基于云平臺的軟件分發(fā)設(shè)計與實現(xiàn)

【摘 要】為了有效解決傳統(tǒng)的Windows系統(tǒng)軟件管理模式依賴域管理，安裝文件格式和客戶端數(shù)量受限，且安裝過程影響用戶體驗的問題，提出基于云平臺的軟件分發(fā)系統(tǒng)來實現(xiàn)Windows軟件管理。該系統(tǒng)研究云平臺軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下虛擬機的網(wǎng)絡(luò)特性，設(shè)計適用于云平臺多集群環(huán)境下的網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)，借助FTP服務(wù)實現(xiàn)多客戶端的軟件安裝、升級和卸載，并通過全程靜默安裝的方式來改善用戶體驗。通過對比發(fā)現(xiàn)，分發(fā)系統(tǒng)更穩(wěn)定高效，能克服傳統(tǒng)管理平臺的諸多問題。

【關(guān)鍵詞】云計算 OpenStack 軟件分發(fā) 網(wǎng)關(guān)代理

1 引言

為有效地解決傳統(tǒng)的Windows系統(tǒng)軟件管理模式依賴域管理，安裝文件格式和客戶端數(shù)量受限，且安裝過程影響用戶體驗的問題，提出基于云平臺的軟件分發(fā)系統(tǒng)來實現(xiàn)Windows軟件管理。本文設(shè)計了基于云平臺的軟件分發(fā)系統(tǒng)，能夠支持多種安裝包格式（EXE、ISO、MSI）；集群管理用戶，支持多級網(wǎng)絡(luò)安裝，不限制用戶數(shù)量；靜默安裝，不干擾用戶的正常操作；記錄安裝日志，便于安裝失敗后查找原因；限制某些軟件運行，提高用戶系統(tǒng)的安全性。云軟件分發(fā)系統(tǒng)解決了大型企業(yè)中計算機軟件的統(tǒng)一管理問題，并能與企業(yè)現(xiàn)有的云平臺結(jié)合，方便安裝使用。

2 云軟件分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

2.1 設(shè)計方案

本方案采用OpenStack云平臺，應(yīng)用Newton版本，使用Fuel 9.1安裝部署實現(xiàn)。

以云平臺作為底層框架，依托虛擬化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建了一個基于云平臺的軟件分發(fā)系統(tǒng)VSDS（Visual Software Distribution System）。系統(tǒng)以各管理節(jié)點（即虛擬機）軟件為中心，實現(xiàn)了對任意受控節(jié)點上軟件的安裝、卸載、升級，充分考慮了單位的環(huán)境和需求，以限制某些軟件的安裝運行。系統(tǒng)以支持豐富軟件包、完全靜默為目標，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域努力突破，以達到對主流軟件包靜默安裝的支持，建立技術(shù)門檻，以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同規(guī)模組織的分發(fā)目標，提供全面可靠的分發(fā)方案。圖1為云軟件分發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖：

云軟件分發(fā)系統(tǒng)采用C/S（Client/Server）架構(gòu)，系統(tǒng)版本Ubuntu 13.04，使用.net與java語言開發(fā)，數(shù)據(jù)庫使用mysql5.5，硬件設(shè)備方面，需要兩臺服務(wù)器和一臺千兆交換機。

兩臺服務(wù)器的硬件要求為：

CPU：兩顆四核英特爾處理器E5506 2.13 GHz；

內(nèi)存：4 GB DDR3 RDIMM內(nèi)存；

磁盤：2×146 G，兩個硬件分區(qū)；

網(wǎng)卡：雙千兆網(wǎng)卡。

虛擬機的配置要求為：

CPU：1 GHz；

內(nèi)存：1 GB；

磁盤：20 G以上。

服務(wù)器的功能要求為：

采用分布式架構(gòu)，一個中心服務(wù)器同多個子網(wǎng)代理、多節(jié)點結(jié)構(gòu)，支持虛擬機的系統(tǒng)平臺為Windows；

