基于云計(jì)算平臺(tái)的圖簽管理系統(tǒng)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題目：基于云計(jì)算平臺(tái)的圖簽管理系統(tǒng)</p><p>　　學(xué) 院 軟件學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 軟件工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 冷明強(qiáng) </p><

2、p>　　學(xué)生學(xué)號(hào) 201030630773 </p><p>　　指導(dǎo)教師 林連南 </p><p>　　提交日期 2014 年 5 月 27 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要4</b&g

3、t;</p><p>　　Abstract5</p><p><b>　　第一章緒 論6</b></p><p>　　1.1背景及意義6</p><p>　　1.1.1.論題背景6</p><p>　　1.1.2.論題意義6</p><p>　　1.2現(xiàn)

4、狀分析7</p><p>　　1.3課題研究內(nèi)容8</p><p>　　1.3.1.研究內(nèi)容8</p><p>　　1.3.2.術(shù)語表8</p><p>　　1.4論文結(jié)構(gòu)9</p><p>　　第二章系統(tǒng)概述與相關(guān)技術(shù)簡介10</p><p>　　2.1系統(tǒng)架構(gòu)與運(yùn)行環(huán)

5、境10</p><p>　　2.1.1.系統(tǒng)架構(gòu)與框架10</p><p>　　2.1.2.系統(tǒng)環(huán)境10</p><p>　　2.2云計(jì)算10</p><p>　　2.2.1.云計(jì)算的定義10</p><p>　　2.2.2.云計(jì)算的服務(wù)類型11</p><p>　　2.2

6、.3.云計(jì)算的特點(diǎn)12</p><p>　　2.3虛擬化技術(shù)13</p><p>　　2.3.1.服務(wù)器虛擬化技術(shù)13</p><p>　　2.3.2.存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)15</p><p>　　2.3.3.網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)16</p><p>　　2.4其它相關(guān)技術(shù)簡介18</p>&

7、lt;p>　　2.4.1.圖片社交應(yīng)用相關(guān)技術(shù)18</p><p>　　2.4.2.ASP.Net MVC19</p><p>　　2.4.3.單點(diǎn)登錄20</p><p>　　2.5本章小結(jié)21</p><p>　　第三章需求分析22</p><p>　　3.1產(chǎn)品需求分析22</

8、p><p>　　3.1.1.用戶需求分析22</p><p>　　3.1.2.競(jìng)品分析23</p><p>　　3.2系統(tǒng)功能性需求25</p><p>　　3.3云平臺(tái)使用需求30</p><p>　　3.3.1.云平臺(tái)使用優(yōu)勢(shì)分析31</p><p>　　3.3.2.云平臺(tái)

9、選擇方案分析32</p><p>　　3.4系統(tǒng)非功能性需求32</p><p>　　3.5云計(jì)算管理平臺(tái)需求33</p><p>　　3.6本章小結(jié)35</p><p>　　第四章系統(tǒng)設(shè)計(jì)36</p><p>　　4.1系統(tǒng)部署圖36</p><p>　　4.2系統(tǒng)架構(gòu)

10、圖36</p><p><b>　　437</b></p><p>　　4.3總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37</p><p>　　4.2.1.圖簽制作模塊設(shè)計(jì)38</p><p>　　4.2.2.圖簽管理模塊設(shè)計(jì)39</p><p>　　4.2.3.社交模塊設(shè)計(jì)40</p>

11、<p>　　4.4單點(diǎn)登錄40</p><p>　　4.4.1.用戶權(quán)限管理模型設(shè)計(jì)41</p><p>　　4.4.2.認(rèn)證登錄模塊設(shè)計(jì)42</p><p>　　4.5本章小結(jié)43</p><p>　　第五章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)44</p><p>　　5.1功能模塊44</p>

12、<p>　　5.1.1.圖簽制作模塊44</p><p><b>　　544</b></p><p>　　5.1.2.圖簽管理模塊48</p><p>　　5.1.3.社交模塊50</p><p>　　5.1.4.單點(diǎn)登錄管理模塊52</p><p>　　5.2云端

13、部署管理55</p><p>　　5.3本章小結(jié)60</p><p>　　第六章系統(tǒng)測(cè)試61</p><p>　　6.1測(cè)試計(jì)劃61</p><p>　　6.2測(cè)試用例62</p><p>　　6.3性能測(cè)試66</p><p>　　6.4本章小結(jié)67</p>

14、;<p><b>　　總結(jié)與展望68</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)69</b></p><p><b>　　致謝71</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社交網(wǎng)絡(luò)的普及，Inst

15、agram、Pinterest、花瓣、圖釘?shù)葒鴥?nèi)外圖片社交應(yīng)用都在一定程度上解決了用戶的社交需求。通過用戶訪談法調(diào)研得知：以青年女性為主體的用戶群體具有將多張圖片經(jīng)美化和創(chuàng)意編輯后分享到社交網(wǎng)絡(luò)的需求。深入分析調(diào)研結(jié)果可知：用戶的根本需求是希望獲得一個(gè)可以強(qiáng)化圖片故事性特征的工具，和一個(gè)帶有故事性特征圖片的社交分享平臺(tái)。這一需求是目前市場(chǎng)上其它社交應(yīng)用所不能滿足的。</p><p>　　為此，本文基于UCloud

16、云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)圖簽管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了圖簽制作、圖簽管理以及圖片社交分享等功能，可以滿足用戶的功能性需求。由于系統(tǒng)采用瀑布流式的圖片瀏覽交互方式，對(duì)服務(wù)器響應(yīng)速度要求高；此外，系統(tǒng)還具有海量圖片存儲(chǔ)，高用戶訪問量彈性，以及系統(tǒng)安全性和系統(tǒng)可靠性要求高等特點(diǎn)。因此，我們需要基于云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，以有效解決上述問題。通過對(duì)云平臺(tái)的部署管理、租用成本、安全性及穩(wěn)定性等方面對(duì)市面上已有的云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，最終確定使用UClou

17、d云計(jì)算平臺(tái)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用了UML2.0建模技術(shù)，進(jìn)行面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)；使用C#編程語言，ASP.Net MVC3.0框架和MySql5.5數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。并且詳細(xì)說明了系統(tǒng)的各個(gè)構(gòu)件在云平臺(tái)上的分層結(jié)構(gòu)，討論了云計(jì)算平臺(tái)相關(guān)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面的技術(shù)問題。最后簡述了云平臺(tái)的部署管理和維護(hù)問題，采用黑盒測(cè)試法對(duì)系統(tǒng)各模塊的功能進(jìn)行測(cè)試。</p><p>　　關(guān)

18、鍵詞：社交網(wǎng)絡(luò)；云計(jì)算平臺(tái)；圖片社交；圖簽管理</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the popularity of social network Service, applications in the domestic and abroad satisfied well with users’ social nee

19、ds, such as Instagram, Pinterest, petal, pushpin and so on. We had done a research about the young women’s social needs, using the user-interview method. The results showed that they desire to splice a group of processed

20、 pictures together and share them to the social network platform. After the analysis of the results, we found that they indeed needs a tool to splice figure</p><p>　　To satisfied with users’ such needs, we d

21、eveloped the mosaic management system based on UCloud cloud computing platform. The system realizes the mosaic making function, mosaic management function, and mosaic sharing function to meet users' functional requir

22、ements. The system uses a waterfall streaming images browse, so that high speed requirements for server response are needed. Besides, the system also has a massive image to be storaged and high elasticity user visits as

23、well as the security re</p><p>　　The system uses an UML2.0 modeling techniques and uses object-oriented method to analysis and design. And uses the C# programming language and ASP.Net MVC3.0 framework, using

24、 MySql5.5 database. Made a detailed description of the hierarchical structure of each component system platform in the cloud computing platform and descripted the technical issues related to the design and implementation

