基于LAMP的高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

吳君楠，歐 洋，李 琰

(國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410073)

1 引言

高性能計(jì)算HPC(High Performance Computing)水平代表一個(gè)國(guó)家的計(jì)算戰(zhàn)略能力，成為社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一種生產(chǎn)力，也是衡量一個(gè)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)[1]。通常在高性能計(jì)算機(jī)上需要部署多種應(yīng)用，每種應(yīng)用針對(duì)不同的用戶，形成了多對(duì)多的情形。隨著HPC系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高性能計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用也隨之增多，使得高性能計(jì)算機(jī)面臨著用戶群體復(fù)雜、海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和維護(hù)等問(wèn)題[2]。日志功能在故障檢測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[3]。為了給高性能計(jì)算機(jī)提供安全可靠的信息保障，需要在高性能計(jì)算機(jī)中形成一套統(tǒng)一的用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)，來(lái)解決用戶管理分散、應(yīng)用信息孤島、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和維護(hù)等問(wèn)題。

用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)(User Organization Management System)針對(duì)不同用戶角色提供不同的訪問(wèn)權(quán)限和訪問(wèn)頁(yè)面，同時(shí)給角色分配任務(wù)、職責(zé)和權(quán)限等，使得用戶管理更加便捷高效[4]。傳統(tǒng)的用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)采用基于瀏覽器/服務(wù)器B/S(Browser/Server)的架構(gòu)模式，雖然簡(jiǎn)化了客戶端的工作，但是加重了服務(wù)端的工作，使得服務(wù)端負(fù)載大，給用戶帶來(lái)的體驗(yàn)差；傳統(tǒng)的用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)訪問(wèn)采用簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議SOAP(Simple Object Access Protocol)[5]和安全斷言標(biāo)記語(yǔ)言SAML(Security Assertion Markup Language)[6]等重量型Web服務(wù)技術(shù)，使得利用日志信息對(duì)應(yīng)用進(jìn)行診斷的難度大且效率低[7]，同時(shí)海量的日志信息查詢占據(jù)著客戶端大量的內(nèi)存，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷大；傳統(tǒng)的用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)采用線性表來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，線性表雖然邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)和操作，但是這種簡(jiǎn)單的邏輯結(jié)構(gòu)也帶來(lái)了修改效率低和可擴(kuò)展性差等問(wèn)題。

目前，已有一些主流的用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)。自由聯(lián)盟計(jì)劃Liberty Alliance Project[8]采用的是基于SAML標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)開(kāi)放協(xié)議，該協(xié)議中每個(gè)Web應(yīng)用維護(hù)的列表需手動(dòng)設(shè)定，用戶體驗(yàn)差，且SAML需通過(guò)安全套接字協(xié)議SSL(Security Sockets Layer)加密，離開(kāi)SSL環(huán)境易受網(wǎng)絡(luò)攻擊，安全性不高；耶魯大學(xué)的CAS(Central Authentication Server)系統(tǒng)[9]使用SpringMVC和Webflow等重量級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在用戶訪問(wèn)并發(fā)量很大的情況下系統(tǒng)效率低，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷大；Microsoft.NET Passport[10]采用類似 Kerberos[11]集中認(rèn)證分布授權(quán)的方式，僅適用于.Net應(yīng)用服務(wù)器，擴(kuò)展性差，同時(shí)用戶信息共享控制只向全部加盟網(wǎng)站共享，缺乏靈活性?？偠灾?，當(dāng)前的用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)存在用戶體驗(yàn)差、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷大和擴(kuò)展性差等問(wèn)題。

本文針對(duì)當(dāng)前用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出了一種基于Linux操作系統(tǒng)、Apache服務(wù)器、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)和PHP后臺(tái)腳本編程語(yǔ)言組合的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LAMP[12]的高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法采用B/S架構(gòu)，Twig與HTML相結(jié)合的方式減輕了服務(wù)端的負(fù)擔(dān)，改善了用戶體驗(yàn)；采用表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移REST(Representational State Transfer)框架[13]與Cache機(jī)制[14]對(duì)海量臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，降低了開(kāi)發(fā)難度和網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷；采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)對(duì)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行存取，提高了數(shù)據(jù)存取效率，且可擴(kuò)展性好。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 B/S架構(gòu)，Twig與HTML相結(jié)合的Web前端

