云计算与信息资源共享管理机制

文/钟瑛

云计算是以虚拟化技术为基础形成的一种新型网络应用模式。云计算必须在互联网的状态下对计算机资源进行汇集和管理，借助超级计算模式为用户提供数据存储、网络计算、资源共享等服务，进而提高互联网资源的利用效率。云服务厂商提供IT基础设施服务，用户可以按照自己的使用需求，租用基础设施，支付云计算平台服务费。云计算的出现为信息资源共享管理目标的实现提供了可能。借此，本文就云计算与信息资源共享管理展开研究。

1 云计算的概念

云计算是以虚拟化技术为基础形成的一种新型网络应用模式。从广义上来讲，云计算是一种按照网络需求扩展，实现所有网络服务增加、分配与使用的应用模式，其中涉及互联网、信息技术等服务；从狭义上来讲，云计算是指通过信息技术基础设施交付使用的一种应用模式，需要按照网络需求对硬件、平台和软件资源进行分配。云计算必须在互联网的状态下对计算机资源进行汇集和管理，借助超级计算模式为用户提供数据存储、网络计算、资源共享等服务，进而提高互联网资源的利用效率。云服务厂商提供IT基础设施服务，用户可以按照自己的使用需求，租用基础设施，支付云计算平台服务费。

2 云计算的服务模式

云计算服务模式根据美国国家标准和技术研究院的标准可分为IaaS（基础设施级服务）、PaaS（平台级服务）、SaaS（软件级服务）三个模式。

2.1 IaaS

该模式通过建构资源池、按需调度资源、提供IT服务等方式，使用户在获取使用权限的情况下，可借助基础设施层从云端获取所需数据和软件服务，或从资源池中快速获取资源。

2.2 PaaS

该模式的基础信息架构十分灵活，利用虚拟服务器集群聚集网络资源，对资源进行集中部署，并且在解决集群系统协同问题上利用了分布式技术，便于各取所需。

2.3 SaaS

该模式以基础设施层和平台层为基础，向用户提供各类应用服务，这些服务需要在统一平台上支付服务费用，并按照规范化的管理流程进行操作，形成了集服务创建、组装、订阅、管理等环节于一体的管理模式。

3 信息资源共享管理系统的需求及设计原则

3.1 系统需求分析

在进行系统需求分析时，应当从两个方面着手，一方面是对业务需求进行具体分析，另一方面则是对系统的性能需求进行全方位分析，这样可以确保设计出来的系统满足使用需要。

3.1.1 业务需求

对本系统的开发主要是为了满足如下业务需求：

（1）信息资源共享。本次开发的系统应当能够解决不同应用系统之间的互联互通问题，并满足大数据共享的需要，为不同的应用系统进行信息资源访问提供统一的接口标准，支持多种传输方式，如Web、HTTP等。

（2）由于本文所开发的系统是一个基础平台，需要为各类应用系统提供信息资源共享服务，所以应当为不同的应用系统提供一种共享的编程模型，以便开发人员能以简单的方式，对Web服务进行构建，并将之在服务器上进行合理部署。

（3）本系统应当能够为信息资源提供安全保障，具体而言，就是要在功能管理上为用户提供一种安全管理机制，不仅应包含加密和解密，还应包含节点身份认证等安全管理功能。

3.1.2 功能需求

满足业务方面的需求是系统构建的重要前提，这样可以保证系统的有效应用。除此之外，系统还应当满足功能需求，如，应当能够对信息资源进行有效汇集，并为信息资源共享提供相应的服务。同时，系统还应满足认证、授权等功能的统一管理需要，为系统的应用对象提供基础功能服务。

3.2 系统的设计原则

3.2.1 先进性原则

本系统采用云计算平台、ESB等先进技术进行设计，建设在国内同行业中技术领先的软硬件支撑平台，保证应用系统的先进性。

3.2.2 实用性原则

本系统要根据信息资源的查阅流程，以及系统使用者的使用习惯与知识水平，设计实用性较强的操作功能，提高系统操作的快捷性，便于信息资源查询和管理。

图1：基于云计算的信息资源共享管理系统框架示意图

3.2.3 开放性原则

本系统支持应用程序的跨平台操作，提供数据接口，既要保证信息资源在本应用程序中的独立性，又要保证信息资源与其他应用程序系统中的信息具备一定关联性，从而帮助用户获取更加全面的信息资源，提高应用集成服务效率。

