论文集——S4水利信息化建设与管理》，2013年

[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

“云”应用平台 篇7

制造业是国民经济的支柱产业,而磨削加工技术是制造技术中的重要内容,是现代机械制造业实现精密加工、超精密加工中最有效、应用最广的工艺技术[1]。制造业服务化和信息化是当前制造业发展的两大趋势。制造业服务化是向产品产生过程和使用过程所提供的各种形式服务的总称,制造企业是服务的主体或客体之一[2]。制造业信息化的范畴涉及产品开发、生产和营销过程等价值链的各个方面,它经历了从低级到高级、从简单到复杂的发展过程;信息技术对制造业服务化的影响很大,信息技术的发展使服务越来越便利,并使过去许多不可能的服务成为可能。制造业服务化将信息化作为提供服务的平台和工具,并借助信息化手段把服务向业务链的前端和后端延伸,从而扩大了服务范围,拓展了服务群体,且能够快速地获得用户的反馈信息,不断地优化服务内容,持续改进服务质量[2]。

纵观国内外文献报道,虽然信息技术和制造技术的融合迄今已经取得了众多进展,在企业应用系统(如CAD、CAPP、CAM等)的研究开发与集成方面已经取得了很大成绩,但在信息化制造理论和方法方面进行系统的研究尚不多见,目前还存在以下几个方面的问题:(1)制造企业信息化发展不均衡,企业间差距较大,应用技术水平参差不齐,部分中小企业信息化建设能力较弱;(2)虽然个别制造企业信息化单元技术的应用已有一定的水平,但集成应用度不高,信息化的应用还有待深化;(3)企业对信息的安全性认识不够,信息安全系统建设欠缺,信息安全工作需进一步加强[3]。

近年来,一种新的服务化计算模式———云计算(cloud computing)正在兴起[4]。云计算的理念是,由专业计算机和网络公司搭建计算机存储和计算服务中心,把资源虚拟化为“云”后集中存储起来,为用户提供服务。云计算为解决当前信息化制造存在的问题提供了新的思路和契机。

本文介绍了工业云和云制造的特点,提出将云计算应用到磨削加工领域的思想,构建了智能磨削云平台,介绍了其关键技术,以及运用云计算技术开发的相关磨削云软件的应用情况,并展望了智能磨削云平台的发展趋势。

1 工业云和云制造

工业云是在云计算模式下对工业企业提供软件服务,使工业企业的社会资源实现共享化的一种新的概念。工业云有望成为我国中小型工业企业进行信息化建设的另外一个理想选择,因为工业云的出现将大大降低我国制造业信息建设的门槛[5]。

云制造,是在“制造即服务”理念的基础上,借鉴云计算思想发展起来的一个新概念[6]。云制造是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品,是“制造即服务”理念的体现。云制造采取包括云计算在内的当代信息技术前沿理念,支持制造业在广泛的网络资源环境下,为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务,实现制造资源的高度共享。云制造通过建立共享制造资源的公共服务平台,将巨大的社会制造资源池连接在一起,提供各种制造服务,以实现制造资源与服务的开放协作以及社会资源的高度共享。企业用户无需再投入高昂的成本来购买加工设备等资源,可以通过咨询公共平台来租赁制造资源。在理想情况下,云制造将实现对产品开发、生产、销售、使用等全生命周期的相关资源的整合,提供标准、规范、可共享的制造服务模式[7]。这种制造模式可以使制造业用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务。

制造资源包括制造全生命周期活动中的各类制造设备(如机床、加工中心、计算设备)及制造过程中的各种模型、数据、软件、领域知识等。为了实现制造资源的虚拟化、优化调度和协同互联,可融合语义Web、嵌入式系统技术、物联网、高效能计算等新技术[8]。另外,高性能计算机的应用和高性能计算技术的发展为求解复杂的制造问题和开展大规模协同制造提供了可能。云制造的运行原理如图1所示。

智能磨削云平台是工业云和云制造技术在磨削加工领域的应用,它结合云计算技术、云制造技术、磨削工艺智能化技术,以分布式高性能计算机系统、大容量数据存储设备和互联网环境等资源为基础,为各大磨床制造厂商提供基于各类磨削装备的磨削数据库系统,实现知识数据的积累,另外,该平台也给磨削加工企业提供各类加工制造方面的技术服务,实现磨削加工信息查询、工艺方案智能优选、工艺优化、误差分析与补偿、磨削加工过程仿真、自动编程等功能,充分发挥现有磨床的潜在性能。智能磨削云平台是联合国内各大磨床制造厂商和磨削加工企业共同开发而成的,网络终端用户能够方便快捷地连接上它而获得服务。

2 智能磨削云平台的构建

基于以上分析,本文在研究智能磨削的基础上,引入工业云及云制造技术,建立集成云制造与磨削工艺智能化的智能磨削云平台(图2),为各大磨床制造厂商提供基于各类磨削装备的磨削数据库系统,给磨削加工企业提供各类加工制造方面的技术服务。该智能磨削云平台可提供远程实时有效的加工指导,具有很强的开拓性和前瞻性。

智能磨削云平台的结构如图3所示,主要包括三个部分:基于云计算的磨削数据服务客户端、云计算服务管理平台、分布式磨削工艺数据库管理平台。

基于云计算的磨削数据服务客户端根据具体的需求对磨削云服务进行自主选择,如图4所示。磨削云服务的主要功能包括工艺实例智能推理决策、3D加工仿真、磨削工艺预报、误差分析与补偿、数控代码自动生成以及对数据库系统的扩充维护等。这些服务均是通过智能磨削云端服务来完成的。

数据库资源池通过数据仓库、数据挖掘等技术实现对磨削工艺数据库的检索、重用、修改、存储、删除、更新等操作,以此保证磨削工艺数据库知识的完备实时准确,从而正确地指导磨削云的服务工作。

云计算服务管理平台采用虚拟化技术将分散的制造资源和制造能力虚拟地接入到磨削云平台中,形成虚拟资源并聚集在虚拟资源池中,从而隐藏底层资源的复杂性和动态性,为智能磨削云平台实现面向服务的资源高效共享与协同支持。云计算服务管理平台运营商将智能磨削云平台的服务功能通过网络传递给远程用户,并将结果文件进行反馈以实现智能磨削云平台的更新。云计算服务管理平台涉及的主要技术包括资源虚拟和分布式并行计算架构两大核心技术,以及数据传输安全技术、认证与鉴权体系等。

分布式磨削工艺数据库的结构框图如图5所示。该数据库将磨削加工过程中的各生产要素、工艺参数(主要包括机床、冷却液、材质、磨料磨具、实例、规则、模型图表、工艺参数等)有机集成,并根据这些要素和参数之间内在的逻辑映射规则以及数学拓扑关系进行异构,最终形成一个有机结合的磨削工艺数据库系统。

3 智能磨削云平台的关键技术

智能磨削云平台的关键技术主要包括以下内容:

(1)磨削工艺数据库。该数据库集成了机床库、磨料磨具库、材料库、冷却液库、实例库、规则库、模型库、图表库、工艺参数库等,涵盖了磨削工艺领域的各重要环节,并存储了大量的工艺数据。

(2)磨削加工工艺方案智能决策技术。制订基于实例推理和规则推理的混合推理模式,以及遗传神经网络等智能优化算法的磨削加工工艺方案,发展磨料磨具设计制备与选用的智能决策技术,采用粗糙集理论、层次分析法、组合赋权法、分层过滤机制等实现基于实例推理技术,并建立不同方案的效用评价体系及自动评价实现技术。

(3)磨削加工工艺优化技术。针对磨削加工过程中零件轮廓复杂性,考虑其质量要求和工艺系统的加工能力,并结合磨削质量预报技术,进行加工轨迹与速度加速度的优化,实现加工精度和加工效率的同步提高。

(4)磨削加工误差分析与补偿技术。通过对加工后的实际轮廓表面测量来提取误差信息并进行科学分析,将其与理论轮廓线或(和)虚拟加工仿真轮廓线进行匹配,通过误差分析了解误差的变化情况,并根据误差变化进行预测,以调整整个磨削工艺系统的补偿误差。

(5)磨削加工过程几何仿真技术。建立数控磨削加工的虚拟环境,实现对复杂轮廓零件的虚拟数控磨削加工,在虚拟磨削加工过程中提取磨具、头架、尾架、中心架、工作台、夹具等模型之间的相对位置,检查碰撞、干涉及撞刀现象。

(6)磨削质量预报技术。对经智能优化的工艺方案的磨削结果进行预报,在优化工艺方案正式实施前了解其磨削加工结果。复杂轮廓零件的磨削几何形状通过几何仿真了解,加工表面质量(主要指轮廓精度、表面粗糙度等)主要采用遗传神经网络的方法来进行预报(预测)。

(7)磨削加工的自动编程技术。针对特定零件的结构特征,将测量数据通过模型转换为实际加工数据,并利用计算机技术实现数控代码的自动编制。

(8)云计算技术。该技术主要基于资源虚拟和分布式并行架构两大核心技术,同时也利用互联网上的大量开源软件为用户提供支撑。虚拟化技术主要分为两个层面:物理资源池化和资源池管理。其中,物理资源池化是把物理设备由大化小的过程,即将一个物理设备虚拟为多个性能可配的最小资源单位;资源池管理是对集群中虚拟化后的最小资源单位进行管理,即根据资源的使用情况和用户对资源的申请情况,按照一定的策略对资源进行灵活分配和调度,实现资源的按需分配。

