基于云计算的资源共享平台的设计与实现
马睿+李丽芬+刘佩贤+范明军
摘 要： 分布式存储的资源共享平台无法满足海量网络资源共享的实时性和稳定性需求，针对该现象，提出基于云计算的资源共享平台，分析云计算平台的总体架构，其由一个运营控制平台以及多个资源管理平台构成。设计的云计算资源共享平台的模块包括计算资源模块、存储资源模块以及网络资源模块。重点实现计算资源模块和存储资源模块，给出了计算资源模块中的虚拟机申请和虚拟机访问流程。实验结果表明，所设计的云计算资源共享平台可提高运算资源的利用率以及稳定性。
关键词： 云计算； 资源共享； 资源模块； 总体架构
中图分类号： TN911?34； TP31 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0015?03
Abstract： As the resource sharing platform for distributed storage can′t meet the real?time and stability demands of the massive network resource sharing， a resource sharing platform based on cloud computing is proposed. The overall architecture of cloud computing platform is analyzed， which is composed of an operating control platform and multiple resource management platforms. The cloud computing resource sharing platform module includes computing resource module， storage resource module and network resources module. The computing resource module and storage resource module are elaborated emphatically. The virtual machine application and accessing flow in computing resource module are given. The experimental results show the designed cloud computing resource sharing platform can improve the utilization and stability of computing resources.
Keywords： cloud computing； resource sharing； resource module； overall architecture
随着网络技术的快速发展，人们对网络资源的应用性不断提升。传统分布式资源共享平台无法满足海量资源共享的实时性和稳定性需求。而云计算具有海量存储以及高效率运算性能，可确保用户在云计算环境下的收益[1]。因此，设计基于云计算的资源共享平台，能够实现资源共享和按需分配，增强资源管理的效率和平稳性。
1 基于云计算的资源共享平台的设计
1.1 总体架构设计
云计算资源共享平台包括一个运营控制平台以及多个资源管理平台，运营控制平台实现不同云服务的运营，完成云计算不同类型资源的控制。运营控制平台包括用户应用、服务运营、资源控制等内容[2]。用户采用自服务接口Portal完成用户注册、服务订购以及资源使用等功能。运营控制人员采用运营控制接口Portal对用户、资源模块以及系统进行控制。
资源管理平台采用虚拟机接口控制虚拟机资源实施，采用分布式文件接口控制分布式文件存储资源[3]，采用不同类型部件接口控制不同类型的部件资源，极大增强了资源共享平台的运行效率。
1.2 资源共享平台的模块设計
资源共享平台包括了云服务需求的不同类型资源模块，主要有计算资源模块、存储资源模块以及网络资源模块。资源共享平台的模块如图1所示。
2 基于云计算的资源共享平台的实现
2.1 计算资源模块的实现
计算资源模块包括虚拟机、X86物理机以及小型机。通过差异承载业务分析方法运算服务器的资源需求，按照当前部件的功能定位以及负载状态[4]，在资源管理平台中采用相应类型的虚拟机完成承载。
计算机资源业务由虚拟机请求、虚拟机访问以及虚拟机备份构成。用户按照自身需求在资源共享平台内实施资源的申请，基于需求将合理的虚拟机数量以及类型当成申请传递到资源管理平台中，完成申请虚拟机服务。用户完成虚拟机申请后，能够登录虚拟机实现相关的访问。
2.1.1 虚拟机申请流程
云计算资源共享平台的用户向运行控制平台传递出申请虚拟机请求，运行控制平台向资源管理平台传递塑造申请，资源管理平台产生资源订单。资源管理平台按照用户申请划分合理的资源，对虚拟化申请以及网络实施部署[5]。运营控制平台基于固定时间将检索虚拟机状态的申请传递到资源管理平台中，平台对这些申请进行响应。如果运营控制平台可塑造虚拟机信息[6]，则说明资源管理平台完成了虚拟机申请资源的划分，并将完成申请的虚拟机信息记录下来。虚拟机申请实现流程如图2所示。
