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基于云计算的建设工程职称服务系统设计与实现

来源: ca888亚洲娱乐城 时间: 2017-07-18 09:57 阅读: 次 【加入收藏

   摘要:该文结合安徽省住房和城乡建设管理部门的实际需求,提出了基于云计算技术开发建设工程职称管理服务平台的方案,描述了平台框架结构以及"云"实现策略,分析了平台的性能特点.利用云技术,解决了资源共享、大数据存储及分析能力不足的问题.

 
  关键词:云计算;建设工程;职称管理
 
  1.概述
 
  1.1.云计算技术概述
 
  云计算技术从某种意义上来说,是一种新的IT服务交付方式,是网格化计算、虚拟化、网络存储、负载均衡等各种成熟信息技术统一融合的最终产物,致力于解决网络平台中的通讯、存储和资源利用等方面的问题.云计算技术依托于计算机网络,运用服务器虚拟化技术和分布式文件存储等技术,将网络中分布在各地的存储设备、运算设备和软件应用等资源整合起来,以服务的形式提供给用户,并且可以随着用户需求的变化,动态地扩展和配置软硬件资源,以满足用户的需求,实现资源的共享和按需分配.最终使传统的用户终端(PC、移动设备)简化成一个单纯的数据交互媒介,按需享受"云"的强大计算处理能力[1].用户无需去关心"云"底层的核心实现技术.
 
  云计算的主要特点有:
 
  1)资源虚拟化.云计算支持用户在任意地理位置、使用各种终端获取软件应用服务,而无需关心应用运行的具体环境.对用户来说,所请求的资源均来自"云"端,而不是有形的实体设备.这也简化了软件应用的普及和推广过程.
 
  2)高可靠性."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服务的高可靠性,从数据安全角度上来说使用云计算服务比使用本地计算机更为可靠.
 
  3)通用性:"云"底层的数据存储机制和分布式处理策略,决定其能够有效支持业界大多数的主流应用,并且一个"云"可以部署运行多个不同类型应用.
 
  4) 完善的运行维护机制.云计算平台交由专业人员进行数据信息的管理与保存,严格的权限管理策略可以保证数据信息的高度安全.
 
  1.2 系统需求描述
 
  根据国家相关部委相关规定,以及安徽省职称改革工作领导小组关于建设工程高级专业技术职务任职资格评审的相关要求,为满足建设工程高级专业技术人员职称申报的标准化、规范化需要,急需建设一套全省建设工程职称管理服务平台(以下简称服务平台).在调研现有同类系统的开发机制和用户评价后,发现其都存在对海量数据的存储、处理和分析能力不足的问题,因此,采用新的开发技术,在新型的云平台上构建此类职称管理服务平台就成为一种趋势.
 
  服务平台是安徽省住房和城乡建设管理部门完成对全省建设工程专业技术人员网上申报职称的接件、审核、评审、发证,历次申报情况、相关资格证书的查询,下发文件通知等工作的平台.用户使用服务平台,可以实时查看申报职称事项的办理动态、管理部门的评审意见以及下发的文件通知、本人已获得的职称信息等.该系统将减轻工作人员的劳动强度,提升政府办事效率,提升公众服务水平[2].角色分为专业技术人员、专业技术人员所在单位、市级住建主管部门、市级人社部门、省级住建主管部门、行业专家、省级人社部门七大类.
 
  职称申报管理系统软件实现的主要功能如图1所示.
 
 
 
  2 基于云计算技术的系统框架
 
  建设基于云计算技术的服务平台,其关键技术是将云计算平台作为系统的基础平台,然后基于云计算平台实现整个服务平台的基本功能.
 