4 基于智能磨削云平台已开发的软件应用产品

近来,笔者基于智能磨削云平台成功开发了凸轮轴数控磨削工艺智能专家数据库系统CSIDB、凸轮轴数控磨削工艺智能应用系统CSGIA、磨削工艺数据库系统GPDB、凸轮轴数控磨削加工辅助软件CGAS和典型零件高效精密磨削工艺数据库系统FCGDB。其中,CSIDB、GPDB和FCGDB是基于Interbase的三层分布式应用体系结构开发的,集成了机床库、磨料磨具库、材质库、冷却液库、实例库、规则库、模型库、图表库、工艺参数库等,涵盖了磨削工艺领域的各重要环节,存储了大量的相关工艺数据。CSGIA在CSIDB的基础之上,针对凸轮轴的磨削加工增加了工艺问题定义、专家系统推理、误差分析与补偿、工艺智能优化、工艺预报、自动数控编程、工艺系统3D运动仿真、工艺结果输出等8项重要功能。

CSGIA V1.0于2009年11月12日经湖南省软件评测中心进行全面测试,成功通过测评,可应用于指导实践加工。

该系统于2011年9月进行了网络化测试:利用计算机“远程桌面连接”功能,远程登录北京市云计算关键技术及应用重点实验室的虚拟机,对其进行操作控制,在虚拟机上进行软件安装和功能测试,各功能模块都能正常运行。

CSIDB、CSGIA成功应用于湖大海捷制造技术有限公司开发的CNC8312A型数控高速凸轮轴磨床上,结果发现,凸轮轴数控磨削工艺系统的操作时间缩短了20%以上,生产效率提高了25%,生产过程中凸轮轴的废品率显著降低。

基于无心磨床和轴承磨床的GPDB已经成功应用于无锡机床股份有限公司。该系统提高了无心磨削与轴承磨削的加工精度和加工效率,增强了磨削加工的柔性。该系统操作界面简洁,具有良好的人机交互性,为无锡机床股份有限公司进一步提高无心磨床和轴承磨床的质量指标提供了有力的技术支撑。

基于浙江玉环传动机械有限公司现有的凸轮轴磨床开发的CGAS,对30多种型号的凸轮轴进行加工,所获得产品的精度完全达到了客户的要求,而且人力资本、固定资本大幅降低,这些优势帮助该公司打开了中小凸轮轴生产企业的凸轮轴数控磨床市场。

FCGDB是针对国家高技术研究发展计划(863计划)资助重点项目中典型零件开发的处理其高效精密磨削复杂工艺的智能化工艺管理系统。

5 智能磨削云平台发展趋势

未来,智能磨削云平台将致力于以下领域的研究与应用:

(1)为各大磨床、磨料磨具制造厂商提供基于各类磨削装备及磨料磨具的磨削工艺智能专家数据库系统,实现磨削工艺知识数据的积累与重用。

(2)为磨削加工企业提供各类磨削加工制造方面的整体工艺方案技术服务,实现磨削加工信息查询、工艺方案智能优选(磨削加工和磨料磨具设计制备方案)、工艺优化、误差分析与补偿、磨削加工过程仿真、自动编程等功能。

(3)配套应用于中小型数控磨床制造企业或嵌入数控系统,提高数控磨床的智能化水平和加工柔性。

(4)深入研究并集成云制造与磨削工艺智能化技术,进一步实现磨削加工的服务化与信息化。

(5)将智能磨削云平台扩展应用到其他加工和信息化服务领域。

参考文献

[1]李伯民,赵波.现代磨削技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]顾新建,张栋,纪杨建,等.制造业服务化和信息化融合技术[J].计算机集成制造系统,2010,16(11):2530-2536.

[3]杨淇蘥,范勇,杨小兰.制造业信息化工程建设与应用研究[J].制造业自动化,2011,33(11):27-29,64.

[4]陈康,郑纬民.云计算:系统实例与研究现状[J].软件学报,2009,20(5):1337-1348.

[5]曾宇.工业云计算的实践和思考[N].科技日报,2010-03-01:05.

[6]李伯虎,张霖,柴旭东.云制造概论[J].中兴通讯技术,2010,16(4):5-8.

[7]李伯虎,张霖,王时龙,等.云制造———面向服务的网络化制造新模式[J].计算机集成制造系统,2010,16(1):1-7.

云数据中心及云平台技术应用研究 篇8

关键词：云数据中心,云平台,有线电视网络,总体架构,关键技术

0 引言

云化的数据中心是虚拟化、自动化、并行计算、安全策略以及能源管理等新技术的融合, 是支撑运营商业务的关键基础设施, 目前已在互联网、电信、广电以及金融、电力等各个行业得到了广泛的应用。尤其在互联网领域, 云数据中心已经成为互联网公司提供服务的基础平台。广电网络运营商之间、以及广电网与互联网实现互联互通, 开展视频内容运营, 云数据中心将发挥重要作用。

本文研究云数据中心的关键技术以及其发展趋势, 梳理国内外主要IT设备提供商的数据中心技术架构和解决方案, 形成技术思路参考。

1 技术现状分析

随着三网融合和下一代广播电视网 (NGB) 建设的持续推进, 技术融合和技术演进不断加快, 广播电视网和互联网的融合成为有线电视网络发展的必然趋势, 有线电视网络面临很大的挑战。目前各地有线电视网络自成一体, 电信、互联网行业发展迅猛, 给有线电视行业带来了巨大的冲击。本节对行业形势、技术现状面临的形势和困境进行梳理和分析, 为适应新需求、新变化, 推动有线数字电视网络可持续发展, 建设云数据中心将发挥重要作用。

1.1 行业形势

我国有线电视网络虽然已经建立起庞大的用户群体以及成熟的技术体系, 但仍属于信息网络发展的初级阶段。目前, 有线电视网络存在的问题如下:

1. 各地有线电视网络尚未实现互联互通。由于没有实现互联互通, 全国各地的有线电视运营商无法实现资源共享和优势互补。

2. 有线电视网络产业规模较小。有线电视网络由各地的运营商自主建设, 各自的技术体制存在较大差异, 而且各地用户规模有限, 造成有线网络和终端设备的开发和售后服务成本大, 难以形成规模化效应, 严重制约有线电视网络的升级与发展。

3. 双向网络业务开通率低。不同于有线电视业务的高普及率和渗透率, 广电双向网络业务起步较晚, 并且受到目前双向网改造技术和出口带宽所限, 提供的带宽较低, 用户更多习惯采用电信网络实现互联网接入。

4. 有线电视网络无统一的互联网出口。运营商仅能通过向电信运营商租用带宽的方式获取互联网资源;个别区域甚至被电信运营商封杀, 仅能通过其他渠道获取互联网出口, 互联网出口租用费用高昂。并且出口不为自己掌控, 极易被电信运营商进行策略限制, 造成宽带业务传输不畅, 降低用户体验。

5. 有线网络与电信网络非对等互联。由于各地有线电视网络无法和三大运营商实现对等互联, 导致有线电视运营商经营宽带业务流量的单位成本是电信运营商的数倍。

6. 有线网络没有全国性的云数据中心。运营商大量的数据业务没有形成网内流量, 而是与电信云数据中心交互形成了网间流量, 即增加了成本, 也降低了网络质量。

1.2 技术现状

经过多年的数字化及双向化改造, 有线电视运营商正在走向全业务运营阶段, 行业的转型与升级初见成效。但由于有线电视传统的IT架构不适应新时代的发展需求, 其核心视频业务和增值业务目前面临着严重威胁。

有线电视系统内的业务和应用越来越丰富, 业务需求的不断增长带来了系统模块的不断增长, 但传统的技术架构体系逐渐暴露出很大的问题。直播系统、VOD点播系统、增值业务系统、新媒体系统等各业务平台是按照烟囱式架构来建设, 虽然满足了有线电视运营商特定业务的急迫需求, 但是不利于未来的发展, 前端各业务平台的割裂所导致的“信息孤岛”问题对广电的制约非常严重。

1. 软硬件采购和维护成本较高

目前, 有线电视网络的业务平台相对独立, 运营商需要为每一种业务投入满足并发高峰的软硬件系统设备, 而且不同业务平台中的数据库系统、中间件系统、存储共享系统等相对独立, 设备、平台有不同的管理方法, 难以实现统一运维, 也带来成本的增加。

2. 系统架构庞杂, 带来业务部署时间长

每一个业务都要与全平台的CA、BOSS、中间件等对接, 相应的接口调试工作量大、流程长, 导致新业务功能上线、扩充周期长, 不能够快速实现业务的开发上线部署和升级迭代。

3. 业务平台不能互联互通, 带来运营能力不足

现在不同业务之间的关联性越来越强, 比如直播业务与点播业务的关联推荐、数据业务与视频业务的导流、不同业务间的统一后台数据分析等, 可实现用户流量的充分利用。但是有线电视传统的IT架构之下, 多数业务平台是私有的, 需要很多协调工作才能打通平台间的对接。因此, 不同业务平台间的互联互通和管理非常繁琐, 降低了运营商的运营能力。

4. 专用终端的投入和升级成本高昂

有线电视传统的终端以专用型的机顶盒为主, 终端硬件水平层次差异性大, 终端型号五花八门, 增加了业务部署和升级迭代难度, 反过来影响前端业务平台的规划。有线电视的终端正在从单一的机顶盒形态向家庭网关、媒体中心等拓展, 现有的终端体系会更加桎梏前端业务部署。

1.3 建设云数据中心的优势

云计算技术的出现颠覆了传统的信息产业, 它所带来的按需使用、资源共享、绿色节能、快速业务部署等好处, 可给用户带来更加低成本的应用、更加快速简洁的部署。创造巨大的社会效益和经济效益, 已经成为信息技术最热门、也是公认的发展方向。数据中心是云计算落地实施的实体, 近年来在云计算等新应用模式的推动下, 数据中心正经历着一次巨大变革。基于云计算技术构建新一代的数据中心, 正将数据中心从“成本中心”转变为“利润中心”。其带来的好处主要有以下几点:

1. 提升IT设备利用率。云计算通过虚拟化技术实现服务器、存储、网络等IT设备的共享, 使多个应用可以在同一个物理服务器上运行, 通过资源共享可以使服务器的CPU利用率提升3 ~ 4 倍。

