基于云計(jì)算的資源共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

雷益龍 姚紀(jì)英 張慈

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算;資源共享平臺(tái);設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)

【中圖分類號(hào)】TP393.09 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）05-0049-03

0 引言

在我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展水平不斷提高的背景下，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的使用意識(shí)逐漸提升，使得網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用性得到極大的提升。在此過程中，傳統(tǒng)分布式資源共享平臺(tái)受各種因素的影響，已經(jīng)不能滿足海量資源共享具有的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性需求，因此通過對(duì)云計(jì)算模式的有效應(yīng)用，將其具有的高效運(yùn)算性能及海量存儲(chǔ)性能充分發(fā)揮出來，從而使用戶具有的收益在云計(jì)算環(huán)境下得到切實(shí)可靠的保證。通過對(duì)云計(jì)算平臺(tái)總體構(gòu)架的綜合分析，能夠明確了解云計(jì)算平臺(tái)的整體構(gòu)架是由多個(gè)資源管理平臺(tái)及一個(gè)運(yùn)營控制平臺(tái)組成。在對(duì)云計(jì)算資源共享平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，主要包括網(wǎng)絡(luò)資源模塊、存儲(chǔ)資源模塊、計(jì)算資源模塊3個(gè)部分，其中存儲(chǔ)資源模塊和計(jì)算資源模塊是重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。在對(duì)計(jì)算資源模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，主要對(duì)虛擬機(jī)訪問流程和申請(qǐng)流程進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，從而充分說明通過對(duì)云計(jì)算資源共享平臺(tái)的有效應(yīng)用，能夠使對(duì)應(yīng)運(yùn)算資源的穩(wěn)定性和利用率得到進(jìn)一步提升。

1 基于云計(jì)算的資源共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 基于云計(jì)算資源共享平臺(tái)總體框架的設(shè)計(jì)

對(duì)于云計(jì)算資源共享平臺(tái)而言，其總體框架是由多個(gè)資源管理平臺(tái)及一個(gè)運(yùn)營控制平臺(tái)組成。通過對(duì)運(yùn)營控制平臺(tái)的有效利用，能夠?qū)崿F(xiàn)多元化的云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算針對(duì)不同類型資源的控制目標(biāo)。

1.1.1 運(yùn)營控制平臺(tái)

運(yùn)營控制平臺(tái)主要是由資源控制、服務(wù)運(yùn)營、用戶應(yīng)用等模塊組成，新用戶在使用過程中，可以運(yùn)用服務(wù)接口portal按照指示逐步完成用戶注冊(cè)后進(jìn)入系統(tǒng)，親自體驗(yàn)各項(xiàng)資源的功能及訂購服務(wù)。在云計(jì)算資源共享平臺(tái)中，用戶的行為、資源模塊的使用、系統(tǒng)的相關(guān)性能則是由運(yùn)營控制人員通過對(duì)運(yùn)營控制接口portal的實(shí)際操作進(jìn)行控制的。

1.1.2 資源管理平臺(tái)

資源管理平臺(tái)主要是虛擬機(jī)資源通過對(duì)虛擬機(jī)接口的有效控制實(shí)施管理，其中分布式文件儲(chǔ)存資源是通過分布式文件接口進(jìn)行控制，也就是說，在資源管理平臺(tái)中，不同類型的文件資源是通過不同類型的部件接口進(jìn)行控制的。這樣的方式能夠最大限度地提升資源共享平臺(tái)的運(yùn)行效率，從而使設(shè)計(jì)的云計(jì)算資源共享平臺(tái)的總體架構(gòu)具有較高的科學(xué)性和可行性。

1.2 基于云計(jì)算資源共享平臺(tái)的模塊設(shè)計(jì)

