云計算的淺析與應(yīng)用

1、重慶電子工程職業(yè)學(xué)院 云計算的淺析與應(yīng)用PAGE 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題: 云計算的淺析與應(yīng)用學(xué)生: xxx 系部: 班級:xxx 學(xué)號:xxx指導(dǎo)教師: xxx裝訂交卷日期:2012年4月20日裝訂順序: （1）封面（2）畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定記錄（3）標(biāo)題、中文摘要及關(guān)鍵詞（4）正文（5）附錄（6）參考文獻 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定記錄表指導(dǎo)教師評語（包含學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)期間的表現(xiàn)）:成績（平時成績）: 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日評閱教師評語：成績（評閱成績）: 評閱教師簽名：年 月 日答辯情況記錄:答辯成績:答辯委員會主任(或答辯教師小組組長)簽名:年 月 日總評成績:注：1.此表適用于不參

2、加畢業(yè)答辯學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定；2.平時成績占40%、卷面評閱成績占60%，在上面的評分表中，可分別按40分、60分來量化評分，二項相加所得總分即為總評成績，總評成績請轉(zhuǎn)換為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五等級計分。重慶電子工程職業(yè)學(xué)院計算機應(yīng)用系系畢業(yè)設(shè)計（論文）、畢業(yè)實習(xí)報告任 務(wù) 書學(xué)生姓名班級學(xué)號聯(lián)系電話電子郵箱課題題目云計算的淺析與應(yīng)用型式畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文總結(jié)報告 任務(wù)來源指導(dǎo)教師命題，學(xué)生帶課題實習(xí)后完成 指導(dǎo)教師結(jié)合學(xué)生就業(yè)崗位命題 學(xué)生從實習(xí)崗位提煉，指導(dǎo)教師確認(rèn) 完成時間任務(wù)下達11 月22 日開題報告12月15日 定稿交卷 4 月 28 日畢業(yè)答辯 4 月30日指

3、導(dǎo)教師姓名電子郵箱聯(lián)系電話要求完成的主要任務(wù)內(nèi)容：云計算的出現(xiàn)，將使我們從一個以桌面系統(tǒng)為中心的應(yīng)用模型向新的以網(wǎng)絡(luò)為中心的應(yīng)用模型轉(zhuǎn)變。云計算帶來的改變，不僅是人類對計算機使用方式的改變，還必將從根本上改變?nèi)藗儷@取信息、保存信息及交流信息的方式。對于云計算來說，向社會提供公共性信息服務(wù)是其核心思想，也是其目的所在，這與公共圖書館開展社會公益性服務(wù)的價值取向是相一致的。云計算通過超強的信息組織能力為公共圖書館在未來提供更好的社會公益性服務(wù)提供了保障。課題目的意義和主要技術(shù)指標(biāo)：數(shù)字圖書館正在經(jīng)歷翻天覆地的互聯(lián)網(wǎng)時代，加快引入新技術(shù)提高自身服務(wù)水平，加速嘗試新的服務(wù)模式應(yīng)用，才能在日新月異的高科

4、技革命中立于不敗之地。云計算已經(jīng)對互聯(lián)網(wǎng)世界產(chǎn)生深刻影響，圖書館行業(yè)需要對其發(fā)展高度關(guān)注。云計算如果能高效的應(yīng)用在圖書館中，那么讀書也將更加普及，各國文化以及各國只是也將國際化。圖書館的公益化也將更加簡單。所以研究云計算在圖書館中的高效應(yīng)用也成為一件非常重要的事情。在這個電子產(chǎn)品暢銷的時代，在這個電子書鋪天蓋地到來的時代，如何應(yīng)用云計算合理的管理書籍，如何避免垃圾書籍出現(xiàn)在云服務(wù)中，也成為重要的研究方向。 主要技術(shù)指標(biāo)：虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、（如：負(fù)載均衡技術(shù)、RAC等）、總線技術(shù)主要文獻、資料和參考書：1、51CTO.com,云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2010.9.2、SunMicrosyste