2. 简化管理。在云数据中心, 管理人员面对的是一个个虚拟机, 而不是各式各样的物理服务器, 通过云管理软件可以统一管理、调度各种规格的虚拟机, 无需关心它们所运行的服务器的硬件差异。因此, 在云数据中心中运维效率可以提升5 倍以上。

3. 快速部署业务, 更敏捷地支撑企业业务发展。云数据中心中IT设备已经组成一个资源池, 新业务的IT资源申请只需通过电子模板做网上申请, 审批部门审批后即可完成, 完全改革了传统数据中心需要申请、审批、采购、调测等一系列复杂的过程。从原来的3 个月上线时间缩短至数天。

4. 绿色节能。随着服务器利用率的提升, 数据中心所需服务器的数量也随之大幅减少。随着服务器所需的电量下降, 热负荷及基础设施其他插件的功耗也同步下降。另外随着各种新型制冷技术的出现, 如联动管理、冷冻水行级空调、自然冷却技术、密闭冷热通道等也可有效降低数据中心所需制冷能耗。这些使云数据中心所消耗的电量大大降低, 传统数据中心的PUE (Power Usage Ef ectiveness, 能耗比) 一般为2.5~ 3.0, 云数据中心可降低至1.5 甚至更低。

基于以上几个方面, 建议广电行业建设云数据中心、广电云平台, 可将宽带资源和视频内容保存在广电网络内部, 实现广电运营商之间的互联网资源共享、以更加优异的内容分发体验为用户提供跨域服务, 并将全国广电网络与三大电信网络均实现对等互联。这对有线电视网络未来的生存和发展具有重要意义。

2 云数据中心及平台关键技术

2.1 云平台服务类型

云计算主要分为三种服务模式:Saa S (Software as a Service, 软件即服务) 、Paa S (Platform as a Service, 平台即服务) 、Iaa S (Infrastructure as a Service, 基础设施即服务) 。Saa S主要将应用作为服务提供给客户, Paa S以服务形式提供给开发人员应用程序开发及部署平台, Iaa S是主要是将虚拟机等资源作为服务提供给用户 (图1) 。

2.1.1 Iaa S

Iaa S将海量的硬件资源集中到一起, 以虚拟化的形态出现, 通过Iaa S管理平台将不同类别的资源统一管理并交付给最终用户, 提供计算、存储、网络、管理等服务。

1. 计算即服务:计算平台提供的服务包括X86 物理主机服务、VM虚拟机服务、单独的物理主机 (如大型机) 。

2. 存储即服务:存储平台提供的服务包括SAN存储服务 (包括IP SAN和FC SAN架构) 、云存储服务。

3. 网络即服务Naa S (Network as a Serive) :通过网络虚拟化、安全设备虚拟化、SDN、大二层网络等技术, 提供的服务包括公网/ 私有IP地址服务、带宽服务、虚拟防火墙服务、负载均衡服务、自动化的网络配置服务、入侵检测服务、流量过滤服务、web应用防护服务、漏洞扫描服务、VPN服务等。

4. 管理即服务Maa S (Management as a Serive) :通过分布式云数据中心强大的运营运维管理系统, 对多数据中心内的资源进行统一管理。从而提高数据中心所有者对云数据中心的管理效率, 并使云数据中心的使用者 ( 如各级下属部门、各种云数据中心租户等) 在授权范围内自由地管理和运营自己的虚拟数据中心。Maa S主要功能包括分权分域, 多数据中心统一管理功能, 机房、IT基础设施和应用的统一管理, 云与非云的统一管理, 异构云操作系统的统一管理等。

2.1.2 Paa S

Paa S (平台即服务) 实际上是指将软件研发的平台作为一种服务, 以Saa S的模式提交给用户。Paa S提供了基础架构, 软件开发者可以在这个基础架构之上建设新的应用, 或者扩展已有的应用, 同时却不必购买开发、质量控制或生产服务器。

平台即服务主要在Iaa S基础上提供统一的平台化系统软件支撑服务, 包括统一身份认证服务、访问控制服务、工作量引擎服务、通用报表、决策支持等。这一层不同于传统方式的平台服务, 这些平台服务也要满足云架构的部署方式, 通过虚拟化、集群和负载均衡等技术提供云状态服务, 可以根据需要随时定制功能及相应的扩展。

2.1.3 Saa S

Saa S (软件即服务) 是最为成熟、广泛应用的一种云计算。可以将它理解为一种软件分布模式, 应用软件安装在厂商或者服务供应商那里, 用户可以通过某个网络来使用这些软件, 通常使用的网络是互联网。这种模式具有高度的灵活性、已经证明可靠的支持服务、强大的可扩展性, 因此能够降低客户的维护成本和投入, 运营成本也得以降低。

软件即服务对外提供终端服务, 可以分为基础服务和专业服务。基础服务提供统一门户、公共认证、统一通讯等, 专业服务主要指各种业务应用。通过应用部署模式底层的稍微变化, 就可以在云计算架构下实现灵活的扩展和管理。

按需服务是Saa S应用的核心理念, 可以满足不同用户的个性化需求, 如通过负载均衡满足大并发量用户服务访问等。

2.2 关键技术

2.2.1 虚拟化

虚拟化 (Virtualization) 是一种资源管理技术, 是将计算机的各种实体资源, 如服务器、网络、内存及存储等, 予以抽象、转换后呈现出来, 打破实体结构间的不可切割的障碍, 使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式、地域或物理组态所限制。

视听新媒体运用云计算虚拟技术, 业务可用性和资源使用效率将大幅提高。虚拟化后可以基于已有的服务和应用在短时间内推出新业务, 在突发情况下还可以合理灵活地分配资源。

2.2.2分布式计算

分布式计算主要研究分散系统如何进行计算。分散系统是一组电子计算机通过计算机网络相互链接与通信后形成的系统, 分布式计算则是把需要进行大量计算的工程数据分区成小块, 由多台计算机分别计算, 在上传运算结果后, 将结果统一合并得出数据结论的技术。分布式计算消除了处理大型计算任务的瓶颈, 通过单节点的多重性实现容错能力, 可以有效增强视听新媒体系统的可扩展性、稳定性和执行效率。

2.2.3分布式文件系统

分布式文件系统, 或网络文件系统, 是一种允许文件通过网络在多台主机上分享的文件系统, 可让多机器上的多用户分享文件和存储空间。云计算通常采用分布式文件系统来保证存储数据的可靠性, 以高可靠软件来弥补硬件的不可靠, 从而提供廉价可靠服务的系统。

目前, 云计算的分布式文件系统主要有GFS (Google File System) 和HDFS (Hadoop Distributed File System) 。通过使用分布式文件系统, 视听新媒体系统可以提供无限的廉价存储和计算能力, 为用户提供庞大的视听“云端”。

2.2.4 多租户

多租户技术或称多重租赁技术, 是一种软件架构技术, 它主要解决如何于多用户的环境下共用相同的系统或程序组件, 与此同时仍可确保各用户间数据的隔离性。该技术可以有效地提高资源使用效率, 广泛运用于各种云服务, 包括Iaa S、Paa S、Saa S。

2.2.5 大数据

大数据, 或称巨量数据、海量数据, 指的是所涉及的数据量规模巨大到无法通过人工, 在合理时间内达到截取、管理、处理, 并整理成为人类所能解读的信息。大数据必须借由计算机对数据进行统计、比对、解析方能得出客观结果。数据挖掘 (data mining) 则是在探讨用以解析大数据的方法。互联网上的数据的复杂程度越来越高, 分析和挖掘的时间要求越来越短。云计算通过对大数据的分区、索引、处理和分析, 实现低成本处理大规模数据的目标。

通过海量的数据处理不仅可以提高制播平台的检索效率、挖据个性化服务需求, 还可以在掌握受众特征和偏好的基础上建立新的节目生产方式, 协调视听新媒体制作、播出等各个环节之间的关系, 优化产业格局。

2.2.6 并行编程模型

当前各IT厂商提出的云编程模型大多以Map Reduce并行编程模型为主。Map Reduce是谷歌提出的一个软件架构, 用于大规模数据集的并行运算, 该模型采用函数式编程中的函数来实现并行编程, 利用并行计算的计算模式, 将计算的过程分解成小部分, 之后以并发方式来加以解决。Map Reduce通过把对数据集的大规模操作分发给网络上的每个节点实现可靠性。

视听新媒体系统可以通过Map Reduce并行编程模型来实现大规模的图像处理、数据挖掘等高性能要求的应用。

3 云数据中心建设和应用情况

本节对数据中心的研究范围包括国内外相关行业的电信、广电运营商及互联网公司。其中, 从云数据中心信息发布情况来看, 电信/ 广电运营商强调云数据中心的架构、规模等信息, 互联网公司主要宣传云数据中心提供服务的能力。

3.1 国外情况

3.1.1 电信运营商

1. 威瑞森电信 (Verizon)

Verizon的云数据中心基于VMware, 独立于Verizon现有的企业云计算服务, 使用各种计算架构, 目前主要以微服务器构建云平台, 采用AMD Sea Micro服务器, 以数千低功耗服务器打造出若干个数据中心, 以支撑其全球性云服务, 提供云计算及云存储业务, 部署模式包括公有云及私有云, 并提供分层服务[1]。目前Verizon Cloud只支持自己的e Cloud API, 但未来将添加Cloud Stack和AWS的兼容性。

2. 英国电信 (British Telecomm)

British Telecomm的云数据中心为移动和宽带客户提供免费的云存储, 支持Android、i OS、Windows操作系统App[2]。目前的云数据中心服务有:虚拟数据中心 (VDC) 、数据中心服务、Iaa S云计算、主机托管服务、机房出租。

1) 虚拟数据中心 (VDC) :企业可通过自助门户, 自行建立、部署、监控和管理虚拟数据中心基础设施体系。

2) 数据中心服务:覆盖全球并提供本地技术支持的数据中心服务, 可定制云计算服务平台, 是企业级的数据中心服务。

3) Iaa S云计算:可量身定做个性化云, 允许用户创建、部署、监控和管理自己的云服务的预配置数据中心基础设施。通过自助服务门户, 提供云解决方案所需的工具、资源和专业知识, 自动化交付。

