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1 云计算技术的定义
云计算技术当前互联网技术之一,其定义在互联网技术行业还没有统一的标准定义,但是通过目前各个产业中存在的各类云技术使用范畴进行有序的统一,不难得到云技术的模糊定义,云计算技术是以资源虚拟化为基础网络载体,以提供基础框架、平台、应用等服务为形式,整合大规模的计算、存储、数据、应用等分布式资源,按照服务等级协议向使用户收费的资源平台服务模式。云计算技术作为一项互联网资源平台化分享的技术,它更多的是将电子计算机的硬件和软件为基础,进行虚拟化的信息平台建立,并且以用户的需求实现不同资源信息的提供,当前形势下,云计算技术发展迅速,形成了很多成熟的技术,例如网格计算、海量存储、Web服务、浏览器和虚拟技术等等。
2 云计算对于国企未来发展的影响
云计算技术作为当前各行业主要流行的网络技术之一,已经被现代的许多工业生产管理活动所应用,我国国有企业作为社会主义市场竞争中的主体构成,更多时候代表着社会生产力先进水平,代表着我国经济的发展方向,对于我国经济的发展和社会的进步有着其他私营企业和民营经济没有的优势,新的市场经济条件下,伴随着社会主义市场经济体制中外来企业、混合型企业的参入、民营企业的不断壮大,我国国企面临着严峻的竞争局势。新的形势下提高生产效率,提高管理工作生产工作的效率,成为我国国企提高本身综合竞争力新的工作重点。根据现代化管理经营理念的战略发展指导思想,不难得到要实现我国国企生产管理工作效率的提高,首要的就是进行传统旧有管理工具和管理方式的改良,在我国旧有的传统管理生产工作中,生产管理工作的信息多是以语音纸质的形式进行传递,新形势下伴随着竞争机制的加剧,原有的传统信息传递方式已经无法适应当前瞬息万变的竞争市场,尤其是信息搜集和汇集速度的不及时,极大程度上给我国国企相关生产管理政策的制定造成了一定的延迟,从竞争的源头,我国大多数国企的经济活动的开展已经落后于广大的私营或者外来企业,因而改变信息传递模式成为当前国企生产管理工作效率提高的一大重点。
云计算技术作为当前适用性强、信息传递速度快的新式网络技术闷雷,其对于企业信息传递和企业经济策划制定有着极大的帮助。云计算技术通过服务器提供商提供的信息平台,对于企业本身的各种生产销售业务信息进行汇总整理,从而在最短的时间内整理出对企业现阶段或者将来阶段有用的信息,并且能够对企业往昔的生产活动信息进行有序科学的列表式对比,从而以远超传统数据信息整理人员的工作成绩,向广大的国企管理人员提供清晰完整科学的企业市场数据信息支持,为国企下一步的生产策略的制定奠定基础。
与此之外,云计算技术作为当前主流的企业应用型互联网技术,其更大的效能在于信息的综合平台化。企业通过自己私营的云服务器或者服务商提供的服务器,通过在虚拟的平台上建立企业本身的生产管理制度表,从而以互联网技术独有的动态感官功能,实现对企业各个不同阶段数据的记录比较,进而保证对企业的二十四小时不间歇监察监督工作,极大程度的提高了企业本身各个部门的工作效率。云计算网络信息技术的一大优势便是其部署迅速,对于未来企业各项目的发展具有巨大的弹性扩展能力。云计算的规模并不是一成不变的,其服务器的节点可以伴随着国企本身经济的发展和规模的扩大从而扩多,并且及时的将新的企业生产节点或者部门节点拉入到国企整体的规划管理活动当中,极大程度的提高了国企在进行前瞻性战略核心观念方面的工作效率,更节省了不少的工作时间。而且云计算技术本身有着强大的计算能力、高可用性能够更快的相应市场信息的发展变化,从而实现高度虚拟化资源统一组织、组成一个庞大的资源平台,统一提供服务,在引导企业更低消耗的同时,提高国企的利润从而实现企业的战略经营,形成国企可持续发展的产业模式。
3 云计算在我国国企中的应用现状
我国云计算技术相比较发达国家,其发展的速度和发展开始时间均较落后。Google作为我国第一个运行Goolge云计划的厂商,在我国大范围各大高校合作建立云服务器联络站,从而建造起了自己的云计算服务网络。而IBM\HP等大型公司紧随其后,2008年我国无锡市政府率先与IBM合作开展了一系列的云计算项目合作,这标志着我国国企第一个应用云计算系统的特例出现,随后伴随后我国南京政府开始建设国内首个“电子商务云计算中心”并且与广大服务器厂商合作,实施布局全国范围的云计算推广方案。与此同时北京、山东、广东等省市也开始加快了对云计算技术的相关服务的建设和云营,通过云计算搭建了政府办公信息平台,逐步完成了对电子政务、公共医疗、数字化城市等方面的应用部署,而此段时间我国多数国企业在政府的引领下开始大范围的引用云计算数据信息技术,纵观我国国企当前的云计算技术应用,不难发现我国多数国企云计算技术的应用范围和应用深度相比较国外先进大型企业,仍存在较大差距。
当前阶段伴随着我国经济市场的发展,国内经济市场中参与元素的多元化,国企所占的市场地位已经从原来一家独大的局势变成了多强竞争的局面,新的形势下广大国企管理者要从自己的工作角度出发,从而着眼于当前市场的发展状况,采用新的云计算网络技术来提高国企的管理工作效率,提高生产消耗、提高生产效率、扩大销售渠道、提高企业管理策略的制定实施,从而根本上提高国企的综合竞争力,在新的条件下不断的开发新技术,吸收新的人才理论,提高企业本身的品牌文化内涵,实现国企的可持续高速发展。
参考文献:
[1]钟志水.云计算的现在和未来[J].现代计算机(专业版),2010(01).
关键词:桌面云;虚拟化;服务器;协议;中间件
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)30-0015-03
过去的几年里,说起信息技术领域的热门话题,云计算技术应该是首当其冲、不可不提的。“云计算”为人们使用网络提供了几乎无限多的可能,当然也包括在教育信息化中的应用。正是基于云计算技术的发展,教育信息化的发展必定是教育与云计算的相结合。现代高等教育无论是高校的教学还是科研工作,计算机机房都是不可或缺的一块基地。云实验室也就是”云”机房的概念应运而生,它是云计算技术和虚拟化技术在教育领域的创新应用。
1 “云”机房技术基础
1.1 云计算技术
“云”机房系统的构建首先有赖于云计算技术的飞速发展。分布式系统、虚拟化、Web2.0、面向服务的计算和效用计算这五种技术在云计算的实现过程中发挥了重要的作用。大型机计算系统,集群计算和网格计算是云计算技术发展史上的三大里程碑。
作为一种服务模式,根据交付内容的不同,目前云计算包括三个层次的服务:IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)、PaaS(Platform as a Service,平台即服务)、SaaS(Software as a Service,软件即服务)。
这三种服务类型相互关联,从底部到顶部,构成了云计算技术的整体组织结构,同时也将利用云计算技术提供的各种服务进行了从底部到顶部的层次划分。
1.2 虚拟化技术
虚拟化技术是指将计算机的物理资源(如硬件、运行环境、存储以及网络等)进行抽象化后呈现给用户,从而实现底层硬件和上层软件的分离的方法。它可以将单个资源划分为多个虚拟资源,也可以将多个分散资源整合为一个虚拟资源,它可以用于在操作系统中隔离应用程序的运行环境,也可以创建多个虚拟环境,如本文研究的“云”机房中的服务器端模拟多个操作系统界面。
虚拟化技术拥有庞大的技术和概念体系,根据其仿真的服务和实体,可以将虚拟化技术分为执行环境虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。也就是说,利用虚拟化技术不仅可以为应用程序提供运行的抽象环境,也可以用于存储、网络以及客户端/服务器交互的虚拟化。
虚拟化技术在应用上,比较典型的有服务器虚拟化和桌面虚拟化。
1.3 “云”机房的理论研究
1)“云”机房的虚拟化架构组成
