云計(jì)算與信息資源共享管理機(jī)制

文/鐘瑛

云計(jì)算是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)形成的一種新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。云計(jì)算必須在互聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行匯集和管理，借助超級(jí)計(jì)算模式為用戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、資源共享等服務(wù)，進(jìn)而提高互聯(lián)網(wǎng)資源的利用效率。云服務(wù)廠商提供IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，用戶可以按照自己的使用需求，租用基礎(chǔ)設(shè)施，支付云計(jì)算平臺(tái)服務(wù)費(fèi)。云計(jì)算的出現(xiàn)為信息資源共享管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。借此，本文就云計(jì)算與信息資源共享管理展開(kāi)研究。

1 云計(jì)算的概念

云計(jì)算是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)形成的一種新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。從廣義上來(lái)講，云計(jì)算是一種按照網(wǎng)絡(luò)需求擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)增加、分配與使用的應(yīng)用模式，其中涉及互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)等服務(wù)；從狹義上來(lái)講，云計(jì)算是指通過(guò)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施交付使用的一種應(yīng)用模式，需要按照網(wǎng)絡(luò)需求對(duì)硬件、平臺(tái)和軟件資源進(jìn)行分配。云計(jì)算必須在互聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行匯集和管理，借助超級(jí)計(jì)算模式為用戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、資源共享等服務(wù)，進(jìn)而提高互聯(lián)網(wǎng)資源的利用效率。云服務(wù)廠商提供IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，用戶可以按照自己的使用需求，租用基礎(chǔ)設(shè)施，支付云計(jì)算平臺(tái)服務(wù)費(fèi)。

2 云計(jì)算的服務(wù)模式

云計(jì)算服務(wù)模式根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院的標(biāo)準(zhǔn)可分為IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)級(jí)服務(wù)）、SaaS（軟件級(jí)服務(wù)）三個(gè)模式。

2.1 IaaS

該模式通過(guò)建構(gòu)資源池、按需調(diào)度資源、提供IT服務(wù)等方式，使用戶在獲取使用權(quán)限的情況下，可借助基礎(chǔ)設(shè)施層從云端獲取所需數(shù)據(jù)和軟件服務(wù)，或從資源池中快速獲取資源。

2.2 PaaS

該模式的基礎(chǔ)信息架構(gòu)十分靈活，利用虛擬服務(wù)器集群聚集網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)資源進(jìn)行集中部署，并且在解決集群系統(tǒng)協(xié)同問(wèn)題上利用了分布式技術(shù)，便于各取所需。

2.3 SaaS

該模式以基礎(chǔ)設(shè)施層和平臺(tái)層為基礎(chǔ)，向用戶提供各類應(yīng)用服務(wù)，這些服務(wù)需要在統(tǒng)一平臺(tái)上支付服務(wù)費(fèi)用，并按照規(guī)范化的管理流程進(jìn)行操作，形成了集服務(wù)創(chuàng)建、組裝、訂閱、管理等環(huán)節(jié)于一體的管理模式。

3 信息資源共享管理系統(tǒng)的需求及設(shè)計(jì)原則

3.1 系統(tǒng)需求分析

在進(jìn)行系統(tǒng)需求分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)從兩個(gè)方面著手，一方面是對(duì)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行具體分析，另一方面則是對(duì)系統(tǒng)的性能需求進(jìn)行全方位分析，這樣可以確保設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)滿足使用需要。

3.1.1 業(yè)務(wù)需求

對(duì)本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要是為了滿足如下業(yè)務(wù)需求：

（1）信息資源共享。本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠解決不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通問(wèn)題，并滿足大數(shù)據(jù)共享的需要，為不同的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行信息資源訪問(wèn)提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，支持多種傳輸方式，如Web、HTTP等。

（2）由于本文所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)是一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，需要為各類應(yīng)用系統(tǒng)提供信息資源共享服務(wù)，所以應(yīng)當(dāng)為不同的應(yīng)用系統(tǒng)提供一種共享的編程模型，以便開(kāi)發(fā)人員能以簡(jiǎn)單的方式，對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行構(gòu)建，并將之在服務(wù)器上進(jìn)行合理部署。

（3）本系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠?yàn)樾畔①Y源提供安全保障，具體而言，就是要在功能管理上為用戶提供一種安全管理機(jī)制，不僅應(yīng)包含加密和解密，還應(yīng)包含節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證等安全管理功能。

3.1.2 功能需求

滿足業(yè)務(wù)方面的需求是系統(tǒng)構(gòu)建的重要前提，這樣可以保證系統(tǒng)的有效應(yīng)用。除此之外，系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)滿足功能需求，如，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)π畔①Y源進(jìn)行有效匯集，并為信息資源共享提供相應(yīng)的服務(wù)。同時(shí)，系統(tǒng)還應(yīng)滿足認(rèn)證、授權(quán)等功能的統(tǒng)一管理需要，為系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象提供基礎(chǔ)功能服務(wù)。