4) 主机托管服务:外包关键系统和数据的托管和存储工作, 减少工作量和前期成本。

5) 机房出租:整合或拓展业务时, 外迁大部分的基础设施, 从而降低成本。

3.1.2 互联网公司

根据Gartner“2014 云基础设施即服务的魔力象限”报告[3], 本文选取了处于业界领导者地位的AMAZON、Microsoft和Googles公司进行研究。

1. 亚马逊 (AMAZON)

亚马逊 (AMAZON) 的AWS (Amazon Web Services) 面向全球提供计算、存储、数据库、分析、应用程序和部署服务, 可帮助组织更快地迁移、降低IT成本和扩展应用程序[4]。很多大型企业和热门的初创公司都使用这些服务, 并通过这些服务为各种工作负载提供技术支持, 包括:Web和移动应用程序、数据处理和仓库、存储、归档和很多其它工作负载。

目前提供的主要服务包括:弹性云计算、冗余数据存储、云数据库、虚拟联网服务、互联网接入替代、数据分析、云应用开发。

2. 微软 (Microsoft)

微软 (Microsoft) 的Azure是开放云平台, 汇集计算、存储、数据、网络和应用程序等服务, 可在Microsoft管理的数据中心的全球网络中快速生成、部署和管理应用程序[5], 可以使用任何语言、工具或框架生成应用程序, 并可将公有云应用程序与现有IT环境相集成。

目前提供的主要服务包括:虚拟机 (计算、存储、数据库) 、Remote App、云服务开发环境、 (大) 数据分析、多媒体服务 (CDN配合) 。

已有租户包括:Easy Jet、Dell、BMW、Samsung、NBC、XBOX等。

3. 谷歌 (Google)

谷歌 (Google) 处于云计算创新的前沿, 三驾马车为:GFS、Map Reduce、Big Table, 如图2 所示。

Google文件系统GFS提供海量数据存储和访问的能力。

分布式数据处理Map Reduce Map是一个软件架构, 是一种处理海量数据的并行编程模式, Map Reduce使得海量信息的并行处理变得简单易行。

分布式锁服务Chubby主要用于解决分布式一致性问题。Chubby是Google为解决分布式一致性问题而设计的一种粗粒度锁服务。软件开发者不需要使用复杂的同步协议, 而是直接在程序中调用chubby的锁服务来保证数据操作的一致性。其他分布式系统可以使用Chubby对共享资源的访问进行同步。

分布式结构化数据表Big Table是Google开发的基于GFS和Chubby的分布式结构化数据存储系统。

谷歌提供的云计算服务包括:计算 (Compute/App engine ) 、存储 (SQL、Storage) 、服务 (DNS、App前端Endpoint、API翻译) 、管理、开发工具。

解决方案有:移动应用服务、网络游戏、运行Hadoop集群。

3.1.3广电运营商

美国有线电视运营商康卡斯特 (Comcast) 的云电视平台可为机顶盒、平板、智能手机等IP联网终端提供节目 (直播、DVR、点播) , 目前提供的服务包括:云IP视频服务、云DVR服务等。Viper (Video IP engineering research) 是Comcast的全IP云电视平台, 其系统架构如图3 所示。

Viper含有内容系统 (点播、直播、网络DVR, MPEGDASH系统、IP分发网络) 、辅助系统 (用户管理、数据分析、智能广告、网络管理等) 、终端 (可控或非可控) 。

3.2 国内情况

3.2.1 电信运营商

国内三大电信运营商数据中心布局见表1所示。

1.中国电信

中国电信规划全网“4+2”云数据中心布局, 投资内蒙云计算园区和贵州云计算园区, 其中:内蒙园区规划10 万多个机架, PUE值小于1.27, 百度、阿里巴巴、搜狗等企业已经入驻;贵州园区目前部署超过5 万个机架。

中国电信于2005 年开始数据中心相关标准规范的制定, 聚焦绿色节能数据中心建设。通过实现数据中心云化, 建立战略合作推动中国云计算产业和应用的发展。

2. 中国联通

中国联通发展云数据中心的总体战略如图4 所示, 发展大型、集中、规模化数据中心, 业务由云化服务代替主机租赁托管。硬件基础设施为风火水电+“网络通信设施、物理主机、存储”, 数据中心资源云化包括软件定义、硬件无关、架构虚拟化、管理自动化。

中国联通拟提供云数据服务“沃云”, 建设十大云数据中心, 从而增加大流量高速网络的服务品质, 提高云计算技术能力。云数据中心将形成辐射全国能力, 并实现云数据中心之间的高速、大容量网络互联, 具备规模分布、虚拟存储、弹性调度、绿色节能的云计算服务能力。

“沃云”将提供弹性云主机、网络资源虚拟化资源池、海量独立于云主机的块储存设备等服务。

3. 中国移动

中国移动云数据中心建设采用“2+N”布局, 即南北中心+ 部分省级中心, 其中:北京和广州云数据中心提供超过1 万个机架的服务器, 数十PB的存储空间以及100G的出口带宽;克拉玛依预计提供1.2万个机架的服务能力。

中国移动在此基础上建开放服务平台, 从而满足精细化IDC服务、MM应用工厂、教育游戏孵化工厂、无线城市行业应用等公共服务的需求, 如图5 所示。

平台能力池中已经开放的主要是基础电信能力, 如短信、彩信、飞信、139 邮箱等, 对运营商核心的业务支撑系统能力开放还不够。

3.2.2 互联网公司

互联网公司的数据中心建设主要依靠自主研发设计, 从设备到系统整个产品体系, 所需投入的研发力量巨大。

1. 百度

百度开放云是百度面向行业、面向领域的输出综合能力的平台, 包括百度搜索生态能力、移动互联网生态能力、云计算能力等, 通过“应用”的形式为用户服务。

1) 产品架构

百度开放云以开放技术服务为基础, 提供底层技术的支持, 用户可开发移动应用和轻应用, 开发完毕后可以更新到百度的主要移动端渠道如图6 所示。

2) 对接渠道

目前百度对接渠道主要有移动搜索、百度手机助手、百度客户端等, 今后会支持到91 系列产品、百度地图等等。

3) 应用接入

百度支持轻应用、移动应该等主流应用类型接入分发。

轻应用接入:目前支持直接提交已有轻应用和模板化创建轻应用两种模式。

移动应用:帮助开发者的客户端应用在PC端、移动端进行品牌曝光、多位置展示。支持Android、i OS还是WP开发者。

其他应用:目前支持合作网站接入, 可以为合作网站提供百度帐号连接 (百度OAuth) 、社会化登录等服务。

4) 开发者服务

为开发者提供在开发应用时所需要服务支持, 主要分为云服务和端服务、工具三大部分。

云服务:提供云存储、应用引擎、云数据库、媒体云、open API等能力支持。

端服务:包括推送服务、存储、第三方用户登录、社会化分享等端能力支持, 提供一个可选能力的SDK包。

工具:提供便捷创建轻应用工具和开发框架、快速建立移动站点工具、移动应用真机测试、应用性能监控等。

5) 租户

目前已有租户中, 规模较大的有:美图秀秀、多趣旅行 (Touch China) 、儿童影像馆等。

2. 腾讯

腾讯云提供的云服务主要包括:

1) 计算与网络:云服务器、Web服务、负载均衡;

2) 存储与CDN:云数据库、高速存储、CDN分发;

3) 监控:云监控 (针对存储、计算资源、流量) 、云安全 (对平台上的业务提供、防DDOS、入侵检测、楼栋防护) 、云拨测 (网站流量、业务端口、网络连通性监控) ;

4) 大数据分析:云分析 (游戏行业报告、互联网报告) 、关键因子分析 (用户流失分析、用户增量组成、用户人群特点) ;

5) 解决方案服务:微信建站、移动服务、游戏。

腾讯已建设深汕云计算数据中心、天津数据中心、重庆数据中心, 面向开放平台产业、电子商务、大数据及应用以及产业扶持与孵化。

腾讯技术架构发展过程如图7所示。

3.阿里

阿里云提供的云服务包括:

1) 弹性计算:云计算ECS、负载均衡SLB ;

2) 数据库:关系型数据库RDS、结构化数据服务OTS、开放缓存服务OCS ;

3) 存储和CDN :开放存储OSS、内容分发网CDN、开放归档服务OAS ;

4) 安全和管理:云盾、云监控;

5) 大规模计算:开放数据处理服务、采云间服务 (天弘基金、高德地图的数据团队基于DPC服务) ;

6) 应用服务:性能测试 (分布式并发压力测试) 、开放搜索。

阿里研究院利用提供淘宝和天猫商城的交易数据进行分析, 提供行业分析报告, 阿里巴巴网购价格系列指数 (a SPI) 、阿里巴巴电子商务发展指数 (a EDI) 、数据地图 (各地的经营水平指数、社会消费品零售总额等) 如图8 所示。

阿里的云数据中心目前已建有杭州、北京、青岛、深圳、香港、硅谷等六大数据中心节点。

阿里云“飞天平台”基于自主知识产权开发建设, 平台架构如图9 所示。

针对多媒体云服务, 阿里云提出的平台架构如图10 所示。

阿里云的云计算平台支撑淘宝、天猫交易、天弘基金余额宝等。一些科研机构在使用阿里云的云计算服务进行人类基因的测序工作。

3.2.3 广电运营商

1. 北京歌华

北京歌华云平台的建设思路是:把复杂的计算放到云端, 终端只起到显示作用, 从而解决有线运营商长期以来开展新业务受制于机顶盒终端能力和型号不统一的问题。

歌华云平台采用松耦合、模块化系统建设技术, 应用敏捷集成的方式, 云平台架构图如图11 所示。

基于云平台, 歌华拟开展直播服务、点播服务、新媒体服务、第三方应用SP等业务。目前, 云平台已开展的业务有:云电视主页、云游戏、云飞视、3D博物馆等, 如图12 所示。歌华网内所有的高清互动机顶盒无需替换, 只需软件升级即可过渡到云平台。