25、 of key aspects. Finally, I made a brief introduction of cloud platform deployment management and maintena</p><p>　　Keyword: Social Network Service, cloud computing platform, intercourse with pictures, mosai

26、c management</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　背景及意義</b></p><p><b>　　論題背景</b></p><p>　　隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，人們的社交不只局限于傳統(tǒng)的通訊工具，而是逐漸形成以互聯(lián)網(wǎng)為媒介的

27、社交網(wǎng)絡(luò)（SNS，Social Network Service），其發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)向一直得到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注和重視。</p><p>　　社交網(wǎng)絡(luò)不止是傳統(tǒng)通訊工具的延伸，而是一種全新的交流方式。美國哈佛大學(xué)心理學(xué)教授米爾格拉姆(Stan-ley Milgram)提出的六度空間理論(Six Degrees of Separation，任何兩個(gè)陌生人之間所間隔的人不會(huì)超過6個(gè)人)為社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。人們

28、通過社交網(wǎng)絡(luò)，可以在用戶個(gè)體間形成靈活的互動(dòng)關(guān)系，在維系人脈的同時(shí)獲得知識(shí)和快樂，逐漸形成以某些特定關(guān)系作為維系紐帶的虛擬群體。</p><p>　　根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)發(fā)布的報(bào)告顯示，截至2012年12月底，中國網(wǎng)民規(guī)模超過5.64億人，全年新增網(wǎng)民人數(shù)達(dá)5090萬。其中手機(jī)網(wǎng)民的規(guī)模高達(dá)4.20億，占總體網(wǎng)民的74.5％。使用手機(jī)進(jìn)行社交的用戶年增長率為35.7％，亨利·布洛格特（

29、Henry Blodget）發(fā)布的報(bào)告《移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的未來》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就證明了這一觀點(diǎn)：中國的微信全球注冊(cè)已達(dá)6億人次，月活躍用戶也超過3億，而國外移動(dòng)社交應(yīng)用WhatsApp擁有4.5億用戶，每天新增100萬全球注冊(cè)用戶，Line月活躍用戶超過2億，國內(nèi)數(shù)量巨大的互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶群體是中國社交網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，也為社交網(wǎng)絡(luò)的普及和繁榮創(chuàng)造了良好條件。</p><p><b>　　論題意義</b

30、></p><p>　　目前我國移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)多以現(xiàn)實(shí)的人際關(guān)系為基礎(chǔ)，現(xiàn)實(shí)關(guān)系與虛擬關(guān)系相互交織，在性別、種族、年齡、教育、經(jīng)歷、工作性質(zhì)等方面具有廣泛性，并且受國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和國人心理特點(diǎn)影響，具有易從眾、易疲勞、易流失的特點(diǎn)。如今的社交網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不僅僅是人們娛樂交友工具，也逐漸向新聞媒體和電子商務(wù)領(lǐng)域滲透，用戶在社交方面任何細(xì)微的需求的滿足，都具有重要的社會(huì)意義和研究價(jià)值。</p><p

31、>　　圖簽管理系統(tǒng)從用戶渴望分享自己的“故事”這一心理狀態(tài)作為切入點(diǎn)，使用編輯過的組圖作為社交載體，搭建社區(qū)平臺(tái)。用戶將圖片編輯銜接，以組圖的方式分享到圖簽管理系統(tǒng)的社交平臺(tái)或者其它社交平臺(tái)，呈現(xiàn)給其他用戶。通過圖片傳遞出作者想要表述的內(nèi)心情感和態(tài)度，從而幫助用戶消除心理負(fù)擔(dān)，降低社交中人與人間交流的難度。以用戶強(qiáng)化圖片故事性特征和用戶自主編輯和創(chuàng)意發(fā)揮的需求為目標(biāo)，充分考慮國內(nèi)用戶的使用習(xí)慣和特點(diǎn)，趨利避害，開發(fā)出吸引用戶、體驗(yàn)

32、良好的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品社會(huì)價(jià)值，未來具有良好的拓展空間和商業(yè)價(jià)值。</p><p>　　對(duì)于與圖簽管理系統(tǒng)類似的社交平臺(tái)來說，提供快速穩(wěn)定的服務(wù)是保證用戶體驗(yàn)的前提，這主要是由系統(tǒng)架構(gòu)及服務(wù)器性能兩方面決定的。采用MVC架構(gòu)模式可以有效解決由系統(tǒng)架構(gòu)缺陷帶來的性能問題，客戶端負(fù)責(zé)邏輯功能，服務(wù)器端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；而服務(wù)器性能方面可以使用與云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合的方案，可有效解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的性能問題，同時(shí)也能解決數(shù)據(jù)同步、并發(fā)響

33、應(yīng)、數(shù)據(jù)安全、服務(wù)器穩(wěn)定性、IO性能、軟硬件環(huán)境適配等方面的問題。研究社交網(wǎng)絡(luò)與云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，對(duì)于初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)或小型企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和成本控制有重要意義。</p><p><b>　　現(xiàn)狀分析</b></p><p>　　馬斯洛提出：人的需求有一個(gè)從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的過程，這在某種程度上是符合人類需求發(fā)展的一般規(guī)律的，一個(gè)人從出生到成年，其需要的發(fā)展過程，基本上是

34、按照馬斯洛提出的需要層次進(jìn)行的，而25-34歲的人群是中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的主力軍，占比接近五成，處于這一年齡段人群多是剛剛走出校園踏入社會(huì)的青年，在人類需求發(fā)展過程中多處于金字塔第二、三層次，對(duì)全球范圍的互聯(lián)網(wǎng)用戶來說，社交需求大而迫切。</p><p>　　研究表明，純文字媒介在內(nèi)容展示的豐富性上存在先天性不足，難以滿足主體用戶青年人群展示自我、了解他人的需求；人們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)通過影音三類媒介獲取的信息量最大，

35、圖片次之，文字最少，在信息爆炸的時(shí)代，提高用戶獲取信息的效率是社交應(yīng)用開發(fā)者需要重點(diǎn)解決的問題。但由于現(xiàn)代通信技術(shù)依然具有較大的局限性，例如：影音媒介對(duì)設(shè)備性能要求和網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高，極大增加了用戶獲取信息的成本，現(xiàn)階段難以大規(guī)模普及，除此之外，人們?nèi)粘＝邮盏男畔⒓s有70%通過視覺渠道獲取，大量影音信息會(huì)在一定程度上影響用戶體驗(yàn)。因此，經(jīng)用戶調(diào)研統(tǒng)計(jì)，圖文結(jié)合類社交是當(dāng)前技術(shù)條件下最能滿足用戶需求的社交形式。</p><

36、;p>　　圖片社交在其發(fā)展過程中逐漸體現(xiàn)出較為明顯的模式特征，大致可分為圖片+強(qiáng)關(guān)系模式（如：微信朋友圈）、圖片+弱關(guān)系模式（如：Pinterest、Instagram）以及圖片+關(guān)系+LBS模式（如：圖釘）。不同的圖片社交模式具有不同的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，而提供一個(gè)可以強(qiáng)化圖片故事性特征的工具，和一個(gè)能提供充足的自主編輯和創(chuàng)意發(fā)揮空間的社交平臺(tái)，本質(zhì)是提供UGC（User Generated Content）發(fā)布與獲取渠道，既適合使用圖

37、片+弱關(guān)系模式積累豐富內(nèi)容，例如Instagram最初就是為攝影愛好者這一特殊用戶群體提供社交平臺(tái)，促使一群有共同興趣愛好和需求的用戶聚攏，構(gòu)成獨(dú)立社交網(wǎng)絡(luò)；另外，圖片社交應(yīng)用需要充分著眼于解決用戶最迫切的需求，保持產(chǎn)品的簡潔性與差異化，突出核心競(jìng)爭(zhēng)力，Instagram在普通用戶逐漸涌入時(shí)并未轉(zhuǎn)型做綜合性功能開發(fā)，而是專注于用戶基本需求，將拍攝、美化、分享和評(píng)論功能做到極致，積累了品牌影響力和吸引力。</p><p