3.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

3.2.1 先進(jìn)性原則

本系統(tǒng)采用云計(jì)算平臺(tái)、ESB等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，建設(shè)在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中技術(shù)領(lǐng)先的軟硬件支撐平臺(tái)，保證應(yīng)用系統(tǒng)的先進(jìn)性。

3.2.2 實(shí)用性原則

本系統(tǒng)要根據(jù)信息資源的查閱流程，以及系統(tǒng)使用者的使用習(xí)慣與知識(shí)水平，設(shè)計(jì)實(shí)用性較強(qiáng)的操作功能，提高系統(tǒng)操作的快捷性，便于信息資源查詢和管理。

圖1：基于云計(jì)算的信息資源共享管理系統(tǒng)框架示意圖

3.2.3 開(kāi)放性原則

本系統(tǒng)支持應(yīng)用程序的跨平臺(tái)操作，提供數(shù)據(jù)接口，既要保證信息資源在本應(yīng)用程序中的獨(dú)立性，又要保證信息資源與其他應(yīng)用程序系統(tǒng)中的信息具備一定關(guān)聯(lián)性，從而幫助用戶獲取更加全面的信息資源，提高應(yīng)用集成服務(wù)效率。

3.2.4 可靠性原則

本系統(tǒng)采用最前沿、最成熟的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即便是在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，或主機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也能夠快速修復(fù)系統(tǒng)。

3.2.5 安全性原則

本系統(tǒng)采用數(shù)字簽名技術(shù)、防火墻技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)、平臺(tái)安全認(rèn)證技術(shù)等先進(jìn)的信息安全防護(hù)技術(shù)，能夠建立起全方位的安全保障體系，有助于保障信息資源免受破壞。

3.2.6 便捷性原則

本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中采用Web B/S方式，便于用戶直接登錄網(wǎng)絡(luò)就能夠通過(guò)網(wǎng)頁(yè)指引自主獲取信息資源服務(wù)。

4 基于云計(jì)算的信息資源共享管理系統(tǒng)的構(gòu)建

4.1 云計(jì)算的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4.1.1 資源利用率高

云計(jì)算在公共資源池中不斷聚集大量資源，對(duì)這些資源進(jìn)行統(tǒng)籌管理，并以租用的方式為用戶提供資源服務(wù)，能夠大幅度提升資源共享程度和綜合利用效率。從社會(huì)資源配置方面來(lái)看，云計(jì)算實(shí)現(xiàn)了海量資源的按需配置，既避免了資源浪費(fèi)，又降低了部分地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)寬帶峰值荷載，有助于保證主機(jī)資源獲取效率。

4.1.2 設(shè)備依賴度低

云計(jì)算平臺(tái)借助于虛擬化技術(shù)分隔基礎(chǔ)設(shè)備與應(yīng)用軟件，這使得基礎(chǔ)設(shè)施層與軟件層相分離，用戶在使用云計(jì)算平臺(tái)獲取服務(wù)時(shí)無(wú)需關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施層的情況，而只要在虛擬化層中進(jìn)行虛擬操作，就可獲取動(dòng)態(tài)的資源配置服務(wù)，這種服務(wù)對(duì)用戶主機(jī)設(shè)備性能并無(wú)過(guò)高要求。

4.1.3 數(shù)據(jù)安全性高

云計(jì)算平臺(tái)使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)技術(shù)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換技術(shù)，使云計(jì)算平臺(tái)具備數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)能力，能夠?qū)⒃贫瞬煌脩粜畔⑦M(jìn)行隔離，并備份到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)，云計(jì)算平臺(tái)還在數(shù)據(jù)備份的基礎(chǔ)上提供數(shù)據(jù)文件恢復(fù)功能，即使在病毒入侵和黑客攻擊之后，也能找到備份資料還原數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。

4.1.4 可伸縮性強(qiáng)

云計(jì)算平臺(tái)可按照用戶的訪問(wèn)量對(duì)資源池內(nèi)的資源容量進(jìn)行調(diào)整，使其具備規(guī)模可動(dòng)態(tài)伸縮的特點(diǎn)，保證了云平臺(tái)可以滿足用戶日益增長(zhǎng)的資源需求。云平臺(tái)依靠強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算功能，可事先預(yù)估資源規(guī)律性變化，根據(jù)預(yù)估結(jié)果設(shè)定資源分配規(guī)則，按照波動(dòng)的資源需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，可有效滿足非固定需求的資源服務(wù)。

