云平臺下的多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)方案

王笑宇，張　銳

(駐馬店職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 駐馬店　463000)

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云平臺下的多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)方案

王笑宇，張銳

(駐馬店職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 駐馬店463000)

摘要：多媒體圖書融圖片、文字、動畫、視頻為一體，大大增強了讀者對圖書閱讀的綜合體驗。提出云平臺下的多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)方案，對整體框架進行分析，從云節(jié)點控制、數(shù)據(jù)加密、斷點續(xù)傳、緩存方法、負(fù)載均衡等方面提出優(yōu)化思路，以提升多媒體圖書系統(tǒng)的制作效率。

關(guān)鍵詞：云平臺；多媒體圖書；系統(tǒng)設(shè)計；服務(wù)架構(gòu)

多媒體圖書作為現(xiàn)代數(shù)字化閱讀的主要形式，以其豐富的表現(xiàn)力、多重媒介的綜合集成受到廣大讀者的青睞?；贔lex多媒體的圖書開發(fā)技術(shù)具有較強的易用性，成為云平臺下圖書系統(tǒng)開發(fā)與存儲的重要方法。

1云技術(shù)及Flex可視化開發(fā)工具

云技術(shù)是對互聯(lián)網(wǎng)計算機資源的整合[1]。從云技術(shù)的提出到云服務(wù)模式的推廣，以互聯(lián)網(wǎng)為平臺的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)逐漸成為計算機技術(shù)和信息技術(shù)融合的有效服務(wù)方式。Flex可視化工具是功能強大的多媒體制作軟件，尤其是在多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)上具有優(yōu)勢。多媒體圖書主要在于對各類文字、圖像等信息進行抽象，并從結(jié)構(gòu)化挖掘中實現(xiàn)信息屬性的轉(zhuǎn)變，保障各組件的交互性和靈活性。Flex可視化軟件內(nèi)置MXML，能夠為開發(fā)人員提供可視化標(biāo)簽結(jié)構(gòu)，以滿足對多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效兼容；ActionScript作為腳本語言，能夠方便地制作各類程序組件的動態(tài)方式并完成編譯，生成可以在FlashAir環(huán)境中運行的SWF文件；Flex類庫主要由一系列應(yīng)用程序所組成，如數(shù)據(jù)顯示控件、結(jié)構(gòu)規(guī)劃容器、文本框輸入控件等，開發(fā)人員可以通過對應(yīng)用組件的整合創(chuàng)建新的組件，以實現(xiàn)快速、高效的編輯，方便制作出支持文本、圖像、音頻、視頻及人機交互的多媒體圖書。

2云平臺多媒體圖書系統(tǒng)設(shè)計要點

作為當(dāng)前云計算服務(wù)的基礎(chǔ)，云平臺下的多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)過程中，主要從管理機制上實現(xiàn)對各節(jié)點資源的控制，以提升云服務(wù)響應(yīng)效率。

2.1云端架構(gòu)設(shè)計

從云平臺架構(gòu)上看，多媒體圖書系統(tǒng)的開發(fā)利用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更具有伸縮性。在云平臺各節(jié)點資源分配和回收中，利用中央控制器實現(xiàn)對各節(jié)點資源及用戶接口的通信，保障云平臺高效通信。核心控制器負(fù)責(zé)對云節(jié)點數(shù)據(jù)的交互，同時接收來自用戶及其他節(jié)點的信息反饋，并從服務(wù)請求中配給資源，提升資源回收率，優(yōu)化響應(yīng)速度。在節(jié)點模型設(shè)計上，主要從節(jié)點啟動、初始化、節(jié)點資源分配及節(jié)點釋放4個環(huán)節(jié)完成。當(dāng)云平臺中節(jié)點數(shù)量不足或新的請求服務(wù)較多時，利用節(jié)點管理設(shè)計啟動新的節(jié)點，增強云端的負(fù)載能力。當(dāng)請求任務(wù)相對減少時，可以通過釋放節(jié)點回收資源。