2.1.2 虚拟机访问流程
采用运营控制平台实现用户在云计算资源共享平台内的虚拟机访问过程[7]。运营平台形成资源共享平台的访问页面地址，用户采用改地址对平台的操作页面进行访问。用户在资源管理平台操作页面中输入操作申请，平台基于相应的申请实现用户的操作。资源共享平台采用运营控制平台返回用户的操作结果，并将结果呈现在用户操作页面中。虚拟机访问实现流程如图3所示。
2.2 存储资源模块实现
分布式文件存储系统在X86服务器集群中存储资源，其通过冗余存储手段增强存储数据的稳定性，为一份数据存储多个副本[8]。该存储系统采用通用文件访问接口，实现文件目标处理和文件访问，具有较高的吞吐率。分布式文件存储系统主要包括块存储和对象存储两种手段。其中块存储是一种核心的存储手段[9]，其可向用户提供块形式的存储区域，从用户的虚拟机操作系统中加载和卸载块部件。块存储资源模块由存储种类、存储大小、存储时间等信息块构成。块存储资源模板数据项设置Template ID用于描述块存储资源模板序号，Resource Type表示资源种类，Measure Mode表示基于时长计量，Template Desc表示块存储的卷空间大小，Create Time表示塑造块存储模块的时间格式，Resource Info表示资源信息，Grade表示资源等级。分布式文件系统中块存储资源模板配置使用XML格式描述，编写资源实例时采用设置的数据项[10]，通过Unix操作系统定义的字段实施调用。
3 实验测试与结果分析
实验创建的资源共享平台由内存分别是2 GB，4 GB，6 GB以及8 GB的虚拟机、一台内存高于4 GB的主服务器以及安装Windows 7操作系统的客户端构成。实验分别采用本文设计的云计算资源共享平台以及分布式资源共享平台，对创建的资源共享平台进行资源管理。通过HttpAnalyzer检测工具采集数据，验证本文平台的优越性。
3.1 OA响应时间
實验检测本文平台和分布式资源共享平台，访问实验资源共享平台OA首页以及公文的时间，结果如图4、图5所示。
分析图4可得，访问OA首页过程中，对于大规模信息量的响应时间较高，采用本文平台耗费的时间远远低于分布式资源共享平台。主要是因为分布式资源共享平台中全部模块处于相同的服务器中，请求调用OA首页的数据为变换时间。而本文设计的云计算资源共享平台中各模块在对应的虚拟机中，大大降低了模块间相互调用耗费的时间。并且分开部署的虚拟机能够降低模块间的相关干扰，增强资源的使用率。从图5描述的两种平台OA公文访问时间对比结果可以看出，本文平台访问OA公文时间低于分布式资源共享平台，并且当用户数量大幅度提升时，本文平台的访问效率也逐渐增加。
3.2 CPU占有率
基于检测数据能够获取两种平台的CPU占有率对比结果，如图6所示。从图6中能够得出，相对于分布式资源共享平台，本文平台具有更低的CPU占有率，并且具有较高的稳定性。说明云计算资源共享平台能够优化系统的CPU应用情况，合理调控服务器申请，高效率完成任务。
3.3 网络流速
实验基于检测数据对比两种资源共享平台的网络流速，如图7所示。从图7能够得出，本文设计的云计算资源共享平台的网络流速高于分布式资源共享平台，说明本文资源共享平台具备较高的承载性能和稳定性。
4 结 论
本文设计了基于云计算的资源共享平台，实验验证了该平台能够提高运算资源的利用率以及云服务的平稳性。
参考文献
[1] 詹增荣，钟闰禄.基于云计算的教学资源库的建设与共享研究[J].广州职业教育论坛，2015，14（4）：28?31.
[2] 叶良艳，江国粹.基于云计算模式下高校教学资源共享平台多方位安全防御策略研究[J].电脑知识与技术，2015，11（28）：59?60.
[3] 徐守萍.基于云计算经管类高校教育资源云平台研究[J].福建电脑，2016，32（5）：172?173.
[4] 周显明，李建军，王莉华，等.基于云计算的测试公共服务平台设计技术[J].微型机与应用，2015，34（4）：14?16.
[5] 马彦图.云计算技术在农业信息共享服务平台中的应用[J].西安工程大学学报，2016，30（4）：494?497.
[6] 熊均清，季亚文.基于云计算的高职图书馆信息资源共享策略[J].北京市经济管理干部学院学报，2016，31（2）：77?80.
[7] 刘屹.基于云计算环境下的教育信息化资源平台分析与设计[J].福建电脑，2016，32（8）：35?36.
[8] 郭炜杰，彭慧.基于云计算的教育资源共享平台的研究[J].电脑知识与技术，2015，11（29）：103?104.
[9] 李华平，许鹏，胡晓明.基于云计算的高职院校优质教学资源共享平台的构建[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2016，15（2）：56?60.
[10] 王琛灿，孟罡，张帆，等.基于云计算的教育技术资源共享平台构建[J].科学家，2016，4（4）：16.
