基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用

中國傳媒大學(xué)南廣學(xué)院傳媒技術(shù)學(xué)院　周曉梅　宋燕燕

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基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用

中國傳媒大學(xué)南廣學(xué)院傳媒技術(shù)學(xué)院周曉梅宋燕燕

【摘要】多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式已逐漸成為高校教學(xué)改革中的主要教學(xué)模式，針對如何有效管理在教學(xué)過程中產(chǎn)生的大量多媒體教學(xué)資源的問題，提出將云存儲技術(shù)應(yīng)用于校園文件管理系統(tǒng)中。在分析國內(nèi)主要云存儲特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討利用七牛云存儲構(gòu)建校園文件管理系統(tǒng)的可行性和優(yōu)勢。利用七牛云存儲提供的SDK及API設(shè)計(jì)各個功能模塊，并給出了應(yīng)用實(shí)例。實(shí)驗(yàn)表明，基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)不僅能有效的管理海量的多媒體數(shù)據(jù)，更能節(jié)約學(xué)校的軟硬件投資成本，較好地滿足用戶需求。

【關(guān)鍵詞】云存儲；文件管理系統(tǒng)；HTML5；七牛

0　引言

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及以及帶寬的不斷加大，網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)方式正在不斷的蓬勃發(fā)展。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式不同，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以在同一時間向任何地點(diǎn)的用戶提供多媒體教學(xué)信息，為在校師生提供全新的教學(xué)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已經(jīng)成為傳統(tǒng)教學(xué)極大的補(bǔ)充和延伸，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)課外知識及交流的平臺[1-2]。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展，教學(xué)過程中將產(chǎn)生越來越多的多媒體教學(xué)文件，其中包括教學(xué)課件、學(xué)生作品、教學(xué)視頻、復(fù)習(xí)資料、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。但是，目前任何校園網(wǎng)信息平臺均沒有提供完善的文件管理解決方案來有效的管理這些寶貴的教學(xué)文件，而是將文件以單一、零散的“資源孤島”的形式存儲在PC機(jī)、FTP服務(wù)器、U盤或者光盤中。長此以往導(dǎo)致文件越來越多，管理越來越混亂，這樣既不利于優(yōu)秀資源的充分利用，又存在資源丟失的風(fēng)險。

本文提出將云存儲技術(shù)應(yīng)用于校園文件管理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)的存儲方式相比，云存儲提供的是存儲服務(wù)，避免了存儲平臺的重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了昂貴的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施投資。因此，基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)將全面取代校園FTP系統(tǒng)成為應(yīng)用最廣泛的校園第二信息平臺。

1　云存儲技術(shù)

云存儲是云計(jì)算的存儲部分，即虛擬化的、易于擴(kuò)展的存儲資源池[3]。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)[4-6]。

存儲在云端的數(shù)據(jù)可以隨時隨地訪問讀取，節(jié)省本地存儲因數(shù)據(jù)增長帶來的額外硬件添置成本，基本不用考慮數(shù)據(jù)備份等維護(hù)問題，只需要選擇合適的云存儲服務(wù)提供商以及按需支付相關(guān)費(fèi)用即可[7]。云存儲不僅提供了文件訪問接口，還支持海量數(shù)據(jù)管理并提供公共服務(wù)支撐功能，以方便云存儲系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)的維護(hù)。

目前，國內(nèi)市場做云主機(jī)的基本都有專門的存儲系統(tǒng)，代表性的有七牛云、又拍云、金山云等，云存儲已經(jīng)成為未來存儲發(fā)展的一種趨勢。表1中對國內(nèi)主要云存儲服務(wù)商提供的云存儲服務(wù)性能進(jìn)行分析比較。

表1　國內(nèi)主要云存儲提供商分析對比表

和其他的云存儲服務(wù)不同，七牛云存儲同時支持上傳下載的雙向斷點(diǎn)續(xù)傳，即使在極差的移動網(wǎng)絡(luò)中照樣可以讀寫數(shù)據(jù)，從而保障用戶體驗(yàn)。并且支持就近上傳，當(dāng)用戶在上傳數(shù)據(jù)時可以選擇任意的IDC進(jìn)行就近上傳，從而保證了上傳的速度。七牛云存儲國內(nèi)首創(chuàng)了在線音視頻/流媒體處理服務(wù)，提供優(yōu)質(zhì)的音視頻分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，支持常見的音視頻格式轉(zhuǎn)換，支持視頻幀提取，可以提取視頻任意時間點(diǎn)的截圖。另外，七牛云存儲提供了一系列完整API和SDK示例教程，文檔較為清晰[8]。