2.2存儲過程安全性設(shè)計

云平臺下的多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)，需要對數(shù)據(jù)傳輸及存儲過程進行加密和解密，以保障數(shù)據(jù)安全性。如：利用隨機DES密鑰對不確定長度數(shù)據(jù)進行加密，再利用RSA公鑰進行密文加密。對于數(shù)據(jù)加密處理方式，根據(jù)不同數(shù)據(jù)段落長度，最后采用RAS加密方式進行統(tǒng)一。云存儲下的云節(jié)點加密，需要從對應(yīng)的公鑰庫中進行執(zhí)行所需密鑰。通常情況下，對于某一加密的數(shù)據(jù)，利用用戶校驗信息生成隨機密鑰，并根據(jù)數(shù)據(jù)長度進行截取，生成對應(yīng)的隨機DES密鑰加密，由接收端RSA公鑰進行加密，并與原始數(shù)據(jù)共同存儲于云端[2]。在數(shù)據(jù)解密過程中，先通過RSA密鑰生成動態(tài)DES密鑰，再對前32 bit數(shù)據(jù)段獲取數(shù)據(jù)長度及DES密鑰長度，通過RSA密鑰翻譯成明文，保存到解密后的明文數(shù)據(jù)庫中。需要強調(diào)的是，在多媒體圖書開發(fā)中，隨機產(chǎn)生的DES密鑰與數(shù)據(jù)共同存儲，而解密時DES密鑰僅使用一次，從而確保整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ａ硗?，針對云平臺下數(shù)據(jù)上傳、下載需求，對于可能出現(xiàn)的中斷問題，云平臺需要從通信鏈接中保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。為此，斷點續(xù)傳就顯得很必要，在云端多媒體圖書數(shù)據(jù)存儲上，每個數(shù)據(jù)包被發(fā)送后都需要回傳確認(rèn)，并計算整個數(shù)據(jù)的字節(jié)總數(shù)與對應(yīng)密文數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是否一致，當(dāng)存在斷點時，可以從RSA數(shù)據(jù)加密算法中獲得數(shù)據(jù)長度片段來確定斷點位置，再通過讀取原始數(shù)據(jù)長度繼續(xù)傳輸剩余數(shù)據(jù)包。

2.3對SOA接口的優(yōu)化與設(shè)計

云平臺下的云服務(wù)是面向用戶請求的，通過云平臺進行請求分類，并指派相應(yīng)的節(jié)點進行通信。從用戶請求來看，可以實現(xiàn)多請求并發(fā)處理。對于空閑的云節(jié)點，可以指派相應(yīng)的節(jié)點完成數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

2.3.1多媒體圖書系統(tǒng)對云端服務(wù)的調(diào)用。首先，需要對用戶身份進行驗證，并通過遍歷用戶列表判定是否合法。其次，通過請求服務(wù)類型來響應(yīng)，如對上傳服務(wù)、下載服務(wù)、刪除服務(wù)、檢索服務(wù)等進行不同操作；請求完成后，通過回傳信息通知控制中心釋放節(jié)點資源。

2.3.2多媒體圖書系統(tǒng)云端通信過程及響應(yīng)流程。由用戶發(fā)出請求，回傳用戶驗證信息，當(dāng)為True時建立鏈接，為False時取消鏈接。判斷請求類型，指派響應(yīng)操作，如對于下載請求，開始準(zhǔn)備并完成數(shù)據(jù)傳輸，最后生成響應(yīng)結(jié)束并返回。當(dāng)請求服務(wù)傳輸?shù)臄?shù)字圖書容量太大時，需要耗費更多的時間；因此，需要從服務(wù)請求次數(shù)及傳輸數(shù)據(jù)體積上進行平衡，避免請求次數(shù)過多帶來頻繁響應(yīng)，傳輸數(shù)據(jù)太大導(dǎo)致通信開銷過多，降低云平臺的效率[3]。

2.4多媒體圖書云服務(wù)實現(xiàn)

基于云平臺的多媒體圖書開發(fā)，能夠為用戶提供強大的數(shù)據(jù)存儲和服務(wù)能力，再利用虛擬計算服務(wù)來實現(xiàn)動態(tài)資源響應(yīng)需求。EC2作為WebService能夠為開發(fā)者提供多種接口和管理工具。如：利用AMI實現(xiàn)對多個實例的啟動，從而組成云計算；利用API Tools可以實現(xiàn)對虛擬機的管理。為了解決云端負(fù)載均衡問題，在云平臺控制中心需要通過調(diào)用云端節(jié)點來控制各節(jié)點的運行狀態(tài)。在云節(jié)點管理中，利用Cloud Agent所提供的接口來實現(xiàn)。如：CloudNode為我們提供了多種控制節(jié)點的實例，利用Host-Name屬性來獲取節(jié)點的IP地址；利用Node-Type屬性來獲取節(jié)點類型；利用Node-Current Running屬性來獲得節(jié)點的負(fù)載值；利用Node-jobs屬性來獲得節(jié)點的執(zhí)行列表。某一節(jié)點的運算能力可以通過Node-Capability實例來衡量，也可以通過構(gòu)造方法進行其他操作。如：設(shè)定某數(shù)據(jù)類型Map(String,CloudNode)，對于String表示為NodeID，而對于CloudNode表示為value對象。當(dāng)接收新的服務(wù)請求后，通過Map來遍歷節(jié)點對象CloudNode，并返回負(fù)載能力節(jié)點。當(dāng)新的請求符合節(jié)點處理能力時，則調(diào)用AddJob接口，并分配相應(yīng)節(jié)點提供服務(wù)；如果未找到則調(diào)用AllocateServiecInstance接口，重新分配新的節(jié)點。