38、>　　隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，社交得以不受時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地社交，各類移動(dòng)社交軟件也逐漸興起，如目前國外流行的Instagram、Path、Snapchat、Pinterest、Whisper、Secret等，國內(nèi)的微信朋友圈、Weico+、啪啪、圖釘、花瓣等，它們都在一定程度上滿足了部分用戶特定的社交需求，但都不屬于可以強(qiáng)化圖片故事性特征的工具，也未能提供充足的自主編輯和創(chuàng)意發(fā)揮空間的社交平臺(tái)。</p><

39、;p><b>　　課題研究內(nèi)容</b></p><p><b>　　研究內(nèi)容</b></p><p>　　本文從目標(biāo)用戶群的強(qiáng)化圖片故事性特征和發(fā)揮創(chuàng)造力進(jìn)行自主編輯的需求出發(fā)，對(duì)圖簽管理系統(tǒng)的產(chǎn)品需求進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)系統(tǒng)并提出與云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合的方案。采用MVC設(shè)計(jì)模式、ASP.NET框架設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)圖簽管理系統(tǒng)的PC端圖片處理和存儲(chǔ)模塊。&l

40、t;/p><p>　　深入研究圖片社交應(yīng)用在云計(jì)算平臺(tái)的部署方式、存儲(chǔ)原理和動(dòng)態(tài)資源調(diào)度機(jī)制，進(jìn)而從部署管理、租用成本、安全性及穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)控制等方面權(quán)衡分析，提出云計(jì)算平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與成本控制參考標(biāo)準(zhǔn)，以UCloud云平臺(tái)為例介紹系統(tǒng)部署方案并對(duì)方案選擇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。</p><p>　　本系統(tǒng)的部署圖如下圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)部署圖</

41、p><p><b>　　術(shù)語表</b></p><p><b>　　表1-1 術(shù)語表</b></p><p><b>　　論文結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本論文各章節(jié)的主要內(nèi)容：</p><p>　　第一章：緒論，包括社交應(yīng)用的理論基礎(chǔ)和原理，圖片社交

42、應(yīng)用的發(fā)展背景和發(fā)展現(xiàn)狀，研究圖簽管理系統(tǒng)解決用戶需求問題以及對(duì)圖片社交應(yīng)用發(fā)展的價(jià)值，概述了論文的關(guān)鍵術(shù)語。</p><p>　　第二章：系統(tǒng)概述與相關(guān)技術(shù)簡介，介紹系統(tǒng)架構(gòu)、云計(jì)算以及虛擬化技術(shù)等技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)，描述了圖片社交應(yīng)用的技術(shù)背景及系統(tǒng)的開發(fā)運(yùn)行環(huán)境，介紹使用ASP.NET MVC和單點(diǎn)登錄等技術(shù)。</p><p>　　第三章：圖簽管理系統(tǒng)的需求分析，對(duì)從用戶需求分析總結(jié)提煉

43、出系統(tǒng)功能性需求進(jìn)行描述，得到需求用例；后介紹系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性等非功能性需求，并詳細(xì)描述了云計(jì)算管理平臺(tái)的各項(xiàng)需求。</p><p>　　第四章：對(duì)圖簽管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，介紹系統(tǒng)的ASP.NET MVC架構(gòu)，從服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)方面描述了云平臺(tái)的虛擬化設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　第五章：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)展示并介紹系統(tǒng)界面，針對(duì)各個(gè)功能模塊，結(jié)合圖表展示系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)方案，簡述UCloud

44、云平臺(tái)部署方案，并針對(duì)系統(tǒng)權(quán)限管理模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。</p><p>　　第六章：系統(tǒng)測(cè)試，對(duì)實(shí)現(xiàn)好的圖簽管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)功能測(cè)試，得出測(cè)試結(jié)論。</p><p>　　第七章：展望與總結(jié)。</p><p>　　系統(tǒng)概述與相關(guān)技術(shù)簡介</p><p><b>　　系統(tǒng)架構(gòu)與運(yùn)行環(huán)境</b></p><p

45、><b>　　系統(tǒng)架構(gòu)與框架</b></p><p>　　圖簽管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)。其中B指的是Browser，即瀏覽器；S指的是Server，即服務(wù)器。采用這種架構(gòu)模式可以讓用戶通過PC客戶端的瀏覽器直接訪問工作界面，而負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯處理功能在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，這樣對(duì)用戶來說有以下幾方面好處：</p><p>　　1）可以極大緩解客戶端的處理負(fù)荷，減少維護(hù)的復(fù)雜程

46、度，降低系統(tǒng)維護(hù)成本；</p><p>　　2）將業(yè)務(wù)邏輯部分放在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)可以方便用戶跨平臺(tái)訪問，確保用戶在不同時(shí)間地點(diǎn)和不同設(shè)備訪問服務(wù)器時(shí)，都能獲得實(shí)時(shí)同步的數(shù)據(jù)；</p><p>　　3）有效控制數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限，確保服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫的安全性。</p><p><b>　　系統(tǒng)環(huán)境</b></p><p>　　1）

47、系統(tǒng)服務(wù)器端采用的云主機(jī)和客戶端訪問系統(tǒng)所需的硬件環(huán)境如下所示：</p><p>　　表2-1 硬件環(huán)境需求表</p><p>　　2）系統(tǒng)服務(wù)器端和客戶端所需要的軟件環(huán)境如下所示：</p><p>　　表2-2 軟件環(huán)境需求表</p><p><b>　　云計(jì)算</b></p><p><

48、b>　　云計(jì)算的定義</b></p><p>　　云計(jì)算（Cloud Computing）是一種分布式的計(jì)算技術(shù)，是基于互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）給出云計(jì)算的定義：云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少

49、的管理工作，與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互即可實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　人們可以使用云來獲取個(gè)性化的體驗(yàn)，通過互聯(lián)網(wǎng)獲取虛擬化資源，通常使用瀏覽器或其它Web服務(wù)訪問，在云服務(wù)器端存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)。</p><p>　　云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)上的異構(gòu)、自治的服務(wù)，具有動(dòng)態(tài)的、易擴(kuò)展的、虛擬化的資源，它為個(gè)人和企業(yè)用戶提供按需即取的計(jì)算方式，人們對(duì)未來計(jì)算模式的設(shè)想就采用計(jì)算服務(wù)模式，在用戶需要時(shí)提供服務(wù)

50、，將計(jì)算變成像水、電、煤氣和電話等公用設(shè)施一樣更商品化的實(shí)用工具。用戶不再需要投入大量金錢或維護(hù)自己的計(jì)算能力和基礎(chǔ)設(shè)施，并且不受特定計(jì)算服務(wù)提供商的限制，采用云平臺(tái)可以使他們只支付使用費(fèi)用就能隨時(shí)獲得專業(yè)的計(jì)算服務(wù)提供商的服務(wù)。</p><p><b>　　云計(jì)算的服務(wù)類型</b></p><p>　　與傳統(tǒng)的“硬件”、“平臺(tái)”、“軟件”三類相對(duì)應(yīng)，云計(jì)算的服務(wù)可以

51、分為IaaS、PaaS、SaaS三類，它們都有著IT服務(wù)化的典型特征，將傳統(tǒng)IT產(chǎn)品的計(jì)算能力通過網(wǎng)絡(luò)來為用戶提供服務(wù)。</p><p><b>　　1）IaaS</b></p><p>　　IaaS是Infrastructure as a Service的簡稱，中文全稱是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。它是基于傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施提供的計(jì)算服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及存儲(chǔ)服務(wù)，提供存儲(chǔ)技術(shù)的系

