云計(jì)算背景下檔案管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文·孫紅方

一、檔案管理系統(tǒng)需求分析

基于云計(jì)算的檔案管理系統(tǒng)是基于web開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)獲取需求的檔案信息，系統(tǒng)管理員可以隨時(shí)對(duì)檔案管理系統(tǒng)進(jìn)行更新和維護(hù)。在系統(tǒng)管理中，每位用戶都有一個(gè)初始密碼，除系統(tǒng)管理員外，其他用戶均為普通用戶，根據(jù)不同的需求，在用戶認(rèn)證注冊(cè)后擁有不同的權(quán)限，身份認(rèn)證須經(jīng)系統(tǒng)管理員審核后方可通過(guò)，以提高檔案管理系統(tǒng)的安全性。

（一）用戶權(quán)限管理

根據(jù)不同的訪問(wèn)需求和檔案保密等級(jí)的不同，將用戶劃分不同的用戶組，當(dāng)用戶登陸后，可以在自己的權(quán)限內(nèi)訪問(wèn)相應(yīng)的檔案信息，從而對(duì)用戶進(jìn)行有效的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)檔案安全管理和有效保護(hù)。檔案管理系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)由系統(tǒng)管理員實(shí)現(xiàn)，考慮到系統(tǒng)管理的安全性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)中設(shè)置多級(jí)管理員身份，由管理員設(shè)置不同用戶的訪問(wèn)權(quán)限。

（二）訪問(wèn)需求

用戶能夠隨時(shí)訪問(wèn)、查詢檔案信息，能夠通過(guò)關(guān)鍵詞對(duì)檔案系統(tǒng)進(jìn)行檢索，能夠?qū)n案系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布、訪問(wèn)、歸檔、借閱和刪除等操作。

（三）系統(tǒng)高可用性和安全性

檔案數(shù)據(jù)的具有極高的價(jià)值，因此，在檔案管理系統(tǒng)中必須保證檔案數(shù)據(jù)的安全性、完整性，所有的檔案管理應(yīng)首先基于這一要求。

二、檔案系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

VMware vSphere 是VMware公司推出的一套非常成熟的虛擬化解決方案，最新的版本是6.5，其核心組件是ESXI，是一塊可以獨(dú)立安裝和運(yùn)行在裸機(jī)上的系統(tǒng)。與以往VMwear需要安裝在其他操作系統(tǒng)上不同，ESXI不再依存于宿主操作系統(tǒng)，在EXSI安裝后，可以直接創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)，從安全性、部署和配置的便利性等多個(gè)方面改進(jìn)了虛擬化管理程序的管理。基于VMware云平臺(tái)，通過(guò)集群應(yīng)用、分布式文件系統(tǒng)技術(shù)，將多臺(tái)服務(wù)器整合起來(lái)協(xié)同工作，共同提供計(jì)算、存儲(chǔ)服務(wù)，增強(qiáng)了檔案管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性、可靠性和擴(kuò)展性。通過(guò)開(kāi)發(fā)和部署基于VMware的檔案管理系統(tǒng)，借助于VMware云平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)施檔案管理系統(tǒng)，建立更為高效、穩(wěn)定的應(yīng)用系統(tǒng)，有效解決傳統(tǒng)檔案管理系統(tǒng)中存在的不足，實(shí)現(xiàn)檔案管理系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。為提高檔案管理系統(tǒng)應(yīng)用便捷性，基于云計(jì)算的檔案管理系統(tǒng)采取B/S建構(gòu)，用戶可以直接通過(guò)瀏覽器直接進(jìn)行管理和配置，最終用戶可以使用瀏覽器訪問(wèn)檔案文獻(xiàn)資料，提高，實(shí)現(xiàn)檔案管理系統(tǒng)的高可用性?；谠朴?jì)算的檔案管理系統(tǒng)平臺(tái)包括：負(fù)載節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、備份服務(wù)器和用戶管理服務(wù)器.

（一）負(fù)載節(jié)點(diǎn)

基于云計(jì)算的檔案管理系統(tǒng)，應(yīng)采用基于多負(fù)載節(jié)點(diǎn)的集群服務(wù)器，多臺(tái)服務(wù)器共同為客戶提供高性能的服務(wù)，通過(guò)一組互相獨(dú)立的服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)為單一的系統(tǒng)，以單一的模式進(jìn)行管理，能夠?yàn)榭蛻籼峁└呖煽啃缘姆?wù)。負(fù)載節(jié)點(diǎn)將前端用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)均衡地分配給后臺(tái)，同時(shí)，提高前端服務(wù)器的數(shù)據(jù)緩沖能力，避免因用戶訪問(wèn)過(guò)多而導(dǎo)致檔案管理系統(tǒng)癱瘓。當(dāng)用戶在前端錄入數(shù)據(jù)、發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，負(fù)載節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)

（二）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器是多臺(tái)能夠單獨(dú)提供檢索和存儲(chǔ)檔案數(shù)據(jù)服務(wù)的服務(wù)器，以Software as a Service模式（SAAS，軟件即服務(wù)）整合為云計(jì)算服務(wù)器，對(duì)外提供數(shù)據(jù)檢索、存儲(chǔ)服務(wù)，提高存儲(chǔ)服務(wù)器的性能、可用性、可靠性，能夠?yàn)橛脩籼峁┛焖俚臋n案服務(wù)。

（三）數(shù)據(jù)服務(wù)器

通過(guò)以數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)檔案有關(guān)的序列數(shù)據(jù)，如檔案名稱、部門、日期等關(guān)鍵要素，當(dāng)用戶輸入檢索數(shù)據(jù)時(shí)，能夠快速匹配并將檢索結(jié)果返回給用戶。在數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)預(yù)留一些字段，用于后續(xù)系統(tǒng)升級(jí)。