高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)Web前端的實(shí)現(xiàn)采用B/S架構(gòu)，簡(jiǎn)化了客戶端的工作，同時(shí)采用Twig與HTML相結(jié)合。Twig是一種PHP語(yǔ)言編程模板引擎，它在堅(jiān)持PHP語(yǔ)言編程原則的同時(shí)，添加了很多有用的功能，使其具有開(kāi)發(fā)友好性。Twig將模板編譯為簡(jiǎn)單的、最優(yōu)化的PHP代碼，極大地降低了PHP代碼的開(kāi)銷；Twig具有靈活的詞法分析器和解析器驅(qū)動(dòng)，開(kāi)發(fā)者可以自定義標(biāo)簽和過(guò)濾器，并創(chuàng)建自己的領(lǐng)域特定語(yǔ)言DSL(Domain-Specific Language)；Twig還擁有沙盒模式，用于評(píng)估未受信任的模板代碼。高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)Web前后端均部署在Web服務(wù)器中，前端使用Twig模板，采用HTML、JavaScript和CSS(Cascading Style Sheets)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，用于生成圖形頁(yè)面，后端采用PHP語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，根據(jù)前端的請(qǐng)求做出響應(yīng)。一個(gè)簡(jiǎn)單的Twig模板如下所示：

〈!DOCTYPE html〉

〈html〉

〈head〉

〈title〉NUDT〈/title〉

〈/head〉

〈/body〉

〈ul id="navigation"〉

{% for item in navigation%}

〈li〉〈a href="{{item.href}}"〉{{ktem.caption}}〈/a〉〈/li〉

〈%endfor%〉

〈/ul〉

〈hl〉NUDT〈/hl〉

{{hello}}

〈/body〉

〈/html〉

其中，{%…%} 和 {{…}}為2種不同形式的分隔符，前者用于執(zhí)行for循環(huán)語(yǔ)句，后者用于將表達(dá)式的變量輸出到模板中。由于Twig具有快速、靈活和安全的特點(diǎn)，為服務(wù)端減輕了負(fù)擔(dān)，極大改善了用戶體驗(yàn)。

2.2 REST框架與Cache機(jī)制相結(jié)合的日志管理

高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)的日志管理模塊采用REST框架與Cache機(jī)制相結(jié)合的方式。REST是一種輕量級(jí)的軟件架構(gòu)風(fēng)格，它提供一些軟件設(shè)計(jì)的原則和約束條件，使用CRUD原則，即創(chuàng)建(Create)、獲取(Read)、更新(Update)和刪除(Delete)，這4種簡(jiǎn)單的操作可以組合成其他無(wú)數(shù)操作，REST使得軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，降低了開(kāi)發(fā)難度。海量臨時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)Cache機(jī)制進(jìn)行緩存，日志事件通過(guò)后端的事件函數(shù)將日志事件類型、創(chuàng)建時(shí)間和事件描述等進(jìn)行相應(yīng)的記錄，并存入后端數(shù)據(jù)庫(kù)中。如圖1所示，查詢用戶日志時(shí)，用戶通過(guò)前端發(fā)送AJAX(Asynchronous Javascript And XML)請(qǐng)求調(diào)用后端PHP函數(shù)，生成對(duì)應(yīng)的SQL語(yǔ)句到數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查詢，通過(guò)遍歷用戶日志表后將所有日志事件提取出來(lái)，放在后端Cache中進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)。然后根據(jù)前端的分頁(yè)情況直接到Cache中查找并動(dòng)態(tài)加載緩存數(shù)據(jù)，以便在使用時(shí)快速調(diào)用，而不需要多次重新去系統(tǒng)中查詢，這樣減少了系統(tǒng)調(diào)用次數(shù)，減小了服務(wù)器負(fù)載，降低了網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷。日志管理為日后系統(tǒng)管理員對(duì)系統(tǒng)行為操作的查看和維護(hù)提供了便利，同時(shí)利用日志信息能有效地排除系統(tǒng)錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)管理效率。