52、統(tǒng)可以是分布式或共享式存儲(chǔ)系統(tǒng)。將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)進(jìn)行出租，將計(jì)算能力、存儲(chǔ)、I/O、內(nèi)存等能力集中，對(duì)每個(gè)用戶來說如同創(chuàng)建了虛擬資源池一樣。</p><p>　　其中，計(jì)算服務(wù)既有代表傳統(tǒng)服務(wù)器的彈性虛擬機(jī)服務(wù)，又有代表傳統(tǒng)并行計(jì)算集群的分布式計(jì)算能力服務(wù)；而存儲(chǔ)服務(wù)中既包含了數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)能力，也包含對(duì)文件系統(tǒng)的對(duì)象存儲(chǔ)能力。</p><p><b>　　2）PaaS</b

53、></p><p>　　PaaS是Platform as a Service的簡稱，中文全稱是平臺(tái)即服務(wù)。將開放給第三方的應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)行托管平臺(tái)作為服務(wù)提供給用戶使用，例如Google的App Engine，提供開發(fā)環(huán)境讓SaaS供應(yīng)商在線開發(fā)軟件，可以通過中間商提供的設(shè)備開發(fā)程序，讓用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問和使用。</p><p><b>　　3）SaaS</b>&

54、lt;/p><p>　　SaaS是Software as a Service的簡稱，中文全稱是軟件即服務(wù)。SaaS主要包含辦公軟件的服務(wù)和管理軟件的服務(wù)，例如谷歌的App（Google Calendar及Google Docs等）、Office軟件服務(wù)、Salesforce的客戶關(guān)系管理服務(wù)等。很多方案中，SaaS多數(shù)是基于PaaS開發(fā)的應(yīng)用程序。</p><p>　　IaaS、PaaS和Sa

55、aS都是基于傳統(tǒng)的服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)開發(fā)的，在這些硬件的基礎(chǔ)上通過一些特定的軟件開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重新架構(gòu)，形成一定的視圖和資源型態(tài)，給用戶提供不同層次的服務(wù)形式。</p><p>　　云計(jì)算按類型可分為公有云、私有云和混合云三類：</p><p>　　1）公有云：公有云顧名思義就是面向普通大眾提供的云計(jì)算服務(wù)，絕大部分的公司提供的都是公有云服務(wù)，通過Web瀏覽器和互聯(lián)網(wǎng)獲取服務(wù)，具有良好的規(guī)模共

56、享經(jīng)濟(jì)性和較好的可擴(kuò)展性。但公有云也有一定的局限性，例如在安全方面可靠性不足，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問帶來的性能問題以及系統(tǒng)集成能力差等問題。</p><p>　　2）私有云：私有云的主要對(duì)象是企業(yè)內(nèi)部用戶，用戶一般使用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)來訪問私有云，獲得相應(yīng)的服務(wù)。一般而言私有云的提供成本較高，可擴(kuò)展性也受到了限制，但私有云能很好的解決公有云的不足，用戶體驗(yàn)良好。</p><p>　　3）混合云：混合云將公

57、有云和私有云的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)企業(yè)用戶來說將數(shù)據(jù)保存在企業(yè)內(nèi)部，維持系統(tǒng)原有的應(yīng)用模式，與此同時(shí)將企業(yè)內(nèi)部資源池化，滿足企業(yè)對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性的雙重需求。</p><p><b>　　云計(jì)算的特點(diǎn)</b></p><p>　　業(yè)界對(duì)云計(jì)算并沒有一個(gè)明確的定義，對(duì)云的理解也并不完全相同，總體來說云計(jì)算的“云”具有以下兩方面的特點(diǎn)：</p><p>　

58、　一方面，“云”的基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，即云是基于互聯(lián)網(wǎng)而存在、通過互聯(lián)網(wǎng)來使用的，它具有互聯(lián)網(wǎng)的許多特點(diǎn)：</p><p>　　1）通過注冊(cè)/登錄使用，可以隨時(shí)隨地在互聯(lián)網(wǎng)終端登入。</p><p>　　2）用戶不需要特殊的專業(yè)知識(shí)與技能訓(xùn)練即可使用，根據(jù)用戶需要定制，允許彈性使用功能。</p><p>　　3）一般按照使用付費(fèi)，一些業(yè)務(wù)可以采用創(chuàng)新盈利模式（例如：互聯(lián)網(wǎng)

59、“免費(fèi)+廣告”模式、“免費(fèi)+按功能收費(fèi)”模式、“試用+收費(fèi)”模式）。</p><p>　　另一方面，搭建云計(jì)算平臺(tái)需要構(gòu)建一定規(guī)模的集群，通過一定優(yōu)化算法對(duì)這個(gè)集群進(jìn)行統(tǒng)一的管理，形成存儲(chǔ)和計(jì)算資源的“資源池”，以此來滿足用戶業(yè)務(wù)的需求，而這一集群同樣具有幾類特征:</p><p>　　1）互聯(lián)網(wǎng)的流量具有不穩(wěn)定和突發(fā)的特點(diǎn)，云計(jì)算系統(tǒng)資源池應(yīng)當(dāng)具有良好的可擴(kuò)展性，在流量激增的條件下能迅速

60、申請(qǐng)擴(kuò)展到更大規(guī)模，滿足用戶的需求，確保基本業(yè)務(wù)可用性。</p><p>　　2）云計(jì)算資源池應(yīng)當(dāng)本身具有較大規(guī)模，，防止資源不足而導(dǎo)致用戶的申請(qǐng)失敗，同時(shí)也能確保一部分用戶流量激增的情況下的資源調(diào)度不會(huì)影響到其它用戶的用戶體驗(yàn)。</p><p>　　3）針對(duì)每一個(gè)用戶，都需要為其業(yè)務(wù)提供良好的可伸縮性，當(dāng)用戶當(dāng)前計(jì)算能力不足以滿足需求時(shí)，需要快速獲取更多資源。</p>&l

61、t;p>　　4）快速部署也是云計(jì)算平臺(tái)的重要特點(diǎn)，平臺(tái)需要具有批量提供的能力，在較短時(shí)間能部署完成，而不是采用傳統(tǒng)服務(wù)器部署時(shí)采用的購買—安裝—配置流程。</p><p>　　5）云計(jì)算平臺(tái)的硬件成本更低、資源利用率更高，隨著開源技術(shù)的采用和自主研發(fā)能力提升，成本逐漸降低，此外，運(yùn)營模式的變革和節(jié)能減排技術(shù)的使用也是使云計(jì)算平臺(tái)成本降低的重要原因。</p><p><b>

62、　　虛擬化技術(shù)</b></p><p>　　虛擬化技術(shù)是一種調(diào)配計(jì)算資源的方法，可以將應(yīng)用系統(tǒng)的硬件、軟件、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等不同層面隔離開來，從而能破數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用中的物理設(shè)備之間的劃分，實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的態(tài)化，達(dá)到集中管理和動(dòng)態(tài)使用物理資源及虛擬資源，從而可以提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的彈性和靈活性，達(dá)到降低成本、改進(jìn)服務(wù)、減少管理風(fēng)險(xiǎn)等目的。</p><p>　　在云

63、環(huán)境中，虛擬化技術(shù)按照系統(tǒng)層級(jí)可以劃分為：服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、應(yīng)用虛擬化以及客戶端虛擬化。不同種類的虛擬化技術(shù)致力于從不同的角度解決不同的系統(tǒng)性能問題。</p><p>　　虛擬化的技術(shù)加入到云計(jì)算中，簡化了資源管理的復(fù)雜度，提高了資源利用率。對(duì)于用戶而言，可以通過互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)獲得自己需要的服務(wù)，可以自由取用，按需付費(fèi)。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)作為虛擬化的重要技術(shù)之一，特別是在數(shù)據(jù)安全性和完整性要求更高的時(shí)