4.1.5 服務(wù)費(fèi)用合理

云平臺(tái)可同時(shí)為大量用戶提供服務(wù)，用戶只需一臺(tái)主機(jī)就可以按照自己的需求在云平臺(tái)上申請(qǐng)服務(wù)，支付相應(yīng)的服務(wù)費(fèi)用，并立即獲取資源服務(wù)，這能夠幫助用戶節(jié)省建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)硬件基礎(chǔ)設(shè)施用于存儲(chǔ)和管理資源所耗費(fèi)的支出。

4.2 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

本系統(tǒng)采用當(dāng)前最為流行的分層結(jié)構(gòu)體系，整個(gè)系統(tǒng)由四個(gè)層次組成，具體如圖1所示。

由圖1中可以清楚的看到，本系統(tǒng)包含了一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，即云計(jì)算中心，系統(tǒng)主要功能全部都是由該層實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層包括三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，服務(wù)層可基于云計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而應(yīng)用層則可對(duì)信息資源進(jìn)行登記，并實(shí)現(xiàn)電子文件共享。

4.3 系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)

4.3.1 云平臺(tái)技術(shù)

本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是以云計(jì)算技術(shù)為支撐。因此，云平臺(tái)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體的設(shè)計(jì)思路如下：由于信息化的發(fā)展速度較快，從而使得系統(tǒng)構(gòu)建需要解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，一是應(yīng)綜合考慮各方面因素，確保信息化建設(shè)及接口定義的規(guī)范性；二是系統(tǒng)要具備良好的可擴(kuò)展性，能夠滿足長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需求，避免重大改動(dòng)造成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本增加。綜上，經(jīng)過(guò)分析，決定采用集中的模式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行部署，為使用單位提供統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)，引入Java架構(gòu)，建立應(yīng)用支撐平臺(tái)，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)展性，并為用戶提供二次開(kāi)發(fā)接口和協(xié)作機(jī)制。

4.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

本系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)選用的是企業(yè)級(jí)服務(wù)器，其中云計(jì)算管理服務(wù)器可為各個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器建立聯(lián)系，用戶可借助云計(jì)算客戶端對(duì)平臺(tái)進(jìn)行管理。為確保相關(guān)業(yè)務(wù)的高效、連續(xù)運(yùn)行，采用光纖通道存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)冗余，保障數(shù)據(jù)鏈路的高品質(zhì)和良好性能。

4.3.3 集中存儲(chǔ)技術(shù)

系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，為在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠完成快速切換，在本次設(shè)計(jì)中引入了集中存儲(chǔ)架構(gòu)體系，這種架構(gòu)最為突出的優(yōu)勢(shì)在于可對(duì)后端共享存儲(chǔ)進(jìn)行快速配置，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的HA及數(shù)據(jù)遷移。云計(jì)算平臺(tái)的支撐軟件為VMware，這是云計(jì)算中較具代表性的操作系統(tǒng)，可在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)完成快速恢復(fù)。

本系統(tǒng)可對(duì)各應(yīng)用服務(wù)器虛擬架構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控和管理，可將一臺(tái)服務(wù)器配置為云計(jì)算管理服務(wù)器，利用VMware DRS，把所有可以利用的資源和預(yù)先定義好的業(yè)務(wù)進(jìn)行協(xié)調(diào)。同時(shí)，可以使用VMotion，對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的虛擬機(jī)進(jìn)行遷移，并在不中斷傳輸?shù)那疤嵯拢瓿蓪?duì)IT環(huán)境的維護(hù)。

4.4 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

由于本系統(tǒng)需要借助云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息資源的共享管理，所以數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須確保數(shù)據(jù)庫(kù)的合理性和可用性，才能使系統(tǒng)的功能和作用得以最大限度地發(fā)揮。在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，采用分層分步驟的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及功能需求，將數(shù)據(jù)庫(kù)劃分為以下幾種類型：電子文件數(shù)據(jù)庫(kù)、電子聲像數(shù)據(jù)庫(kù)和專業(yè)信息資源庫(kù)。

4.5 數(shù)據(jù)交換技術(shù)

在數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，采用面向服務(wù)的架構(gòu)體系，通過(guò)該體系數(shù)據(jù)信息的交換與共享。面向服務(wù)架構(gòu)建成SOA，在該架構(gòu)下，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同的例程進(jìn)行訪問(wèn)。由于SOA公開(kāi)了一個(gè)接口契約，從而使其能對(duì)服務(wù)行為進(jìn)行自定義，并且可以接收并反饋相關(guān)的消息。為便于數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，采用開(kāi)源的Apache CXF。此外，還加入了ESB，即企業(yè)服務(wù)總線，將之與SOA進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息交互。通過(guò)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)消息的快速傳輸，借助中間件技術(shù)和隊(duì)列機(jī)制，完成數(shù)據(jù)交換與共享。監(jiān)控管理中心可為用戶提供編程訪問(wèn)功能。