“云”机房的虚拟化架构可以说是桌面虚拟化架构(VDI)的局部应用。VDI架构的原则是“集中计算,分布显示”。通常,VDI方案的基本架构可以分为三层。顶层是用户访问层,用户通过支持VDI访问协议的终端设备进入VDI。中间层是虚拟架构服务层,用户访问层通过特定的显示协议和中间层实现通信,从而获得安全、规范、高可用的桌面环境。最底层是存储服务层,虚拟架构服务通过调用存储协议来访问在该层中存储的用户数据、属性、镜像等。
具体地说,一个“云”机房的虚拟化架构应该主要包含终端客户端、管理服务器和虚拟桌面服务器。
2)“云”机房的虚拟化显示协议
桌面虚拟化显示协议连接着终端客户端和服务器中的虚拟桌面,负责将终端客户端输入的信息经过打包、压缩、加密后传输给虚拟桌面服务器中对应的虚拟机进行计算,然后将计算的结果再进行打包、压缩、加密传输到终端客户端并解析显示给用户。因而,桌面虚拟化显示协议的效率是用户体验的关键,也是桌面虚拟化技术的关键技术之一。
当前主流的桌面虚拟化显示协议主要有四种,第一种是RDP协议,第二种是ICA协议,第三种是PCoIP协议,第四种是SPICE协议。
2 “云”机房平台架构设计
2.1 桌面云平台架构总体设计
桌面云平台的总体架构设计如下图1所示。整个桌面云平台架构分为三部分,终端客户端(云终端)、管理中间件(Broker)和虚拟桌面服务器端(Host)。每个部分具w包含的功能模块设计以及各部分之间的关系如下图所示。
如上图所示,在整个桌面云平台中,终端和服务器端通过管理中间件实现连接。具体来看,是终端的Broker客户端模块Broker Agent对管理中间件中的终端接口进行访问从而实现终端和管理中间件的通讯,然后获取到终端的显示桌面,接着通过Spice协议实现自身SPICE客户端到虚拟桌面服务器中的SPICE服务端的通讯,同时由虚拟桌面服务器中的服务器客户端Host Agent来实现服务器端虚拟机及各种资源的管理,其管理接口Host Agent接口由管理中间件提供。
2.2 云桌面平台服务器
将桌面“云端”化的前提条件是将服务器资源虚拟化。虚拟环境管理套件、虚拟化管理接口、QEMU-KVM平台、SPICE显示协议,是虚拟化服务器中的主要组成部分。
1)QEMU-KVM虚拟化平台
作为一款纯软件的虚拟化模拟器,QEMU在Linux平台上被广泛使用,其开源性为研究提供可能。它可以通过模拟的方式虚拟化出各种常见的硬件架构,且模拟效率较高,再通过非开源的KQEMU软件的加速,可使整个虚拟环境的运行速度与实体机相媲美。同时为了突破QEMU的I/O系统瓶颈又引入了Virtio,于是其整体架构如图2所示:
2)桌面显示协议SPICE
SPICE是一种体验度较高的远程桌面显示协议,在整个桌面虚拟化架构中承担的仅仅是内容的显示功能,它本身不参与控制信息、执行逻辑等数据的传输。所有涉及执行、处理等功能时都将在服务器端执行。SPICE协议只显示更新变化的显示内容,因此它对带宽的要求极低。这也是保证虚拟客户端高效率执行的前提。
SPICE服务端可以利用SPICE协议与远程的客户端和建立虚拟设备接口的虚拟机进行通信。当前对象的覆盖关系和依赖关系需要通过维护一个树结构体和一个命令的序列来管理,同时把虚拟机的QXL指令转化为SPICE协议传递给客户端。
3) Libvirt虚拟化管理接口(Host Agent)
作为一套开源的函数库,不少主流的虚拟化工具都采用了Libvirt来进行开发。大部分虚拟化管理平台的虚拟机管理功能都被Libvirt所支持。
在构建Libvirt管理平台时,可将Libvirt与被管理的虚拟机置于同一台物理机上,也可以将它们分离开置于不同的物理主机上。在同一主机上的逻辑结构为:最底层的物理主机;第二层的Linux操作系统;第三层为虚拟化管理平台和Libvirt;虚拟机管理应用位于Libvirt之上,虚拟机则位于虚拟化管理平台之上。
2.3 虚拟化平台中间管理组件
中间管理组件是整个虚拟化架构中的“桥梁”,能让用户通过云终端连接到远程虚拟化桌面中,可以实现虚拟化平台的监控、虚拟机的管理、用户的管理、数据库的管理、虚拟机的申请管理、终端连接的管理等,是位于云终端和虚拟桌面服务器端之间的非常关键的部件。该组件又被称为Broker。
虚拟机的管理是虚拟化Web管理平台的核心。管理中间件可以连接到虚拟桌面服务器上,服务器端的和虚拟机相关的信息和数据都可以被中间件所调用,从而实现对虚拟机的管理。
2.4 终端客户端
终端设备客户端主要实现三方面功能,第一是建立与管理中间件的联系也就是Broker Agent;第二是实现SPICE显示协议的API接口工作;第三是对当前终端设备的配置。
高校“云”机房的终端客户端一般采用专用的云终端设备来建立虚拟桌面与用户之间的联系。从用户端输入来说,“云”终端将用户输入的数据或信息,经过编码、压缩、加入安全码后通过远程桌面显示协议将其传送到虚拟机,虚拟机在执行这些指令后将执行结果再进行编码、压缩、加入安全码后传输给“云”终端,最后“云”终端将这些信息解码后在终端显示设备显示出来,从而使用户获得PC般的体验。
3 “云”机房的管理模块设计
3.1 桌面模块
“云”机房的桌面模块主要包括三个部分:桌面教学管理模块、教学桌面模块和个人桌面模块。
教学桌面管理:对场景(即不同的教学实施环境)的新增、查找、激活、场景桌面开机、场景桌面关机,开机加速、修改场景及删除基本功能的操作。
教学桌面:对教学场景管理应用,及各场景下的教学桌面的开机、关机、重启、暂停、恢复、查看桌面、查找基本功能的操作。
个人桌面:对桌面基本功能及修改桌面、动态迁移、存模板、快照功能实施。
3.2 模板模块
模板模块主要包括硬件模板、教学模板、个人模板和终端模板等。硬件模板主要是针对不同的需求建立不同的虚拟机硬件配置模板,如选择具体CPU、内存、硬盘数据等。教学模板下主要包含5个功能块,制作模板、编辑模板、更新桌面、下载模板、删除模板。个人模板功能设计主要包含4个,制作模板、编辑模板、下载模板、删除模板。
3.3 终端模块
终端模块主要包含教室管理、终端管理和会话管理三个方面的功能。
在教室管理模块,通过课程列表应该能够查看和编辑每个教室不同时间的教学桌面课程详情。设定时间到达可自动激活预设桌面,以方便教学。教室管理具体功能设计主要包括对教室的新增、编辑、删除、搜索基本功能的操作。
终端管理是针对所有通过Windows/Linux客户端登录连接到服务器的终端信息,包含终端的IP、MAC地址及其连接桌面的相关信息。终端管理具体功能设计主要包括对终端唤醒、关机、修改IP/计算机名/教室、配置参数功能的管理。
会话管理主要功能是对客户端以教学/个人桌面接入时形成的会话进行显示和管理。
3.4 其他模块
“云”机房管理系统还应该包含用户模块、排课模块、监控模块、安全模块等方面的设计。用户分为管理用户和普通用户,管理用户实现对用户的新增、编辑、搜索、删除等。普通用户分为两种:普通用户和教师用户。实现新增用户、编辑信息、批量导入、批量导出等功能。排课模块主要功能是完成“云”机房的课程安排,要包含每节课开始以及结束的时间、每节课教室配置信息以及排课与清除等功能。监控模块主要是对主机和桌面进行时时监控,方便查看数据找到性能瓶颈。安全模K主要包括对系统的备份、镜像、升级和操作日志等方面的功能设计。
另外,根据高校教学管理的需求,在整个管理系统中还可以增加多媒体网络教学软件和在线考试的设计。实现网络教学过程中的屏幕广播、文件传输、锁定控制、短线锁定、教学内容登录查看、可视对讲、屏幕录制、电子点名、上线同步广播等功能,更好地满足教学工作的实际需求。在线考试模块,实现题库的导入、编辑,试卷生成,在线计时、评分等功能。
4 结束语
基于“云”的计算机机房有众多的优点,但设计、构建的过程并不简单。随着“云”技术和硬件水平的飞速发展,“云”机房设计方案也将不断成熟和发展,基于“云”的计算机机房必将成为高校机房的建设趋势。
参考文献:
[1] 徐哲. 绩效导向的高职院校电子阅览室建设模式研究[J]. 电脑知识与技术, 2014,10(34).
[2] 朱朝辉. 简述校园网机房“云”设计与实现[J]. 电子制作, 2013(8).
[3] 谢炫. 浅谈高校公共机房虚拟化的建设[J]. 电脑知识与技术, 2014(27).