64、代，存儲(chǔ)系統(tǒng)變得尤為重要，存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)得到了較快的發(fā)展和應(yīng)用。</p><p><b>　　服務(wù)器虛擬化技術(shù)</b></p><p>　　服務(wù)器虛擬化技術(shù)是指能夠在一臺(tái)物理服務(wù)器上運(yùn)行多臺(tái)虛擬服務(wù)器的技術(shù)，這種虛擬服務(wù)器在用戶、應(yīng)用軟件甚至操作系統(tǒng)看來，幾乎與物理服務(wù)器沒有區(qū)別，用戶可以在虛擬服務(wù)器上靈活安裝任何軟件。除此之外，服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)當(dāng)可以確保上述虛擬服

65、務(wù)器間數(shù)據(jù)隔離，虛擬服務(wù)器對(duì)資源的占用是可控的。</p><p>　　服務(wù)器虛擬化中，被虛擬出來的服務(wù)器就被稱為虛擬機(jī)（Virtual Machine），運(yùn)行在虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)為客戶操作系統(tǒng)（Guest OS），負(fù)責(zé)管理虛擬機(jī)的軟件稱為虛擬機(jī)管理器，縮寫為VMM，也稱為Hypervisor。服務(wù)器虛擬化通常有寄生架構(gòu)（Hosted）和裸金屬架構(gòu)（Bare-metal）。服務(wù)器虛擬化包括CPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化以

66、及I/O虛擬化等多項(xiàng)虛擬化技術(shù)。</p><p>　　其中，CPU虛擬化是指將單個(gè)物理CPU虛擬成多個(gè)虛擬CPU供虛擬機(jī)使用，虛擬CPU分時(shí)復(fù)用物理CPU，虛擬機(jī)管理器負(fù)責(zé)為虛擬CPU分配時(shí)間片，并同時(shí)對(duì)虛擬CPU的狀態(tài)進(jìn)行管理。</p><p>　　內(nèi)存虛擬化是指VMM通過維護(hù)物理機(jī)內(nèi)存和虛擬機(jī)所見的“物理內(nèi)存”映射關(guān)系，為虛擬機(jī)分配物理機(jī)的內(nèi)存，使虛擬機(jī)看到內(nèi)存為從地址0開始的連續(xù)物理

67、地址。為實(shí)現(xiàn)內(nèi)存虛擬化，內(nèi)存系統(tǒng)中共有：機(jī)器地址（Machine Address）、虛擬機(jī)物理地址（Guest Physical Address）和虛擬地址（Virtual Address）三種。</p><p>　　I/O虛擬化是通過截獲Guest OS對(duì)I/O設(shè)備訪問請(qǐng)求，用軟件模擬真實(shí)硬件，復(fù)用有限的外設(shè)資源，I/O虛擬化技術(shù)與CPU虛擬化技術(shù)是緊密相關(guān)的，例如：當(dāng)CPU支持硬件輔助虛擬化技術(shù)時(shí)，往往能在I

68、/O方面采用Direct I/O技術(shù)，使CPU能直接訪問外設(shè)，提高I/O性能。</p><p><b>　　虛擬化架構(gòu)：</b></p><p>　　對(duì)于圖簽管理系統(tǒng)所使用的云計(jì)算平臺(tái)來說，適合使用采用裸金屬架構(gòu)的云平臺(tái)，裸金屬架構(gòu)將VMM直接安裝在物理服務(wù)器之上，無需先安裝操作系統(tǒng)的預(yù)裝模式，在安裝VMM后再在VMM上安裝其它操作系統(tǒng)，因此直接運(yùn)行在物理硬件之上，無

69、需通過Host OS，比寄生架構(gòu)采用的性能更高。</p><p>　　裸金屬架構(gòu)并非說明VMM可以拋開Host OS在硬件上運(yùn)行，而是在啟動(dòng)Xen時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)一個(gè)裁剪過的Linux內(nèi)核，它為Xen提供了除CPU調(diào)度和內(nèi)存管理外所有功能。Xen的工作流程如下所示：</p><p>　　圖4-3 Xen工作流程</p><p><b>　　I/O虛擬化：<

70、/b></p><p>　　對(duì)于圖簽管理系統(tǒng)所采用的云平臺(tái)來說，適合使用全虛擬化技術(shù)，VMM對(duì)網(wǎng)卡、磁盤等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行模擬，組成一組統(tǒng)一的虛擬I/O設(shè)備，Guest OS對(duì)虛擬設(shè)備的I/O操作都會(huì)陷入VMM中，由VMM對(duì)I/O指令進(jìn)行解析并映射到實(shí)際物理設(shè)備，直接控制硬件完成操作。</p><p>　　采用這樣的方法可以獲得較高的性能，并且對(duì)Guest OS完全透明。</p&g

71、t;<p><b>　　存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)</b></p><p>　　隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)需求迅速增長，存儲(chǔ)技術(shù)越來越受到業(yè)界關(guān)注，使越來越多的企業(yè)把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作為重要項(xiàng)目來管理，從而帶來存儲(chǔ)管理技術(shù)的快速發(fā)展。然而由于存儲(chǔ)設(shè)備的差異性，使得這些設(shè)備的高效管理面臨諸多困難。對(duì)存儲(chǔ)管理而言，虛擬化是一種具有廣闊前景的解決方案。</p><p>　

72、　存儲(chǔ)虛擬化是一種將存儲(chǔ)系統(tǒng)的內(nèi)部功能從應(yīng)用、主機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)資源中抽象出來，進(jìn)行隱藏或者隔離的一種技術(shù)，它是用來進(jìn)行與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的存儲(chǔ)或者數(shù)據(jù)管理的，它為底村存儲(chǔ)資源的復(fù)雜功能的訪問提供了簡單的、一致的接口，使開發(fā)者不必為底層系統(tǒng)的復(fù)雜實(shí)現(xiàn)耗費(fèi)精力。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)解決了存儲(chǔ)設(shè)備管理效率的問題，不同類型的存儲(chǔ)資源整合問題，異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的兼容性、擴(kuò)展性、可靠性、容錯(cuò)容災(zāi)等問題。存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì)（SNIA）對(duì)存儲(chǔ)虛擬化進(jìn)行了如下定義：通過對(duì)

73、存儲(chǔ)（子）系統(tǒng)或存儲(chǔ)服務(wù)的內(nèi)部功能進(jìn)行抽象、隱藏或隔離，使存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)的管理應(yīng)用、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)資源的管理分離，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立管理。</p><p>　　存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)是計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的重要結(jié)構(gòu)，它的思想是將資源的邏輯映像與物理存儲(chǔ)分開，為系統(tǒng)和管理員提供一幅簡化、無縫的資源虛擬視圖。對(duì)于用戶來說，虛擬化的存儲(chǔ)資源就像是一個(gè)巨大的“存儲(chǔ)池”，看不到具體的磁盤，也不關(guān)心自己的數(shù)據(jù)在具體的哪個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中。存儲(chǔ)

74、虛擬化技術(shù)具有提高動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力。它將存儲(chǔ)資源統(tǒng)一集中到一個(gè)大容量的資源池，無需中斷應(yīng)用即可改變存儲(chǔ)系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)移動(dòng)，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單點(diǎn)統(tǒng)一管理。</p><p><b>　　存儲(chǔ)模型架構(gòu)圖：</b></p><p>　　圖4-3 存儲(chǔ)模型架構(gòu)圖</p><p>　　圖簽管理系統(tǒng)的云存儲(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)虛擬化，存儲(chǔ)域可以分為三個(gè)層次：文件/記