Figure 1 Query user log process

2.3 樹(shù)形結(jié)構(gòu)存取分層數(shù)據(jù)的組織架構(gòu)

系統(tǒng)組織架構(gòu)通常是分層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如何存取分層結(jié)構(gòu)成為組織架構(gòu)的關(guān)鍵問(wèn)題。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方式采用線性表這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因其邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)和操作。對(duì)于每一個(gè)查詢結(jié)果，理想期望是只需一次查詢，而使用線性表因其嵌套遞歸，需要反復(fù)進(jìn)行多次查詢，平均需要移動(dòng)一半的元素來(lái)保持其原有排序，且當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很大時(shí)，其查詢效率低，可擴(kuò)展性差。另一種對(duì)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行存取的方式是采用二叉樹(shù)，這種方式從樹(shù)的根部開(kāi)始遍歷，將待查詢關(guān)鍵字與每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字進(jìn)行比較后，再?zèng)Q定繼續(xù)查詢左子樹(shù)還是右子樹(shù)，這樣平均減少了一半的查詢量，降低了存取復(fù)雜度，提高了查詢效率，且由于其遞歸的特性，易于擴(kuò)展。高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)的組織架構(gòu)模塊采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)存取分類分層數(shù)據(jù)，不僅計(jì)算量小、查詢速度快，而且可擴(kuò)展性好，易于存儲(chǔ)和維護(hù)。

在分層結(jié)構(gòu)中一共有父節(jié)點(diǎn)、兄弟節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)3種節(jié)點(diǎn)。圖2所示為二叉樹(shù)遍歷算法示例，數(shù)字1～8表示二叉樹(shù)遍歷的先后順序，在遍歷二叉樹(shù)時(shí)，先從根節(jié)點(diǎn)出發(fā)，再按照從左至右的順序依次對(duì)二叉樹(shù)進(jìn)行遍歷。

Figure 2 Example of binary tree traversal algorithm

二叉樹(shù)遍歷算法的偽代碼如下所示：

SEARCH(X,K)

1 IFX==NULL ORX=X.KEY

2 RETURNX;

3 IFK

4 RETURN SEARCH(X.LEFT,K);

5 ELSE RETURN SEARCH(X.RIGHT,K);

其中,X為指向根節(jié)點(diǎn)的一個(gè)指針，K為關(guān)鍵字，遍歷時(shí)從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，如果該節(jié)點(diǎn)不存在，則返回NULL值，否則返回一個(gè)指向關(guān)鍵字K的指針。遍歷節(jié)點(diǎn)X時(shí)，將X.KEY與關(guān)鍵字K進(jìn)行比較，如果二者相等，則終止查找；如果KX.KEY，則在X的右子樹(shù)中繼續(xù)進(jìn)行遍歷，如此可以方便快速地找到該節(jié)點(diǎn)，提高了存取效率[4]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 LAMP架構(gòu)

用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)基于LAMP平臺(tái)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。LAMP是指采用Linux操作系統(tǒng)、Apache服務(wù)器、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)和PHP后臺(tái)腳本編程語(yǔ)言進(jìn)行組合的一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)[14]。相比J2EE[15]和ASP.NET[16]等商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，LAMP平臺(tái)使用開(kāi)源的方式，不僅成本低、兼容度高，而且操作簡(jiǎn)單，安全可靠，成為當(dāng)今主流的開(kāi)發(fā)模式?；贚AMP的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。其中FireFox前端瀏覽器、Apache服務(wù)器、PHP開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的用戶層、服務(wù)層、管理層和數(shù)據(jù)層。用戶層是面向用戶的，主要提供用戶可以瀏覽操作的瀏覽器頁(yè)面；服務(wù)層為用戶層提供Web服務(wù)，同時(shí)為管理層提供操作系統(tǒng)硬件支撐；管理層主要是對(duì)頁(yè)面瀏覽模塊、后臺(tái)管理模塊和系統(tǒng)管理模塊3大模塊進(jìn)行管理，其中頁(yè)面瀏覽模塊主要是對(duì)前端頁(yè)面的管理，后臺(tái)管理模塊是對(duì)后端數(shù)據(jù)的管理，系統(tǒng)管理模塊主要是對(duì)系統(tǒng)用戶、應(yīng)用和日志等信息的管理；數(shù)據(jù)層包含數(shù)據(jù)庫(kù)，主要提供數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