关键词;高校声像档案;数字化;云时代
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)27-0279-02
高校的声像档案是高等学校历史发展的结晶,通过画面、声音的生动内容,客观形象地记录和再现一个学校发展的历史面貌和各方面的情况,不仅是教学、科研、管理等多方面的长期积累,是高校宝贵的文化资源财富,更是高校未来发展战略制定的翔实依据。信息技术日新月异的发展带来了各个领域的深刻变革,高校声像档案管理的数字化早已成为高校档案管理的主流趋势,尤其是近年来计算机云技术的广泛渗透,各类信息获取及服务领域全面进入了以“数据网络集中存储”为显著优势的“云时代”,为高校声像档案管理的收集、存储和使用提供了更多可能的技术手段,也为高校声像档案管理提供了更加集约化、规模化和专业化的信息技术整合平台,使高校声像档案有了更为便捷的管理和共享方式,有了更加安全、更易于访问的存放位置,使高校声像档案管理全面走向智能化。
1 高校声像档案管理工作的主要瓶颈
1.1 来源复杂 缺乏甄选机制
随着数码相机、摄像机技术的发展,特别是智能手机、移动互联网的广泛应用,微信、美拍、QQ空间、微博等自媒体平台的新兴和发展,使每位师生都有可能成为声像资料的来源,特别是在基层组织的活动中,档案部门往往处于被动地位,无法预先掌握活动信息,对拍摄者水平、声像资料的拍摄质量、保存条件都无法控制,更遑论控制声像档案的质量。在拍摄条件和拍摄水平良莠不齐的情况下所产生海量的声像数据面前,如何进行甄选显得尤为重要,但在实际的操作中,第一手资料的筛选主体是资料产生的部门还是档案管理部门都较为模糊,高校档案管理也没有明确的规范和筛选标准,缺乏完善甄选的机制,要么是简单的资料收集汇总,要么墨守于以往的个人工作经验。
另外,高校原有其他载体的声像档案如实体照片、录音磁带、录像带资料的数字化也是一项巨大的工程,也需要完善的甄选机制来进行甄选,对具有重大历史价值的声像档案进行无损数字化转换、修复、妥善保存和有效开发利用都是高校档案管理中亟待解决的问题。
1.2 归档模糊 检索效率低下
声像档案的归档范围较广,内容也较为繁杂,大多数高校档案管理部门没有明确的规范来界定归档范围和内容;档案的管理分类依循也各不相同,但原有的分类方法的滞后是当前比较突出的问题,无论是以时间为序或是以事件为题,还是以人物为主,单一线性的分类方法都无法满足日后工作的检索需要。
1.3 各自为政 存在共享盲区
学校的声像档案管理部门往往是重大活动和事件发生后的资料整理和汇总部门,事件策划和发生的主体部门有着更丰富和详尽的一手资料,有些生动活泼的画面往往因为不够严谨和严肃而被屏蔽在转交档案管理部门之前,而高校的管理和宣传都应紧跟时代潮流,顺应学生的实际需要,档案部门不仅要保存具有历史记录价值的声像资料,更要注意搜集这些反映时代潮流和思想风向的趣闻趣事,全方位的记录和再现师生的精神面貌。另外,在工作实践中发现,越是有价值的声像档案涉及重大的事件和重要人物,具有较高的观赏性和个人荣誉性,往往越难归档,更容易散落于资料档案发生当事人和当事部门。事件发生部门不知档案管理部门筛选和留存了哪些资料,档案管理部门也不了解当事部门实际的档案交接情况,造成了一定的信息不对称。加之因为检索效率的低下,其他相关部门在使用和查找资料往往不愿大费周章的查阅学校的档案,也免于沉溺浩瀚的资料翻阅查找,更乐于直接向当事人和当事部门索取。
2 云计算技术在高校声像档案数字化管理中的应用
云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常基于互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种提供可用的、便捷的、按需的网络访问的模式, 通过进入可配置的计算资源共享池,快速获取包括网络、服务器、存储、应用软件、服务等资源。简而言之,云计算技术与以往IT技术相比较,其优势在于能够通过网络服务模式进行大规模的信息数据处理,对信息的获取、存储及服务实现集约化、规模化和专业化整合。
2.1 云计算技术在声像档案收集方面的作用
云技术在摄影摄像产业的广泛应用,云相机、云摄像机的出现无限地延伸了声像档案的信息量,声像资料的收集不再受相机、摄像机的存储能力所限,可以随意采集尽可能详尽的声像资料,通过这些终端设备所产生的声像文件可以即时直接上传至云服务器,也可以通过微信、百度云端等自媒体平台随时随地的分享,免去了以往活动或事件发生之后档案管理部门逐一向基层部门收集的繁琐,既简化了工作的流程,还将声像资料在收集和交接过程中的流失风险减小到最低程度。
2.2 云计算技术在声像档案存储方面的作用
目前,云存储的市场已形成一定规模,为企业和机构提供的信息服务也日臻成熟。建立高校声像档案的云存储平台与以往将照片、视频、音频文件汇总后刻录光盘的方法有着不可比拟的优越性。其一,多用户共享及共享的权限化。为基层部门开设低级用户,仅授权给基层文件上传、查看和编辑本部门文件的工作权限,档案管理部门只需将他们上传的声像文件进行分类筛选、归档即可;待基层有查找需求时,临时开通权限,既便于对声像档案的管理,又避免重要信息被删、误路径转移等误操作。其二,安全性高。云存储平台的专业的数据加密技术和防火墙设计以及多机房互备,最大可能地保证了声像档案的数据安全,比以往在光盘、移动硬盘、本地硬盘的存储方式更具专业和安全性。其三,协作机制简化工作流程。云存储平台不仅可以实现数据的快速传输,还可以通过档案留言的功能,来建立协同作业的机制,拥有留言权限的使用者可以留言让上传者或其他同事修改,也可组织组员讨论该档案是否有留存的必要和意义以及提出相应的修改和编辑方案;上传者也可以将声像档案的文字描述尽可能细致;一旦修改完成,上传者直接上传修改后文件,档案管理者即可收到消息提醒,实时了解工作进度,免去了以往通过电话、邮件进行通知、询问、文件传输、文件下载、再归档等一系列繁琐工作。
2.3 云计算技术在声像档案使用方面的作用
随着云计算技术的不断发展,云平台不仅是声像档案便捷、安全的存储平台,还是声像档案文件的初级处理平台。通过平台提供的对象存储 OSS 功能可以对图片进行格式转换、缩略图、剪裁、水印、缩放,对音视频转码等操作,档案管理者和上传者都无需掌握专业图像、音频、视频处理软件就可以将声像档案编辑为适当的格式和符合要求的样式和大小,更便于声像档案的使用。
云技术使海量的声像档案数据库中的检索操作变得容易,通过检索声像档案文件的关键字就能迅速地查找到相关的资料,再通过浏览缩略图或在线预览音视频文件,进行下一步的文件下载等操作,比起以往的声像档案检索方法在速度和准确性上有质的飞跃。
云平台的操作日志化,对于多成员共享和编辑的环境,实现了记录用户操作路径的功能,更易于纠正声像档案管理者和使用者的不规范操作,实现了声像档案从上传到使用的全程规范管理。
3 云时代背景下高校声像档案数字化管理的挑战及应对策略
云计算技术为高校的声像档案管理提供了便捷而安全的文件收集、存储平台,为提高声像档案管理效率和使用质量提供了有力的技术支持,也给声像档案管理带来新的挑战。网络文件传输的便捷也使知识产权保护、国家信息安全等相关领域的法规空白点突显,提高和增强档案管理的知识产权和保密意识是档案管理工作者首要任务。与其他职能部门协同,参与建立和完善相关制度法规也是业界同仁严肃思考的首要课题。
由于技术的发展,声像档案的数据安全性已有非常成熟的技术保证,但不时爆出服务商服务器被黑客攻陷造成客户数据外流的新闻,高级别机密文件的云存储安全问题仍然不容忽视。通过多服务器多重备份等技术手段数据的持久性尽管已如云技术平台服务商所标榜的99.99%,但仍有丢失损毁的风险存在,这就要求档案管理者认真筛选合作服务商,选择技术成熟、硬件设备优质、开发维护技术团队实力雄厚的服务商进行合作,多学习多考察,为声像档案管理做好客观技术保证。
云时代的到来为高校声像档案管理水平提供了高质量提升的契机,为档案管理提供了有力的技术支持和保证,所带来的挑战归根结底就是对档案管理人员素质提出的新要求,不仅要求档案管理者需要具备档案管理经验和信息技术的综合能力,还要求具备适应时展不断地学习能力,来处理和解决档案管理工作中信息的收集、归档、开发及挖掘各环节的管理瓶颈,应对不断涌现的技术难题,以先进科学的管理意识、与时俱进的管理手段和踏实稳健的工作态度来开创高校声像档案的新时代。
参考文献:
[1] 许雯倩.论云技术在高校声像档案管理中的积极尝试[J].兰台世界,2016(11):44-45.