75、錄層、塊聚合層和存儲(chǔ)設(shè)備層。文件記錄層是上層應(yīng)用與存儲(chǔ)資源間的接口，采用文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫的方式以文件或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形式為用戶提供數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)訪問能力，并最終以連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)形式存儲(chǔ)到磁盤上，對(duì)物理資源進(jìn)一步抽象，將其虛擬化為邏輯資源供上層使用；塊聚合層將多個(gè)底層存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)資源塊聚合成統(tǒng)一的存儲(chǔ)資，將存儲(chǔ)設(shè)備層的物理存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化，通過合理的組織將其構(gòu)建為能被統(tǒng)一訪問的物理資源池；存儲(chǔ)設(shè)備層主要對(duì)塊存儲(chǔ)的物理位置與相應(yīng)的邏輯描述關(guān)聯(lián)起來，

76、數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)地址虛擬化實(shí)現(xiàn)了對(duì)存儲(chǔ)內(nèi)容的快速尋址。</p><p>　　塊聚合層的存儲(chǔ)虛擬化</p><p>　　存儲(chǔ)設(shè)備的磁盤虛擬化技術(shù)可以將單個(gè)物理磁盤設(shè)備虛擬成邏輯塊地址操作系統(tǒng)和上層應(yīng)用使用，但單塊磁盤設(shè)備的存儲(chǔ)容量有限，為實(shí)現(xiàn)更多物理磁盤的聚合與統(tǒng)一訪問，需要使用塊聚合層的虛擬化技術(shù)。根據(jù)圖簽管理系統(tǒng)所需的云平臺(tái)特點(diǎn)，我們選擇采用帶外虛擬化技術(shù)，如下圖4-4所示，虛擬化控制器將對(duì)元

77、數(shù)據(jù)的訪問路徑和對(duì)數(shù)據(jù)的訪問路徑分開，實(shí)現(xiàn)帶外訪問。</p><p>　　圖4-4 帶外虛擬化訪問方式的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備間的訪問路徑</p><p>　　通過將對(duì)元數(shù)據(jù)的控制轉(zhuǎn)移到傳輸路徑之外，避免了帶你虛擬化存在的由元數(shù)據(jù)部分性能和可靠性瓶頸問題。帶外訪問需要每臺(tái)服務(wù)器都安裝虛擬化代理程序，從而將I/O請(qǐng)求發(fā)給帶外設(shè)備來查詢數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖簽管理

78、系統(tǒng)采用UCloud的云主機(jī)作為云平臺(tái)，采用的是基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，通過該在每臺(tái)服務(wù)器上安裝邏輯卷管理器（Logical Volume Manager，LVM）應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)，從而可以隱藏物理存儲(chǔ)資源的復(fù)雜性，并向操作系統(tǒng)提供存儲(chǔ)資源的邏輯視圖，由于物理存儲(chǔ)的抽象發(fā)生在服務(wù)器本身，就不存在分離的控制和數(shù)據(jù)傳輸路徑，避免帶內(nèi)虛擬化帶來的瓶頸和性能問題。</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)&l

79、t;/b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)虛擬化是將多個(gè)硬件或軟件網(wǎng)絡(luò)資源及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)功能集成到一個(gè)可用軟件中統(tǒng)一管控的過程。對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，該網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方式是透明的，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境稱為虛擬網(wǎng)絡(luò)，這一過程稱為網(wǎng)絡(luò)虛擬化。IaaS網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)分為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)（VPN、VLAN等）和網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)（以虛擬網(wǎng)卡和虛擬網(wǎng)橋?yàn)殡姳恚S著云計(jì)算興起而發(fā)展）兩類，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，虛擬網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)是多種多樣的。</p&

80、gt;<p><b>　　虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)</b></p><p>　　針對(duì)圖簽管理系統(tǒng)采用的UCloud云主機(jī)平臺(tái)，采用的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是主機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，它是面向云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)核心，通過與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的配合，在實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性和安全性方面發(fā)揮了重要作用，主要技術(shù)包括虛擬網(wǎng)卡技術(shù)和虛擬網(wǎng)橋技術(shù)，它們都是針對(duì)單臺(tái)主機(jī)上的相關(guān)物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的虛擬化技術(shù)。其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

81、如下圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)</p><p>　　每臺(tái)物理機(jī)都有兩塊物理網(wǎng)卡，絕大多數(shù)PC服務(wù)器都滿足這一標(biāo)準(zhǔn)配置，一塊物理網(wǎng)卡用于連接外網(wǎng)交換機(jī)，從而連接到互聯(lián)網(wǎng)，另一塊網(wǎng)卡用于連接內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)，與其它內(nèi)網(wǎng)服務(wù)進(jìn)行通信。</p><p><b>　　虛擬網(wǎng)卡</b></p><p>　　

82、虛擬網(wǎng)卡是指虛擬機(jī)看到的網(wǎng)卡，是模擬器通過軟件手段模擬出來的網(wǎng)卡，虛擬機(jī)中運(yùn)行的Guest OS通過虛擬網(wǎng)卡與外界通信。UCloud云主機(jī)采用KVM（Kernel-based Virtual Machine）系統(tǒng)虛擬化模塊，在這樣的場(chǎng)景下，模擬器是個(gè)獨(dú)立的軟件，其層次關(guān)系如下所示：</p><p>　　圖4-6 KVM層次結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　虛擬網(wǎng)橋</b&g

83、t;</p><p>　　主機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，僅有虛擬網(wǎng)卡還不夠，需要使多塊虛擬網(wǎng)卡在同一個(gè)物理服務(wù)器中共享一塊物理網(wǎng)卡的同時(shí)，仍然對(duì)外表現(xiàn)出多塊獨(dú)立網(wǎng)卡。這需要使用虛擬網(wǎng)橋，網(wǎng)橋的兩邊分別連接物理網(wǎng)卡和多塊虛擬網(wǎng)卡，網(wǎng)橋內(nèi)部維護(hù)一張映射表，根據(jù)Mac地址尋找對(duì)應(yīng)的虛擬鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。</p><p>　　圖4-7 虛擬網(wǎng)橋原理</p><p>　　數(shù)據(jù)包從虛擬機(jī)發(fā)

84、出時(shí)，虛擬網(wǎng)卡根據(jù)規(guī)則來決定如何處理數(shù)據(jù)包，放行之后轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)橋，網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)包類型采取相應(yīng)動(dòng)作，最后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到物理網(wǎng)卡時(shí)，物理網(wǎng)卡再將其轉(zhuǎn)發(fā)到物理機(jī)以外的真正交換機(jī)上。</p><p><b>　　其它相關(guān)技術(shù)簡介</b></p><p>　　圖片社交應(yīng)用相關(guān)技術(shù)</p><p>　　基于圖片的社交網(wǎng)絡(luò)與普通社交網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)同步原理類似，都是在服

85、務(wù)器端存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，客戶端負(fù)責(zé)邏輯處理，用戶打開應(yīng)用時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)同步請(qǐng)求，服務(wù)器端將實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)同步到客戶端，同時(shí)采用了定時(shí)更新推送機(jī)制，用戶連接服務(wù)器后，定時(shí)更新最新的內(nèi)容并顯示在用戶界面中。</p><p>　　用戶數(shù)據(jù)采用了分布式存儲(chǔ)機(jī)制，用戶發(fā)布圖簽時(shí)，將圖片與作者ID、發(fā)布時(shí)間、發(fā)布地點(diǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，其它用戶轉(zhuǎn)發(fā)圖簽時(shí)只需要將圖片與轉(zhuǎn)發(fā)人的ID、發(fā)布時(shí)間、發(fā)布地點(diǎn)作關(guān)聯(lián)備份即可，無需將圖簽本身拷貝到用戶

