基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统设计

2022-05-30刘田珦

电脑知识与技术 2022年21期

刘田珦

摘要：为了提高数字媒体虚拟资源集中管理与存储效率，设计了基于结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）服务框架的数字媒体虚拟资源系统。系统硬件采用SQL服务架构，结合物理服务器与其他硬件设备，为系统的稳定运行提供良好基础。系统软件通过设计用户层与管理功能，在系统内部署服务、功能及权限;设计系统资源层分配节点，计算节点资源利用率，对数字媒体资源进行虚拟化处理;采用MySQL开放源码，设计数字媒体虚拟资源数据库，实现媒体资源数据的存储。性能测试结果表明，设计系统的响应速度较快，且存储效率较高，能够在较短时间内实现大量虚拟资源的存储与管理。

关键词：结构化查询语言;数字媒体;虚拟资源;资源存储;

中图分类号：TP302.1 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）21-0087-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

在新媒体时代的发展下，数字媒体信息资源越来越多[1]，包含的种类也较为丰富，该部分资源以新闻、图书、视频为主，其中包含了大量的数字媒体数据[2]。数字媒体资源具有较强的分散性，缺乏集中的管理与存储，严重限制了数字媒体资源共享与循环利用的发展[3]。SQL服务框架作为系统数据库服务对象的集合，具有较强的独立性[4]。SQL服务框架能够依据各组件元素以系统所需的模式组织，完善系统的基本功能设计，打破传统系统框架对资源管理的限制[5]。

因此，本文设计了基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统，根据系统的功能性需求与业务性需求，对数字媒体资源进行多方位整合。从资源检索与资源存储两个方面进行设计，实现数字媒体虚拟资源的共享及循环利用。

1 硬件设计

本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统硬件主要包括物理服务器、虚拟服务器等，系统硬件以SQL服务架构为主，硬件能够随时根据系统实际运行情况进行动态扩展硬件属性，充分利用系统内硬件的使用。系统的物理服务器主要负责管理系统内的各项资源，物理服务器的组成结构，如图1所示。

如图1所示，物理服务器与其内部的组成结构之间采用一对多的运行关系，其中，物理服务器CPU的数量及主频信息、内存的大小及传输速度、硬盘的大小及编号、网络IP的地址及网卡数量均是物理服务器稳定运行的重要基础。

本文设计的数字媒体虚拟资源系统的HTTP服务器型号为Apache 2.5.24;客户端浏览器为Firefox;系统的处理器采用英特尔第二代酷睿i5-4162 4.85GHz双核处理器;系统主板采用含有英特尔Q86 Express芯片组的联想主板;硬盘大小为8GB。SQL服务架构作为一种全新的改进结构，用户界面能够通过浏览器实现前端事务逻辑，对系统客户端硬件配置的要求较高，且硬件维护操作较传统系统相比更加简便。

2 软件设计

基于上述SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统硬件设计完毕后，综合考虑虚拟资源在系统中管理的需求，本文将设计系统的软件结构，系统的软件结构主要包括用户层、服务层、管理层、虚拟化层以及资源层。

2.1 系统用户层设计

系统的用户层作为系统中最上层模块，最主要的任务就是根据具体的用户界面分配IP地址等操作，完善用户操作系统的各项功能[6]。由于本文设计系统的用户基本以云用户为主，通常情况下，云用户通过设计的用户交互接口进入到用户界面中，根据用户界面提供的相应服务，进行下一步具体操作[7]。因此，首先要根据云用户的具体操作需求进行分析，在系统的用户层中合理布设查询功能以及存储功能。

基于SQL服务框架控制系统硬件的具体动态属性，帮助用户层实现虚拟机的创建工作[8]。管理员用户的用户界面与普通用户不同，设置管理员用户具有较多的服务功能，在普通用户操作不当时，及时为用户作出指导，显示系统能够提供的云服务[9-10]。设置系统的用户层能够根据用户的请求，在用户层分配的节点上准备好对应的任务运行环境，及时根据用户请求创建用户所需的计算、查询及存储服务，全方位地完成用户的请求。

2.2 系统管理功能设计

系统服务层主要负责系统内的部署服务、数字媒体虚拟资源的存储服务以及用户身份权限的认证服务等。设置系统的服务层能够基于通信协议的传输作用，提供互联网云服务。用户通过系统的交互接口，获取系统界面的服务目录，基于目录申请系统查询、计算及存储服务，经过服务器将服务请求发送到系统的管理层。

本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统中，管理层主要包括用户权限管理、数字媒体资源的自适应处理、监控系统各个软件的运行状况，结合数字媒体资源的具体应用情况对软件进行调度管理，帮助用户获取具有自适应功能的虚拟集群，全方位掌控系统内的部署服务。基于系统物理服务器的作用，管理系统的资源计算与存储。设计系统的配置管理、修改、查看功能，集中式分层设计管理层的架构，使系统在运营维护及资源调度方面具有一定的可扩展性。定期对系统内的軟件运行状况进行监控，统一管理系统中的异构资源，提高系统管理控制的感知能力。

2.3 计算节点资源利用率

系统内的资源层，作为整个数字媒体虚拟资源系统的最底层模块，包括数字媒体虚拟资源的存储及查找功能。在系统的服务器上建立数字媒体虚拟资源监测模块，采用第三方工具，对资源数据进行动态查看及监测。设计资源层服务器节点，基于监测模块中虚拟机资源的使用情况，根据系统带宽使用量、内存使用量参数，计算节点的资源利用率，计算公式如下：