Figure 3 LAMP architecture

3.2 軟件架構(gòu)

用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，包含用戶管理、應(yīng)用管理、日志管理、組織架構(gòu)和訪問(wèn)控制等多種功能，為用戶提供了一套高效可靠的用戶組織架構(gòu)管理方案?；贚AMP架構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件架構(gòu)如圖4所示。其中，用戶層主要進(jìn)行人機(jī)交互，向用戶提供可視化的瀏覽頁(yè)面；服務(wù)層主要是對(duì)用戶進(jìn)行訪問(wèn)控制，為不同的用戶提供不同的訪問(wèn)頁(yè)面和訪問(wèn)權(quán)限；管理層主要是對(duì)用戶管理、應(yīng)用管理、日志管理和組織架構(gòu)等功能模塊進(jìn)行管理；數(shù)據(jù)層提供數(shù)據(jù)庫(kù)中底層數(shù)據(jù)的操作服務(wù)，如增刪改查等操作服務(wù)。

Figure 4 Software architecture

3.3 模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的需求，用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)主要包含5大模塊：訪問(wèn)控制、用戶管理、應(yīng)用管理、日志管理和組織架構(gòu)，如圖5所示。其中訪問(wèn)控制模塊是對(duì)用戶使用系統(tǒng)的控制，主要對(duì)用戶訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行控制，即針對(duì)不同的用戶需求，實(shí)現(xiàn)用戶與不同應(yīng)用之間的綁定授權(quán)；用戶管理模塊主要是用戶管理員對(duì)用戶賬號(hào)進(jìn)行增加、刪除、修改和查詢等操作的管理；應(yīng)用管理主要是對(duì)應(yīng)用進(jìn)行增加、刪除、修改和查詢等操作的管理；日志管理模塊主要是記錄系統(tǒng)中用戶操作和系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)等日志信息，方便后期維護(hù)；組織架構(gòu)模塊是提供多層用戶組織構(gòu)架，方便系統(tǒng)管理員對(duì)用戶進(jìn)行分類分層的管理。

Figure 5 System block

3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)配置

由于大量的數(shù)據(jù)需要查詢和保存，本文采用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和存儲(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)需求，主要分為以下5個(gè)數(shù)據(jù)表：user、app、con、log、org。

(1)user是用戶信息表，主要記錄用戶ID、用戶名、用戶全稱、電子郵箱、用戶標(biāo)題、用戶組、用戶登錄時(shí)間和用戶注冊(cè)時(shí)間等信息。其中用戶ID為用戶注冊(cè)時(shí)自動(dòng)生成的唯一編號(hào)，用戶名為用戶設(shè)置的用戶登錄名稱，用戶全稱為用戶的真實(shí)名，用戶標(biāo)題為用戶組織架構(gòu)的名稱，用戶組分為2種：系統(tǒng)用戶admin和普通用戶組。

(2)app是應(yīng)用信息表，主要用來(lái)記錄應(yīng)用ID、應(yīng)用名稱、應(yīng)用版本、應(yīng)用注冊(cè)時(shí)間、應(yīng)用更新時(shí)間和應(yīng)用URL地址等信息。應(yīng)用ID為每個(gè)應(yīng)用注冊(cè)時(shí)自動(dòng)生成的唯一編號(hào)，系統(tǒng)管理員對(duì)用戶應(yīng)用授權(quán)時(shí)，主要通過(guò)應(yīng)用名稱和應(yīng)用版本對(duì)其授權(quán)。

(3)con是訪問(wèn)授權(quán)表，主要記錄用戶ID、應(yīng)用ID、用戶應(yīng)用授權(quán)綁定ID等信息。每一個(gè)用戶應(yīng)用授權(quán)綁定ID對(duì)應(yīng)一對(duì)用戶ID和應(yīng)用ID，通過(guò)查詢用戶應(yīng)用授權(quán)綁定ID可以快速查找該ID下對(duì)應(yīng)的用戶ID和應(yīng)用ID，再通過(guò)用戶ID和應(yīng)用ID分別在user表和app表中查找相關(guān)條目，便可以獲取對(duì)應(yīng)的用戶信息和應(yīng)用信息。