86、數(shù)據(jù)庫中，這樣可以極大限度的節(jié)省存儲(chǔ)空間，同時(shí)也可以提高性能，提升用戶體驗(yàn)。</p><p>　　數(shù)據(jù)推送是基于強(qiáng)關(guān)系社交的必備條件，用戶好友的更新內(nèi)容需要在第一時(shí)間推送到用戶的“圖簽圈”，使用Web廣播機(jī)制。這是一項(xiàng)通過一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議，在互聯(lián)網(wǎng)上定期傳送用戶需要的信息來減少信息過載的技術(shù)。使用推送技術(shù)通過自動(dòng)傳送信息給用戶，來減少用于網(wǎng)絡(luò)上搜索的時(shí)間。</p><p>　　對(duì)于產(chǎn)品

87、社交平臺(tái)來說，基于用戶的興趣來智能搜索、過濾信息，并將顯示在主頁中，幫助用戶高效率地發(fā)掘有價(jià)值的信息，向用戶推薦他們最可能感興趣的圖簽，最大程度地提高用戶體驗(yàn)。系統(tǒng)自動(dòng)將用戶上傳圖簽時(shí)添加的標(biāo)簽分類與圖簽相關(guān)聯(lián)，根據(jù)查看次數(shù)和分享次數(shù)等作為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)推薦算法向用戶推薦所屬分類中熱度最高的圖片；對(duì)于未添加標(biāo)簽分類的圖簽需要根據(jù)用戶添加的文字描述采用關(guān)鍵字匹配算法，使該圖簽可以被搜索到，以搜索次數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)記錄熱度，同樣可以作為熱門圖簽推薦給

88、用戶。</p><p>　　ASP.Net MVC</p><p>　　ASP.Net是一種服務(wù)器端腳本技術(shù)，它是由Microsoft公司開發(fā)的動(dòng)態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁，可使嵌入在網(wǎng)頁中的腳本由Web服務(wù)器執(zhí)行的技術(shù)，是.Net Framework的一部分，運(yùn)行于因特網(wǎng)信息服務(wù)器（IIS，Internet Information Server，一種基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的Web服務(wù)器），主要用來

89、管理和查詢網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　ASP.Net技術(shù)是一項(xiàng)基于公共語言運(yùn)行庫的高效率的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)技術(shù)。通過在服務(wù)器上運(yùn)行已經(jīng)編譯好的運(yùn)行庫代碼，我們就可以通過ASP與html頁面技術(shù)、ActiveX控件和ASP指令來開發(fā)基于Web服務(wù)器的網(wǎng)頁應(yīng)用程序，此類應(yīng)用具有高效、動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)。</p><p>　　ASP.NET MVC 是官方提供給開發(fā)者用于開發(fā)ASP.NET Web應(yīng)用

90、程序的框架，該框架提供了可以代替ASP.NET Web From的基于MVC的應(yīng)用。ASP.NET MVC架構(gòu)如下圖所示：</p><p>　　圖2-1 ASP.NET MVC架構(gòu)</p><p>　　ASP.NET MVC架構(gòu)中，Model負(fù)責(zé)的是后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與業(yè)務(wù)邏輯；View指的是用戶視圖界面，Controller用于接收輸入的同時(shí)調(diào)用Model與View，從而完成業(yè)務(wù)需求。<

91、/p><p>　　這樣的分層架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)松耦合，更易于維護(hù)；同時(shí)，通過Controller控制程序請(qǐng)求，能提供更加豐富的URL重寫，適合用于團(tuán)隊(duì)開發(fā)。其中處理流程如下圖所示：</p><p>　　圖2-2 ASP.NET MVC架構(gòu)處理流程</p><p>　　程序根據(jù)用戶的請(qǐng)求，把URL指向相對(duì)應(yīng)的Controller，再由Controller調(diào)用業(yè)務(wù)的邏輯層，通過.

92、Model層來操作數(shù)據(jù)庫，由Controller把視圖和數(shù)據(jù)組合起來，進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理后將處理結(jié)果顯示給用戶。</p><p><b>　　單點(diǎn)登錄</b></p><p>　　單點(diǎn)登錄（SSO，Single Sign On）技術(shù)是一種在應(yīng)用程序間，用戶只需要登錄一次，就能訪問全部應(yīng)用程序的技術(shù)，它目前被廣泛地應(yīng)用于各項(xiàng)應(yīng)用中，其中以企業(yè)級(jí)應(yīng)用服務(wù)解決方案居多。單點(diǎn)登

93、錄比傳統(tǒng)的登錄方式優(yōu)點(diǎn)在于即減少了用戶登錄認(rèn)證次數(shù)，避免重復(fù)輸入用戶信息進(jìn)行身份驗(yàn)證，又使各系統(tǒng)間通過信任關(guān)系實(shí)現(xiàn)身份的自動(dòng)認(rèn)證，以此來降低用戶信息管理的成本。</p><p>　　單點(diǎn)登錄的架構(gòu)模型主要有：基于令牌的模型、基于網(wǎng)關(guān)的模型、基于經(jīng)紀(jì)人的模型和基于代理的模型。</p><p>　　其中，基于經(jīng)紀(jì)人的單點(diǎn)登錄模型，在服務(wù)器端使用一個(gè)專門用于管理用戶賬戶信息和身份認(rèn)證的服務(wù)器。因

94、此，可以將該模型可以大致看作由客戶端、認(rèn)證服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器三部分組成的模型，而認(rèn)證服務(wù)器就是該模型的“經(jīng)紀(jì)人”，它控制著用戶訪問過程中與身份認(rèn)證相關(guān)的邏輯事務(wù)。</p><p>　　圖簽管理系統(tǒng)從安全性和易用性等方面綜合分析，并與與計(jì)算平臺(tái)相結(jié)合，采用基于經(jīng)紀(jì)人的模型，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)身份認(rèn)證模塊，以此來保證系統(tǒng)的安全性與易用性，確保體驗(yàn)良好。</p><p>　　在基于經(jīng)濟(jì)人的單點(diǎn)登錄

95、模型中，我們使用Ticket作為記錄用戶登錄狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖簽管理系統(tǒng)用戶的實(shí)際使用場(chǎng)景和使用習(xí)慣，適合采用Cookie記錄用戶狀態(tài)，Cookie可以保存于客戶端，用戶關(guān)閉系統(tǒng)后重新打開時(shí)直接登錄系統(tǒng)，從而免除重復(fù)登錄的困擾。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹圖簽管理系統(tǒng)的架構(gòu)及運(yùn)行環(huán)境，介紹了系統(tǒng)架構(gòu)與運(yùn)行環(huán)境、云

96、計(jì)算以及虛擬化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)問題，并簡述了圖片社交相關(guān)技術(shù)、ASP.Net MVC架構(gòu)特點(diǎn)和單點(diǎn)登錄技術(shù)特點(diǎn)。</p><p><b>　　需求分析</b></p><p><b>　　產(chǎn)品需求分析 </b></p><p><b>　　用戶需求分析</b></p><p>　

97、　根據(jù)馬斯洛需求層次理論，人的需求可以分為生理需求（Physiological needs），、安全需求（Safety needs）、社交需求（Love and belonging needs）、尊重需求（Esteem needs）和自我實(shí)現(xiàn)（Self-actualization）五類。人的社交需求屬于金字塔第三層次，這一層次的需求包括兩個(gè)方面：一是友愛的需要，即人人都需要伙伴之間、同事之間的關(guān)系融洽或保持友誼和忠誠，人人都希望得到愛情