2. 浙江华数

浙江华数开展云服务主要目的是:希望通过云服务的方式把终端本身的能力拉平, 让终端做到原来不能做的事情。

华数的云平台涵盖“云电视平台、云宽带平台、云服务平台和云通信平台”, 提供的业务包括:

1) 云电视:百万小时影音流媒体内容, 数万小时高清数字内容资源;

2) 游戏、卡拉OK、电视阅读、电视杂志、电视购物、远程教育;

3) 在线办事、快捷查询、在线预约、缴费转账。

未来交易、计费系统逐步由小型机迁移到云平台上;除了关键的数据库和中间件服务器, 剩下的报表等都向云架构上迁移。

华数的视频服务云架构如图13 所示, 以广电机构的内容服务优势与云平台技术形成互补, 构建面向广电行业提供内容生产服务、内容应用服务、内容分发服务的视频服务云平台。其中, 内容生产云整合行业资源、能力弹性租赁、增加能力复用、降低成本;内容服务云提供专业的服务能力模块, 快速增强产品能力;内容分发云促进广电CDN集约化发展, 多屏多终端服务适配, 提升用户体验。

3.3 调研情况汇总

通过对国内外运营商及互联网公司的调研, 云数据中心的应用情况总结如图14 所示。

国内外运营商及互联网公司云数据中心的特色、服务及发展趋势汇总如下:

1. 特色

电信运营商:具备基础设施资源;

互联网公司:具备强大研发能力;

广电运营商:通过云技术降低运维成本, 拉平终端差异。

2. 提供服务

电信运营商:提供IT资源 (带宽, 计算能力等) ;

互联网公司:提供支撑服务、应用的开发、网站的迁移等;

广电运营商:围绕音视频、游戏等, 暂时无对外开放能力。

3.发展趋势

电信运营商: 逐步由基础设施出租->IT资源出租-> 综合IT服务支持;

互联网公司: 专注云计算平台能力拓展, 提供IT服务支持, 形成生态圈;

广电运营商:引入内容资源, 拓展新兴业务。

4 云数据中心及平台技术路线研究

本节基于技术研究和应用研究的成果, 结合未来业务发展规划、运营模式, 形成广电行业数据中心建设思路建议。

云数据中心的总体设计思想是通过网络把各种计算资源在不同层面整合成一个虚拟化的统一计算平台, 并借助技术标准及商业模式将整合出来的强大计算能力, 通过服务的方式分发到每个应用系统和终端用户手中。结合了互联网、分布式计算、并行计算、存储网络、网格计算、虚拟化、SOA等各种技术, 覆盖企业级计算的每个核心层面[6]。

通过打造分布式云数据中心, 可以实现计算资源的动态分配、集中利用、自动管理与灵活扩展。具体来讲计算资源通过在基础层、平台层、软件层分别建立起提供服务的理念, 进而构建出完整的虚拟化计算平台。业务可以根据需求在云计算的平台之上分配资源, 进而实现对业务的按需支撑, 该体系结构具备高度伸缩性及灵活扩展能力, 能够较好的实现业务、技术、管理的和谐发展。

4.1 总体架构

为实现上述业务需求及目标, 数据中心的总体架构规划如图15 所示。

基于云计算三层结构上每层的主要功能模块, 通过模块化功能的组合构成能力系统, 使得各能力系统之间、模块之间松耦合。

Iaa S层的基础资源层面包含了IT基础设施, 如服务器、存储等;以及物理基础设施, 如光缆网、OTN等, 该部分物理基础设施不放入Iaa S层描述。

在云数据中心资源层基础上, 建议构建全国广播电视网络开放式云平台 (以下简称广电云平台) , 开展广播电视节目集成、互联网视频缓存业务, 实现与各地网云平台互联, 合作聚合海量内容, 营造产业链丰富云应用。广电云平台包括提供全媒体服务的Saa S层和提供平台服务能力的Paa S层。

建设在各地的云数据中心应有机连接, 实现整体运营和运维的统一。分布式云数据中心的架构如图16 所示。

分布式云数据中心不限于解决单个数据中心的效率和用户体验, 而是将多个数据中心看成一个有机整体, 围绕跨数据中心管理、资源调度和灾备设计, 包括实现跨数据中心云资源迁移的云操作系统、多数据中心统一资源管理和调度的运营运维管理系统、超宽带网络和软件定义数据中心能力。分布式云数据中心可极大提升多个数据中心整体的运作效率和可靠性, 同时可通过用户工作环境跟随用户接入地点迁移等技术, 降低网络时延, 极大地提升最终使用者的体验。

4.2 总体功能

开放式的云平台可带来新的业务模式, 实现新旧业务融合, 在兼顾现有业务基础上, 平滑扩展新的云应用;提供Iaa S、Paa S、Saa S等模式快速丰富云应用;带来新的业务运营模式;基于开放平台, 吸引更多合作伙伴 (内部、企业、个人) 开发、运营业务, 合作共赢;通过打造产业环境, 持续提升云服务平台核心竞争力。

广电云平台的功能应包括:

内容聚合:整合广电行业各牌照方内容、互联网视频网站内容, 为其提供丰富的内容传播渠道;

渠道聚合:整合广电国网互联的各广电网运营商、其他宽带运营商 (中国联通、中国电信、中国移动等) 、OTT终端平台运营商等内容传播渠道, 为其提供内容聚合服务[7];

能力聚合:基于开放服务平台, 对Paa S平台的版权交易管理、应用流化加载、多屏协同、融合通信、OTT终端管控等能力系统进行有效的管理, 并对外提供Open API ;吸引大量合作伙伴开发丰富的应用;

应用聚合:基于开放服务平台实现媒体云, 与其他云服务平台进行互联;为智慧城市相关的政务云、行业云、民生云等丰富的应用提供媒体展现、广泛传播等服务。

4.3 资源层 (Iaa S)

云数据中心资源层 (Iaa S) 包括基础资源和基础能力系统。其中, 基础资源系统提供IDC基础资源, 包括服务器、存储、网络、互联网出口资源等。基础能力系统提供虚拟化能力、转码能力、推流能力、流化能力、CDN能力、缓存能力以及融合通信能力等。

Iaa S层建设是IDC建设的核心内容。Iaa S的总体架构如图17 所示。

操作系统:基于Open Stack的云操作系统, 整合数据中心内的服务器、存储和网络等资源。基于标准化的OVF (Open Virtualization Format, 开放虚拟化格式) 格式, 将物理机上应用迁移到虚拟机。

计算:基于Open Stack开放架构, 集成异构物理设备和异构虚拟化平台。

存储:基于大颗粒的存储虚拟化、技术虚拟化和池化现有异构存储设备, 并基于业务SLA对虚拟化的存储资源进行管理和调度。

网络:基于VXLAN和SDN的叠加式虚拟化网络, 在不改动现有网络下, 实现服务器虚拟化和网络自动化联动配置。

接口:标准化的接口可灵活集成多方厂商软硬件, 实现数据中心整合。

基于云操作系统的跨数据中心资源调度:跨地域多数据中心逻辑上呈现为一个统一的数据中心, 构建成分布式云数据中心架构, 实现数据中心用户体验的最佳化、管理的最简化和TCO的最小化。

4.4 平台层 (Paa S)

Paa S平台包括服务交付平台 (SDP, Service Delivery Platform) 、版权交易平台、内容聚合管理平台、应用流化能力平台、消息协同能力平台、OTT终端管控平台、融合通信能力平台、大数据分析平台等。

4.4.1 服务交付平台 (SDP)

Paa S平台的SDP负责对Iaa S资源及基础能力系统、服务能力系统的对外接口进行服务抽象、注册、封装、监控、调度、流程等管理。

服务交付平台提供应用接入网关、集成开发测试环境、工作流引擎、服务管理以及云服务总线, 实现服务管理控制、服务受理分发和工单下发、广电各种资源能力的接入和统一开放的第三方业务接口、SDK和开发测试环境的提供、外部消息交互管理等功能。

4.4.2 内容聚合平台 (CMP)

内容聚合管理平台主要是对自有版权内容、合作引入内容、互联网聚合内容的集中存储和元数据归一化管理, 并基于此对上层应用提供数据服务。

通过自动化手段实现对自有内容、合作内容、互联网内容的聚合, 形成海量“内容库”, 并对视频、音乐、图片、应用、图书等内容进行有效的管理, 深挖其价值。主要功能包括:

1. 内容获取:包括自有内容、在线爬取、缓存解析、合作引入、用户上传等。

2. 内容管理:包括采编审发、索引目录、内容质控、人工处理、分布管理、主动缓存等。

4.4.3 版权交易平台 (IEP)

版权交易平台主要是平台内的内容版权的管理和交易基础平台, 实现版权的管理和出卖方和购买方之间的在线交易能力。

版权交易平台为用户提供安全、便捷、可靠的版权交易服务, 提供高质量、稳定的内容查询和预览功能, 安全的版权保护机制和资费管理、完善的交易用户和交易流程管理。版权交易系统提供安全可靠的版权交易机制, 确保内容交易的顺利进行。具备完善的结算系统, 所交易内容版权均记账收费, 并提供中心结算功能。

4.4.4 大数据分析平台 (DAP)

大数据分析平台的数据源包括IT基础资源的使用数据, 网络流量数据, 内容元数据, 用户行为数据、业务数据、运营数据等。通过对数据进行采集、转换、加载、校验, 形成数据仓库, 通过数据挖掘、多维分析, 可实现各类专项的业务分析、全面的经营分析, 也可为智能推荐系统、企业决策支持系统提供数据分析服务。

通过对内容、行为、资源、业务、互联网等数据的获取和清洗, 对业务、经营提供有力的数据分析支持服务, 实现用户行为洞察, 帮助提升服务质量及商业价值。此外, 也可为智能推荐、个性化广告投放等业务功能的实现提供数据及分析能力。