关键词:云计算 图书馆 海量数据存储 存储技术 虚拟技术
中图分类号:G250.73 文献标识码:A 文章编号:1003-6938(2010)03-0099-003
Research on the Library Mass Data Storage Based on Cloud Computing
Du Haining (Library of Lishui College, Lishui, Zhejiang,323000)
Abstract:As a result of mixing and evolving of many technologies, the new kind of commercial computation model---cloud computing---has many advantages such as being safe and reliable, capable of mass data storage, as well as easy and convenient to use. Distributed data storage technology and related virtual technology of cloud computing are used by the libraries so as to have a reduction of the storage and maintenance costs besides acquiring the benefits of being reliable and safe in storing the date and convenient in sharingdata between different devices.
Key words:cloud computing; libraries; mass data storage; storage technology; virtual technology
CLC number:G250.73 Document code:A Article ID:1003-6938(2010)03-0099-003
网络时代中,信息爆炸使得信息量呈指数型增加,近几年世界范围内磁盘存储系统的容量仍将以每年近80 %的速度递增。作为信息资源中心的图书馆面临与日俱增的信息资源存储问题,增大图书馆的信息资源存储能力,更大程度的实现信息资源的长效保存和资源共享成为图书馆人思考的一个问题。作为一种新型的基于互联网的商业计算模型,是多种技术混合演进的结果,成熟度较高,又有大公司推动,云计算已越来越成为人们热议的焦点话题。在云计算的模式之下,图书馆的海量数据可以存储在通过互联网连接的任何一台电脑或终端设备,并通过网络来高度共享使用,[1 ]能解决困扰图书馆的数据存储和共享等问题。
1 图书馆数字资源存储现状概述
1.1 图书馆数字资源存储方式及比较
目前,国内图书馆数字资源存储方式主要包括DAS(Direct Attached Storage,DAS,直接附加存储)、NAS(Network Attached Storage,NAS,网络附加存储)、SAN(Storage Area Network,存储局域网络)三种。
(1)直接附加存储(DAS)。直接附加存储是指主机与存储设备之间的直接连接,存储设备通过SCSI或ATA作为数据接口的存储方式。[2 ]是目前国内比较成熟的数字资源存储方式,具有标准统一、兼容性好等优点,但面对指数型增长的信息量,DAS存储方式存在可靠性和安全性较低的缺陷。当存储服务器出现故障时,将会导致存储设备中的数据不能被读取。其次,DAS的扩展性差,因为DAS 没有独立的存储操作系统,不能提供跨平台的文件共享功能,各服务器不能共享原有的DAS设备。另外,由于受服务器性能的局限,以及DAS数据存储模式是分散的,各系统下的文件必须分别存储,容易形成信息的孤岛,不利于资源的共享。
(2)网络附加存储(NAS)。网络附加存储是指直接接在网上的存储设备,实际上NAS是一台专用的存储服务器,数据通过网络协议进行传输。[3 ]网络附加存储支持异构服务器间的数据共享,在资源存储的可靠性方面也有所改善,但NAS的数据备份时消耗较多的通信带宽,导致数据传输速度过低,另外NAS不支持数据库服务,因此不适合大型数据库的应用。NAS依然存在扩展性较差的缺陷,由于受到设备容量的限制,新增加的NAS设备与原有的设备不能很好的集成,这就导致NAS对数据的备份恢复实现起来相当困难。除此之外,NAS技术所需投入的成本很高,因此不能得到较为广泛的应用。
(3)存储区域网络(SAN)。存储区域网络是独立于服务器网络之外的高速存储专用网络,其将存储子系统网络化,实现真正的高速共享存储目标。[4 ]SAN是继DAS、NAS之后出现的新兴存储技术,其具有传输速度快,扩展能力强,共享能力高以及可靠性、安全性好的特点,因此SAN成为现在社会主流的存储解决方案。尽管如此,SAN依然存在难以改变的缺陷:由于SAN是在DAS和NAS的基础上发展起来的,其技术必然复杂难懂,技术实现要求也过于苛刻。庞大繁杂的技术要领必然带来软件升级困难和投资成本过高的问题。
1.2 图书馆数字资源存储存在的问题
各种存储技术没有统一技术标准是目前国内数字资源存储存在的首要问题,使存储系统从立项到实施均无据可循,建设效果千差万别,阻碍了计算机与存储设备之间的高速互联,甚至难于实现大容量数据共享的解决方案。其次是数据快速备份和恢复能力的缺乏。现阶段各图书馆的海量数据存储系统或大或小的存在系统不稳定的问题。由于各存储技术不同程度的存在着该技术不能攻克的技术缺陷,任何技术都无法保证存储系统百分百无故障。在这样的情况下,为了保证数据的安全性就必须建立切实有效的数据备份和恢复方案。最后,为了达到图书馆数字化、信息化的要求,各图书馆对海量数据存储系统建设的资金投入不理性。盲目追求现代化主流技术导致图书馆没有清楚的了解自身需求,并且对建成后系统运行维护费用等缺乏理性分析,因此造成所建存储系统后期投入更多或投入大量资金却无法满足自身需求的现象。
1.3 图书馆数字资源存储的需求
随着网络信息服务的发展和数字信息资源的指数增长,人们在追求信息存储系统容量扩增的同时,开始越来越多的关注信息存储在有效性、安全性和存储效率等方面的问题。针对目前社会较高的数字资源存储要求,图书馆作为信息资源中心为用户提供各种信息服务,必然要在数字资源存储上迎合社会发展的需要。
(1)高性能的存储系统。将传统图书馆资源数字化并通过现代化存储技术进行存储的目的在于提高图书馆信息资源的使用效率,在此基础上建立的存储系统、存储服务器必须拥有较高的性能。目前图书馆用户对信息的需求量增加迅速,导致存储系统的访问量较大,这就要求相应的数据流量也比较大。为了加快存储系统的数据相应时间,必须采用高性能、实用性强的存储系统。
(2)可靠完整的存储方案。在实际工作中,各种不可抵抗的自然灾害和人为破坏都有可能造成存储系统的崩溃,为了提高数据存储的安全性,图书馆必须保证数据存储在任何条件下都保持可靠完整性,存储系统或存储设备出现故障时也不会出现数据损坏和丢失的现象。这就需要图书馆的信息存储系统建立一个能应对这些危机的存储方案,如:本机、本地备份,异机、异地备份,甚至是远程容灾系统等,以保证存储数据的安全可靠。[5 ]
(3)高度的扩展性存储接口。由于国内图书馆资金有限,对数字资源存储系统的投资不可能一次性到位,所以存储方案必须考虑高度的扩展性。一方面存储系统必须适应多厂商、多平台和多系统的持续发展,支持异构环境下的多系统多平台服务;另一方面,考虑到图书馆业务的发展必然导致数字资源的增长,因此存储系统的建设必须充分满足数据增长对存储系统扩容的要求。
(4)适度投资的存储原则。图书馆在海量数据存储问题上应该量力而行,根据图书馆的规模及财力选择适合本馆的海量数据存储方案。若存储方案没有考虑图书馆已有数字资源存储设施,而另行开发建立新的存储方案,这样不仅造成重复建设浪费资源,而且增加了许多不必要的资金浪费。因此,如何保护原有存储系统建设,减少海量数据存储的投资成本是构建海量数据存储时要考虑的关键问题。
2 基于云计算的图书馆海量数据存储
2.1 基于云计算的图书馆海量数据存储技术需求
在图书馆海量数据存储中的云计算技术是以计算服务器为核心,动态部署虚拟的硬件服务器。用户可以实现“无处不在”的访问,同时也和Web云上的用户共享流量和计算能力。[6 ]满足实现图书馆海量数据存储和操作需求的云计算关键技术需要:
(1)采用分布式存储进行数据存储实现云计算对图书馆海量数据的存储,并采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性。通过云计算这两个技术将每个图书馆所有数字资源存储在“云”中,并由“云”来管理和调度这些海量数据,利用分布式的数据存储技术和与之相关的虚拟技术使得整合后的图书馆海量数据更加统一有序,实现图书馆数字资源的完全整合。
(2)为了满足多用户对数据的操作,云计算的数据存储技术必然具有高吞吐率和高传输率的特点;同时云计算要求硬件资源与软件资源能够更好的被共享,且具有良好的伸缩性。这就要求云计算在图书馆海量数据存储系统开发时必须具备多用户技术。此技术主要表现在两方面:其一是基于云计算的海量数据存储系统能够服务于大多数用户,且具有非常容易的伸缩性;其二是该技术提供的附加业务逻辑可以使用户对SAAS平台进行扩展来满足图书馆多用户同时进行数据操作。
(3)云计算环境下对海量数字资源进行实时监控和管理,解决图书馆中的资源种类多、规模大,对资源实时监控和管理困难的问题。从云计算技术的资源调度的粒度来看,虚拟机内部应用的调度是云计算技术中最受人们关注的技术。
2.2 基于云计算的图书馆海量数据存储系统特点
(1)确保了海量数据存储系统的可靠性和数据安全性,用户不必再为数据丢失、系统瘫痪等问题感到困扰。在确保存储系统可靠性的问题上,云计算技术最大限度地降低了服务器的出错概率。云计算模式中海量数据不再是存储于某个图书馆的服务器上,而是存储在“云” 中的上百万台服务器,因此即使“云”中的某台服务器出现故障,在云端会有其他服务器作为替补来代替崩溃的服务器进行工作。显然云计算模式下不会造成数据的损坏和丢失和图书馆海量数据存储系统的瘫痪。
(2)通过云计算,图书馆可以轻松的实现不同设备间的数据共享。图书馆作为信息资源具有向用户传播信息、使用户以最大的限度获取知识和信息。传统模式下,用户在特定的图书馆中只能获得该图书馆提供的资源,即使该图书馆与其他馆之间有共享工程建设,用户获得共享资源的程序也相当繁琐,且非常有限。通过云计算模式,相关图书馆之间可以共同构筑图书馆的共享空间,来自于任何图书馆的数字资源统统存放在“云”中,用户只需将其电子设备连接至互联网,就可以访问和获取所需的任何数据。
(3)基于云计算的图书馆海量数据存储方式提高了信息资源的更新速度。只要是通过云计算技术来开发海量数据存储的图书馆都会经常修改和添加新的信息资源,这种图书馆间互相补充的信息存储使用户可以获取到世界上最新的资料和信息。
(4)云计算的出现使图书馆存储系统的扩展能力得到大大的提高。因为“云”提供无限的空间和计算能力,使得图书馆在社会变迁过程中不必再为海量数据存储系统的扩展问题烦恼。同时也防止了图书馆海量数据存储系统扩展时对原系统的摒弃和对存储系统的重复建设。
(5)各图书馆无论规模大小都存在资金不足的现象,云计算模式的出现大大降低了海量数据存储系统建设和维护成本,而云计算技术可以通过少量的费用让图书馆获得“云”中上百万台服务器提供的服务。云计算对用户端的设备要求很低,图书馆管理员无需担心相关硬件升级的问题,另外在“云”端有专业的工作人员维护硬件,无需图书馆管理员劳神。
3 云计算图书馆海量数据存储的思考
云计算将图书馆海量数据存储带入了新的时代,是图书馆海量数据存储的变革性突破。然而时代在变迁,图书馆及其用户对海量存储系统的要求也在不断地提升,因此无论多么完善的技术都会遇到瓶颈问题,云计算技术当然也不例外。为了使图书馆海量数据存储的云计算技术走的更远,图书馆应该从各个方面找到云计算已经遇到或可能遇到的瓶颈问题,对其进行改进,使其更好的为图书馆和用户服务。首先,在云计算模式下,各个加入云计算模式的图书馆之间可以通过有关的协议共享彼此的信息资源。[7 ]虽然这样丰富了信息资源的内容,但同时也带来了版权纠纷的问题。因此,为了解决版权问题尽快制定合理的解决方案乃当务之急。其次,云安全问题一直是人们心中的疑虑,云中上百万台服务器提供了数据快速备份和恢复机制,但云端的安全性是否也同样值得我们信任呢?为了进一步保证设备和数据的安全,必须严格加强云端安全机制的建立和完善。
云计算为图书馆用户提供了一个更为简单、廉价的资源共享模式。然而任何事物都是机遇与挑战并存,为了使云计算技术更加完善的应用,它就必须迎合了大部分用户的需求,不断解决云计算在应用过程中遇到的各种问题。只有这样才能使云计算的图书馆海量数据存储真正发挥其本身的价值。
参考文献:
[1]黎春兰,邓仲华.论云计算的价值[J].图书与情报,2009,(4):42-46.
[2][3]周敬治,修蔽蔽.数字资源存储系统的构建模式及比较研究[J].情报杂志,2006,(11):106-108.
[4]刘姝.对高校图书馆建设数字资源存储系统的思考[J].大学图书馆学报,2008,(6):75-78.
[5]严庄.图书馆数字资源存储技术方案研究[J].四川文理学院学报,2007,(6):108-110.
[6]周舒,张岚岚.云计算改善数字图书馆用户体验初探[J].图书馆学研究,2009,(4):28-30.
关键词:PLC模拟;调试;OPC技术
一、现况简介:
随着现代科技的飞速发展,物联网技术已广泛应用于煤矿安全生产和经营管理的各个方面,云计算则有效地促进了物联网与互联网的智能融合。物联网与云计算技术在煤矿安全生产中应用的程度,直接体现出整个矿井综合自动化建设水平。
在集团公司塑造品牌煤矿、建设数字化矿井的号召下,北皂煤矿建成了国内煤炭行业的第一个井下工业以太环网,作为整个矿井信息化的系统平台,并投入运行。北皂煤矿于2004年开始矿井自动化系统建设,经过多年努力,先后建设了皮带、供电、选煤、排水、压风等多个自动化控制系统,贯穿了整个矿井的各个生产环节。这些系统各自采用不同品牌的PLC控制,有德国西门子、美国AB和日本三菱等,分布在矿井各个生产地点。当自动化系统因生产需要调整时,需要在现场对控制设备的程序进行调试和试运行,而矿井生产任务紧张,往往调试时间不足,问题或缺陷不能及时被发现,投入运行后会造成不必要的事故,因此我们急需一套PLC模拟控制系统,用于矿井各自动化系统调整后程序的调试和试运行工作。
二、项目设计:
2.1项目介绍
北皂煤矿共建设了皮带、供电、排水、压风、选煤等多个自动化控制系统,这些系统各自采用不同品牌的PLC控制,有德国西门子、美国AB和日本三菱等。当自动化系统出现问题时:
第一:需要厂家到现场调试处理,而厂家往往不能及时赶到现场,对煤矿安全生产带来了问题。
第二:出现问题需要及时处理,因这些系统的PLC的编程环境和上位机组态软件和驱动程序等都不相同,现场设备很难满足所有PLC系统软硬件要求。程序的调试过程复杂、繁琐,需要反复的修改、论证,而且需要人到控制现场进行试运行调试,在调试的过程中难免会出现因程序编写错误从而影响设备和系统的运行,给正常生产造成了一定的麻烦。
2.2设计原理
可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动化控制技术和通讯技术的一种新型的、实用的自动控制装置,它被广泛地应用于工业控制领域,具有可靠性好、稳定性高、实时处理能力强、使用灵活方便、编程容易等特点。目前投入市场的PLC虽然种类繁多,但主流PLC还是由国际品牌垄断,并大量的应用于矿井的各个自动化控制系统。
PLC模拟系统将几套国际流行PLC系统设计在一台实验台中,每套PLC系统安装CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和常用的通讯模块。每套PLC系统常用的配套就地操作显示屏,并配备工控机,安装上位机软件和OPC接口。在现场设备出现问题或者需要增加功能等情况时,可以现在PLC模拟系统中编程调试模拟运行。
2.3工作原理
PLC模拟系统为一台PLC控制柜,柜内安装PLC模块,控制柜面板上设计指示灯、按钮和10寸显示屏,按钮可以用来模拟现场干接点传感器,指示灯模拟现场设备开停状态。下载通过HMI软件组态好的画面到显示屏,更加生动形象地模拟现场设备运行情况。
2.3.1 西门子PLC模拟系统
S7-300属于模块式PLC,主要由机架、CPU 模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。