(4)log是日志表，主要記錄系統(tǒng)日志信息，包括日志ID、用戶ID、日志創(chuàng)建時(shí)間、日志事件類型和日志事件描述等信息。日志ID為每一條日志記錄信息的編號(hào)，只要得到日志ID便可以獲取相應(yīng)的日志信息。日志事件類型包括用戶注冊(cè)事件、用戶登錄事件、應(yīng)用注冊(cè)事件和應(yīng)用版本更新事件等所有系統(tǒng)內(nèi)操作的事件。日志事件描述主要是對(duì)日志事件的用戶、時(shí)間、操作等詳細(xì)信息的記錄。

(5)org是組織架構(gòu)表，主要記錄用戶的組織架構(gòu)關(guān)系，包括組織架構(gòu)條碼ID、節(jié)點(diǎn)ID、父節(jié)點(diǎn)ID、子節(jié)點(diǎn)ID、兄弟節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)名稱、節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建時(shí)間和節(jié)點(diǎn)更新時(shí)間。其中節(jié)點(diǎn)ID為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所在的ID，父節(jié)點(diǎn)ID為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的上一層節(jié)點(diǎn)的ID，兄弟ID為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的同一層節(jié)點(diǎn)的ID，子節(jié)點(diǎn)ID為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一層節(jié)點(diǎn)的ID。

3.5 頁(yè)面實(shí)現(xiàn)

(1)用戶管理頁(yè)面。

用戶管理頁(yè)面為系統(tǒng)管理員創(chuàng)建用戶并對(duì)用戶進(jìn)行增刪改查等操作的頁(yè)面，如圖6所示，系統(tǒng)管理員可以對(duì)用戶名、用戶全稱、電子郵箱和用戶標(biāo)題等進(jìn)行設(shè)置和管理，同時(shí)也可以創(chuàng)建新的用戶，此頁(yè)面對(duì)用戶不可視，只有系統(tǒng)管理員才可登錄此頁(yè)面進(jìn)行操作。

Figure 6 User management page

(2)日志管理頁(yè)面。

日志管理頁(yè)面用于呈現(xiàn)系統(tǒng)日志信息，包括用戶操作、應(yīng)用操作和系統(tǒng)的報(bào)錯(cuò)信息等，便于系統(tǒng)管理員對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和查詢，每條日志消息將以時(shí)間軸的形式呈現(xiàn)，如圖7所示，圖中下方的第1、2條記錄分別記錄了用戶注冊(cè)成功和用戶登錄成功的日志歷史消息。管理員也可以通過(guò)頁(yè)面左上角的搜索按鈕對(duì)日志進(jìn)行搜索查詢，過(guò)濾掉不需要的日志信息。

Figure 7 Log management page

(3)組織架構(gòu)頁(yè)面。

組織架構(gòu)頁(yè)面為用戶組織架構(gòu)頁(yè)面，用于系統(tǒng)管理員查看和編輯組織架構(gòu)，其中編輯欄目可以添加和刪除父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)和兄弟節(jié)點(diǎn)，必須選擇節(jié)點(diǎn)后，才能對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加和刪除等操作。頁(yè)面右上角的Export為輸出按鈕，點(diǎn)擊此按鈕便可將當(dāng)前的組織架構(gòu)以圖像的形式輸出保存，組織架構(gòu)查詢和編輯頁(yè)面分別如圖8和圖9所示。

Figure 8 Organization query page

Figure 9 Organization edit page

4 系統(tǒng)測(cè)試

4.1 功能測(cè)試

本節(jié)通過(guò)運(yùn)行程序和模擬訪問(wèn)等方法，對(duì)用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)的用戶管理、應(yīng)用管理、日志管理和組織架構(gòu)等4個(gè)模塊的功能進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)該系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能是否能正常運(yùn)行。測(cè)試結(jié)果如表1所示，所有界面均能正常訪問(wèn)，所有功能均達(dá)到預(yù)期效果，且測(cè)試過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)任何功能錯(cuò)誤的問(wèn)題。