4.4.5 OTT终端管控平台

平台为OTT终端提供内容服务, 但是要求终端内置一个OTT终端管控模块, 保证终端处于合规状态。

OTT终端管控模块的功能包括:用户身份识别, 安全状态监控, DRM等功能, 一旦用户非法行为, 平台可以拒绝提供服务。

4.4.6 服务能力平台 (SASs)

服务能力平台是一系列的服务能力系统, 包含应用流化能力平台、消息协同能力平台、融合通信能力平台等, 服务能力系统可以根据后续功能需要持续扩充, 比如数字版权管理 (DRM) 能力、智能推荐引擎 (IAE) 等。

1. 应用流化能力平台:负责流化服务器的接入、分配、调度、状态监控、以及应用部署、服务器配置等管理功能。响应用户操作, 如启动、停止应用命令等。该平台直接影响到用户对系统的体验。

2. 消息协同能力平台:支持多屏终端的信令互通, 可基于TCP/UDP或者其扩展的协议进行设计, 基于它可以实现包括终端生命周期所涉及的相关信令的处理和转发, 达到实现终端之间的多屏管理的目的, 为各种业务系统、STB用户、Android用户、IOS用户、PC用户等建立信令交互的统一平台。提供对多屏管理视频内容会话的统一管理功能, 以实现资源的统一调度和分配。

3. 融合通信能力平台:支持语音、视频通信、即时通信、视频会议等业务能力的支持。提供呼叫控制功能, 支持所有的电话功能及新型会话式多媒体业务, 采用标准协议 (如SIP、H.323、MGCP、H.248 等) , 提供不同厂商的设备之间的互操作能力;基于广电基础网络及IP网络协议, 实现语音通信、视频通信、即时通信、视频会议等通信服务。

4.5 业务层 (Saa S)

Saa S层主要负责应用的展现以及相应的管理功能。主要包括新媒体云应用、互联网业务、通信业务、增值业务云应用、智慧城市云应用和应用管理平台。

Saa S层业务可以由地方网络运营商提供给直接用户。

广播电视业务云应用以视频业务为基础, 实现多种渠道、多终端、多类型的视频业务的支撑。

互联网业务云应用以宽带接入业务为基础, 为用户提供接入互联网的服务, 并可为企业用户 (ICP) 等利用互联网从事信息内容提供、网上交易、在线应用等提供接入互联网的服务。

通信业务云应用以融合通信业务为基础, 实现语音、视频通信、即时通信、视频会议等传统电信业务的业务支撑。

增值业务云应用以流化能力为基础, 实现多类型增值应用的向最终用户的提供, 包括:游戏、教育、健身等互动内容。

智慧城市云应用以各地智慧城市建设为主要业务对象的应用, 满足智慧城市的业务需求, 这类内容与其他三类内容有可能重复和重新组合应用。比如以增值业务平台和通信业务平台组成智慧养老平台等。

应用管理平台作为“应用商店”的管理后台, 但其中活动管理、积分管理、用户等级管理、用户自服务等功能模块可与多屏门户共用。

5 结束语

随着业务及用户的增长, 今后需要建立相应的云数据中心体系, 其中在各地建立就近服务的数据中心就是一个重要的支撑点。本节分别从新建数据中心、传统数据中心改造和整合提出建设思路建议。

1. 新建数据中心

资源层建设思路 (Iaa S) :目前业界大厂家已有成熟的设备及方案, 各自的技术差别不大。为了简化数据中心IT基础设施的建设和维护, 目前大厂家还推出一体化设备, 将计算、存储、网络的各种功能集中在一个设备中, 一般部署在大型的数据中心, 以实现多功能、高密度、高性能和统一管理。

平台层建设思路 (Paa S) :目前国内该领域领先的厂家之间方案不统一, 各有侧重。建议首先制订广电云平台规范, 包括:云平台总体规范、功能模块规范、平台接口规范、应用接入规范等;在此基础上开展建设工作, 引领广电云平台技术及方案规范化、行业规模化发展。

2. 传统数据中心改造和整合

随着广电行业规模扩大, 业务持续发展, 可能会面临整合各地数据中心的场景。各地已有的数据中心大多数是传统的数据中心, 多个数据中心之间缺乏有机的统一, 资源不能相互调用、业务不能彼此备份。通过对传统数据中心进行改造和整合, 在此基础上建设分布式云数据中心, 可将多个不同地域、不同阶段、不同规模的数据中心的所有资源通过逻辑集中, 统一管理、统一呈现、统一运营, 从而充分利用全国各地的IT资源, 支撑新业务的高速发展。

参考文献

[1]Verizon.Cloud Solutions Built for YOUR BUSINESS[DB/OL].http://cloud.verizon.com/solutions.

[2]British Telecomm.英国电信数据中心服务[DB/OL].http://www.globalser vices.bt.com/cn/zh/products_subcategor y/bt_datacentre_services.

[4]Amazon Web Service.广泛深入的核心云基础设施服务[DB/OL].http://aws.amazon.com/cn/.

[5]Microsoft Azure.Introducing Azure Data Lake Analytics[DB/OL].https://azure.microsoft.com/zh-cn/.

[6]张宝利, 朱月全.媒体融合云平台设计[J].广播与电视技术, 2015 (2) :68-70.

基于云计算平台的视频应用探索 篇9

1.云计算的定义

确切来说,云计算就是将计算任务分布在由大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。通俗的理解是: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IT硬件资源(服务器、存储器、CPU等,提供计算资源和存储资源等)和软件资源(如应用软件、集成开发环境等),基于网络将各种资源整合为一个虚拟化的统一计算平台,并借助于技术标准及商业模式通过服务的方式将所需资源分发到每个应用系统或者终端用户,所有技术处理都有云平台的计算机群来完成。

2.云计算的主要服务形式

云计算的表现形式呈现出多样化,简单的云计算其实就在我们的日常网络应用中,如Google的搜索服务,腾讯qq空间的图片在线制作,百度的云平台等。目前,云计算的主要服务形式有:软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)、基础设施服务(IaaS)。

软件即服务模式的优势是,由服务提供商维护和管理软件、提供软件运行的硬件设施,用户只需拥有能够接入互联网的终端,即可随时随地使用软件。对于互联网电视、网络流媒体等视频应用来说,SaaS是最有效的运营模式。

平台即服务模式是把开发环境作为一种服务来提供,是一种分布式平台,适合大中型企业机构为用户提供应用服务。如构建视频云转码平台,通过云端服务器对不同的视频格式进行转换,从而实现跨平台的在线播出,也是视频与云计算平台融合发展的应用场景之一。

基础设施服务是由多台服务器组成的“云端”基础设施服务,将内存、I/0服务、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池,从而提供存储资源和虚拟化服务器等服务。基础设施服务的优点是只需要低成本硬件,就可以提供相应的计算能力和存储能力,大大降低企业用户的开销。基础设施服务作为云计算平台的一种服务形式,可以为视频数据的存储提供海量的存储能力,并提供视频的搜索、管理等服务。

3.云计算的核心技术

云计算系统运用了许多技术,其中以编程模型、海量数据分布存储技术、海量数据管理技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键,云计算系统的技术运用也充分说明了云计算其实是互联网、分布式计算、并行计算、存储网络、网格计算、虚拟化、SOA等各种技术演绎而生的必然结果。

其中,MapReduce作为一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型,用于大规模数据集(大于1TB)的并行运算;云计算系统由大量服务器组成,同时为大量用户服务,因此云计算系统采用分布式存储的方式存储数据,用冗余存储的方式保证数据的可靠性,目前云计算系统中广泛使用的数据存储系统是Google的GFS和Hadoop团队开发的G FS的开源实现HDFS;云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析,这就要求数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据,云计算系统中的数据管理技术主要是Google的BT(BigTable)数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase;虚拟化技术是云计算发展最关键的技术之一,通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离,包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式和将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式,其中虚拟化软件应用较为广泛的有Vmvare、开源的Xen等;云计算平台资源通常规模庞大,服务器数量众多并分布在不同的地点,同时运行着数百种应用,如何有效的管理这些服务器,保证整个系统提供不间断的服务是巨大的挑战,适时采用的云计算平台管理技术则有助于通过自动化、智能化的手段进行可靠运营,能够便捷高效部署业务,快速发展系统故障并定位、解决问题。

以在PaaS平台上构建视频转码服务为例来说,业内的普遍做法为:考虑视频数据量大的特点,构建类HDFS的存储环境,以Map/Reduce为计算框架,降低数据迁移的成本,同时利用云计算平台的弹性伸缩和动态扩充的功能,以及云平台环境下可以快速部署、计算资源能够动态分配的能力,按照云计算理念和分布式架构,根据具体视频转码业务量来建设云转码服务的计算环境。

4.纵观云计算的发展状况

云计算技术范围相当广泛,经过近几年的发展,各大厂商的云计算产品也逐步走向成熟。2013年底,全球颇具影响力的云计算服务提供商亚马逊AWS已落地中国,微软、IBM等外商云计算服务也已全部进入中国市场,这从某种程度上也大大刺激并促进这国内云计算平台服务的发展,包括阿里、百度、盛大等在内的互联网提供商也纷纷转型为云计算服务提供商。

云计算在视频领域的应用探讨

在国家“三网融合”的大背景下,视频新媒体产业正在发生重大的变革,传统视频形式与视频新媒体的融合发展已成为一种必然趋势,尤其是在移动互联网、云计算技术等新的信息技术推动以及Andriod、IOS等移动终端的日新月异、广泛普及情况下,基于分布式、有弹性、可扩展的云计算平台来发展传统视频业务,已经成为传统电视媒体适应当前的媒体生态环境的核心力量。