[RUcpui=Usedcpui/Totalcpui] （1）

[RUmemi=Usedmemi/Totalmemi] （2）

[RUbdi=Usedbdi/Totalbdi] （3）

其中，[RUcpui]表示系统节点[i]的资源利用率;[RUmemi]表示节点的内存资源利用率;[RUbdi]表示节点的带宽资源利用率;[Usedcpui]表示节点CPU当前的使用量;[Usedmemi]表示节点CPU当前的内存使用量;[Usedbdi]表示节点CPU当前的带宽使用量;[Totalcpui]表示节点的CPU总量;[Totalmemi]表示节点的CPU内存总量;[Totalbdi]表示节点的CPU带宽总量。

根据系统内节点的各项硬件资源利用率，判断系统软件运行的状况。在系统中设置多个虚拟机，使虚拟资源利用量达到饱和状态，此时，系统服务器的资源利用率以热点的形式存在，实时跟踪并记录各项资源利用率的热点值，当热点值超过系统运行标准线时，则表示系统内服务器的负载存在过大的情况，负载波动严重，系统应当发出资源监测告警提示。

虚拟化处理数字媒体资源主要在系统的虚拟化层进行，系统虚拟化层主要以KVM虚拟化技术为核心，将系统中的数字媒体物理资源进行虚拟化处理，虚拟化处理完毕后，全方位整合资源，基于系统内硬件的传输作用，将虚拟化处理后的数字媒体资源传输到系统的数据库中，为后续资源层的数据库设计提供基础。

2.4 构建数字媒体虚拟资源数据库

采用MySQL开放源码，设定资源层虚拟机的调整临界值，对资源的动态配置进行负载分配。基于系统资源层的节点资源利用率计算分析结束后，构建系统中数字媒体虚拟资源数据库表，实时存储大量的媒体资源数据，结合系统CPU的使用率以及网络带宽，共同设计数据库表，如表1所示。

如表1所示，为本文构建的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统的数据库表，为了提高数据库表存储数据的准确性，选择被动的记录方式，监测系统内节点的负载波动状况。

3 系统测试

在上述设计的基础上，为了进一步对本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统的有效性作出客观分析，进行了如下系统测试分析。

3.1 测试准备

本次测试根据数字媒体虚拟资源管理与存储的需求，综合考虑各级用户使用的需求，对系统各项性能进行了测试。首先，测试环境选择适于本文设计系统运行的实验室环境，利用云计算仿真工具实现本文设计系统的模拟测试。选用AMD Dual Core 2.5GHZ型号的CPU，设置硬盘的内存不小于8G。采用Web应用程序测试工具，保证系统内测试与浏览器的兼容性与可拓展性。测试使用Java语言的测试脚本，基于SQL服务框架设定系统的自动化测试结构，保证系统接口与客户端之间的稳定连接。本次测试采用分布式测试的方式，便于对系统功能以及运行状况的测试。设置系统中各个数据变量的初值与节点的零点值，为系统运行提供所需使用量的虚拟机，设定系统运行均衡调整周期，根据系统内服务器的负载优化作用，实现数字媒体虚拟资源的自适应功能。基于虚拟资源的动态配置具有一定的分配要求，因此，在系统测试过程中，应当构建Web服务器集群。根据系统内数据库资源的动态变化，调整虚拟资源的自适应变化集群，保证系统内各个节点间数据的一致性。

根据上述过程，对系统内的主要功能进行测试，测试结果如表2所示。

如表2所示，本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统各项功能的测试结果均与预期结果一致，符合系统设计的要求与规范。

3.2 结果分析

设置本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统为实验组，已有的数字媒体虚拟资源系统为对照组，设定200个虚拟资源任务，对比两种系统运行响应时间、存储效率、负载均衡度等参数，如表3所示。

根据表3可知，本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统与已有系统相比，在相同数量的虚拟资源任务下，本文设计的系统任务总执行时间为5.63s，相较于对照组更短;整体负载均衡度相差较小;系统响应时间为1.31s，响应速度较快，且系统存储效率为97.84%。综合上述分析可知，设计系统能够在较短时间内实现大量数据资源的存储与查找，优化了数字媒体虚拟资源系统存储性能。

4 结语

本文设计的基于SQL服务框架的数字媒体虚拟资源系统，能够有效地改善数字媒体资源多导致管理困难的情况。通过SQL服务框架统一管理数字虚拟资源，其具有良好的资源拓展性与灵活性，系统能够支持不同的通信协议与管理模式，有效地整合系统中存储的数字媒体虚拟资源。

参考文献：

[1] 杨志勇.计算机VR技术在数字媒体系统设计中的应用[J].电子技术与软件工程，2021（6）：122-123.

[2] 崔建伟.数字媒体技术与虚拟现实技术的融合策略[J].信息与电脑（理论版），2020，32（24）：143-144.

[3] 覃宇.关于数字媒体技术与虚拟现实技术结合的研究[J].电脑知识与技术，2020，16（13）：223-224.

[4] 吴尚儒.数字媒体艺术创作中虚拟现实技术的人工智能应用[J].信息记录材料，2020，21（1）：106-107.

[5] 李婧宜，张乐.关于数字媒体技术与虚拟现实技术结合的研究[J].卫星电视与宽带多媒体，2019（24）：26-27.

[6] 鄭培城.数字媒体艺术专业教学中对虚拟现实技术的应用探究[J].艺术科技，2019，32（12）：39-40.

[7] 蔡陶.数字媒体技术专业资源共享平台建设研究[J].西部广播电视，2019（12）：187-188.

[8] 叶政宇.虚拟现实技术对数字媒体交互方式的改变[J].信息与电脑（理论版），2019（11）：170-172.

[9] 苏凯，张亚斌，咸丽楠.VR技术在数字媒体艺术专业教学中的应用：现状、创新、趋势[J].江西广播电视大学学报，2019，21（2）：11-17.