云计算在物联网上的应用研究(3)
时间:2016-12-23 12:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
3.1 高校信息化发展现状 多数高校都已具备校园网， 有些高校经多次改造，校园网已具有相当规模。例如, 周口师范学院经过校园网的再次改造, 校园网已实现双核心和万兆主干的骨干网络平台。这为实现智慧校园[3] ( Smart Campus) 奠定了基础。同时, 高校实验楼的各个实验室、各学院实验室、计算中心、各个自主学习网络机房、高校用于办公的计算机以及教师与学生的个人用电数量庞大，具备了实现智慧校园( Smart Campus) 的硬件条件。但是，资源共存有局限性, 由于不同的院系之间往往会采用不同的操作环境和不同的软件系统, 导致资源的共享难以实现, 存在孤岛现象。高校不同院系之间存在着资源利用和分配不协调的问题。为实现一些复杂的科学技术以及实验研究而投入的庞大复杂的硬件设施需要较高的投资和文护成本。然而资源利用率普遍偏低,资源使用不均衡，忙时的应用需求对服务器配置提出了很高要求, 而在非忙时资源就呈闲置状态。为改变这一现状, 促进高校跨越式发展, 应利云计算、虚拟化技术, 构建校园云( The Cloud of Campus) , 结合物联网技术, 实现智慧校园( Smart Campus) 。 3.2 校园云( The Cloud of Campus) 云的规模可以动态伸缩, 校园云( The Cloud of Campus)满足应用和用户规模增长的需要。校园云使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障数据的高可靠性。校园云对于各种信息需求提供的最大好处在于瘦终端( thin monitor) 。利用虚拟化[3]技术将各种资源集合在一起, 提供一个巨大的资源池, 进行动态伸缩调整, 便可显著提高资源的利用率。利用高校已有资源, 利用云计算及虚拟化技术, 整合现有资源, 在不投入大型设备的前提下, 实现复杂的科学计算、实验研究、海量数据挖掘、大规模分布式存储, 使资源动态伸缩调整, 实现超级计算机的性能。 3.2.1 校园云( The Cloud of Campus) 的架构 校园云( The Cloud of Campus) 为典型的云架构[4], 基础技术主要有面向服务架构( Service-Oriented Architecture, SOA)和虚拟化。大体上可以将校园云分为3个基本层次: 基础设施( Infrastructure) 层、平台( Platform) 层和应用( Application)层, 架构层次示意图, 如图1所示。 图1 校园云( The Cloud of Campus ) 的架构层次示意图 在着手建立校园云( The Cloud of Campus) 之前, 要进行硬件资源梳理分类, 根据不同机器特点分为: 主服务器和监控服务器、应用节点服务器和存储节点服务器、计算节点服务器。校园云系统构架图如图2 所示。 图2 校园云( The Cloud of Campus) 系统构架图 3.2.2 基础设施层 要搭建校园云( The Cloud of Campus) , 首先面对的是大规模的硬件资源, 这些硬件设施通过校园网相互连接。为了能实现高层次的资源管理逻辑, 必须对硬件资源进行虚拟化。虚拟化的过程一方面屏蔽掉硬件产品上的差异, 另一方面对每一种硬件资源提供统一的管理逻辑和接口。虚拟化作为校园云( The Cloud of Campus) 的支撑基础,是校园云构架的关键组成模块。虚拟化技术打破了物理结构之间的壁垒, 代表着把物理资源转变为逻辑可管理资源的必然趋势。将高校硬件资源整合形成资源池, 实现资源动态分配、动态负载均衡, 提高资源利用率, 从而达到节能, 实现低碳。同时, 利用虚拟化技术对数据冗余备份, 实现系统的零宕机迁移( zero down time migration) 、备份和快速灾难恢复, 以保证数据安全。 计算资源的集中是通过虚拟化技术来实现的。虚拟化是校园云架构的一种基础性设计技术。虚拟化允许将服务器、存储设备和其他硬件视为一个资源池, 而不是离散系统, 这样就可以根据需要来分配这些资源。虚拟化既可以将单个服务器视为多个虚拟服务器和群集[4] (clustering) , 又可以把多个服务器视为单个服务器。校园云基础设施层如图3 所示。 (责任编辑：qin) |