  云计算技术提供三个层次的服务:一是基础设施即服务(IaaS),由底层的硬件或虚拟机资源构成,提供计算、存储和网络通讯等资源;二是平台即服务(PaaS),构建在基础设施之上,为程序员提供的云应用软件开发平台;三是软件即服务(SaaS),是软件供应商将研制开发的软件应用部署在云端服务器上,以在线的形式提供给用户,用户通过Web获取服务.从技术层面来说,这三种层次之间是存在着依赖关系[3].在这里,我们分析云计算的服务层次及职称服务平台的基本功能,描述出"云"计算和职称管理系统融合后的平台框架,如图2所示.基于云计算的职称管理服务平台架构分为基础设施层、云计算平台层、具体应用层.此处的层次划分大致对应于云计算的三个服务层次.基础设施层:是整个架构的支撑层,利用虚拟机技术在物理硬件资源的基础之上引入虚拟化层.虚拟化层对底层硬件设备进行管理,向上提供计算、存储和网络通讯等虚拟资源,从而屏蔽底层物理硬件的复杂特性,支持硬件资源的共享和复用,并承担数据存取和用户服务请求的调度任务,同时为管理员提供硬件资源和软件资源的集中管理.云计算平台层:构建在基础设施层之上,面向系统开发人员,为开发基于云计算的应用软件提供公用API、分布式数据库系统、文件系统和开发工具等.应用层:使用云计算平台层提供的API插件开发出职称管理系统软件,实现职称管理的各功能模块,基于SaaS的实现原理提供与职称管理相关的服务.为保证应用层结构清晰,并提高系统的可维护性,采用分层逻辑的设计思想将应用层的数据访问层、业务逻辑层与表现层分开[4].由于申报管理系统部署在云端,系统用户(职称申报管理部门、职称申报人员)在客户端只需使用安装有Web浏览器、支持相关网络协议的终端,即可使用软件相关功能,享受云计算技术提供的大容量数据存储、无限计算能力和无缝接入服务.
 
 
 
  3 系统实现
 
  云计算和云存储的具体实现,需要分布式计算开发平台的支持,实现动态的调用系统的软硬件资源,云计算软件开发平台可以根据实际需求,选择不同的版本.常见的如Amazon的AWS、微软的Windows Azure Platform、Google的Google Apps与文件系统GFS(Google File System等[5].在职称管理系统"云"平台搭建过程中,采用的是开源分布式计算框架Hadoop,该平台源于Google的技术,可以部署于由低端服务器或普通PC机组成的集群系统上,大大节约了建设成本,易于实现.
 
  Hadoop 由两项关键服务构成:采用HDFS 文件系统(Ha?doop分布式文件系统)的海量数据存储服务[6],以及利用Ma?pReduce开发技术的高性能并行数据处理服务,与Google公司研发的GFS框架类似.在掌握一些基本操作后,系统开发人员就可以快速开发出分布式程序,充分利用云计算的高速运算和安全存储.综上所述,Hadoop是一个可以更便捷开发和运行处理海量数据的软件开发平台[7].由于职称申报管理系统涉及大量个人隐私数据和政府内部信息资料,首要考虑的因素是数据安全性,因此选择基于Hadoop和Linux系统,采用"完全分布式"方式搭建一个内部"私有云". HDFS 集群采用主从式架构,基本应包含一个NameNode(控制节点)和多个DataNode(数据节点).我们的集群由多台服务器搭建,其中2 台作为Na?meNode 节点,1 台作为Jobtracker 节点,其余的作为DataNode节点. 每个节点服务器安装的操作系统均为Linux,Hadoop 版本为2.5,jdk 版本为1.7(Hadoop基于Java开发).Hadoop云平台中相关集群和节点的基本配置如图3 所示:在此,为防范未知风险,采用两个NameNode节点的配置方案. 其中一个处于实际工作态,即为主Namenode节点(该节点服务器通常会驻留NameNode和JobTracker的守护进程),另一个处于值班状态,备用NameNode 实时同步主NameNode 的运行状态.此外,数据节点中配置Zookeeper分布式锁服务,用于监听NameNode 状态,在NameNode 暂停运行时快速切换到备用态NameNode,防止因 NameNode 宕机而出现整个申报管理系统的崩溃. Jobtracker 负责集群中所有资源的统一管理和分配,它接收各节点汇报上来的与职称申报相关的数据信息,并把这些信息按照一定的策略分配给各部门、各相关单位和申报个人所使用的客户终端.
 