PLC 采用循环执行用户程序的方式。OB1 是用于循环处理的组织块(主程序),它可以调用别的逻辑块,或被中断程序(组织块)中断。在起动完成后,不断地循环调用OB1,在OB1 中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC 或SFC)。循环程序处理过程可以被某些事件中断。在循环程序处理过程中,CPU 并不直接访问I/O 模块中的输入地址区和输出地址区,而是访问CPU 内部的输入/输出过程映像区。批量输入、批量输出。
梯形图中的线圈“通电”时,对应的输出过程映像位为1 状态。信号经输出模块隔离和功率放大后,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电,其常开触点闭合,使外部负载通电工作。外部输入电路接通时,对应的输入过程映像位(例如I0.0)为1 状态,梯形图中对应的输入位的常开触点接通,常闭触点断开。某一编程元件对应的过程映像位为1 状态时,称该编程元件为ON,过程映像位为0 状态时,称该编程元件为OFF。
4、原理的应用
PLC模拟控制系统解把多个国际主流PLC整合在一个控制柜中,进行模拟调试、试运行,避免了操作不当或程序错误造成的系统无法正常运行的同时,更避免了繁琐、复杂的调试过程,极大地缩短了程序调试的时间,为各自动化子系统的建设提供了便利。
该系统应用了PLC技术、OPC技术等先进技术,并把国际主流的多个PLC进行整合到一个控制系统中,通过PLC模拟应用系统的开发可以将矿井所有自动化控制系统或PLC控制系统进行模拟演示,可以为工程技术人员针对矿井控制系统进行程序调整和模拟运行,避免了现场联机运行和调试造成的失误甚至影响系统运行等问题。这套系统融合了国际上主流的PLC、组态软件、OPC接口软件及编程软件,可以模拟出矿井所有的自动化控制系统,包括系统接入、集成和组态等任务,是一套现代化的科技创新系统。
5、应用效果
符合我矿自动化系统开发要求的模拟控制系统整合了西门子和罗克韦尔两种主流PLC,设计合理,配套就地操作显示屏,生动形象地模拟了设备的运行情况。系统配备了上位机,并安装上位机软件和OPC接口程序,完成了系统平台的建设。系统配备了相关数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、总线通信模块及网络通信模块。通过对综合自动化平台模拟实验系统的使用情况进行分析调查发现,通过操作人员的操作,系统运行正常、故障率低,及时的根据需求使用系统进行设备调试,避免了现场联机运行和调试造成的失误甚至影响系统运行等问题。
综合自动化平台模拟实验系统的应用,解决了维修人员不足的问题,可以调试完好后直接下井维修,两班甚至三班的工作单班就可完成,省时省力,共可减少维修人员3名,按1人1年3万工资计算,每年可节省9万元资金,在减人提效方面带来了巨大的效益。综合自动化平台模拟实验系统的应用,大大减少了维修人员误操作的可能性,进一步确保了设备运行的安全性,带来因设备损坏造成的经济效益是非常巨大的。综合自动化平台模拟实验系统的应用,确保系统的安全、可靠、稳定,使企业走在最先进的科技前沿。
6 结论
电信企业面临转型
目前,我国大部分电信运营商都提供IDC服务器托管和租用等相关业务,尽管“出租机架+出租带宽+提供简单维护”这种服务模式利润率低的弊端已经显现出来,但在传统的IT建设和交付模式下,电信业的IDC业务转型举步维艰;同时,随着用户数量和新业务的迅速增长,数据和设备均已出现不断膨胀的局面,并直接导致后端的数据中心越来越庞大,其空间、能耗和人力成本居高不下。因此,电信运营商急需一种新的IT服务交付模式,以摆脱当前的不利局面,加强自身的市场竞争优势。
日前,IBM公司召开了主题为“成就智慧电信,致胜步步为云”的IBM电信行业云计算开发者大会,推出了Power Cloud云平台战略。IBM大中华区系统与科技部电信行业总经理侯淼认为,面对业务转型和降低成本的双重挑战,云计算技术和模式为电信运营商提供了一个非常适合的解决方案,他们可以依托自身规模化网络实力和客户资源,凭借高效的云平台提供的高度虚拟化和整合的计算资源,将简单的提供机架和带宽转变为出租计算能力,并提供数据保护和业务连续,以此向云服务商转型。而电信运营商向云服务提供商转型又恰恰具有天然的自身优势,他们拥有完整的网络资源、用户资源、品牌认知度,以及良好的服务保障体系和客户关系,具有广阔的市场发展空间。侯淼说:“IBM全新的Power Cloud战略涵盖系统资源池、管理平台和ISV服务,将有效帮助电信运营商快速部署、顺利转型、轻松驾云。”
Power彰显优势
IBM系统与科技部中国区行业及重点客户技术支持总经理梁建球认为,当前,云计算主要构建在x86和Unix两个主流系统平台上。x86架构入门简单、成本较低,但其在运算性能、安全性和可靠性方面不如Unix平台,难以达到电信行业“企业级关键业务应用”的需求。而基于IBM Power的云平台,其核心特征是能够提供企业级用户所需要的关键计算能力、高度的计算资源垂直扩展性,以及可靠性。
据介绍,IBM Power服务器已经被我国电信行业广泛应用,很多电信运营商都已开始或正在着手部署基于Power的基础架构云平台。在这方面,贵州移动和上海电信已经先走一步。中国移动通信集团贵州分公司以IBM Power服务器和XIV存储系统为基础架构,成功建成云计算平台,实现了按需分配的IT资源使用模式,有效解决了客户的信息化需求,同时缩短了业务建设周期,提高了资源利用率,降低了IT运维工作量及成本。贵州移动云平台建设始于2009年年底,去年2月上线,现已成功运营包括贵州省新农合信息系统、省卫生厅OA、居民健康档案、天气预报、高考查分、旅游电子门票、农机补贴系统等36个业务系统,实现了其经营模式和IT运营模式的成功转型。
上海电信去年开始与IBM开展合作,采用基于AIX平台的IBM Power Cloud,搭建了金融云专区,为那些业务量很小的银行提供低成本、高品质的服务,使5年的运营成本可以节省60%以上的投入,并使用户大大缩短了关键业务应用的部署周期。上海电信统一、动态、开放的数据中心云服务平台,目前已经吸引了大量的企业用户,不仅提升了自身的服务价值,还优化了区域投资环境。
三“1”模式
聚拢合作伙伴
在IBM Power Cloud中,IBM提出了“优化的服务器和存储系统构成云计算资源池、采用IBM系统与科技研发中心的云管理平台软件构建完整的基础架构云、结合具有Power云开发实力的ISV合作伙伴”,即前面提到的三“1”模式,形成了Power Cloud完整的战略体系。
在三“1”模式中,最引起合作伙伴关注的是IBM中国系统与科技开发中心专门推出的IBM基础架构云计算解决方案SKC(Starter Kit for Cloud,云计算快速部署工具包)。IBM大中华区系统与科技研发中心副总裁周谂畲说,为帮助合作伙伴和客户快速部署和实施云计算,该解决方案利用IBM VMControl的扩展方案和多虚拟机平台支持能力,基于REST开放架构,具有部署简单快捷、易于上手和使用的特点。该解决方案可利用已有的硬件和虚拟机环境,通过自助式按需获取计算资源,对操作系统和应用进行快速部署,其模块化架构非常易于二次开发,并且易于与企业已有的流程和系统整合,该基础架构云计算解决方案的推出,将使IT基础架构管理更加轻松和高效。
关键词:云平台 云存储 云安全 云资源池
中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)09-0000-00
服务器是云计算平台的核心,其承担着云计算平台的“计算”功能。对于云计算平台上的服务器,通常都是将相同或者相似类型的服务器组合在一起,作为资源分配的母体,即所谓的服务器资源池。在这个服务器资源池上,再通过安装虚拟化软件,使得其计算资源能以一种虚拟服务器的方式被不同的应用使用。这里所提到的虚拟服务器,是一种逻辑概念。对不同处理器架构的服务器以及不同的虚拟化平台软件,其实现的具体方式不同。在x86系列的芯片上,其主要是以常规意义上的VMware虚拟机或者其他厂商虚拟机的形式存在。云主机所采用的X86服务均为目前业界主流,高性能的PC服务器,所使用的虚拟化软件为业界商用最稳定、最可靠的VMware虚拟化软件,有效保障了软硬件设备的兼容性。