3.2.4 可靠性原则

本系统采用最前沿、最成熟的技术进行设计，即便是在系统网络发生故障，或主机、数据库出现问题时，也能够快速修复系统。

3.2.5 安全性原则

本系统采用数字签名技术、防火墙技术、身份认证技术、平台安全认证技术等先进的信息安全防护技术，能够建立起全方位的安全保障体系，有助于保障信息资源免受破坏。

3.2.6 便捷性原则

本系统在设计开发中采用Web B/S方式，便于用户直接登录网络就能够通过网页指引自主获取信息资源服务。

4 基于云计算的信息资源共享管理系统的构建

4.1 云计算的技术优势

4.1.1 资源利用率高

云计算在公共资源池中不断聚集大量资源，对这些资源进行统筹管理，并以租用的方式为用户提供资源服务，能够大幅度提升资源共享程度和综合利用效率。从社会资源配置方面来看，云计算实现了海量资源的按需配置，既避免了资源浪费，又降低了部分地区的网络宽带峰值荷载，有助于保证主机资源获取效率。

4.1.2 设备依赖度低

云计算平台借助于虚拟化技术分隔基础设备与应用软件，这使得基础设施层与软件层相分离，用户在使用云计算平台获取服务时无需关注基础设施层的情况，而只要在虚拟化层中进行虚拟操作，就可获取动态的资源配置服务，这种服务对用户主机设备性能并无过高要求。

4.1.3 数据安全性高

云计算平台使用了数据多副本容错技术和计算节点同构可互换技术，使云计算平台具备数据分布存储能力，能够将云端不同用户信息进行隔离，并备份到数据服务器中，增强了数据的安全性。同时，云计算平台还在数据备份的基础上提供数据文件恢复功能，即使在病毒入侵和黑客攻击之后，也能找到备份资料还原数据，避免出现数据丢失现象。

4.1.4 可伸缩性强

云计算平台可按照用户的访问量对资源池内的资源容量进行调整，使其具备规模可动态伸缩的特点，保证了云平台可以满足用户日益增长的资源需求。云平台依靠强大的超级计算功能，可事先预估资源规律性变化，根据预估结果设定资源分配规则，按照波动的资源需求进行动态调整，可有效满足非固定需求的资源服务。

4.1.5 服务费用合理

云平台可同时为大量用户提供服务，用户只需一台主机就可以按照自己的需求在云平台上申请服务，支付相应的服务费用，并立即获取资源服务，这能够帮助用户节省建设高标准硬件基础设施用于存储和管理资源所耗费的支出。

4.2 系统的总体架构

本系统采用当前最为流行的分层结构体系，整个系统由四个层次组成，具体如图1所示。

由图1中可以清楚的看到，本系统包含了一个基础平台，即云计算中心，系统主要功能全部都是由该层实现。同时，系统的数据层包括三个数据库，服务层可基于云计算进行数据交换，而应用层则可对信息资源进行登记，并实现电子文件共享。

4.3 系统构建的关键技术

4.3.1 云平台技术

本文所设计的系统是以云计算技术为支撑。因此，云平台的设计是关键环节，具体的设计思路如下：由于信息化的发展速度较快，从而使得系统构建需要解决两个关键问题，一是应综合考虑各方面因素，确保信息化建设及接口定义的规范性；二是系统要具备良好的可扩展性，能够满足长远发展的需求，避免重大改动造成系统开发成本增加。综上，经过分析，决定采用集中的模式对系统进行部署，为使用单位提供统一的应用服务，引入Java架构，建立应用支撑平台，确保系统的先进性、标准化和可扩展性，并为用户提供二次开发接口和协作机制。

4.3.2 网络拓扑技术

本系统的核心数据库平台选用的是企业级服务器，其中云计算管理服务器可为各个节点服务器建立联系，用户可借助云计算客户端对平台进行管理。为确保相关业务的高效、连续运行，采用光纤通道存储区域网络实现冗余，保障数据链路的高品质和良好性能。

4.3.3 集中存储技术

系统在运行的过程中，不可避免地会出现各种故障问题，为在系统发生故障时能够完成快速切换，在本次设计中引入了集中存储架构体系，这种架构最为突出的优势在于可对后端共享存储进行快速配置，从而实现动态的HA及数据迁移。云计算平台的支撑软件为VMware，这是云计算中较具代表性的操作系统，可在系统出现故障时完成快速恢复。