98、，希望愛別人，也渴望接受別人的愛；二是歸屬的需要，即人都有一種歸屬于一個(gè)群體的感情，希望成為群體中的一員，并相互關(guān)心和照顧。</p><p>　　馬斯洛提出：人的需求有一個(gè)從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的過程，這在某種程度上是符合人類需求發(fā)展的一般規(guī)律的，一個(gè)人從出生到成年，其需要的發(fā)展過程，基本上是按照馬斯洛提出的需要層次進(jìn)行的，而25-34歲的人群是中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的主力軍，占比接近五成，處于這一年齡段人群多是剛剛走出校

99、園踏入社會(huì)的青年，在人類需求發(fā)展過程中多處于金字塔第二、三層次，對(duì)全球范圍的互聯(lián)網(wǎng)用戶來說，社交需求大而迫切。</p><p><b>　　1）需求調(diào)研</b></p><p>　　以對(duì)社交需求最迫切用戶為調(diào)研目標(biāo)，調(diào)研小組選取一定數(shù)量一二線城市的青年高校學(xué)生及中薪階層白領(lǐng)和自由職業(yè)者，采用用戶訪談法進(jìn)行調(diào)研，接受調(diào)研的用戶平均年齡24歲，男女比例約為3:7，高校學(xué)生

100、與工作人士比例約為6:4。</p><p>　　經(jīng)過詳細(xì)的用戶調(diào)研，本文對(duì)被調(diào)研的典型用戶特征采用Persona用戶角色模型法分析此類用戶的特征：</p><p>　　表3-1 Persona用戶角色模型表</p><p><b>　　2）需求調(diào)研結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)調(diào)研結(jié)果顯示，多數(shù)青年女性被調(diào)研者認(rèn)為

101、，現(xiàn)有的圖片處理工具多注重圖片美化而不是編輯，發(fā)布到社交網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只能通過圖片所配的文字來表達(dá)自己的創(chuàng)意，同質(zhì)化相當(dāng)嚴(yán)重，缺少了新鮮感，他們有將多張圖片經(jīng)美化和創(chuàng)意編輯后分享到社交網(wǎng)絡(luò)的需求，但現(xiàn)有的圖片社交平臺(tái)對(duì)自主編輯圖片的分享支持程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，創(chuàng)意發(fā)揮空間少。深入分析用戶需求可得知，用戶需求的本質(zhì)是希望獲得一個(gè)可以強(qiáng)化圖片故事性特征的工具，和一個(gè)能提供充足的自主編輯和創(chuàng)意發(fā)揮空間的社交平臺(tái)。</p><p>

102、<b>　　競(jìng)品分析 </b></p><p>　　圖簽管理系統(tǒng)的主要競(jìng)品有Instagram、Pinterest、花瓣、圖釘、朋友圈、啪啪、Camera360、推圖、Nice等，對(duì)這些競(jìng)品進(jìn)行分析的結(jié)果如下表所示：</p><p>　　表3-2 競(jìng)品分析結(jié)果表</p><p>　　目前市面上的各類圖片社交應(yīng)用都沒能很好的解決用戶的需求，主要體

103、現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1）未能給用戶“發(fā)現(xiàn)故事→拍照記錄→創(chuàng)意編輯→分享故事”這一需求流程提供合適的一體化平臺(tái)，即未解決本調(diào)研結(jié)論中用戶的核心需求；</p><p>　　2）許多應(yīng)用未形成獨(dú)立社區(qū)，社交屬性不足，大部分具有獨(dú)立社區(qū)的應(yīng)用在UGC豐富性方面做的不夠；</p><p>　　3）基于用戶關(guān)系的強(qiáng)關(guān)系型社交與基于興趣的弱關(guān)系型社交間缺少結(jié)合

104、點(diǎn)，弱化了平臺(tái)內(nèi)容的豐富性，常不能提供給用戶最需要的內(nèi)容；</p><p>　　4）Instagram等應(yīng)用采用了基本的評(píng)論、分享及位置功能，朋友圈更是精簡到評(píng)論和贊兩個(gè)社交功能，而多數(shù)國內(nèi)其它應(yīng)用增加了諸如附近的人、好友搜索、跨平臺(tái)分享等衍生功能，一定程度上損害了用戶體驗(yàn)。</p><p>　　產(chǎn)品需要基于用戶的興趣愛好等弱關(guān)系搭建平臺(tái)，以圖簽標(biāo)注管理為主要功能，用戶制作圖簽上傳到圖簽管

105、理系統(tǒng)時(shí)需要自定義標(biāo)簽或選擇分類，用戶按標(biāo)簽分類關(guān)注感興趣的類別，系統(tǒng)通過篩選算法推薦用戶感興趣的圖簽內(nèi)容顯示在社交平臺(tái)首頁中，用戶可對(duì)喜歡的內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，在吸引首批用戶的同時(shí)積累高質(zhì)量UGC。</p><p>　　加入強(qiáng)關(guān)系型社交的“圖簽圈”功能，系統(tǒng)推薦用戶通過QQ號(hào)碼或通訊錄導(dǎo)入好友，用戶也可以自主搜索添加好友，互相添加好友的用戶可以互相查看發(fā)布內(nèi)容，好友發(fā)布的圖簽都在“圖簽圈”中顯示，可以彼此評(píng)論。強(qiáng)化平

106、臺(tái)的社交功能來進(jìn)一步吸引新用戶，提高老用戶的粘性。</p><p><b>　　系統(tǒng)功能性需求</b></p><p>　　為了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)良好的圖簽管理系統(tǒng)，需要進(jìn)行系統(tǒng)需求的分析與設(shè)計(jì)。而影響系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素是系統(tǒng)的需求，需要改善系統(tǒng)功能性需求，完善系統(tǒng)功能。</p><p>　　通過分析競(jìng)品中其它的優(yōu)點(diǎn)及不足，結(jié)合圖簽管理系統(tǒng)

107、產(chǎn)品自身的需求，設(shè)計(jì)了圖簽管理系統(tǒng)的用例圖。</p><p><b>　　1）圖簽制作需求</b></p><p>　　針對(duì)用戶的圖簽制作需求，編寫了用戶需求說明表如下所示：</p><p>　　表 3-3 用戶圖簽制作需求說明表</p><p>　　針對(duì)該需求，對(duì)應(yīng)的用例圖如圖3-1所示：</p><

108、;p>　　圖3-1 圖簽制作模塊需求用例圖</p><p>　　根據(jù)用例圖編寫的需求用例表如表3-4所示：</p><p>　　表3-4 圖簽制作模塊需求用例表</p><p><b>　　2）圖簽發(fā)布需求</b></p><p>　　針對(duì)用戶的圖簽發(fā)布需求，編寫了用戶需求說明表如下所示：</p>&

109、lt;p>　　表 3-5 用戶圖簽發(fā)布需求說明表</p><p>　　針對(duì)該需求，對(duì)應(yīng)的用例圖如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 圖簽制作模塊需求用例圖</p><p>　　根據(jù)用例圖編寫的需求用例表如表3-6所示：</p><p>　　表3-6 圖簽制作模塊需求用例表</p><p><b&g

110、t;　　3）圖簽管理需求</b></p><p>　　針對(duì)用戶的圖簽管理需求，編寫了用戶需求說明表如下所示：</p><p>　　表 3-7 用戶圖簽管理需求說明表</p><p>　　針對(duì)該需求，對(duì)應(yīng)的用例圖如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 圖簽制作模塊需求用例圖</p><p>　　根據(jù)用

111、例圖編寫的需求用例表如表3-6所示：</p><p>　　表3-6 圖簽制作模塊需求用例表</p><p>　　4）針對(duì)用戶的社交需求，編寫了用戶需求說明表如下所示：</p><p>　　表 3-7 社交需求說明表</p><p>　　針對(duì)該需求，對(duì)應(yīng)的用例圖如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4社交需求用例圖