2.5云端數(shù)據(jù)池的實現(xiàn)

S3是較為常用的云計算平臺，也是較為流行的數(shù)據(jù)存儲平臺。對于WebService，S3在提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)時，利用bucket建立存儲目錄，并利用唯一的ID進行標(biāo)識，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲和計算的高效性[4]。S3所提供的接口服務(wù)是很豐富的。如：Public boolean putDate{StringbucketName,StringdataID,Byte[]data,boolean apppend}，可以將數(shù)據(jù)data以名稱為dataID的方式存入到S3的bucket中，也就是說，在多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)中，可以將請求與相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行快速檢查并建立數(shù)據(jù)池。

3多媒體圖書平臺

基于Flex框架的云平臺多媒體圖書開發(fā)系統(tǒng)，可以利用可視化工具實現(xiàn)多任務(wù)并發(fā)進行，特別是強大的圖像文字編輯功能，對多種視頻格式的渲染能力很高，使得各組件的封裝更趨優(yōu)化，降低了開發(fā)難度，提升了系統(tǒng)的可用性。

3.1系統(tǒng)擴展性

利用多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)平臺，通過對各種組件及模塊的層次化結(jié)構(gòu)分析，能夠構(gòu)建多種層次結(jié)構(gòu)的編程環(huán)境。如：在數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)接口處理上具有良好的繼承性；在界面模塊設(shè)計上能夠滿足Action類等基本動作；在多媒體圖書輸出應(yīng)用上，由于采用的是基于XML文件的打包方式，可以實現(xiàn)圖書文件在多種平臺上的順利讀取，具有良好的平臺擴展性。

3.2云平臺環(huán)境下并發(fā)請求

通過接受和下載圖書數(shù)據(jù)，不斷加大并發(fā)數(shù)，以獲取響應(yīng)速度。定義最大下載并發(fā)數(shù)為3，最大上傳并發(fā)數(shù)為2，以5個虛擬節(jié)點進行測試，利用NMON進行程序監(jiān)控，通過不斷加大并發(fā)請求量分析系統(tǒng)的服務(wù)能力。當(dāng)云節(jié)點數(shù)為200時，云端數(shù)據(jù)及狀態(tài)顯示為：平均吞吐量上傳值為4.5 MB/s，下載值為9 MB/s；云端整體吞吐量上傳值為1 GB/s，下載值為2 GB/s。所有節(jié)點在滿負(fù)荷狀態(tài)下CPU的占用率為95%以上，可見，利用節(jié)點數(shù)來控制并發(fā)載荷具有較高可行性。

4結(jié)語

云平臺下的多媒體圖書系統(tǒng)開發(fā)，有利于圖書館信息資源的整合、有利于信息結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、有利于受眾群體的延伸、有利于圖書館特色學(xué)科館藏建設(shè)，可以極大地提高用戶獲取信息的效率，是圖書館信息化發(fā)展的方向。

參考文獻

[1]林闖,蘇文博,孟坤，等.云計算安全:架構(gòu)、機制與模型評價[J].計算機學(xué)報，2013，36(9):1765-1784.

[2]傅穎勛,羅圣美,舒繼武.安全云存儲系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].計算機研究與發(fā)展，2013，50(1):136-145.

[3]王紅霞,郭劍珩.高校圖書館與校園網(wǎng)信息資源整合探析[J].鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，25(1):94-95.

[4]韓博文,蔡晨,王玲,等.基于FlexPaper的文獻共享系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)——以廣西民族大學(xué)圖書館為例[J].情報探索，2014(4):76-79.

[責(zé)任編輯:方艷]

Development Scheme for Multimedia Library System based on Cloud Platform

WANG Xiaoyu， ZHANG Rui

(Zhumadian Vocational and Technical College, Zhumadian 463000, China)

Abstract:Combining pictures, text, animation, and video together, multimedia books bring readers multiple reading experiences. This paper proposes a development scheme for multimedia library system based on cloud platform, and puts forward suggestions to optimize the cloud node control, data encryption, HTTP, caching, load balancing, etc. All these are believed to be helpful to enhance the efficiency of developing multimedia library system.

Key words:cloud platform; multimedia books; system design; service architecture

中圖分類號:TP311.52

文獻標(biāo)志碼:A

文章編號：1008-6811(2016)01-0039-03

作者簡介：王笑宇(1983—)，男，河南汝南人，駐馬店職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館技術(shù)部講師，研究方向為數(shù)據(jù)庫與多媒體技術(shù)。

收稿日期：2016-01-08