本系统可对各应用服务器虚拟架构进行监控和管理，可将一台服务器配置为云计算管理服务器，利用VMware DRS，把所有可以利用的资源和预先定义好的业务进行协调。同时，可以使用VMotion，对处于运行状态的虚拟机进行迁移，并在不中断传输的前提下，完成对IT环境的维护。

4.4 数据库技术

由于本系统需要借助云计算平台实现信息资源的共享管理，所以数据库是整个系统设计中的关键环节，必须确保数据库的合理性和可用性，才能使系统的功能和作用得以最大限度地发挥。在对数据库进行设计的过程中，采用分层分步骤的设计思路，根据本系统的业务及功能需求，将数据库划分为以下几种类型：电子文件数据库、电子声像数据库和专业信息资源库。

4.5 数据交换技术

在数据共享平台的设计中，采用面向服务的架构体系，通过该体系数据信息的交换与共享。面向服务架构建成SOA，在该架构下，可通过网络对不同的例程进行访问。由于SOA公开了一个接口契约，从而使其能对服务行为进行自定义，并且可以接收并反馈相关的消息。为便于数据共享平台的实现，采用开源的Apache CXF。此外，还加入了ESB，即企业服务总线，将之与SOA进行连接，实现数据信息交互。通过数据共享平台，可以实现消息的快速传输，借助中间件技术和队列机制，完成数据交换与共享。监控管理中心可为用户提供编程访问功能。

4.6 程序设计与应用

4.6.1 登记

（1）申请。将申请界面设计成列表形式，包括申请编号、申请登记时间、当前状态、经办人等展现字段。当申请流程完成后由系统提交申请，若申请流程未完成，则由申请界面提供的删除功能将所有信息删除。

（2）审核。将登记审核界面设计成列表形式，包括申请编号、登记时间、经办人、详细功能等字段。在该页面中还包括电子业务数据情况表、电子文件等级表、资料上报表以及操作流程记录。上述各表以附件形式存储在审核界面，用户可在审核界面下载附件资料，或直接查阅附件资料。

（3）备份管理。备份管理是对已有数据资料从一个数据库拷贝到另一个数据库，主要包括数据报送、校验、审批、利用等内容，每次上报数据之前设置数据类型。根据上传数据的实际情况，选择业务数据、数字化文件、电子公文等类型，以便于数字资源归类管理。

（4）数据报送。在数据报送界面提供电子文件备份情况查询与打印功能以及数据上传功能。在数据备份中，可对备份文件标注页面。在数据上传过程中，采用文件传输协议进行上传，使其具备跟踪上传进度、删除上传数据或绑定上传数据的功能。

4.6.2 电子文件共享

电子文件是信息资源的重要组成部分，它的共享可以通过如下方式予以实现：用户可输入需要检索的关键词，系统会从信息资源共享中心索引库中进行自动检索，并将检索结果反馈给用户。同时，用户可指定相关区域进行数据检索，系统会从索引文件中找出相关数据反馈给用户。

4.6.3 系统应用

本文开发的系统在某党政机关的数字档案室内进行了应用：

（1）登录首页。登录系统页面对用户的合法性进行认证，按用户权限提供功能模块，首页模块能够对档案单位的基本信息进行发布，具体功能如下：信息发布、查阅、全宗卷。

（2）数据管理。用户可进入数据管理页面，可在该页面进行档案数据编辑，并且能够将编辑好的档案进行归档。同时用户可通过输入关键词，对档案信息进行检索。

（3）数据备份管理。包括数据报送及再利用两个方面的功能，在档案数据成功备份之后，用户可以使用再利用功能，向档案室发出申请，经同意后，可对档案数据进行下载。

（4）文件共享中心。当用户登录共享中心后，主页面上有文字提示“您可在此处对XX地市县机关档案室开放的档案资料进行查询”，用户只需要在“搜索条件”中输入需要查询的档案名称，系统便会自动进行数据检索，并将找到的档案反馈给用户。

5 结论

综上所述，在网络信息时代到来的今天，信息化已经成为一种全球性的发展趋势，其在推动社会变革中起着不可替代的作用。云计算平台的出现为信息化的实现提供了强有力的技术支撑，为信息资源的共建共享奠定了基础。在这一前提下，应当基于云计算，构建信息资源共享管理系统，通过该系统的应用，进一步提升信息资源的共享效率，并使有价值的信息能够在各个领域中得到更加广泛的应用。