5、ms，云計算架構(gòu)介紹白皮書，2009.4.3、工業(yè)和信息化部電信研究通信信息研究所，云計算技術(shù)與應(yīng)用，2010.5.4、Microsoftcorporation，讓云觸手可及-微軟云計算解決方案白皮書，2009.6.5、李德毅，張海栗，超出圖靈機的云計算J.中國計算機學(xué)會通訊，2009.126、IT專家網(wǎng)虛擬化子站：/7、IT168服務(wù)器子站：/8、中國云計算網(wǎng)/本任務(wù)書一式三份。由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫，經(jīng)教研室主任審查報系主任批準(zhǔn)后，下達給學(xué)生，學(xué)生填寫聯(lián)系方式后返回。裝訂一份在論文里。指導(dǎo)老師保留一份。審批: 教研室主任 系主任 20 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 一、畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意

6、義：（500字左右）隨著有關(guān)云計算概念、術(shù)語和技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和大量報道，人們在生活中越來越多的采用和實施云計算技術(shù)。由于云計算概念和技術(shù)比較新穎，涵義比較寬泛，再加上市場上一些人將云計算放大成無所不包、無所不能和無所不在的萬能技術(shù)，對云計算的描述和推銷多少出現(xiàn)了一些浮燥和炒做的嫌疑。脫離實際過分夸大或缺乏全面分析地炒做云計算不僅可能讓人誤解，也會使得云計算的發(fā)展不切實際，對于云計算產(chǎn)業(yè)在中國的成長非常不利。所以，有必要對云計算的由來和概念進行了較為全面的梳理和定義。在總結(jié)云計算技術(shù)為IT產(chǎn)業(yè)帶來好處的同時，找出不足及局限，從而更好地發(fā)展云計算技術(shù)。 本課題的內(nèi)容是介紹云計算（Cloud Com

7、puting）是由分布式計算（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）、網(wǎng)格計算（Grid Computing）發(fā)展來的，是一種新興的商業(yè)計算模型。中國網(wǎng)格計算、云計算專家劉鵬認(rèn)為：“云計算將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)”。云計算中的“計算”是一個簡單而明確的概念?！坝嬎恪毕抵赣嬎銘?yīng)用，在我們生活中可以指一切IT應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，所有的信息、通信和視頻應(yīng)用都將整合在統(tǒng)一的平臺之上。由此推而廣之，云計算中的“計算”可以泛指一切ICT的融合應(yīng)用。所以，云計算術(shù)語的關(guān)

8、鍵特征并不在于“計算”，而在于“云”。二、文獻綜述：（300字左右）隨著近年來計算機技術(shù)的快速發(fā)展，特別是計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，越來越深刻的改變了人們生活的方方面面，各種網(wǎng)絡(luò)工具與在線服務(wù)系統(tǒng)，更是深刻的影響了人們的生活方式，使得人們可以利用“云計算將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)”。云計算作為一個相對新興的名詞，出現(xiàn)的時間雖不長，卻足以引起眾多追捧者對其概念的極大熱忱，甚至Matrix關(guān)于云計算的20個定義 都不能涵蓋其全部內(nèi)涵。對于圖書館人而言，我們應(yīng)該將研究重心更多關(guān)注到云計算在圖書館中的應(yīng)用方面。目前，與云計算相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)

9、應(yīng)用與服務(wù)已應(yīng)用到圖書館中，但對于中小型圖書館而言，云計算的到來對中小圖書館帶來的影響和機遇也值得我們重視和深思。為了推動中小型圖書館利用云計算技術(shù)提升服務(wù)能力、降低運行成本，有必要對云計算在中小型圖書館中的應(yīng)用問題進行系統(tǒng)、深入的研究。三、工作計劃及方案論證：（500字左右）工作計劃：前期階段（23周），主要做一些準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備以及熟悉云計算的運行平臺，安裝所需要的各種軟件，分析平臺的各種需求并確定平臺的基本架構(gòu)，收集相關(guān)一些有助于課題研究的資料，試著寫相關(guān)的程序。中期階段（68周），開始對云計算進行全面的淺析與應(yīng)用，本階段是整個云計算實現(xiàn)過程中的一個很重要的時期，也是對整個云概念進行詳細(xì)設(shè)