實現(xiàn)運行管理、節(jié)點管理、軟件分發(fā)、集群管理等功能；

實現(xiàn)軟件分發(fā)管理，單節(jié)點多軟件包、多節(jié)點、多軟件包安裝；

實現(xiàn)安裝包管理，安裝包掃描、編輯；

實現(xiàn)節(jié)點管理，添加、刪除節(jié)點；

實現(xiàn)監(jiān)控運行狀況，查看系統(tǒng)中各組件的運行情況；

實現(xiàn)豐富的軟件包支持，支持的格式包括MSI、EXE等；

實現(xiàn)完全靜默，尤其是EXE的靜默；

實現(xiàn)對多級網(wǎng)絡(luò)、批量分發(fā)的支持。

2.2 核心組件

云軟件分發(fā)系統(tǒng)核心組件是基于云平臺SDN（Software Defined Network）的網(wǎng)關(guān)代理。云平臺SDN可以實現(xiàn)集群間的網(wǎng)絡(luò)隔離，每一個集群使用一個子網(wǎng)，集群間網(wǎng)絡(luò)無法通信。這樣控制臺就無法與客戶端建立通信，網(wǎng)關(guān)代理很好地解決了這個問題。網(wǎng)關(guān)代理采用Web api框架構(gòu)建的Service服務(wù)。圖2為網(wǎng)關(guān)代理流程圖：

（1）網(wǎng)關(guān)代理獲取帶控制臺的信息包，信息包包含需要安裝的客戶端信息、安裝包列表、各安裝包的md5（Message-Digest Algorithm 5）校驗碼及拷貝安裝包的限時權(quán)限令牌ticket。

（2）提取客戶端信息校驗，檢查客戶端是否在該集群下，如果在該集群下，則將客戶端需要安裝的軟件包列表及各安裝包的校驗碼消息轉(zhuǎn)發(fā)至各客戶端。

（3）同時去控制器申請遠程拷貝需要安裝的軟件安裝包，遠程拷貝軟件安裝包需要驗證之前下發(fā)的ticket，合法則允許拷貝軟件安裝包。

（4）網(wǎng)關(guān)代理在控制器拷貝軟件安裝包完成后，通知客戶端來拷貝軟件?？蛻舳送瑯訑y帶ticket申請遠程拷貝軟件安裝包。通過驗證后，客戶端將拷貝的軟件安裝包和之前下發(fā)的安裝包的md5校驗碼進行比對，通過即可安裝軟件。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

云軟件分發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)包括：

（1）VSDSCore?；趈ava平臺的軟件分發(fā)服務(wù)端的業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)，為軟件分發(fā)平臺的主要功能。選擇Spring MVC+Hibernate構(gòu)成基礎(chǔ)架構(gòu)。Spring MVC框架提供了構(gòu)建Web應(yīng)用程序的全功能MVC模塊。Hibernate是一個開放源代碼的對象關(guān)系映射框架，它進行了非常輕量級的對象封裝，可以使用對象編程思維來操縱數(shù)據(jù)庫。

（2）OpenVSDS?；赼xis2實現(xiàn)的Webservice服務(wù)端，對外開放軟件分發(fā)的功能。依賴VSDSCore來實現(xiàn)業(yè)務(wù)。圖3為云軟件分發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)圖：

（3）VSDSWeb?；趈ava平臺的Web服務(wù)端實現(xiàn)的Web管理平臺，主要以Web形式提供軟件分發(fā)功能。依賴VSDSCore來實現(xiàn)業(yè)務(wù)。Web管理臺的圖表展示采用JQuery、JavaScript框架。JQuery使用戶能更方便地處理HTML documents、events，并且方便地為網(wǎng)站提供AJAX交互，同時大大減少了直接使用JavaScript的開發(fā)成本。