4.6 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.6.1 登記

（1）申請(qǐng)。將申請(qǐng)界面設(shè)計(jì)成列表形式，包括申請(qǐng)編號(hào)、申請(qǐng)登記時(shí)間、當(dāng)前狀態(tài)、經(jīng)辦人等展現(xiàn)字段。當(dāng)申請(qǐng)流程完成后由系統(tǒng)提交申請(qǐng)，若申請(qǐng)流程未完成，則由申請(qǐng)界面提供的刪除功能將所有信息刪除。

（2）審核。將登記審核界面設(shè)計(jì)成列表形式，包括申請(qǐng)編號(hào)、登記時(shí)間、經(jīng)辦人、詳細(xì)功能等字段。在該頁(yè)面中還包括電子業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)情況表、電子文件等級(jí)表、資料上報(bào)表以及操作流程記錄。上述各表以附件形式存儲(chǔ)在審核界面，用戶可在審核界面下載附件資料，或直接查閱附件資料。

（3）備份管理。備份管理是對(duì)已有數(shù)據(jù)資料從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)拷貝到另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括數(shù)據(jù)報(bào)送、校驗(yàn)、審批、利用等內(nèi)容，每次上報(bào)數(shù)據(jù)之前設(shè)置數(shù)據(jù)類型。根據(jù)上傳數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，選擇業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、數(shù)字化文件、電子公文等類型，以便于數(shù)字資源歸類管理。

（4）數(shù)據(jù)報(bào)送。在數(shù)據(jù)報(bào)送界面提供電子文件備份情況查詢與打印功能以及數(shù)據(jù)上傳功能。在數(shù)據(jù)備份中，可對(duì)備份文件標(biāo)注頁(yè)面。在數(shù)據(jù)上傳過(guò)程中，采用文件傳輸協(xié)議進(jìn)行上傳，使其具備跟蹤上傳進(jìn)度、刪除上傳數(shù)據(jù)或綁定上傳數(shù)據(jù)的功能。

4.6.2 電子文件共享

電子文件是信息資源的重要組成部分，它的共享可以通過(guò)如下方式予以實(shí)現(xiàn)：用戶可輸入需要檢索的關(guān)鍵詞，系統(tǒng)會(huì)從信息資源共享中心索引庫(kù)中進(jìn)行自動(dòng)檢索，并將檢索結(jié)果反饋給用戶。同時(shí)，用戶可指定相關(guān)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，系統(tǒng)會(huì)從索引文件中找出相關(guān)數(shù)據(jù)反饋給用戶。

4.6.3 系統(tǒng)應(yīng)用

本文開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)在某黨政機(jī)關(guān)的數(shù)字檔案室內(nèi)進(jìn)行了應(yīng)用：

（1）登錄首頁(yè)。登錄系統(tǒng)頁(yè)面對(duì)用戶的合法性進(jìn)行認(rèn)證，按用戶權(quán)限提供功能模塊，首頁(yè)模塊能夠?qū)n案單位的基本信息進(jìn)行發(fā)布，具體功能如下：信息發(fā)布、查閱、全宗卷。

（2）數(shù)據(jù)管理。用戶可進(jìn)入數(shù)據(jù)管理頁(yè)面，可在該頁(yè)面進(jìn)行檔案數(shù)據(jù)編輯，并且能夠?qū)⒕庉嫼玫臋n案進(jìn)行歸檔。同時(shí)用戶可通過(guò)輸入關(guān)鍵詞，對(duì)檔案信息進(jìn)行檢索。

（3）數(shù)據(jù)備份管理。包括數(shù)據(jù)報(bào)送及再利用兩個(gè)方面的功能，在檔案數(shù)據(jù)成功備份之后，用戶可以使用再利用功能，向檔案室發(fā)出申請(qǐng)，經(jīng)同意后，可對(duì)檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。

（4）文件共享中心。當(dāng)用戶登錄共享中心后，主頁(yè)面上有文字提示“您可在此處對(duì)XX地市縣機(jī)關(guān)檔案室開(kāi)放的檔案資料進(jìn)行查詢”，用戶只需要在“搜索條件”中輸入需要查詢的檔案名稱，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，并將找到的檔案反饋給用戶。

5 結(jié)論

綜上所述，在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代到來(lái)的今天，信息化已經(jīng)成為一種全球性的發(fā)展趨勢(shì)，其在推動(dòng)社會(huì)變革中起著不可替代的作用。云計(jì)算平臺(tái)的出現(xiàn)為信息化的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，為信息資源的共建共享奠定了基礎(chǔ)。在這一前提下，應(yīng)當(dāng)基于云計(jì)算，構(gòu)建信息資源共享管理系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，進(jìn)一步提升信息資源的共享效率，并使有價(jià)值的信息能夠在各個(gè)領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。