10、計和應(yīng)用，最后基本完成整個平臺的制作任務(wù)。后期階段（23周），該階段主要對整個云計算平臺進行淺析和應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)操作平臺存在的問題和有那些缺陷，并進行總結(jié)和分析。不斷地完善整個云計算平臺，實現(xiàn)云計算的各種基本功能。并完成相關(guān)論文的撰寫。 方案論證：硬件條件：在此平臺的淺析與應(yīng)用上所需的硬件條件不是很高，個人所有的硬件條件（筆記本）足夠能以達到淺析云計算的要求。為云計算的淺析于應(yīng)用提供了便利的硬件條件。 軟件條件：通過分析在硬件上云計算系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是將運行在PC 上、或單個服務(wù)器上的獨立的、個人化的運算遷移到一個數(shù)量龐大服務(wù)器“云”中，由這個云系統(tǒng)來負(fù)責(zé)處理用戶的請求，并輸出結(jié)果，它是一個以數(shù)據(jù)運

11、算和處理為核心的系統(tǒng)。最后對云計算理論，我們需要首先了解云計算的概念和含義，以及從海航實際需要出發(fā)，理解它能給我們帶來什么，我們要達到什么效果，包括如何建立完善的云計算服務(wù)體系等等。我個人理解非常有限，有很多的疏漏，希望能得到更多的建議和指教。非常感謝！四、參考文獻：（不少于10篇，期刊類文獻不少于7篇）1、51CTO.com,云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2010.9.2、SunMicrosystems，云計算架構(gòu)介紹白皮書，2009.4.3、工業(yè)和信息化部電信研究通信信息研究所，云計算技術(shù)與應(yīng)用2010.5.4、Microsoftcorporation，讓云觸手可及-微軟云計算解決方案白皮書，20

12、09.6.5、尼古拉斯.卡爾.IT不再重要：互聯(lián)網(wǎng)大轉(zhuǎn)換的制高點-云計算M.閆鮮寧，譯.北京：中信出版社，20086、李德毅，張海栗，超出圖靈機的云計算J.中國計算機學(xué)會通訊，2009.127、IT專家網(wǎng)虛擬化子站：/8、IT168服務(wù)器子站：/9、中國云計算/10、比特網(wǎng)云計算專區(qū)：/cloudcomputing/五、指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師（簽字） 日期：六、審查意見：教研室負(fù)責(zé)人（簽字） 日期：系部負(fù)責(zé)人：（簽字） 日期： 目錄摘要1引言21 云計算的概念 31.1云計算的發(fā)展特征 .31.2云計算促進科技研究的環(huán)境 .41.3 “云計算”提升數(shù)據(jù)共享服務(wù).52云計算的核心技術(shù) .52.1

13、資源池的管理和使用 .72.2集群的故障定位與維護.9 2.3資源池的分組與異構(gòu) .113 分布式技術(shù) 123.1 分布式文件系統(tǒng) 153.2 Key/Value存儲引擎 154云計算環(huán)境下的圖書館信息安全策略1541相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及政策法規(guī)的制定與完善1642圖書館信息資源的安全存儲與管理165總結(jié)17參考文獻.18致謝.19云計算的淺析與應(yīng)用摘要云計算主要基于資源虛擬和分布式并行架構(gòu)兩大核心技術(shù)。在虛擬化技術(shù)方面,文章探討了物理資源的池化、資源池的管理與使用、集群的故障定位與維護、資源池的分組與異構(gòu)等技術(shù),以及異構(gòu)的虛擬化云計算平臺的建設(shè)和應(yīng)用。在分布式技術(shù)方面,文章探討了分布式文件系統(tǒng)和Key

