云計(jì)算在智慧校園服務(wù)器部署中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

任海鵬,鄧春紅,孫 宇

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，安徽 蕪湖 241002)

近年來，光纖通信、云計(jì)算服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新有效促進(jìn)了分布式管理系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，進(jìn)一步提升在線學(xué)習(xí)、智能旅游、電子商務(wù)、電子政務(wù)、金融證券、生產(chǎn)控制等自動(dòng)化、智能化和共享化水平，取得了顯著的應(yīng)用成效[1].校園信息化一直是政企單位研發(fā)的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)校園信息化應(yīng)用系統(tǒng)多采用C/S體系架構(gòu)或B/S體系架構(gòu)，這種模式的服務(wù)器采用集中部署模式，在訪問用戶數(shù)量急劇上升的條件下，服務(wù)器的響應(yīng)能力則會(huì)迅速下降[2].為了解決上述問題，本文提出采用云計(jì)算技術(shù)，該技術(shù)可以采用矩陣模式將數(shù)以千萬臺(tái)的終端和服務(wù)器連接在一起，大幅度提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集中部署模式的服務(wù)器，并且擁有更加穩(wěn)定的服務(wù)性能.

1 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算(cloud computing)為一類基于互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的超級(jí)計(jì)算模式，融合了網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算、虛擬化以及分布式計(jì)算等技術(shù)，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力，具有高效的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，并可實(shí)現(xiàn)多外部用戶的資源共享，極大地提升了處理器及存儲(chǔ)設(shè)備的利用率及效率[3-4].云計(jì)算通過云端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，為不同用戶提供資源及應(yīng)用軟件的訪問服務(wù)，其應(yīng)用模式主要包括三方面：基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IAAS)主要服務(wù)對(duì)象為政企單位，依靠軟件部署實(shí)現(xiàn)硬件方面的支撐可以輕松將虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間存儲(chǔ)硬件共享，不僅滿足了用戶的使用需求，還降低了成本，極大地?cái)U(kuò)充了硬件資源的使用效果[5]；平臺(tái)服務(wù)(PAAS)中，云計(jì)算技術(shù)可提供支撐力度較大的平臺(tái)以供部署使用，可實(shí)現(xiàn)資源的合理分配，應(yīng)用系統(tǒng)與硬件資源是相互獨(dú)立的，云服務(wù)平臺(tái)可提供有力的資源服務(wù)支撐，提升了資源使用效率；云計(jì)算技術(shù)的軟件服務(wù)(SaaS)是云服務(wù)平臺(tái)結(jié)合具體的工作程序，以及系統(tǒng)的實(shí)際需求機(jī)制研發(fā)出來的，可幫助用戶處理復(fù)雜的邏輯業(yè)務(wù)，并提升軟件定制能力及利用效率[6-7].

在國際范圍內(nèi)，云計(jì)算重點(diǎn)企業(yè)如亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS)、思科、VMware、微軟等企業(yè)在加強(qiáng)云技術(shù)技術(shù)的研究過程中，注重云計(jì)算技術(shù)產(chǎn)業(yè)的落地，分別推出了workspace、kinesis、微軟cloud os等產(chǎn)品及服務(wù)[8].我國目前也大力推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將云計(jì)算產(chǎn)業(yè)定位為國家級(jí)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)產(chǎn)物，云計(jì)算基礎(chǔ)產(chǎn)品已突破EB級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并可支持億級(jí)任務(wù)的并發(fā)處理，在彈性計(jì)算系統(tǒng)、分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)等方面，云計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷取得新的突破.

2 在云計(jì)算基礎(chǔ)上的智慧校園服務(wù)器部署設(shè)計(jì)

智慧校園服務(wù)平臺(tái)涵蓋了包括教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、學(xué)校教學(xué)系統(tǒng)等多方面的功能及服務(wù)，這就對(duì)于系統(tǒng)服務(wù)器的綜合性能提出了更高的要求，需構(gòu)建服務(wù)器組改善傳統(tǒng)管理模式的弊端.本文對(duì)服務(wù)器組進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，同時(shí)結(jié)合云計(jì)算的三層應(yīng)用模式，細(xì)致了智慧校園的劃分，可以分為數(shù)據(jù)層，服務(wù)層以及用戶層.這三層服務(wù)之間利用標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)通信，引入防火墻，木馬查殺軟件等提升智慧校園服務(wù)器的安全性.基于云計(jì)算技術(shù)的智慧校園平臺(tái)服務(wù)的結(jié)構(gòu)部署及具體應(yīng)用(見圖1).其結(jié)構(gòu)部署包括數(shù)據(jù)層、服務(wù)層以及用戶端層等三方面，用戶端層是校內(nèi)用戶直接接觸的層次，智慧校園為用戶提供專屬密碼賬號(hào)，當(dāng)用戶獲得賬號(hào)后，使用移動(dòng)終端登錄賬號(hào)，就可以進(jìn)入到智慧校園的云服務(wù)平臺(tái)中，服務(wù)層平臺(tái)可以為用戶提供一系列服務(wù)，包括安全管理，監(jiān)控管理等等，實(shí)現(xiàn)邏輯資源的虛擬化，能夠?yàn)檐浖到y(tǒng)分配相應(yīng)的處理操作，利用數(shù)據(jù)層能放大數(shù)據(jù)共享的優(yōu)勢，提供高效安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)通信等服務(wù).