在提供云平台服务过程中,针对不同的服务类型(例如计算资源租用、存储容量租用服务、网络带宽租用服务等),均有准确的计量的方法来自服务动控制和优化资源配置。即资源的使用可被监测和控制,是一种即付即用的服务模式。政府部门可根据实际使用的资源服务情况,按需租用付费,同时可进行弹性扩展,减少了一次性投入大量的人力、财力和建设时间去扩容硬件设备,以及不需要承担硬件设备维护、折损等后续运维服务的支出。对于云服务而言,各种底层资源(计算、储存、网络、资源逻辑等)的异构性(如果存在某种异构性)被屏蔽,边界被打破,所有的资源可以被统一管理和调度,成为所谓的“资源池”,从而提供按需服务;对用户而言,这些资源是透明的,无限大的,无须了解内部结构,只关心需求是否得到满足即可。审批中心私有云平台部署在温州滨海的云计算中心,将通过光纤直接联入瓯江口新区核心网络。瓯江口新区是温州中心城市主拓展区和温州海洋经济示范区。在审批中心需部署业务系统,从系统建设、资金投入、设备维护等方面考虑,云计算是非常合适的解决方案。
在充分研究本项目需求及考虑到技术的可行性,项目的可实施性及积累的云计算建设经验基础上,对整个云基础实施进行逻辑功能的模块化划分。
1 以数据交换为核心,构建云网络
包含核心的数据交换、数据的汇聚、存储交换机等。围绕云网络通过设置,构建云安全区,DMZ数据交换区、主机资源、存储资源、管理平台等。
2 云安全区,在该逻辑区域首要是解决所构建系统的安全性
通过防火墙进行不同网络之间的隔离;使用IPS/IDS对病毒扫描,及入侵进行检测;同样可以选择对网络DDOS攻击进行防御和分流的设备,保障系统能够正常访问。对于用户的认证及访问可以通过用户认证服务器和VPN设备实现安全的接入和访问。
3 DMZ区
DMZ是英文“Demilitarized Zone”的缩写,中文名称为“隔离区”。它是为了解决安装防火墙后外部网络不能直接访问内部网络服务器,从而设立的一个非安全系统与安全系统之间的缓冲区,这个缓冲区位于内部网络和外部网络之间的小网络区域内。在DMZ区域中通常包括堡垒主机、内部防火墙,以及所有需要同外部交换数据的公共服务应用。通过这样一个DMZ区域,更加有效地保护了内部网络。审批中心对外平台应用服务器可部署相关应用至DMZ区,做到内外网数据有效隔离,保障内网数据库的安全性与可靠性。
4 主机资源区
包含审批中心云平台所需的计算资源、存储资源及网络资源。该区域所使用的物理服务器均采用业界主流的X86PC服务器,结合主流商用虚拟化软件Vmware,实现高性能、高可靠的虚拟主机。虚拟主机所采用的均为高性能的块存储,有效保障了用户数据的存取速度。虚拟机所共享的网络均为千兆网络,上联核心设备均采用万兆网络,以扁平的大二层,保障了整个云网络的高带宽及可靠性。
5 云存储区
使用中国电信VPN专线与云备份打通,可为审批中心云平台提供包括虚拟机备份、数据库备份、文件备份等多项备份服务。审批中心可根据实际应用安全需求,使用云备份产品,自助选择备份策略,系统将定期自动为重要数据提供多节点的异地备份服务。
6 以数据交换为核心,构建云网络
包含核心的数据交换、数据的汇聚、存储交换机等。围绕云网络通过设置,构建云安全区,DMZ数据交换区、主机资源、存储资源、管理平台等。
7 云安全区
在该逻辑区域首要是解决所构建系统的安全性。通过防火墙进行不同网络之间的隔离;使用IPS/IDS对病毒扫描,及入侵进行检测;同样可以选择对网络DDOS攻击进行防御和分流的设备,保障系统能够正常访问。对于用户的认证及访问可以通过用户认证服务器和VPN设备实现安全的接入和访问。
8 DMZ区
DMZ是英文“Demilitarized Zone”的缩写,中文名称为“隔离区”。它是为了解决安装防火墙后外部网络不能直接访问内部网络服务器,从而设立的一个非安全系统与安全系统之间的缓冲区,这个缓冲区位于内部网络和外部网络之间的小网络区域内。在DMZ区域中通常包括堡垒主机、内部防火墙,以及所有需要同外部交换数据的公共服务应用。通过这样一个DMZ区域,更加有效地保护了内部网络。审批中心对外平台应用服务器可部署相关应用至DMZ区,做到内外网数据有效隔离,保障内网数据库的安全性与可靠性。
随着虚拟化与云计算技术已经进入成熟期,企业选择构建云计算平台时不但要考虑一次性投入成本,以及平台的稳定性、安全性,还可能在IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)之间摇摆不定,一番思考之后,或是会停在虚拟云架构还是物理主机架构的岔路口上。
公有云成为IT成本持续运营的最佳模式
美国《NetworkWorld》网站在2011年年底对276名CIO就其云应用计划进行了调查。调查结果显示:三分之一的受访者已经把部分应用交给服务提供商,让服务提供商在公有云上托管它们。另外,还有三分之一的受访者正在计划将部分应用交给服务提供商,已完成IT架构在创新时代的华丽转身。
传统观念影响下成长起来的IT建设者们,往往以本位主义的思想去经营IT,可这对于高成长性企业来说却是不利的。企业的决策者最终需要的,是能够帮助和促进业务翻倍增长的IT,以协助企业成就商业创新,而不是把预算派发给底层传统的IT基础设施(即使底层结构不断扩展、延伸也很有意义)。企业选择自己构建复杂的IT系统以及云计算平台,显然需要进行一次性的大手笔投资、补充人手、采购软、硬件设备,甚至包括数据中心基础建设中的认证授权费用等等。
这种自力更生的形式不仅建设周期长,再加上日常运维的成本失控,会给企业造成很大的负担或是说浪费。另外,为了满足不同地域业务高速变化和扩展的要求,比如常见的分厂、外驻机构、吞并和收购,企业原有数据中心的逻辑界限必然要“向外”不断扩展,这就意味着,在企业的财务报表中,这部分投资将有可能拖累高成长性企业的增长速度。
或许在被调查的276位CIO当中,“三分之二的选择”是一个正确的潮流。不需要前期的大量投入,就可以使用按需定制的云平台服务,能够使企业的IT投资在运营过程中体现为一个持续的运营成本,而非一次性买单。相信,随着公有云应用不断增多,服务提供商所能提供的更具灵活性和自由度的虚拟化概念必将在用户心中生根发芽,并最终成为主流的企业基础服务。
虚拟化架构更具“控制力”
在传统数字图书馆服务不能有效的满足用户需求时,数字图书馆云服务将把数字图书馆的实践和应用推向另外一个阶段。着眼于数字图书馆云服务的建设,在介绍了数字图书馆应用和云计算技术发展的基础上,给出了云计算技术对传统数字图书馆服务的改进,并介绍了目前几种主流的数字图书馆云服务,为数字图书馆云服务的研究提供参考。
关键词:
数字图书馆;云计算;云服务
中图分类号:F49
文献标识码:A
文章编号:16723198(2012)24020903
1 绪论
随着互联网技术的迅速发展和应用,传统的图书馆已经不再能够满足人们对信息的及时性、广泛性、有效性、快捷存储与应用等方面的要求,于是数字图书馆应运而生。数字图书馆是一个存储了海量信息的分布式的信息系统,它将位于不同地理位置和不同载体的信息资源通过数字技术存储和转化之后进行存贮,便于个性化的、面向对象和跨区域的网络传播与查询。相对于传统图书馆,它以更有效和便捷的方式将图书信息以数字资源的方式提供给信息获取者。可以说数字图书馆是虚拟的图书馆,它以系统的形式存在于网络应用中,是一个可扩展可共建共享的网络信息系统;它也是超大规模的、超越时空限制的、高可用性的、能够实现跨库无缝链接与智能检索的知识中心。
但是传统的数字图书馆也面临一些问题,第一是海量的数据信息的存储、查询和检索,这需要存储能力和处理效率很大的服务器来满足,传统的数字图书馆并不能有效的满足这些要求;第二是如何实现本地数字图书馆与其他节点图书馆的资源共享和无缝连接;第三是数字图书馆用户信息和资源的安全性和保密性问题,传统的数字图书馆安全性和保密性相对较低,不能确保用户信息的安全性。基于以上几个问题,近几年各专家学者的研究发现云计算技术能够很有效的缓解上述问题。
云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展。是虚拟化、效用计算、将基础设施作为服务、将软件作为服务和将平台作为服务等内容与概念的综合。在该计算模式中,通过网络,以服务的方式将应用、数据和IT资源提供给用户使用。用由大量计算资源组成的IT资源池动态地创建高度虚拟化资源提供给用户使用。
2云计算对数字图书馆的改进
云计算技术不只是改变了数字图书馆的运行,提高了工作效率,而是在更深层次上改变 了数字图书馆服务模式,促使数字图书馆功能和角色的重大变革。