14、/Value存儲引擎技術(shù)。對于分布式文件系統(tǒng),提出主機“瓶頸”解決方案及存儲接口標(biāo)準(zhǔn)化的想法;對于Key/Value存儲引擎,提出目錄化存儲的解決方案。 中國論文臂力www.z編輯。關(guān)鍵詞：虛擬化;分布式計算;云管理平臺;Key/Value存儲引擎引言隨著有關(guān)云計算概念、術(shù)語和技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和大量報道，人們在生活中越來越多的采用和實施云計算技術(shù)。由于云計算概念和技術(shù)比較新穎，涵義比較寬泛，再加上市場上一些人將云計算放大成無所不包、無所不能和無所不在的萬能技術(shù)，對云計算的描述和推銷多少出現(xiàn)了一些浮燥和炒做的嫌疑。脫離實際過分夸大或缺乏全面分析地炒做云計算不僅可能讓人誤解，也會使得云計算的發(fā)展不切

15、實際，對于云計算產(chǎn)業(yè)在中國的成長非常不利。所以，有必要對云計算的由來和概念進行了較為全面的梳理和定義。在總結(jié)云計算技術(shù)為IT產(chǎn)業(yè)帶來好處的同時，找出不足及局限，從而更好地發(fā)展云計算技術(shù)。1.云計算的概念云計算（Cloud Computing）是由分布式計算（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）、網(wǎng)格計算（Grid Computing）發(fā)展來的，是一種新興的商業(yè)計算模型。 中國網(wǎng)格計算、云計算專家劉鵬認(rèn)為：“云計算將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)”。云計算中的“計算”是

16、一個簡單而明確的概念?！坝嬎恪毕抵赣嬎銘?yīng)用，在我們生活中可以指一切IT應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，所有的信息、通信和視頻應(yīng)用都將整合在統(tǒng)一的平臺之上。由此推而廣之，云計算中的“計算”可以泛指一切ICT的融合應(yīng)用。所以，云計算術(shù)語的關(guān)鍵特征并不在于“計算”，而在于“云”。 1.1云計算的發(fā)展模式及其特征 早期云計算來之于國際上以亞馬遜、S和谷歌(Google)為代表的公司，并且都提供了具有顯著特征，但又代表著不同模式的成功云業(yè)務(wù)。云計算按照層次將業(yè)務(wù)模式劃分為3層，最頂層是軟云，中間層是平云，底層是基云。在基云之下是構(gòu)建云計算的基礎(chǔ)技術(shù)。云計算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度

17、，構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施?？偟膩碚f，云計算可以算作是網(wǎng)格計算的一個商業(yè)演化版。云計算基本模型如圖所示：1.2“云計算”促進科技協(xié)同研究環(huán)境的建立云計算的平臺即服務(wù)可以把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)提供到用戶端，這種服務(wù)為科學(xué)協(xié)同研究創(chuàng)造了一個很好的平臺。通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。好

18、比是從古老的單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)摹?.3“云計算”提升數(shù)據(jù)共享服務(wù)云計算是下一代的數(shù)據(jù)中心，隨著云計算的發(fā)展，科學(xué)數(shù)據(jù)共享應(yīng)用云計算的技術(shù)模式在數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)利用、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)遷移等方面可以得到便捷的發(fā)展，使科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)得到正真提升。2、云計算的核心技術(shù)云計算主要基于資源虛擬和分布式并行架構(gòu)兩大核心技術(shù),同時互聯(lián)網(wǎng)上有大量的開源軟件為用戶提供支撐,如Xen、KVM、Lighttpd、Memcached、Nginx、Hadoop

19、、Eucalytus等。云計算技術(shù)有效地節(jié)約了云服務(wù)商的硬件投入、軟件開發(fā)成本和維護成本。 配合虛擬機和虛擬存儲空間為應(yīng)用提供云服務(wù)。2.1 資源池的管理和使用 資源池由云管理平臺實現(xiàn)統(tǒng)壹的管理、調(diào)度和監(jiān)控,涉及云平臺的合理使用和維護管理。云管理平臺共分為4個管理層面,分別為:設(shè)備的管理、虛擬資源的管理、服務(wù)的管理和租戶管理。 對于資源池的管理如圖所示：(1)設(shè)備管理 設(shè)備管理為云計算平臺的硬件設(shè)備提供管理和告警功能,主要包括系統(tǒng)管理員在日常的維護工作中查詢各物理設(shè)備性能情況,并對如應(yīng)用服務(wù)器的CPU使用率、內(nèi)存使用率、硬盤使用率、網(wǎng)絡(luò)接口使用率、存儲設(shè)備的空間使用率、IO情況等關(guān)鍵指標(biāo)進行監(jiān)