云計(jì)算資源共享平臺(tái)包括大量以云服務(wù)需求為基礎(chǔ)的多元化類型資源模塊，主要包括網(wǎng)絡(luò)資源模塊、儲(chǔ)存資源模塊、計(jì)算資源模塊。其中，網(wǎng)絡(luò)資源模塊分為3個(gè)小模塊：虛擬防火墻模塊、寬帶資源模塊、公網(wǎng)IP模塊;存儲(chǔ)資源模塊分為2個(gè)小模塊：集中式儲(chǔ)存系統(tǒng)模塊、分布式文件系統(tǒng)模塊;計(jì)算資源模塊分為3個(gè)小模塊：小型機(jī)模塊、物理機(jī)模塊、虛擬機(jī)模塊。以上模塊在系統(tǒng)運(yùn)行中各司其職，在不同的領(lǐng)域發(fā)揮不同的作用，從而使資源共享平臺(tái)的模塊設(shè)計(jì)功能能夠滿足人們多元化的需求。

2 基于云計(jì)算的資源共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

2.1 基于云計(jì)算資源模塊的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算資源模塊主要包括小型機(jī)、物理機(jī)、虛擬機(jī)，在對(duì)服務(wù)器具體的資源需求進(jìn)行分析時(shí)，可以運(yùn)用差異承載業(yè)務(wù)分析方法，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合目前各部件的負(fù)載狀態(tài)及功能定位，利用不同種類的虛擬機(jī)在資源管理平臺(tái)中完成承載。

計(jì)算機(jī)資源業(yè)務(wù)主要由虛擬機(jī)請(qǐng)求、虛擬機(jī)訪問、虛擬機(jī)備份3個(gè)模塊組成。用戶可以結(jié)合自身實(shí)際需求在資源共享平臺(tái)中進(jìn)行對(duì)應(yīng)資源的申請(qǐng)，將合理的虛擬機(jī)類型及數(shù)量作為具體申請(qǐng)要求，在資源管理平臺(tái)中傳遞，從而使申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)服務(wù)的要求順利完成。此步驟操作后，用戶申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)的所有操作全部完成，此時(shí)通過對(duì)應(yīng)的登錄方式，用戶就可以登錄虛擬機(jī)尋找相關(guān)的網(wǎng)頁內(nèi)容和開展相關(guān)的訪問活動(dòng)。

2.1.1 申虛擬機(jī)申請(qǐng)流程

在用戶運(yùn)用云計(jì)算資源共享平臺(tái)的過程中，首先將申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)的請(qǐng)求傳遞到運(yùn)行控制平臺(tái)，運(yùn)行控制平臺(tái)將對(duì)應(yīng)的塑造申請(qǐng)?jiān)賯鬟f到資源管理平臺(tái)，由資源管理平臺(tái)將最終的資源訂單產(chǎn)生出來。然后根據(jù)用戶的實(shí)際申請(qǐng)需求，由資源管理平臺(tái)將相關(guān)的資源進(jìn)行合理劃分，并結(jié)合具體情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)及虛擬化申請(qǐng)展開實(shí)施和部署。以固定時(shí)間為依據(jù)，由運(yùn)營控制平臺(tái)在資源管理平臺(tái)中上傳檢索虛擬機(jī)狀態(tài)的請(qǐng)求，資源管理平臺(tái)針對(duì)接收到的申請(qǐng)要求給予回應(yīng)。此時(shí)，如果通過運(yùn)營控制平臺(tái)可以將虛擬機(jī)的相關(guān)信息塑造出來，則可以充分說明虛擬機(jī)申請(qǐng)資源的劃分已經(jīng)被資源管理平臺(tái)完成，而且能夠?qū)⑼瓿商摂M機(jī)申請(qǐng)等相關(guān)信息記錄下來。