(1)云计算解决了数字图书馆资源和能力的动态分配和调度问题。互联网时代是一个知识和信息泛滥的时代,海量的信息充斥在我们的生活中。数字图书馆要满足用户的需求首先必须具有存储海量信息的能力。这就意味着需要租用大量的存储设备和服务器,这种做法在经济上不可行的;而且我们也无法预计在高峰时期的用户请求量。云计算系统采用分布式存储的方式存储数据,用冗余存储的方式保证了了数据的可靠性;云计算系统的数据管理则采用列存储的数据管理模式,保证海量数据的存储和分析;云计算系统的虚拟化技术将应用系统的硬件、软件、数据、网络和存储隔离开来,从而打破各物理设备之间的划分,实现架构动态化,集中管理和动态使用物理资源及虚拟资源,数字图书馆本身不需要去购买大量的存储设备和服务器,只需要在必要的时候租赁存储设备和服务器,动态的将资源存储和分配到各个服务器上,以满足广大用户的需求,这样就可以节约成本,同时还能保证高效。
(2)云计算提高了数字图书馆的资源利用率。前面提到一个传统数字图书馆不能有效解决的问题,即不能与异地图书馆实现资源共享,也不能和其他异构数字图书馆之间实现无缝连接。基于云计算的数字图书馆以云计算服务器为中心,能够将不同服务器或存储设备上的资源动态的连接起来,还可以动态的部署虚拟的硬件服务器。用户在使用数字图书馆时,通过Web服务接入数字图书馆,同时也和“云”上的其他用户共享数据资源、数据流量和计算能力,这样就避免了数字图书馆资源的重复建设,云计算强大的分布式计算能力和存储能力提高了资源的共享率和利用率。另一方面,基于云计算的数字图书馆提供了一个虚拟的集成平台,它将不同架构的数字图书馆信息系统集成在一个“云”中,消除各异构图书馆由于存储方式和能力不同而造成的异构资源不能有效共享和连接的问题,为用户提供一个安全的具有超强存储与计算能力的泛在服务平台。
(3)云计算提高了数字图书馆的信息安全性。面对信息资源的爆炸式增长,数字图书馆需要足够的存储容量来保证信息存储、组织、管理和应用各方面的安全性,这就要求数字图书馆的存储系统必须具备可靠地备灾能力和容灾能力。在基于云计算的数字图书馆中,用户数据集中存储,数字图书馆馆员对各种信息进行统一的组织、调度、协调、分配和应用,对用户的访问安全和访问权限进行实时监控,最大限度的保证用户的数据安全。
3数字图书馆云服务方式
3.1数字图书馆服务层次
根据数字图书馆的需求分析以及云计算特点的总结,我们将数字图书馆云服务分为以下三个层次,即底层的基础实施即服务,作为核心支持层的应用平台即服务,基于用户交互的软件即服务。
作为基础的数字图书馆云服务,主要是通过云计算中的基础设施即服务模式来提供。基础设施即服务层(IaaS,infrastructure as a service)是指以提供硬件基础设施部署服务,为用户按需提供实体或虚拟的计算、存储和网络等资源。IaaS向用户提供一个虚拟的环境,使得可以基于虚拟的操作系统环境运行自身的应用程序。这一层为用户提供的服务主要是通过提供虚拟的硬件资源,如虚拟主机、存储空间、服务器和网络资源构建数字图书馆的数据中心和服务器处理中心。实现各节点图书馆资源的全面互联。并利用云计算的服务器集群技术,对个节点图书馆服务器进行统一调度管理,虚拟出一个统一的服务器系统,以实现较高的计算性能,满足和保证不断增长的计算需要。
数字图书馆云服务的中心环节,主要通过平台即服务来提供支持。平台即服务层(PaaS,platform as a service)是云计算应用程序运行环境,提供应用程序部署与管理服务。通过PaaS 层的软件工具和开发语言,应用程序开发者只需上传程序代码和数据即可使用服务,而不必关注底层的网络、存储、操作系统的管理问题。这一层为用户提供服务的方式是通过构建图书馆的数据库服务以及开发应用环境服务平台,形成强大的数字文献资源中心。
作为顶层的基于用户交互的数字图书馆云服务,可通过云计算的软件即服务模式来构建。数字图书馆可以通过租用 SaaS 层服务解决图书馆系统问题,且不必考虑服务器的管理、维护问题。这一层为用户提供服务主要是通过提供用户交互接口和各种软件服务来实现。最基础最核心的是提供数字图书馆的门户网站。
3.2主要的服务模式
(1)多层次一站式服务。
一站式服务是指将数字图书馆的各种服务整合到一个站点上,用户通过直接的访问数字图书馆门户网站就可以获取各种服务。简言之,一站式服务就是为用户提供一个集成服务访问接口。用户只需要登录门户网站,就可以检索异构图书馆的各种数字资源。传统数字图书馆是基于分布式存储和分布式访问的,用户要检索不同类型的数字资源,就需要登录不同检索系统来逐一检索。与传统数字图书馆相比,基于云计算的数字图书馆可以提高用户检索效率,节省检索时间,它为用户提供一种集成检索的云服务。用户通过统一的平台可以实现无缝式的跨库信息检索,在这个无缝式平台上向读者提供快捷的资源检索服务,用户不需关注这种检索功能是怎样实现。对于用户来说,他们看到的就是一个统一的各种应用服务集成的界面,用户使用各种服务就像通过互联网使用本地计算机一样。
(2)个性化数字图书馆服务。
个性化的数字图书馆服务是一种由数字图书馆使用者所驱动的、可定制的信息服务模式。这种服务模式通过记录用户的信息行为,包括计算机使用行为和网络检索行为,利用智能挖掘技术对用户的信息行为进行挖掘、分析、处理和存储。通过分析来提取用户的信息行为特征,并预测用户的信息倾向。此外还可以自动跟踪用户的信息行为,根据用户行为的变化来调整用户信息,使之更符合用户的信息需求。数字图书馆云服务就是依靠个性来增加价值。
云存储极大的提高资源查全率,云计算则为更精确查准提供可能。云存储和云计算为智能识别及预测用户的信息行为创造了很好的条件。用户通过数字图书馆的检索界面提出查询请求,服务器根据用户提交的请求调配强大的计算能力,进行本体演算、机器智能推理等复杂计算,充分分析用户需求。根据分析结果调配存储在分布式云存储服务器的资源, 将结果提供给用户。同时我们也可以借助技术重新定位数字图书馆的功能,探寻数字图书馆的框架结构,在数字图书馆云中继续挖掘服务的内涵,以高效、合理的方式开展服务。
(3)移动数字图书馆服务。
随着智能手机广泛的应用,数字图书馆移动服务更加深入人心,获得越来越多的用户。传统的移动数字图书馆服务主要有两种形式,一种是基于手机短信的服务,用户通过短信来接受各种定制诸如新书到达和书刊到期等信息服务,这种服务方式是一种单向的信息服务,会导致大量垃圾信息的发送。另一种服务模式是基于WAP协议的浏览和信息点播服务,用户可以比较方便快捷的获取数字图书馆的资源信息,但是基于WAP协议的访问方式数据传输速率低,用户信息资源利用率低,而且信息费用高。
基于云计算的移动数字图书馆服务,可以有效的解决上述几个方面的问题。在云计算环境中,信息资源存储于“云端”的服务器中,用户可以直接通过移动手持设备接入云端来获取所需的信息服务。基于云计算的数字图书馆,突破了传统WAP协议的限制,通过整合各种计算机技术及互联网技术,由网络服务提供商直接为用户提供安全、快捷、高匹配度的信息服务。同时,基于云计算的移动数字图书馆服务降低了对移动手持设备的硬件要求,内置了HTTP协议的智能手机的广泛应用使得移动数字图书馆服务逐渐被人们所青睐。目前移动通信领域3G技术的发展和普及为基于云计算的数字图书馆移动服务提供了保证。
(4)数字图书馆虚拟社区服务。
基于云计算环境提供的虚拟社区服务则很好地满足了用户的这些需求,用户不仅仅是服务和信息的使用者,还可以是服务和信息的使用者。用户通过数字图书馆的虚拟社区平台可以获得个性化的基本信息服务,这些服务资源都是通过分析用户的行为特征而定制的服务;用户还可以通过虚拟的平台来分享各种资源信息和服务信息。通过这种方式,用户可以通过数字图书馆这个平台构成的社区与其他用户进行学习交流、资源分享、服务分享。在虚拟社区中所有资源和服务都在 “云”端进行整合,每个用户都可以利用这些信息资源和应用程序服务进行各种虚拟学习社区的自由创建,从而构建个性化的以用户为中心的虚拟学习环境,提高数字图书馆资源和服务的利用率,有效的降低使用成本。
4 结束语
基于云计算的数字图书馆已经成为数字图书馆未来发展的一个主要方向,数字图书馆云服务也将取代传统的数字图书馆服务。云服务为数字图书馆用户提供海量的信息资源,以分布式存储的方式将文献资源按需提供给用户;各种异构文献资源存储在“云”中,这种存储模式将在很大程度上降低数字图书馆的成本,同时云服务也以高效、便捷、高适用性的方式为用户提供数字图书馆服务。我们相信,随着云计算技术的不断发展和成熟,传统数字图书馆建设中存在的问题都能被有效解决。
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