20、控。用戶可以根據(jù)應(yīng)用物理設(shè)備的實際配置,設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控閾值,系統(tǒng)會自動啟動對相應(yīng)指標(biāo)的監(jiān)控并報警。 (2)虛擬資源管理 虛擬資源管理為各種應(yīng)用提供虛擬資源的統(tǒng)壹管理、資源分配和靈活調(diào)度,同時還包括系統(tǒng)管理員在日常的維護工作中查詢各個最小虛擬資源的性能情況,并對應(yīng)用虛擬機的CPU使用率、內(nèi)存使用率、硬盤使用率、網(wǎng)絡(luò)接口使用率,虛擬存儲(如亞馬遜的EBS)的空間使用率、IO情況等關(guān)鍵指標(biāo)進行監(jiān)控。用戶可以根據(jù)虛擬資源的實際配置,設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控閾值,系統(tǒng)會自動啟動對相應(yīng)指標(biāo)的監(jiān)控并報警。 (3)服務(wù)管理服務(wù)管理包括服務(wù)模板、服務(wù)實例、服務(wù)目錄等管理。服務(wù)管理在虛擬資源的基礎(chǔ)上,快速向租戶提供用戶指定

21、的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等軟件資源。一個基于云計算的服務(wù)與應(yīng)用如圖所示： (4)租戶管理 租戶管理對每壹個租戶對應(yīng)的資源群進行管理,內(nèi)容包括資源的種類、數(shù)量、分布情況等,同時對租戶生命周期進行管理,包括租戶的申請、審核、正常、暫停、注銷等。 論文臂力 HYPERLINK http:/wwW.zdir.COM wwW.zdir.COM2.2 集群的故障定位與維護 Google的集群維護方式給我們留下了深刻的印象,維護人員推著小推車對損壞的機器進行更換,故障定位通過定制PC的故障燈進行判斷(在通用的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)應(yīng)用中,計算資源通常使用通用PC機)。目前所有的云平臺對物理機和虛擬機的監(jiān)控、告

22、警,都shi按照機器的IP地址作為機器的編號進行管理。對于承載著虛擬機的物理機而言,其Host OS模塊的IP地址對應(yīng)和代表著物理機器在集群中的唯壹標(biāo)志。IP地址的分配壹般采用兩種方式:采用動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)方式自動獲取;通過手工指定方式確定。由于集群中機器很多,手工指定工作量非常巨大,因此通常采用DHCP的方式對IP地址進行分配。 中國論文臂力www.z編輯。但shi維護人員在云管理平臺上發(fā)現(xiàn)物理設(shè)備出了故障,維護人員無法通過IP地址對應(yīng)到故障機器的具體物理位置,通用的PC機又沒有故障燈等輔助定位手段。定位故障機器的物理位置并更換或維護它成為壹個復(fù)雜和繁瑣的過程在的虛擬化集群中,可

23、以采用簡單而有效的方法解決此問題。對于每壹臺物理機器,配置壹個USB接口的KEY,KEY中保存了物理機器的位置信息,同時USB KEY與物理位置直接綁定(如綁在機架上)。機器在啟動時,會到USB KEY中讀取物理位置信息,根據(jù)讀取的物理位置信息,依據(jù)固定的算法和物理信息算出機器的IP地址,并在管理平臺中體現(xiàn)。這樣,每個物理機器的IP地址就與物理位置綁定,在物理機器故障時,維護人員在云管理平臺可以準(zhǔn)確獲取故障機器的IP地址和物理位置。2.3 資源池的分組與異構(gòu) 對于服務(wù)器的虛擬化,由于架構(gòu)不同,SUN、IBM等廠家的小型機虛擬化都采用相互獨立的架構(gòu),與基于X86架構(gòu)的虛擬化系統(tǒng)(如XEN、KVM