2.1.2 虛擬機(jī)訪問流程

用戶在云計(jì)算資源共享平臺(tái)中提交的虛擬機(jī)訪問，可以通過運(yùn)營控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。資源共享平臺(tái)的訪問頁面地址可以由運(yùn)營平臺(tái)形成，從而使用戶可以通過更改地址的操作方式實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)操作頁面的訪問。用戶將具體的操作申請(qǐng)輸入資源管理平臺(tái)操作頁面，這樣就能夠使用戶發(fā)出的操作指令在平臺(tái)的控制下逐步傳遞。資源控制平臺(tái)的操作結(jié)果主要由運(yùn)營控制平臺(tái)返回用戶操作這一流程實(shí)現(xiàn)，并且在用戶操作頁面中將最終的結(jié)果呈現(xiàn)出來。根據(jù)對(duì)虛擬機(jī)訪問實(shí)現(xiàn)流程展開實(shí)踐和研究發(fā)現(xiàn)，用戶提出申請(qǐng)后，由運(yùn)營控制平臺(tái)對(duì)申請(qǐng)?jiān)L問要求進(jìn)行處理，然后返回鏈接地址，再返回操作頁面將具體的申請(qǐng)要求輸入其中，資源管理平臺(tái)產(chǎn)生帶有token鏈接的申請(qǐng)內(nèi)容，并對(duì)token進(jìn)行驗(yàn)證，在虛擬機(jī)的處理下實(shí)現(xiàn)最終的操作結(jié)果。

2.2 云計(jì)算資源共享平臺(tái)儲(chǔ)存模塊的實(shí)現(xiàn)

對(duì)分布式文件儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)通過X86服務(wù)器集群對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行儲(chǔ)存，為確保儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)具有較高的穩(wěn)定性，通過運(yùn)用多種儲(chǔ)存手段可使數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存更加穩(wěn)定，并且能夠確保一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本。儲(chǔ)存系統(tǒng)主要以通用文件訪問接口為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的訪問和處理，其文件吞吐率較高。大部分分布式文件儲(chǔ)存系統(tǒng)主要采用對(duì)象存儲(chǔ)和模塊存儲(chǔ)兩種方式，而模塊存儲(chǔ)作為分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)中的一種核心存儲(chǔ)方式，可以將模塊形式的存儲(chǔ)區(qū)域提供給用戶，對(duì)模塊部件的加載和卸載操作也可以在用戶的虛擬機(jī)系統(tǒng)中操作完成。模塊存儲(chǔ)資源模式主要由存儲(chǔ)時(shí)間、存儲(chǔ)大小、存儲(chǔ)種類等眾多信息內(nèi)容構(gòu)成。在模塊存儲(chǔ)資源模式中，為了能夠?qū)δK存儲(chǔ)資源模板序號(hào)進(jìn)行描述，設(shè)置了template—ID，資源的種類用resource—desc表示，基于時(shí)長(zhǎng)的計(jì)量用measure—mode表示，對(duì)模塊儲(chǔ)存模式時(shí)間格式的塑造用creat—time表示，資源信息用resource—info表示，資源等級(jí)用grade表示。在分布式文件系統(tǒng)中用XML格式對(duì)模塊儲(chǔ)存資源模板的配置進(jìn)行描述，應(yīng)用設(shè)置的數(shù)據(jù)對(duì)資源的實(shí)例進(jìn)行編寫，系統(tǒng)定義的字段運(yùn)用Unix操作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)用[1]。

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析

本實(shí)驗(yàn)使用的資源共享平臺(tái)的操作系統(tǒng)客戶端為Windows7，主要服務(wù)器內(nèi)存為4 GB以上，虛擬機(jī)的內(nèi)存分別為8 GB、6 GB、4 GB、2 GB。實(shí)驗(yàn)主要通過將分布式資源共享平臺(tái)與云計(jì)算資源共享平臺(tái)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，從而全面管理創(chuàng)建的資源共享平臺(tái)，采集數(shù)據(jù)主要運(yùn)用HTTP—analyzer檢測(cè)工具對(duì)云計(jì)算資源共享平臺(tái)的優(yōu)越性進(jìn)行驗(yàn)證[2]。