摘 要： 分布式存储的资源共享平台无法满足海量网络资源共享的实时性和稳定性需求，针对该现象，提出基于云计算的资源共享平台，分析云计算平台的总体架构，其由一个运营控制平台以及多个资源管理平台构成。设计的云计算资源共享平台的模块包括计算资源模块、存储资源模块以及网络资源模块。重点实现计算资源模块和存储资源模块，给出了计算资源模块中的虚拟机申请和虚拟机访问流程。实验结果表明，所设计的云计算资源共享平台可提高运算资源的利用率以及稳定性。
关键词： 云计算； 资源共享； 资源模块； 总体架构
中图分类号： TN911?34； TP31 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0015?03
Abstract： As the resource sharing platform for distributed storage can′t meet the real?time and stability demands of the massive network resource sharing， a resource sharing platform based on cloud computing is proposed. The overall architecture of cloud computing platform is analyzed， which is composed of an operating control platform and multiple resource management platforms. The cloud computing resource sharing platform module includes computing resource module， storage resource module and network resources module. The computing resource module and storage resource module are elaborated emphatically. The virtual machine application and accessing flow in computing resource module are given. The experimental results show the designed cloud computing resource sharing platform can improve the utilization and stability of computing resources.
Keywords： cloud computing； resource sharing； resource module； overall architecture
随着网络技术的快速发展，人们对网络资源的应用性不断提升。传统分布式资源共享平台无法满足海量资源共享的实时性和稳定性需求。而云计算具有海量存储以及高效率运算性能，可确保用户在云计算环境下的收益[1]。因此，设计基于云计算的资源共享平台，能够实现资源共享和按需分配，增强资源管理的效率和平稳性。
1 基于云计算的资源共享平台的设计
1.1 总体架构设计
云计算资源共享平台包括一个运营控制平台以及多个资源管理平台，运营控制平台实现不同云服务的运营，完成云计算不同类型资源的控制。运营控制平台包括用户应用、服务运营、资源控制等内容[2]。用户采用自服务接口Portal完成用户注册、服务订购以及资源使用等功能。运营控制人员采用运营控制接口Portal对用户、资源模块以及系统进行控制。
资源管理平台采用虚拟机接口控制虚拟机资源实施，采用分布式文件接口控制分布式文件存储资源[3]，采用不同类型部件接口控制不同类型的部件资源，极大增强了资源共享平台的运行效率。
1.2 资源共享平台的模块设計
资源共享平台包括了云服务需求的不同类型资源模块，主要有计算资源模块、存储资源模块以及网络资源模块。资源共享平台的模块如图1所示。
2 基于云计算的资源共享平台的实现
2.1 计算资源模块的实现
计算资源模块包括虚拟机、X86物理机以及小型机。通过差异承载业务分析方法运算服务器的资源需求，按照当前部件的功能定位以及负载状态[4]，在资源管理平台中采用相应类型的虚拟机完成承载。
计算机资源业务由虚拟机请求、虚拟机访问以及虚拟机备份构成。用户按照自身需求在资源共享平台内实施资源的申请，基于需求将合理的虚拟机数量以及类型当成申请传递到资源管理平台中，完成申请虚拟机服务。用户完成虚拟机申请后，能够登录虚拟机实现相关的访问。
2.1.1 虚拟机申请流程
云计算资源共享平台的用户向运行控制平台传递出申请虚拟机请求，运行控制平台向资源管理平台传递塑造申请，资源管理平台产生资源订单。资源管理平台按照用户申请划分合理的资源，对虚拟化申请以及网络实施部署[5]。运营控制平台基于固定时间将检索虚拟机状态的申请传递到资源管理平台中，平台对这些申请进行响应。如果运营控制平台可塑造虚拟机信息[6]，则说明资源管理平台完成了虚拟机申请资源的划分，并将完成申请的虚拟机信息记录下来。虚拟机申请实现流程如图2所示。