24、等)無法兼容,因此造成了資源浪費。 對于服務(wù)器虛擬化的異構(gòu)問題,可以從兩個層面去解決:(1)通過資源池的分組,對不同架構(gòu)的服務(wù)器和小型機進行虛擬化,不同架構(gòu)的資源池歸于壹個獨立的組,針對不同的應(yīng)用,分配特定的虛擬機資源。(2)通過業(yè)務(wù)的定制和調(diào)度,將不同架構(gòu)的虛擬化平臺通過管理融合,實現(xiàn)異構(gòu)虛擬機的調(diào)度。 如圖所示：在云計算平臺中,把IBM的PowerSystems小型機集群通過IBM的PowerVM系統(tǒng)虛擬為基于PowerSystems架構(gòu)的計算資源池,把HP的小型機集群通過HP的VSE系統(tǒng)虛擬為基于HP架構(gòu)的計算資源池,把X86架構(gòu)的計算資源通過XENKVM系統(tǒng)虛擬為基于X86的ZXVE資

25、源池。在業(yè)務(wù)部署時,不同的應(yīng)用的可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)特點和操作系統(tǒng)特點,選擇性地部署在不同的資源池上,從而實現(xiàn)虛擬化對各類小型機的異構(gòu)。X86架構(gòu)的計算資源池、PowerSystems架構(gòu)的計算資源池和HP架構(gòu)的計算資源池分別受各自的虛擬化管理軟件(如VMM、IVM和gWLM)管理。在VMM、IVM和gWLM的上層,可以通過融合的虛擬化管理器(iVMM),對3個計算資源池進行統(tǒng)壹管理。 虛擬資源對應(yīng)用實現(xiàn)異構(gòu)的方法。此方法的核心在于4個方面:iVMM、業(yè)務(wù)調(diào)度器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對不同的資源池架構(gòu)提供應(yīng)用功能相同的不同版本、iVMM和業(yè)務(wù)調(diào)度器之間的OCCI擴充接口。 在業(yè)務(wù)應(yīng)用層面,針對業(yè)務(wù)系統(tǒng),本

26、文增加業(yè)務(wù)調(diào)度器模塊。業(yè)務(wù)調(diào)度器根據(jù)業(yè)務(wù)的繁忙程度,向iVMM申請增加或減少虛擬機資源,并調(diào)整負(fù)載均衡策略。業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對不同的資源池架構(gòu),需要準(zhǔn)備與之對應(yīng)的功能相同的不同版本。OCCI擴充接口的工作流程為: 業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)調(diào)度器通過OCCI接口向云計算平臺申請資源,同時向云計算平臺提供業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以支持的操作系統(tǒng)等信息,并提供優(yōu)先級信息。 云計算平臺根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的請求和云內(nèi)資源的空閑情況,分配計算資源,通過OCCI接口通知業(yè)務(wù)調(diào)度器云計算平臺向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了何種架構(gòu)的計算資源。 業(yè)務(wù)調(diào)度器根據(jù)申請到的資源情況,將業(yè)務(wù)處理機的操作系統(tǒng)、業(yè)務(wù)版本等模板信息通過OCCI接口通知云計算平臺,由云計算平臺

27、進行操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)程序的部署,完成后提交給業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行使用。3 分布式技術(shù) 分布式技術(shù)最早由Google規(guī)模應(yīng)用于向全球用戶提供搜索服務(wù),因此必須要解決海量數(shù)據(jù)存儲和快速處理的問題。其分布式的架構(gòu),可以讓多達百萬臺的廉價計算機協(xié)同工作。分布式文件系統(tǒng)完成海量數(shù)據(jù)的分布式存儲,分布式計算編程模型MapReduce完成大型任務(wù)的分解和基于多臺計算機的并行計算,分布式數(shù)據(jù)庫完成海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲?；ヂ?lián)網(wǎng)運營商使用基于Key/Value的分布式存儲引擎,用于數(shù)量巨大的小存儲對象的快速存儲和訪問。3.1 分布式文件系統(tǒng) 分布式文件系統(tǒng)的架構(gòu),不管shiGoogle的GFS還shiHadoop的HDFS