1.云计算在视频应用上的发展前景

云计算与视频资源的管理与使用

采用云计算技术和分布式架构对建设视频素材/节目内容资源管理系统,通过分布式的节点构建区域性的视频节目内容资源池,逐步形成各自独立的“媒体云”,同时,通过技术标准协议使不同的“媒体云”互联围互通,逐步形成全国范围乃至全球范内的“媒体云”。

云计算与视频节目内容制作

如何在传统视频节目采编播流程的基础之上加强新媒体视频内容生产制作,大力开发面向多平台、多媒体、多终端的新型节目形态是摆在电台、电视台及各新闻媒体单位的现实课题。采用云计算改造、优化视频节目内容制作生产流程,实现素材采集、节目制作、资料存储等各环节的优化流传方式,实现海量的节目生产能力和可控化节目生产运作管理,从而进一步提高工作效率,降低视频节目的生产、运维成本,提高核心竞争力。

云计算与视频系统的监管视

频云计算平台建设运行后,将形成从视频素材采集、转码、制作、技审、存储、发布、共享、管理等一系列完整的视频生产流程。云计算在视频系统中的应用,将在视频内容资源数据的统计、分析、发布、处理方面提供技术支撑。

云计算与广播电视国际传播能力建设

2009年,中办、国办发布《2009-2020年我国重点媒体国际传播力建设总体规划》,大力推进广播电视重点媒体国际传播能力建设成为全国广电系统“十二五”时期一项重中之重的任务。在国家政策的引领下,新华社作为国家重点媒体,也正在实施“阵地前移”的战略计划,建设基于分布式架构的新华社云计算平台,并将依托云计算平台的系统架构和基础性资源,建设视频采集与共享平台,将云计算与视频应用相结合,加强传统视频业务和新媒体业务发展,为新闻视频节目在海外落地提供全新的思路和策略,从而大大促进我国广播电视国际传播能力的建设。

2.云计算在视频上的应用模式

通过统一的硬件和网络建设视频云计算平台,汇集丰富的视频、新媒体资源,对资源进行分布式处理、存储,并以符合媒体应用特征的体系建立索引,在通过发布系统提供开放式的内容调用与发布,为电视、网络、PC机、智能手机等多种视频终端应用提供强大的支撑。

视频云计算

平台视频云计算应用将集合I T信息技术、互联网和视频技术的优势,分享云计算超大规模、虚拟化、可靠安全等技术特点,在资源接入、资源处理、数据存储、资源发布等方面提供强大的计算能力,融合电视、PC、手机、IPAD等多终端,全方位构建一个全媒体服务形态的视频应用平台。视频云计算平台系统架构如图1所示。

视频云计算平台包括以下几个模块:

(1)视频采集系统

视频采集系统位于整个视频云计算平台的前端,提供从用户端到云计算平台的视频传输通道。通过基于pc、手机等各类终端的传输客户端,实现视频素材文件的上传。

作为专业媒体机构来说,视频采集系统应具有较好的支持能力,能够支持多平台、多介质等资源接入,具备视频文件采集、批量上载、格式转换、流媒体预览、运营管理等网格运算功能。

(2)视频资源处理系统

各类视频资源进入到视频云计算平台之后,将会根据节目类型送至不同的处理子系统,处理的目的在于对数据进行分析之后,能建立一些自动化的索引信息,同时能够对格式进行标准适配,便于通过各种终端进行节目发布。

不同类型的文件将会被处理调度程序送至不同的子系统进行分别处理,再由诸如语义概念、多模态索引等后续处理机制来进行智能化的信息初步索引。资源处理系统子系统结构如图2所示。其中,文档分析是指从视频文稿文件中提取有价值的元数据信息,并建立集中的元数据索引库;视频分析是指对视频流进行镜头分割、关键帧提取和场景分割等处理,从而得到视频结构化信息;语音分析就是分析视频数据,提取视觉、听觉、人脸和文本等描述特征的过程,为视频的搜索、有效查询奠定基础;格式转换就是对视频进行资源适配处理的过程,采用先进、通用的编码协议将视频节目源转换为目标码流、格式,以适配各种终端、形式的播出和发布。如图2所示。

(3)视频存储管理系统

云计算平台的存储管理系统负责实现所有视频资源的存储管理,其在物理存储设备之上。一方面提供视频资源入取的接口,接收资源的托管和访问请求;另一方面,其内部实现对所有视频文件的位置索引、文件备份、文件转移,并提供用户界面供管理者按类型、编目来对视频文件的使用情况进行查看和统计。

(4)检索系统

检索系统是数据挖掘系统的上层系统,其基于底层索引的建立和数据挖掘结果,来对用户提供内容检索服务,包括文件检索、片段检索、特征检索等,并为用户提供海量分布式视频资料内容的全文检索、高级检索、组合检索、相关度推荐、检索筛选等服务,实现关键帧、视音频实时浏览等,方便用户快速定位、查找到想要寻找的视频信息和资源。

(5)云计算支撑系统

庞大的云计算体系需要复杂全面的底层平台来予以支撑,运营支撑平台从各个层面监控系统的运营状况、维护系统运行的各类信息、对结果进行统计分析,输出报表、对核心数据进行可配置的、自动化的备份容灾等。

3.视频云计算平台的主要功能

归结起来,云计算应用于视频业务,其功能主要是解决以下几个方面的问题:

(1)处理视频来源:

包括视频素材的收录采集、媒资数据导入、电视直播信号接入等,并对本地视频数据进行统一管理,采用ftp、http、faspTM等多种标准或私有传输协议批量上传视频文件。针对新华社的视频业务来说,受各分社地域分布广、全球互联网发展不均衡等客观条件所限,采用传统的集中式建设,显然难以实现视频素材采集与共享的需求。应用云计算技术建设分布式的视频采集共享平台,通过建设二级节点的方式,则可以更好的满足视频传输需求,提高传输效率。

(2)视频多格式转换:

基于云转码平台实现多格式节目的收录和编码,采用、先进通用的H.264、H.263、MP4等多种编码协议,将视频源文件转换成可以与电视、PC、手机、ipad等多终端相匹配的目标文件,一方面满足用户随时、随地观看高画质的视频要求,另一方面采用云转码的方式,可以实时扩展转码所需的各类IT计算资源和存储资源,通过任务调度策略对转码任务进行调度,实现高效率的实时视频转码。

(3)大容量存储:

视频作为大文件的数据文件,其存储无疑是一个相当大的挑战,这就要求云计算平台能够提供海量的视频数据存储,对于单个视频读写能够提供较高的带宽,适合于视频处理应用。

(4)视频素材处理:

视频素材处理功能主要是对采集的视频通过技术手段进行系统自动处理和人工编辑。系统自动处理的主要功能包括自动拆条、自动技审、字幕提取等,通过对视频资源进行模式识别处理,提取视频的视觉、听觉、文本等特征,也可为视频搜索、数据挖掘等提供建模基础。

(5)用户服务:

通过视频云计算平台为互联网用户或者移动互联网提供视频直播、点播等服务,在线观看缓冲快、离线下载迅速,能够直接改善用户的视觉体验,提高视频服务质量。

基于云计算平台的视频应用面临的问题

尽管云计算模式应用于视频具有许多优点,但是也存在着一些问题,如系统建设时的技术实施风险、视频资源数据隐私问题、安全问题、网络传输问题等。

(1)对于云计算平台的应用来说,每个应用软件对于系统资源的使用是不均衡的:如典型的流媒体、视频上传下载服务等应用对存储的I/O和吞吐能力要求比较高;视频转码应用主要消耗系统的CPU资源,要求具有很高的计算需求;web服务所产生的压力则以网络I/O为主,需要云平台具有解决网络流量的高并发处理能力。如果不考虑应用的特点而简单地将传统视频应用移植到云平台上,可能会出现视频应用“水土不服”的现象,如运行效率低、稳定性差、影响用户使用或者出现数据错误和数据丢失等重大问题,严重影响系统的使用。

(2)视频数据隐私问题:在未来的发展中,云计算在视频领域中的应用,除了自建视频云计算平台,还可能与公有云服务提供商合作、采用资源租用的方式,这也随之带来了视频数据隐私性的问题。为保证存放在公有云平台中视频数据的安全,从技术上来说,则需要云存储系统对每份数据提供丰富的访问控制策略,对于操作进行权限验证,同时设置访问控制列表等。

(3)视频数据安全性:对于视频节目尤其是新闻电视节目来说,具有较强的政治性,保证云计算平台上视频数据的安全性,不被木马等病毒侵扰,不被黑客入侵或者窃取,是通过云平台存储视频数据需要考虑的一个重要问题。

(4)网络传输问题:视频云计算服务依赖且受限于网络条件,尤其是视频文件大多都是几百兆甚至几个G的大文件。如果网速低且不稳定,则无法体现出视频云应用的高性能,如何安全、高效地传输视频文件的传输,是视频技术人员一直考虑并亟需解决的问题之一。根据实际实践测试,保障服务器接入端的网络,建立分布式二级节点,可以在某种程度上提高用户端的视频传输效率。

结语

一种SWJS云平台研究与应用 篇10

云是在分布式计算、并行处理和网格计算的基础上整合互联网硬件服务、基础架构服务、平台服务、软件服务、存储服务等各种信息技术为用户提供统一服务的系统,它强调服务的理念。云服务为用户用提供了广泛、强大的信息服务,实现了将强大的用户处理转移到云端为用户提供各种服务,云端用户是云的真正拥有者,通过云平台发出服务请求,云会根据需求进行身份验证后自动选择相应的云服务资源进行业务运算和处理,并将最终处理结果发送给云端用户。

SOA作为一种分布式开放系统架构技术,为云服务提供了坚实构架基础,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)之间定义良好的接口和契约联系起来,实现了系统中的各种服务以一种统一和通用的方式进行交互。在此基础上将WCF通信技术、SDO、JSB(作业服务中线)等技术整合在一起架构一种基于SOA的云服务平台将可以应对不断变化的需求带来的云服务的功能扩展、系统改进和接口升级等变化,满足云服务的复杂程序功能需要。本文将研究一种基于SOA架构理念和WCF、JSB、SDO技术支持的云平台架构(简称SWJS云架构平台),并通过实例云平台系统演示说明该架构平台的可行性和有效性。

