云計算網絡下的服務器兼容性估計模型軟件設計

王愛菊++丁穎++馬文越+黃繼海

摘 要： 為了提高云計算網絡下服務器的兼容性，提出一種基于云計算網絡下差異設備同步串口調度控制的服務器兼容性估計模型。首先進行服務器兼容性估計模型軟件的總體設計構架，在C語言開發的Visual DSP++平臺上建立軟件開發環境；然后按照代碼開發流程進行服務器兼容性估計模型的目標生成文件開發，選用了MBM29LV400BC作為主控單元，進行云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的模塊化設計，包括串口信息采集模塊、通信傳輸模塊、集成控制模塊和接口模塊。在云計算網絡下實現差異設備同步串口調度，實現服務器兼容性估計模型軟件設計優化。測試結果表明，該軟件具有較好的服務器兼容性估計性能，提高了云計算網絡差異化服務器的兼容性調度能力，可靠性較好。

關鍵詞： 云計算網絡； 服務器； 兼容性； 軟件設計

中圖分類號： TN711?34； TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）12?0083?03

Abstract： In order to improve the server compatibility in cloud computing network， a server compatibility estimation model based on synchronous serial port dispatching control of difference equipments in cloud computing network is proposed. The overall design framework of model software for server compatibility estimation is constructed. The software development environment is established on the Visual DSP++ platform developed with C language， and then the target generation file is developed for server compatibility estimation model according the code development process. MBM29LV400BC is chosen as the main control unit to conduct the modular design of server compatibility estimation model in cloud computing network， including the serial port information acquisition module， communication module， integrated control module and interface module. The synchronous serial scheduling of difference equipments is achieved in cloud computing network， so as to realize software design optimization of server compatibility estimation model. The test results show that the software has a good performance of server compatibility estimation and better reliability， and can improve the compatibility scheduling ability of the differentiation server in cloud computing network.

Keywords： cloud computing network； server； compatibility estimation； software design

在云計算網絡下的服務器兼容性是保障網絡系統的可靠性運行的關鍵。由于云計算網絡下的服務器設備的差異性以及串口之間參考時鐘輸入的不一致，容易導致云計算服務器的兼容性不好，使得數據信息傳輸出現丟包和時延。因此，研究云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的優化設計方法，對提高網絡的云計算速率，結合云網絡下的海量數據的推薦系統[1]，改善云計算網絡下數據傳輸的穩定性和可靠性方面具有重要意義。通過服務器的兼容性設計，使得服務器的DSP與PC機進行正常數據通信，軟件設計建立在Visual DSP++平臺上[2]，處理程序是在CCS 2.20開發平臺下設計的。在兼容性估計模型設計中，還包括了信息處理模塊設計和軟件仿真器設計等，通過前期的兼容性調度算法編譯，調入到DSP中進行軟件調試，并進行軟件模型優化。

1 軟件開發預備工作

1.1 編譯過程分析

云計算網絡下的服務器兼容性估計軟件模型的編輯、編譯和鏈接過程如圖1所示。在圖1所示的服務器兼容性估計軟件模型的編輯、編譯和鏈接過程中，服務器兼容性估計的信息處理過程分為三個階段[3]：首先進行文本編輯，在匯編器中生成服務器兼容性測試的目標文件，在列表文件中接受中斷請求，通過目標性兼容文件設計CPU的IFR（Interrupt Flag Register）相應標志位置；采用軟件中斷和非屏蔽中斷設計進行存儲器的映像設計，在out輸出層中根據優先級別最高（當同時出現一個以上中斷時）的二進制格式文件進行程序調試；采用允許中斷點、剖析點及探測點三種斷點設置方法進行系統的終端調試和平臺開發，實現對服務器兼容性估計軟件模型的CCS編輯功能與VB，VC可視化開發功能[4]，經過匯編和鏈接生成.out文件，為服務器兼容性估計模型提供多種實時分析和編程方法。

1.2 服務器兼容性估計的中斷服務程序設計

在上述進行了云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的軟件開發環境描述基礎上，進行兼容性估計的中斷服務程序設計，通過聚類分析的內核控制方法對軟件進行特征選擇[5]，服務器的兼容性估計模型的軟件設計采用如下中斷規則：

（1） SRL（Straight shadow memory）：污點標記規則。系統調用的相關信息進行服務器的源操作數污點檢測和循環中斷控制，即：

taint（leioevr_op）=grgt5nt（rrygbtht_opp）

獲得系統調用編號與參數值，典型指令：mvfrtgv， frhgovs， mjkilkvsz， moiloiuyz。

（2） CRL（Compound Right to Left）。采用STL map實現映射， 服務器兼容性估計的中斷服務規則：判斷源操作數的addr，即addr （left_op）= INS_Insertt（POINT_BE） |tansetnt（left_op），直接清除目的操作數：

IARG_MEMUFONDIOEAD_EA，

…

IAIPOSD_END）

服務器兼容性估計的中斷服務的典型指令：算術運算（ggd，sfrvb，mcrvl），邏輯運算（rgvfd，or，xcrvfr），位運算（sfv fr，lhr）， 通過寄存器分配，設置[addr，acrgrdr+n]的終端信息。

（3） 單操作數。nop，根據源操作數進行設備兼容性設計，在云計算網絡下保持向后兼容性，執行內存有效尋址操作；not，清除IARG_END信息；push/pop，供應指令插樁。

（4） 常指令。以char為單位分配部分指令的操作位[6]，如xrefr efrfx， frvx， svrvdb ecdv， evcv， 在指令執行之前根據SRL傳播規則執行eax清零。在內核初始化和外設初始化程序中執行兼容性估計的常指令。