根據(jù)箱梁的幾何尺寸，建立ANSYS實(shí)體計(jì)算模型。雙面組合連續(xù)箱梁有限元模型如圖2所示，橫截面如圖3所示。本文采用三維六面體映射網(wǎng)格劃分的方法，截面網(wǎng)格劃分基本與二維模型相同，縱向單元長(zhǎng)度約為0.3 m。模型單元總數(shù)為38 812個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為66 823個(gè)。

（四）備份服務(wù)器

為提高檔案信息的安全性、完整性，為避免在數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交換時(shí)出現(xiàn)故障，有必要采取數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)手段與措施，基于云計(jì)算的檔案管理系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)檔案管理系統(tǒng)中的重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)備份，增強(qiáng)檔案系統(tǒng)的可靠性和安全性。

（五）用戶管理模塊

用戶管理模塊主要負(fù)責(zé)用戶級(jí)別、用戶權(quán)限管理和添加、刪除等操作，系統(tǒng)管理員能夠通過(guò)該模塊對(duì)其他用戶進(jìn)行管理，設(shè)置用戶相應(yīng)的權(quán)限和級(jí)別，提高檔案信息的安全性，避免檔案信息安全事件的產(chǎn)生。

圖1：檔案管理系統(tǒng)架構(gòu)

基于以上檔案管理系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)，將多臺(tái)服務(wù)器以SAAS模式整合為云計(jì)算服務(wù)器，當(dāng)系統(tǒng)各模塊安裝完成后，用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)檔案管理系統(tǒng)，前端服務(wù)器將用戶請(qǐng)求分配給負(fù)載節(jié)點(diǎn)，由負(fù)載節(jié)點(diǎn)采用分布式文件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分配給數(shù)據(jù)服務(wù)器，當(dāng)用戶檢索檔案信息時(shí)，由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)用戶檢索的關(guān)鍵詞進(jìn)行匹配，并調(diào)用相應(yīng)的檔案信息返回給用戶。通過(guò)這一模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量檔案信息的統(tǒng)一管理、查詢和管理，能夠有效降低服務(wù)器數(shù)量，減少服務(wù)器能耗，優(yōu)化服務(wù)器管理，提高服務(wù)器運(yùn)維效率，保障檔案數(shù)據(jù)安全性和可靠性。

三、檔案系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）云平臺(tái)管理

在云計(jì)算平臺(tái)中，由于協(xié)同服務(wù)器集群的性能不同，其中的應(yīng)用程序也不僅相同，因此，需要針對(duì)虛擬機(jī)CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)等進(jìn)行不同的設(shè)置，以滿足系統(tǒng)應(yīng)用和負(fù)載均衡的要求，優(yōu)化云計(jì)算平臺(tái)性能，對(duì)虛擬機(jī)的性能和負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)控，避免用戶訪問(wèn)過(guò)載而導(dǎo)致系統(tǒng)拒絕服務(wù)，為了實(shí)現(xiàn)云計(jì)算資源的最大化和負(fù)載均衡，需要根據(jù)應(yīng)用需要針對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行優(yōu)化配置。并通過(guò)參數(shù)調(diào)用獲取主機(jī)和虛擬機(jī)內(nèi)存、CPU等信息，并將后臺(tái)數(shù)據(jù)展示在前臺(tái)，便于系統(tǒng)管理人員隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)控和管理。

（二）虛擬機(jī)管理與動(dòng)態(tài)遷移

圖2：云管理平臺(tái)配置界面

通過(guò)vSphereManager平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行管理，通過(guò)點(diǎn)擊虛擬機(jī)名稱、選擇需要遷移的虛擬機(jī)，然后選擇目標(biāo)主機(jī)，便可以自動(dòng)遷移和手動(dòng)遷移的方式，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)之間的動(dòng)態(tài)遷移。

（三）檔案管理系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置

檔案管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置包括系統(tǒng)定義、用戶管理、備份、數(shù)據(jù)庫(kù)定義、檔案分類的設(shè)置、部門設(shè)置和權(quán)限設(shè)置等。

2.檔案歸檔管理

系統(tǒng)檔案管理由用戶在登錄時(shí)完成數(shù)據(jù)錄入、檢驗(yàn)和歸檔等操作，滿足檔案管理歸檔的要求，避免因集中歸檔而造成的系統(tǒng)瓶頸，降低檔案管理人員對(duì)檔案收集、錄入和檢驗(yàn)的工作量。

3.檔案統(tǒng)計(jì)管理

針對(duì)檔案管理工作中，由于檔案信息過(guò)多而難以管理，因此，開(kāi)發(fā)檔案統(tǒng)計(jì)管理功能，根據(jù)歷年歸檔量、歷年歸檔量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)檔案借閱申請(qǐng)數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)檔案向知識(shí)服務(wù)的轉(zhuǎn)化。

4.索引管理

檔案管理系統(tǒng)可以編制和打印全索引目錄、案卷和柜內(nèi)目錄，也可以采取二維碼的方式，結(jié)合RFID技術(shù)，通過(guò)打印索引和掃描儀器的方式讀取和識(shí)別卷內(nèi)內(nèi)容，從而提高檔案檢索和借閱的效率。

5.借閱管理

檔案管理系統(tǒng)不僅管理電子檔案，還可以管理實(shí)物檔案，檔案管理人員可以隨時(shí)查詢檔案的借閱情況，通過(guò)設(shè)定借閱期限，提醒用戶按時(shí)歸還借閱檔案，實(shí)現(xiàn)實(shí)物檔案的自動(dòng)化管理。當(dāng)用戶歸還實(shí)物檔案后，由檔案管理人員進(jìn)行確認(rèn)操作，從而完成檔案借閱管理。

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