1 SWJS云架构的相关技术

1.1 JSB(JOB Service Bus,作业服务总线)

作业服务总线主要面向服务体系架构为进行连接服务并提供标准化服务管理(类似于中介服务中心),所有的业务请求都必须通过JSB进行验证和代理服务,才能获得服务层的云服务,JSB封装了服务代理、验证服务、数据格式转换和业务流程管理单元等,是服务提供者与消费者之间服务协同交互通道。JSB基于SOA架构理念,将云平台中的所有应用、功能、数据和服务有效的连接起来,担当了云服务中间件职责,消除不同应用程序之间的技术差异[1]。

1.2 WCF(Windows Communication Fundation,Windows通信基础)

WCF是基于Windows平台下开发和部署服务的软件开发包,是微软构建的面向服务的分布式应用程序通信编程框架,提供了构建跨平台、安全、可靠和支持事务处理的面向服务的企业级解决方案。

WCF通过访问点(Endpoint)实现各个应用通信功能,一个访问点由Address、Binding和Contact组成。Address提供服务位置和传送协议,Binding负责服务器和客户之间的通;Contact就是访问点与外部世界通信的一组操作。WCF可以通过提供宿主环境进行监听用户请求并作出响应,WCF通过多种宿主形式,在不同的应用环境中提供公开服务。

1.3 SDO((Service Data object,服务数据对象)

Service Data Objects(SDO)是一种针对在不同的数据源之间使用统一数据编程模型的规范说明。为通用的应用程序模提供健壮的支持,使应用程序、工具、框架等更容易的进行数据的增、删、查、改、约束、更新等操作。旨在创建一个统一规范的数据接入层并使用一种“易用”的方法,将混杂的数据源整合到工具集和框架中。SDO就是旨在提供这样一种数据对象:它像橡皮泥一样,可以根据实际的数据源决定它的实际表现。而在使用过程中不必考虑其实际类型和构建方法[1]。

SDO构成要素[1,3,4]:

(1)Data Object:保存具体的数据,包括原始数据以及指向其他数据对象的引用。数据对象也包含了指向元数据的引用,使得SDO的元数据能够被读取,包括数据的类型,关系和约束等。这和Java中的反射机制类似;

(2)Data Graph:一个概念上的数据集合。具体的讲,数据图是一个有多个树根的数据对象的集合,可以记录所有对数据对象的操作。

(3)Meta Data:元数据使得开发工具或运行环境能够动态地或者静态的查看数据的属性,包括数据的类型,关系和约束等,同时提供了一组与数据源无关的元数据API;

(4)Data Mediator Service:数据访问服务负责与后台的数据源进行通信,完成构造数据图,更新数据图等操作。

2 SWJS云平台设计

SOA框架主要包括是服务请求者、服务代理中心和服务提供者,服务提供者将服务注册到服务代理中心以供服务请求者查询,服务代理中心可以验证和查找服务所在位置,而后,服务请求者可以直接与服务提供者绑定,服务提供者根据请求处理和完成服务任务,并发送服务结果给服务请求者[6,7]。SOA框架理念是很好的云架构原型,云计算的服务资源的分布式特性比较适合SOA理念,通过将SOA的服务提供者进一步进行分解和加工,通过将服务提供者改进为云服务资源层、数据服务层、数据与系统资源层,结合SDO、JSB、WCF等技术实现了五层的SWJS云平台的架构[1,8],如图1。

SWJS云平台共分成5层:云端用户请求层、云服务代理中心(JSB层)、云服务资源层、数据服务层、数据与系统资源层。云端用户请求层由页面表示层和页面控制与接口层构成,可以采取MVC设计模式实现,主要通过网络接受云端用户的服务请求,并选择相应的页面接口将请求发送到服务代理中心;服务代理中心主要JSB组成,是一切服务必经的桥梁通道,所有云服务通过被封装发布到JSB,JSB可以验证云请求的合法性和安全性,通过服务代理查找用户请求的服务,通过WCF通信绑定云端用户和云服务资源提供者,实现云端与服务、服务与服务之间的通信,WCF构建了一个在互联系统中实现各个应用程序之间通信的分布式框架,WCF通信可以跨进程、跨机器甚至于跨平台;云服务资源层有一系列服务器节点组成,分别提供各种云服务和存储资源,给出了网络Web service服务接口以供拓展服务,可以成功调用网络服务组件以提高系统性能,云服务资源层是云平台的技术和功能核心,它是一个无限、可扩展、协同工作的服务器资源集合,完全以“软件即服务、存储即服务、硬件即服务”理念和模式提供强大的云计算服务;数据服务层主要为云服务资源层提供各种数据库、信息资源访问服务,主要由SDO和Web Service组件组成,分别为云服务节点提供数据接口服务和为Web Service提供Web服务组件;数据与系统资源层主要负责云数据存储、数据资源管理和整合抽取其它系统数据资源等底层数据存取服务,数据与系统资源层包括持久层、数据库和各种网络数据库系统的数据抽取接口。

3 SMWS云平台实例演示:教师工作绩效评定系(TJPAS)统应用

3.1 TJPAS平台功能

针对SWJS云平台,选取了教师工作绩效评定系统(Teacher Job Performance AccessmentSystem,TJPAS)作为应用实例进行平台测试,教师工作绩效评定系统主要针对目前全国范围内的教师绩效工作改革要求,针对各级各类学校的不同岗位类型和岗位级别,而进行开发的一种中型校园数字信息资源与评价系统,要求实现针对大学、中学、小学各类教师,不同岗位类型和级别进行的岗位指标设置和岗位评定管理。为了提高平台系统的通用型、灵活性、可维护性和扩展性,系统在以面向服务的理念SWJS云平台下进行了功能设计和开发,将系统的功能模块和资源服务有效地整合,实现了对教师的教学、科研、管理、师资、其他等全方位的评定和多种服务资源协同工作,设计的系统主要功能模块如图2所示。

3.2 TJPAS平台应用

在SWJS云平台架构下演示教师工作绩效评定系统的思路:

(1)针对教师工作绩效指标数据的存取与知识挖掘,构建统一用户界面平台以供云端用户使用终端设备向云团发出各种服务请求,系统终端用户界面主要通过MVC设计模式,可以通过ASP.NET设计,它实现了页面表示层和页面控制代码层的分离;

(2)云服务资源层的各种服务发布到该代理中心,通过统一的JSB管理所有服务的运行和调度,同时还负责请求验证,例如:教师、院系、人事、教务、科研等各类用户的合法验证和请求查询,对于合法的请求者,才可以通过JSB调用相应服务节点的服务完成相应作业和任务,WCF不允许用户直接访问服务接口,所以建立在JSB底层,WCF服务通过发布各种服务契约,以接口的形式存在,建立不同的访问点提供访问服务资源的通信接口;

(3)通过建立相应的教务服务资源节点、科研服务资源节点、组织干部管理服务节点、评价系统综合模糊评定服务资源节点等多个服务器组成的云服务资源层,并提供了各种Web Service服务接口,调用成熟的Web服务组件作为系统补充功能;

(4)数据服务层有SDO构成的各类数据库访问控件和组件组成,也提供了Web服务组件作为Web Service服务调用集合对象;

(5)数据层主要存放教务、科研、师资、管理等各种与教师绩效评定有关的各类数据信息和评价结果等数据,还包括为该云平台提供数据接口的各种信息系统资源接口。

教师绩效评定系统云平台应用模型如图3

3.3 TJPAS平台测试与分析

健雄职业技术学院课题组基于以上云平台开发了TJPAS,并针对两个部门68名教师上一年度考核信息进行了绩效工作评定测试,首先人事处将在系统通设置好目前工作绩效评定指标和权重,然后教师个人通过个人笔记本从云端输入一年来个人以下信息:(1)课程、教学成果、精品课程、教改课题等教学工作信息;(2)论文、科研项目和课题、科研成果奖、专利、专著(教材)等科研信息;(3)行政管理、学生管理等管理工作信息;(4)学历、职称、职业资格、双师素质等师资信息;(4)各项荣誉和称号、专业兼职等信息;(5)个人述职表等。教务用户、科研用户、人事用户、组织部用户等对以上信息进行审核,审核通过的信息作为工作绩效评定的指标数据参与评定。经过系统化测试,发现系统评定的结果和去年的人工计算考核的结果基本一致,屏蔽了很多评定中人物主观性,结果更加合理。系统评定的速度和数据客观、可控性非常明显,数据WCF通信和JSB服务与管理效率大大提高,系统运行稳定。经过进一步输入更多教师信息,最终输入达到180名教师,发现系统随着教师增加显示极大地稳定性和高响应效率。如图4。

4 结语

在SOA的架构理念下,结合JSB、SDO、WCF等技术,进行了SWJS云平台架构,该平台充分考虑了系统服务功能和数据通信、代理服务与管理、数据服务等功能设计,实现了集云端用户请求层、云服务代理中心-JSB层、云服务资源层、数据服务层、数据与系统资源层于一体的SWJS云平台,实现了各层之间的服务协同和功能交互,并通过成熟的教师工作绩效评定系统进行了云平台测试,显示了该平台的高效响应能力和服务能力,目前,测试通过的教师工作绩效评定系统已经获得了软件著作权。

摘要：根据SOA架构理念,以JSB、WCF、SDO等技术为基础,进行了面向服务的云平台的架构,建成由云端用户请求层、云服务代理中心(JSB层)、云服务资源层、数据服务层、数据与系统资源层组成的SWJS云平台,JSB、WCF、SDO等技术在服务封装、数据服务与调度、跨平台通信等方面显示了协同性和快速性,经过教师工作绩效评定系统平台的实例演示,SWJS云平台具有较强的稳定性、快速响应性和服务能力。

关键词：云平台,SDO,WCF,跨平台性,响应能力

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