圖1 基于云計(jì)算的智慧校園服務(wù)器部署設(shè)計(jì)模式

3 云服務(wù)部署關(guān)鍵技術(shù)

在對(duì)云計(jì)算服務(wù)器組及應(yīng)用模式設(shè)計(jì)完成之后，對(duì)于云服務(wù)中部署的關(guān)鍵性技術(shù)展開了設(shè)計(jì)，主要包括服務(wù)架構(gòu)體系、數(shù)據(jù)資源交換及消息處理等，介紹了設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)要點(diǎn).

3.1 服務(wù)架構(gòu)體系

基于云計(jì)算的服務(wù)器部署設(shè)計(jì)過程中，本系統(tǒng)采用先進(jìn)的面向服務(wù)架構(gòu)體系，具體服務(wù)流程設(shè)計(jì)(見圖2)，通過松散耦合模式，有機(jī)地融合了服務(wù)的供應(yīng)方，服務(wù)使用申請(qǐng)方以及服務(wù)注冊(cè)系統(tǒng)的功能，服務(wù)請(qǐng)求者可從服務(wù)注冊(cè)庫內(nèi)或服務(wù)提供者實(shí)時(shí)調(diào)用所需數(shù)據(jù)，服務(wù)注冊(cè)庫與服務(wù)注冊(cè)者間可共享發(fā)布信息數(shù)據(jù)，并各自提供服務(wù)描述.

圖2 云服務(wù)系統(tǒng)的具體服務(wù)流程

此外，云計(jì)算在服務(wù)器實(shí)現(xiàn)過程中，全部采用統(tǒng)一化的連接入口，這樣可以輕松的實(shí)現(xiàn)查詢功能，結(jié)合具體的查詢信息能夠?qū)崿F(xiàn)操作處理.智慧校園可視化系統(tǒng)可基于用戶不同的服務(wù)需求，結(jié)合邏輯算法處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步輸送和傳輸，增強(qiáng)不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)際能力.以云服務(wù)實(shí)際運(yùn)營效果來看，該云服架構(gòu)務(wù)可以更便捷的實(shí)現(xiàn)智慧校園業(yè)務(wù)服務(wù)的信息化，共享性以及協(xié)同性.

3.2 數(shù)據(jù)資源交換

云服務(wù)平臺(tái)功能的實(shí)現(xiàn)需借助很多核心技術(shù)，包括XML協(xié)議，可以輕松實(shí)現(xiàn)資源交換，消息集中處理.本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源交換引擎設(shè)計(jì)(見圖3)，首先分門別類將收集的信息進(jìn)行處理并存儲(chǔ)，確保獲取的數(shù)據(jù)信息及時(shí)有效的進(jìn)行處理，并完成對(duì)于數(shù)據(jù)的加工服務(wù).基于云服務(wù)平臺(tái)的信息交換其實(shí)是利用資源交換引擎完成的，資源交換引擎可以將信息進(jìn)行同步管理，進(jìn)行生命周期輪回信息管理，抽取接口信息，存儲(chǔ)信息共享等等，相關(guān)的邏輯業(yè)務(wù)可借助緩存功能進(jìn)行系統(tǒng)的映射化處置，同時(shí)現(xiàn)有的操作程序也可以找到對(duì)應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)信息共享.

圖3 數(shù)據(jù)資源交換引擎設(shè)計(jì)圖

數(shù)據(jù)資源的交換是為了保障所交換的信息是動(dòng)態(tài)的，需要刷新調(diào)度處理以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新.其中數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)，借助于抽取控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)既定的操作指令指導(dǎo)執(zhí)行抽取操作，并將當(dāng)前系統(tǒng)操作過程中所涉及到的所有資源作為處理對(duì)象以獲取最新的消息抽取命令，嚴(yán)格按照既定程序執(zhí)行相關(guān)操作處理.在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，資源交換引擎可高效實(shí)現(xiàn)信息的交換及刷新調(diào)度，信息處理能力及效率進(jìn)一步提升，系統(tǒng)的集成化性能也進(jìn)一步提升，可高效完成即時(shí)數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)抽取及推送控制等.

3.3 消息處理

消息處理組件主要就相關(guān)的云服務(wù)平臺(tái)內(nèi)部涉及到的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)信息的接收處理以及發(fā)送功能.消息處理組件的設(shè)計(jì)服務(wù)流程(見圖4)，當(dāng)接收到系統(tǒng)內(nèi)部的消息之后，云服務(wù)平臺(tái)所包含的信息處理系統(tǒng)就能夠?qū)⑾嚓P(guān)的等待接收的信息自動(dòng)的放置到待接收處理信息的行列中，依靠外部信息處理機(jī)制進(jìn)行處理，此過程需針對(duì)不同信息的特性判斷數(shù)據(jù)對(duì)象，并將處理結(jié)果統(tǒng)一打包發(fā)送給引擎系統(tǒng)，信息處理后，按照數(shù)據(jù)類型進(jìn)行歸類并將信息發(fā)送給外界，實(shí)現(xiàn)高效化操作管理.實(shí)踐表明，該信息處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可高效完成信息交互，并提升信息的安全性.

圖4 消息處理組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

4 結(jié) 語

隨著智慧校園訪問用戶、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、承載應(yīng)用增多，陳舊的數(shù)據(jù)集中處理模式已經(jīng)不能滿足訪問要求，因此為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)高度復(fù)雜事務(wù)解析和密集數(shù)據(jù)處理，提出引入先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，利用最新的主流服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)物理空間定制、硬件虛擬化、服務(wù)并發(fā)化、數(shù)據(jù)共享化，進(jìn)一步提升智慧校園的承載、存儲(chǔ)能力.