2.1.2 虚拟机访问流程
采用运营控制平台实现用户在云计算资源共享平台内的虚拟机访问过程[7]。运营平台形成资源共享平台的访问页面地址，用户采用改地址对平台的操作页面进行访问。用户在资源管理平台操作页面中输入操作申请，平台基于相应的申请实现用户的操作。资源共享平台采用运营控制平台返回用户的操作结果，并将结果呈现在用户操作页面中。虚拟机访问实现流程如图3所示。
2.2 存储资源模块实现
分布式文件存储系统在X86服务器集群中存储资源，其通过冗余存储手段增强存储数据的稳定性，为一份数据存储多个副本[8]。该存储系统采用通用文件访问接口，实现文件目标处理和文件访问，具有较高的吞吐率。分布式文件存储系统主要包括块存储和对象存储两种手段。其中块存储是一种核心的存储手段[9]，其可向用户提供块形式的存储区域，从用户的虚拟机操作系统中加载和卸载块部件。块存储资源模块由存储种类、存储大小、存储时间等信息块构成。块存储资源模板数据项设置Template ID用于描述块存储资源模板序号，Resource Type表示资源种类，Measure Mode表示基于时长计量，Template Desc表示块存储的卷空间大小，Create Time表示塑造块存储模块的时间格式，Resource Info表示资源信息，Grade表示资源等级。分布式文件系统中块存储资源模板配置使用XML格式描述，编写资源实例时采用设置的数据项[10]，通过Unix操作系统定义的字段实施调用。
3 实验测试与结果分析
实验创建的资源共享平台由内存分别是2 GB，4 GB，6 GB以及8 GB的虚拟机、一台内存高于4 GB的主服务器以及安装Windows 7操作系统的客户端构成。实验分别采用本文设计的云计算资源共享平台以及分布式资源共享平台，对创建的资源共享平台进行资源管理。通过HttpAnalyzer检测工具采集数据，验证本文平台的优越性。
3.1 OA响应时间
實验检测本文平台和分布式资源共享平台，访问实验资源共享平台OA首页以及公文的时间，结果如图4、图5所示。
分析图4可得，访问OA首页过程中，对于大规模信息量的响应时间较高，采用本文平台耗费的时间远远低于分布式资源共享平台。主要是因为分布式资源共享平台中全部模块处于相同的服务器中，请求调用OA首页的数据为变换时间。而本文设计的云计算资源共享平台中各模块在对应的虚拟机中，大大降低了模块间相互调用耗费的时间。并且分开部署的虚拟机能够降低模块间的相关干扰，增强资源的使用率。从图5描述的两种平台OA公文访问时间对比结果可以看出，本文平台访问OA公文时间低于分布式资源共享平台，并且当用户数量大幅度提升时，本文平台的访问效率也逐渐增加。
3.2 CPU占有率
基于检测数据能够获取两种平台的CPU占有率对比结果，如图6所示。从图6中能够得出，相对于分布式资源共享平台，本文平台具有更低的CPU占有率，并且具有较高的稳定性。说明云计算资源共享平台能够优化系统的CPU应用情况，合理调控服务器申请，高效率完成任务。
3.3 网络流速
实验基于检测数据对比两种资源共享平台的网络流速，如图7所示。从图7能够得出，本文设计的云计算资源共享平台的网络流速高于分布式资源共享平台，说明本文资源共享平台具备较高的承载性能和稳定性。
4 结 论
本文设计了基于云计算的资源共享平台，实验验证了该平台能够提高运算资源的利用率以及云服务的平稳性。
参考文献
[1] 詹增荣，钟闰禄.基于云计算的教学资源库的建设与共享研究[J].广州职业教育论坛，2015，14（4）：28?31.
[2] 叶良艳，江国粹.基于云计算模式下高校教学资源共享平台多方位安全防御策略研究[J].电脑知识与技术，2015，11（28）：59?60.
[3] 徐守萍.基于云计算经管类高校教育资源云平台研究[J].福建电脑，2016，32（5）：172?173.
[4] 周显明，李建军，王莉华，等.基于云计算的测试公共服务平台设计技术[J].微型机与应用，2015，34（4）：14?16.
[5] 马彦图.云计算技术在农业信息共享服务平台中的应用[J].西安工程大学学报，2016，30（4）：494?497.
[6] 熊均清，季亚文.基于云计算的高职图书馆信息资源共享策略[J].北京市经济管理干部学院学报，2016，31（2）：77?80.
[7] 刘屹.基于云计算环境下的教育信息化资源平台分析与设计[J].福建电脑，2016，32（8）：35?36.
[8] 郭炜杰，彭慧.基于云计算的教育资源共享平台的研究[J].电脑知识与技术，2015，11（29）：103?104.
[9] 李华平，许鹏，胡晓明.基于云计算的高职院校优质教学资源共享平台的构建[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2016，15（2）：56?60.
[10] 王琛灿，孟罡，张帆，等.基于云计算的教育技术资源共享平台构建[J].科学家，2016，4（4）：16.