根據上述分析，得到服務器兼容性估計的中斷服務程序代碼棧布局如圖2所示。

服務器兼容性估計的中斷服務程序在模擬器上設置內核啟動參數，對把編譯器的全路徑寫入進程管理、內存管理系統中，生成兼容性估計的目標文件[7]，得到服務器兼容性估計的中斷服務規則代碼設計如下：

strcpy（dest， src） |- taint（dest）=taint（src）

int strcmp（char *p1， char* p2） |-taint（eax）=taint（p1| p2）

strcat（char *p1， char* p2） |- taint[p1.end+i）=taint（p2+i），

i=0…p2.len

atoi（char *str） |- taint（eax） = taint（str）

memset（void *m， char c， int len）|-taint[m+i）=UNTAINTED， （i=0 …len）

void* malloc（int len） |- taint[eax， eax+len）=taint（len）

free（p） |- taint[p，p+len） = UNTAINTED

2 模型軟件優化設計實現

在上述進行了開發環境描述和程序中斷規則設計預處理的基礎上，進行服務器的兼容性估計模型軟件開發。本文提出一種基于云計算網絡下差異設備同步串口調度控制的服務器兼容性估計模型。以云計算網絡下的服務器兼容性估計模型軟件的總體設計構架為基礎，在C語言開發的Visual DSP++平臺上進行軟件模塊化設計，選用MBM29LV400BC作為主控單元，進行云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的模塊化設計，包括串口信息采集模塊、通信傳輸模塊、集成控制模塊和接口模塊。對軟件系統的模塊化設計具體描述如下：

（1） 串口信息采集模塊。串口信息采集模塊是實現云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的數據信息采集和數/模轉換功能，串口信息采集模塊由DAC（數/模轉換器）A/D轉換以及功率放大器等部分組成。在輸出控制端口，基于FPGA嵌入式設計進行云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的串口信息采集。串口信息采集采用12通道同步、異步輸入，D/A轉換的A/D分辨率為16位，兼容性估計模型的串口信息采集采用可編程功能口與PFI0～9進行服務器兼容性傳輸和控制，系統用DDS（直接數字合成）技術芯片AD9850完成云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的A/D轉換和數/模采樣。邏輯時序控制器采用ALTERA公司新推出的高密度﹑高性能的MAX7000AE作為DSP中斷控制，進行服務器兼容性估計模型的目標生成文件開發，在云計算網絡下實現差異設備同步串口調度。串口信息采集的代碼如下：

void decode_IARG_MEMOr（frrfcde *f， uifrgvt newvcrrn）{

void tmap；

void *buf；

…

f?> void tmap_unsetn =（ nfcrfvrlen >>12）&0xvrfhgbt65f?1；

p=crvfoc（f?>frcrvfvfesize）；

…

mevcrgvrfcpy（buf，p， f?>framevcrssize）；

…

}

判斷源操作數的指令執行模式，根據上述代碼使用Pintool提供的API插樁實現云計算網絡下差異設備同步串口調度。

（2） 通信傳輸模塊。通信傳輸模塊是整個服務器兼容性估計模型的核心模塊，在通信傳輸模塊中，以int tmap為單位分配內存，通過Emulator由云計算網絡下的服務器的JTAG（Joint Test Action Group）接口下載通信程序到DSP中運行，進行數據優化傳輸調度[8]，生成Linux內核映像文件，在優先級別最高的狀態寄存器ST1中執行如下程序實現通信中斷響應加載：

Visual DSP Software development environmen RAM initialization ???>

void tmap_setn Configuration PORT_MUX register /networks

//源操作數的污點標記

PORT_EN //查詢時間計算

Shells ???>

（3） 接口模塊設計。在C語言開發的Visual DSP++平臺中進行云計算網絡下服務器兼容性估計模型軟件接口設計，配置PPI口以及DMA0，接口模塊的操作位設置如下：PORT_EN設為1，FLD_SEL設為1，DMA的配置采用內部觸發；DLEN設為011。采用PPI默認的DMA通道構建服務器兼容性估計模型的通用接口，提高云計算網絡下的服務器兼容性能。

最后在云計算網絡下實現差異設備同步串口調度，實現服務器兼容性估計模型軟件設計優化。

3 實驗測試分析

云計算網絡下服務器兼容性估計模型的軟件測試建立在CPU為Core2 6670，內存為2 GB的硬件測試環境中，云計算網絡的服務器編號和串口類型設計見表1。采用本文設計的兼容性估計模型，進行程序加載和函數調用，得到兼容性深度測試結果見表1。

分析表1可知，采用本文方法進行云計算網絡下的服務器兼容性估計，具有較好的串口調度性能，網絡接口的兼容性較好。圖3為采用本文方法和傳統方法進行云計算網絡服務器兼容性估計的網絡傳輸的準確覆蓋性對比結果，分析得知，采用本文方法進行兼容性設計，網絡的覆蓋度得到有效提高，提高了云計算網絡差異化服務器的兼容性調度能力，可靠性較好。

4 結 語

本文研究了云計算網絡的服務器兼容性設計問題，提出一種基于云計算網絡下差異設備同步串口調度控制的服務器兼容性估計模型。在C語言開發的Visual DSP++平臺上建立軟件開發環境，按照代碼開發流程進行服務器兼容性估計模型的目標生成文件開發，進行云計算網絡下的服務器兼容性估計模型的模塊化設計，對串口信息采集模塊、通信傳輸模塊、集成控制模塊和接口模塊設計進行了詳細描述。在云計算網絡下實現差異設備同步串口調度，實現服務器兼容性估計模型軟件設計優化。研究得出，本文設計的服務器兼容性估計模型具有較好的服務器兼容性測試性能，提高了云計算網絡差異化服務器的兼容性調度能力，兼容性深度較高，網絡的覆蓋性能得到改善。

參考文獻

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