（4）VSDSAgent?；趈ava平臺的網(wǎng)關(guān)代理，主要為適應(yīng)多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，部署在子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上的代理軟件。

（5）VSDSClient?；?net（3.5以上）平臺的軟件分發(fā)客戶端，部署在Windows系列客戶節(jié)點機器上，主要功能是接收服務(wù)端分發(fā)及調(diào)度請求。

2.4 功能流程

在云平臺創(chuàng)建三臺虛擬機，三個客戶端，需要分發(fā)的軟件是QQ.exe、WinRAR.msi。圖4為云軟件分發(fā)流程圖。

（1）通過Ftp服務(wù)向控制臺上傳軟件安裝包。上傳成功后在Web頁面可見。

（2）通過Web界面指定需要安裝軟件的節(jié)點和安裝的軟件，客戶端在收到指令后安裝軟件包。

（3）存在多個集群多級網(wǎng)絡(luò)的情況下，因存在網(wǎng)絡(luò)隔離的情況，服務(wù)器無法與虛擬機直接通信。需要使用集群添加集群管理客戶端，由集群上的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)消息至客戶端，然后才可以安裝軟件包。

（4）軟件分發(fā)開始后，可通過Web界面的分發(fā)記錄獲取安裝進度。日志部分可獲取操作信息和結(jié)果。圖5為云軟件分發(fā)Web頁面展示分發(fā)記錄。

2.5 性能指標

AD（Active Directory）域策略安裝軟件將軟件設(shè)置為共享，通過內(nèi)網(wǎng)訪問安裝，VSDS則是通過客戶端將控制臺遠程拷貝至本地進行安裝，以減輕控制臺的壓力。網(wǎng)絡(luò)條件同等的情況下VSDS安裝時間更短。

在擁有相同數(shù)量的客戶端條件下，VSDS通過集群的網(wǎng)關(guān)代理支持更多的客戶端同時安裝軟件。在200個客戶端情況下，AD域策略的客戶端只能分批安裝軟件，VSDS通過網(wǎng)關(guān)代理則可以同時安裝。當用戶規(guī)模越大，云軟件分發(fā)系統(tǒng)在性能上和AD域策略相比有更大的優(yōu)勢。表2為200個客戶端安裝軟件時間比對：

支持多種安裝包格式，增加了能支持的軟件種類，不僅支持MSI格式，還支持EXE、ISO格式，軟件支持覆蓋率達95%。

利用集群網(wǎng)關(guān)代理支持多級網(wǎng)絡(luò)解決大規(guī)模節(jié)點批量分發(fā)問題，使得在一定規(guī)模節(jié)點環(huán)境下，系統(tǒng)能保持合理的負載。解決復雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下無法進行分發(fā)的問題，既能滿足簡單的二級網(wǎng)絡(luò)，同時也能在多級網(wǎng)絡(luò)條件下進行分發(fā)。

靜默安裝全程無提示，不影響用戶的操作使用；記錄安裝日志，便于管理員管理，為查找問題提供方便；可以限制員工手動運行不被允許的程序，提高虛擬機系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

云軟件分發(fā)系統(tǒng)是一套基于云平臺的軟件自動化安裝系統(tǒng)，利用網(wǎng)關(guān)代理適用于多級網(wǎng)絡(luò)，支持豐富的安裝包格式，靜默安裝，作用于集中管理Windows平臺計算機軟件自動安裝、卸載以及升級。

基于云平臺的軟件分發(fā)系統(tǒng)滿足了政府、國有企業(yè)及私有企業(yè)對軟件分發(fā)業(yè)務(wù)的需要。滿足了復雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同規(guī)模組織機構(gòu)的各種各樣的安裝包格式支持，提供了全面可靠的解決方案。目前主要需求集中在Windows平臺，未來可根據(jù)需求考慮支持Linux平臺。對于使用第三方云平臺的用戶，后期可以新增適配接口進行集成。

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