 
 
  4 服务平台性能
 
  基于云计算技术的服务平台相比于传统开发技术的职称管理服务平台具有如下特点:
 
  1) 服务平台具有较高的可靠性.云计算的存储方案为数据资源提供了完善的映像管理,实现了信息的多副本冗余备份,它在提高数据访问性能的同时,使得申报上来的各项职称数据准确无误;用户数据存储在服务器端,管理系统的应用程序在服务器端运行,计算由服务器端来处理.另外,服务分布在不同的服务器上,任何节点出现问题将会自动转至其他节点运行,保证了计算的延续性,系统的崩溃概率降至最小.
 
  2) 服务平台具有较高的可扩展性.云计算的虚拟化技术带来资源的弹性调度分配,可以很好地进行动态资源的分配,理论上可以无限扩展,不存在资源匮乏的问题.职称申报工作是一项阶段性工作,如果一次性购置大量服务器设备,难免会导致资源浪费,云计算技术可以很好地解决了这个矛盾.职称申报用户数量在某年份的阶段性激增,以及数据内容的不断丰富,对计算和存储资源都提出阶段性需求,技术人员可以对"云"动态扩容以满足需要[8].
 
  3) 便于信息共享与大数据分析.通过云计算平台,可将建设工程专业技术人员高级职称申报相关信息统一整合到一起,方便行政主管部门和从业企业在开展行政审批、招标投标、信用评级、市场监管、信息公开等工作时,及时有效地认定企业资格.
 
  4)降低系统构建成本,性价比高.节约成本,性价比高.云计算技术特殊的容错措施,使得构建云计算平台可以采用普通PC来代替价格昂贵的大型机.
 
  5 服务平台的安全性设计
 
  需要注意的是,采用云计算技术实现的安徽省建设工程职称管理服务平台,其虚拟化资源管理机制对网络性能等提出了更高的要求,在依赖高数据带宽保障的同时,也对网络的稳定性提出了更严格的要求.另外,如果将用户的数据存放在公用云的云端服务器中,对于数据的保护,特别是数据安全将是系统面临的一大难题.目前采用的"私有云"方案配置有防火墙,可以对数据安全性进行有效控制,但缺点是构建成本较高.目前综合二者的优化方案是"混合云",可以在私有云的私密性与公有云的灵活、成本低廉之间做相应的平衡,但建设成本和技术难度将大大提高[9].
 
  6 总结
 
        利用云计算技术协同工作的计算模式和强大的信息处理能力,将其融合到职称管理服务平台开发中,对于解决当前该类型系统存在的诸多问题提供了新的思路.
 
  参考文献:
 
  [1] SUN 云计算架构介绍白皮书[EB/OL]. http://developers.sun.com.cn/blog/functionalca/resource/sun_353cloudcomputing_chi?nese.pdf.
  [2] 宋东方.政府项目实施的管理研究[D].北京:对外经济贸易大学,2006.
  [3] 吴朱华. 云计算核心技术剖析[M].北京:人民邮电出版社,2009:27-38.
  [4] 冯登国,张敏,张妍,徐震.云计算安全研究[J].软件学报,2011,22(1):71-83.
  [5] Cloud Security Alliance (in Chinese). [EB/OL]http://www.cloud?securityalliance.org.
  [6] 刘越.云计算综述与移动云计算的应用研究[J].移动通信技术,2010(2):14-20.
  [7] 陆嘉恒.分布式系统及云计算概论[M].北京:清华大学出版社,2011:107-113.
  [8] 徐红丽.云计算技术在高校图书信息系统中的应用研究[J].科技信息,2010(23):243-244.
  [9] 时晓星.云计算资源管理机制的研究[D].长春:长春工业大学,2012.