Table 1 Functional test results of user organization structure management system

4.2 性能測(cè)試

本節(jié)利用測(cè)試工具LoadRunner 11.0[17]對(duì)并發(fā)用戶登錄用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)界面以及用戶行為操作進(jìn)行模擬測(cè)試，通過(guò)測(cè)試不同并發(fā)用戶數(shù)量的訪問(wèn)，確認(rèn)用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)處理用戶請(qǐng)求的能力。通過(guò)LoadRunner自動(dòng)負(fù)載測(cè)試工具，模擬不同的并發(fā)用戶數(shù)量，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模擬測(cè)試，生成的測(cè)試腳本如圖10所示。在性能測(cè)試過(guò)程中，將系統(tǒng)并發(fā)用戶數(shù)量分別設(shè)定為100人和200人2種情況，每秒增加的用戶數(shù)量均為2人，測(cè)試時(shí)間均為5 min。測(cè)試過(guò)程中均未發(fā)生系統(tǒng)卡頓和崩潰的現(xiàn)象，且隨著訪問(wèn)用戶數(shù)量的增加和并發(fā)用戶數(shù)量的增加，系統(tǒng)性能均保持良好。

Figure 10 Test script diagram

2種并發(fā)用戶數(shù)量的性能測(cè)試對(duì)比結(jié)果如表2所示。

Table 2 Performance comparison with different concurrent users

通過(guò)測(cè)試結(jié)果可知，隨著并發(fā)用戶數(shù)量的增多，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間稍有增加，但響應(yīng)時(shí)間很短，均不影響用戶體驗(yàn)。同時(shí)隨著并發(fā)用戶數(shù)量的增多，在系統(tǒng)并發(fā)用戶持續(xù)訪問(wèn)5 min內(nèi)，系統(tǒng)性能保持良好，沒(méi)有出現(xiàn)任何異常。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)效率高，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷小，且能穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。

4.3 結(jié)果對(duì)比

本節(jié)將本文提出的方法(以下簡(jiǎn)稱“方法1”)與基于Kerberos技術(shù)的方法(以下簡(jiǎn)稱“方法2”)[18]進(jìn)行性能結(jié)果對(duì)比。主要對(duì)系統(tǒng)每秒點(diǎn)擊數(shù)和系統(tǒng)平均吞吐量2個(gè)指標(biāo)分別進(jìn)行了比較。系統(tǒng)每秒點(diǎn)擊數(shù)指用戶每秒向服務(wù)器提交HTTP請(qǐng)求的次數(shù)，通過(guò)該指標(biāo)可以評(píng)估用戶在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的負(fù)載量，從而判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；系統(tǒng)平均吞吐量指服務(wù)器每秒處理的數(shù)據(jù)量，通過(guò)該指標(biāo)可以評(píng)估服務(wù)器處理數(shù)據(jù)的能力，從而判斷系統(tǒng)的健壯性。對(duì)比結(jié)果如表3所示，相比方法2，方法1系統(tǒng)每秒點(diǎn)擊數(shù)和系統(tǒng)平均吞吐量2項(xiàng)指標(biāo)均有所提高，且分別提高了8.7%和7.3%以上[19]。由此可見(jiàn)，相比于Kerberos繁瑣復(fù)雜的管理機(jī)制，本文提出的方法，不僅系統(tǒng)穩(wěn)定，而且減輕了服務(wù)端的負(fù)擔(dān),降低了網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷,提高了數(shù)據(jù)存取效率。

Table 3 Performance comparison of two methods

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)面臨的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，提出了一種基于LAMP的高性能計(jì)算用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，同時(shí)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)各項(xiàng)功能均能正常訪問(wèn)，且系統(tǒng)性能穩(wěn)定良好，為用戶提供了一套高效可靠的用戶組織架構(gòu)管理方案，改善了用戶體驗(yàn)，降低了網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷，提高了數(shù)據(jù)存取效率。未來(lái)的E級(jí)計(jì)算將為高性能計(jì)算帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，如何對(duì)用戶組織架構(gòu)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的管理，以及利用區(qū)塊鏈去中心化的思想加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珕?wèn)題等將作為下一步的研究方向，以期為用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)，提供更安全的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。