28、,都shi針對特定的海量大文件存儲應(yīng)用設(shè)計的。系統(tǒng)中有壹對主機,應(yīng)用通過文件系統(tǒng)提供的專用應(yīng)用編程接口(API)對系統(tǒng)訪問。分布式文件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不廣的原因主要為:主機對應(yīng)用的響應(yīng)速度不快,訪問接口不開放。對于分布式結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示： 主機shi分布式文件系統(tǒng)的主節(jié)點。所有的元數(shù)據(jù)信息都保存在主機的內(nèi)存中,主機內(nèi)存的大小限制了整個系統(tǒng)所能支持的文件個數(shù)。壹百萬個文件的元數(shù)據(jù)需要近1G的內(nèi)存,而在云存儲的應(yīng)用中,文件數(shù)量經(jīng)常以億為單位;另外文件的讀寫都需要訪問主機,因此主機的響應(yīng)速度直接影響整個存儲系統(tǒng)的每秒的讀入輸出次數(shù)(IOPS)指標(biāo)。解決此問題需要從3個方面入手: (1)在客戶端緩存

29、訪問過的元數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用對文件系統(tǒng)訪問時,首先在客戶端查找元數(shù)據(jù),如果失敗,再向主機發(fā)起訪問,從而減少對主機的訪問頻次。 (2)元數(shù)據(jù)信息存放在主機的硬盤中,同時在主機的內(nèi)存中進行緩存,以解決上億大文件的元數(shù)據(jù)規(guī)模過大的問題。為提升硬盤可靠性和響應(yīng)速度,還可使用固態(tài)硬盤(SSD)硬盤,性能可提升10倍以上。3)變分布式文件系統(tǒng)主機互為熱備用的工作方式為1主多備方式(通常使用1主4備的方式),通過鎖服務(wù)器選舉出主用主機,供讀存儲系統(tǒng)進行改寫的元數(shù)據(jù)訪問服務(wù),如果只shi讀訪問,應(yīng)用對元數(shù)據(jù)的訪問將被分布式哈希表(DHT)算法分配到備用主機上,從而解決主機的系統(tǒng)“瓶頸”問題 。對于互聯(lián)網(wǎng)資源式的變

30、遷如圖所示：對于分布式文件系統(tǒng),外部應(yīng)用通過文件系統(tǒng)提供的專用API對其進行訪問,這影響了分布式文件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。對于標(biāo)準(zhǔn)的POSIX接口,可以通過FUSE的開發(fā)流程實現(xiàn),但將損失10%20%的性能。對于網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS),在實現(xiàn)POSIX接口的基礎(chǔ)上,可以直接調(diào)用Linux操作系統(tǒng)的NFS協(xié)議棧實現(xiàn)。3.2 Key/Value存儲引擎 Key/Value存儲引擎最大的問題在于路由變更后,數(shù)據(jù)如何快速地實現(xiàn)重新分布。Key/Value存儲引擎如圖4所示?？梢砸M虛擬節(jié)點的概念,將整個Key值映射的RING空間劃分成Q個大小相同的Bucket(虛擬節(jié)點,Key的映射算法推薦采用MD5)。每個物理節(jié)點根據(jù)硬件配置情況負(fù)責(zé)多個Bucket區(qū)間的數(shù)據(jù)。同壹個Bucket上的數(shù)據(jù)落在不同的N 個節(jié)點上,通常情況下N =3。我們將DCACHE的Q設(shè)定成10萬,即把整個RING空間分成了10萬份,如果整個DCACHE集群最大容量為50 TB,每個區(qū)間對應(yīng)的數(shù)據(jù)大小僅為500 MB。對500 MB的數(shù)據(jù)進行節(jié)點間的遷移時間可以少于10 s,N =3,Bucket A中的數(shù)據(jù)存儲在B、C、D 3個節(jié)點。4云計算環(huán)境下的圖書館信息安全策略 針對上述云計算的安全風(fēng)險及數(shù)字圖書館的安全需求，圖書館在云計算的應(yīng)用過程中應(yīng)重點關(guān)注以下幾方面的安全策略