3.1 OA響應(yīng)時(shí)間

對(duì)OA首頁進(jìn)行訪問的過程中，在對(duì)規(guī)模較大的信息進(jìn)行響應(yīng)時(shí)，所需時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的信息量響應(yīng)時(shí)間也比較長(zhǎng)。相比分布式資源共享平臺(tái)，云計(jì)算共享資源平臺(tái)對(duì)信息的響應(yīng)和回饋時(shí)間較短，這是因?yàn)樵诜植际劫Y源共享平臺(tái)中，所有的模塊都集中在同一個(gè)服務(wù)器中，此時(shí)對(duì)OA首頁相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用的請(qǐng)求以變換時(shí)間為主。在云計(jì)算共享資源平臺(tái)中，各模塊所在的位置主要以對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)為主，從而能夠使各個(gè)模塊之間相互調(diào)用所消耗的時(shí)間大幅度減少。與此同時(shí)，各模塊相互干擾的問題可以在分開部署的虛擬機(jī)模式下得到有效解決，使相關(guān)資源的使用率進(jìn)一步提高。從分布式資源共享平臺(tái)和云計(jì)算資源共享平臺(tái)進(jìn)行OA公文訪問過程所消耗的時(shí)間結(jié)果可以看出，分布式資源共享平臺(tái)進(jìn)行OA公文訪問所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)高于云計(jì)算資源共享平臺(tái)進(jìn)行OA公文訪問所花費(fèi)的時(shí)間，并且在訪問用戶數(shù)量不斷提高的情況下，云計(jì)算資源共享平臺(tái)對(duì)應(yīng)的訪問效率也會(huì)隨之提升[3]。

3.2 CPU占有率

對(duì)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，能夠?qū)Ψ植际劫Y源共享平臺(tái)CPU占有率及云計(jì)算資源共享平臺(tái)CPU占有率進(jìn)行全面分析，從中不難發(fā)現(xiàn)，與分布式資源共享平臺(tái)相比，云計(jì)算資源共享平臺(tái)對(duì)CPU的占有率較低，并且CPU運(yùn)行穩(wěn)定性較高。這一點(diǎn)充分說明，有效利用云計(jì)算資源共享平臺(tái)，能夠使系統(tǒng)的CPU應(yīng)用情況得到全面優(yōu)化，不僅能夠?qū)唧w的服務(wù)申請(qǐng)進(jìn)行合理調(diào)控，還能確保相關(guān)任務(wù)高效完成[4]。

3.3 網(wǎng)絡(luò)流速

以檢測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)分布式資源共享平臺(tái)和云計(jì)算資源共享平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)流速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，相比分布式資源共享平臺(tái)，云計(jì)算資源共享平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)流速較高。這一結(jié)果證明云計(jì)算資源共享平臺(tái)的穩(wěn)定性和承載性更高[5]。

4 結(jié)語

基于對(duì)云計(jì)算資源共享平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)途徑展開的分析和研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)云計(jì)算資源共享平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅能夠使平臺(tái)的運(yùn)算資源利用率進(jìn)一步提升，還能提升云服務(wù)的穩(wěn)定性。因此，平臺(tái)設(shè)計(jì)和研究人員不僅要對(duì)云計(jì)算的作用和價(jià)值予以足夠重視，還要對(duì)以云計(jì)算為基礎(chǔ)的資源共享平臺(tái)建設(shè)工作予以重點(diǎn)關(guān)注，明確資源共享平臺(tái)在設(shè)計(jì)過程中存在的問題，以及影響云計(jì)算和資源共享平臺(tái)運(yùn)行的各種因素，從而采取有效的措施將這些問題逐一解決。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念及多元化設(shè)計(jì)方式，對(duì)云計(jì)算資源共享平臺(tái)進(jìn)行不斷優(yōu)化與完善。長(zhǎng)此以往，不僅能夠使社會(huì)各行業(yè)在完善的云計(jì)算資源共享平臺(tái)輔助下，充分掌握行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，明確各行各業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，而且能通過對(duì)多元化的信息進(jìn)行綜合分析與研究，進(jìn)而制訂科學(xué)有效的發(fā)展計(jì)劃，為我國綜合實(shí)力的進(jìn)一步提升貢獻(xiàn)力量。

參 考 文 獻(xiàn)

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