綜上考慮，采用七牛云存儲作為校園文件管理系統(tǒng)中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的主要存儲平臺。

2　云文件管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)利用七牛云存儲服務(wù)提供的SDK、API及管理平臺，采用HTML5標(biāo)準(zhǔn)作為客戶端主要技術(shù)架構(gòu)，在.net平臺上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)包含學(xué)生、教師、管理員三種身份認(rèn)證，管理員擁有最高權(quán)限，不僅可以修改學(xué)生及教師的信息，還可以對云存儲中的所有文件進(jìn)行修改，圖1中顯示了基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)的主要功能模塊。

圖1　系統(tǒng)主要功能圖

在本系統(tǒng)中，非結(jié)構(gòu)化的教學(xué)文件不是存放于學(xué)校的服務(wù)器中，而是存放在七牛云存儲的服務(wù)器中，這樣既節(jié)省了學(xué)校服務(wù)器的空間，也可以使學(xué)生隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)登錄下載文件。同時，系統(tǒng)還可以在線編輯Office、圖片等文件，支持流媒體音視頻文件在線播放等。

3　云文件管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

云文件管理系統(tǒng)主要為教學(xué)過程中產(chǎn)生的海量的多媒體文件提供一個有效的管理平臺，方便在校師生上傳、檢索、編輯及發(fā)布教學(xué)資源，并通過客戶端為用戶提供下載、查詢等服務(wù)。本系統(tǒng)采用七牛云存儲提供的SDK，使用.net為主要服務(wù)器端技術(shù)，利用C#作為與七牛云存儲的交互語言。

3.1 準(zhǔn)備工作

1）使用七牛云存儲之前必須先下載安裝七牛SDK，七牛SDK為第三方應(yīng)用提供了簡單易用的API調(diào)用服務(wù)，使第三方客戶端無需了解復(fù)雜的驗(yàn)證機(jī)制即可進(jìn)行授權(quán)、上傳、下載等文件操作。

2）訪問七牛云存儲提供的API需要通過注冊擁有一對有效的ACCESS_KEY 和SECRET_KEY用來進(jìn)行簽名認(rèn)證，ACCESS_KEY 和SECRET_KEY是用戶訪問七牛云存儲API的身份標(biāo)識。

3）在系統(tǒng)的編譯配置文件web.config中添加bucket、domain等配置項(xiàng)。

其中，bucket是存放“文件”（云存儲稱之為object，）的空間，“空間”是資源的組織管理單位，相當(dāng)于文件系統(tǒng)中的文件夾。所有的object都必須存放到某個bucket中，object是存儲在bucket中的數(shù)據(jù)，可以把object看作要被存儲的文件。

在bucket中的每個object必須有且只有一個key。bucket名稱和object的key共同組成七牛云存儲中存儲的對象的唯一標(biāo)識。

domain是bucket所對應(yīng)的域名，用戶可以使用七牛云存儲提供的默認(rèn)域名，也可以自定義域名并綁定到bucket上，通過自定義的域名訪問七牛云存儲。

配置完成后，程序啟動時調(diào)用Qiniu.Conf. Config.Init()進(jìn)行初始化。

3.2 文件列表

七牛云存儲為不同平臺的用戶提供了不同的SDK，其中包括IOS、Android、Java、C#、Php等，不同的SDK中提供了文件上傳、下載、查詢、刪除等API。文件列表模塊通過調(diào)用七牛云存儲的獲取文件列表接口，可以列出七牛云存儲空間下所有文件的信息。

（1）七牛云存儲提供的List接口

七牛云存儲提供的文件列表List接口如下所示，其中bucket參數(shù)代表七牛云存儲中空間的名稱。在使用資源列表接口之前必須引入Qiniu.RSF命名空間。

（2）修改List接口

七牛提供的List接口是void型的，因此需要對List接口進(jìn)行修改，轉(zhuǎn)換為DataTable類型，這樣方便與前臺的Repeater列表控件進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定，可以更形象的將空間中的所有文件展示給用戶。

public static DataTable List(string bucket){}

定義數(shù)據(jù)表dt，并在數(shù)據(jù)表中添加七牛云存儲中文件的名稱、文件大小、文件上傳時間等信息。

dt.Rows.Add(new object[]{item.Key,item. FSize,item.Mime,item.PutTime});

七牛云存儲中的文件提供了Key、FSize、Mime、PutTime等信息。其中， Key字段是文件的唯一標(biāo)識， FSize字段代表文件的大小，以字節(jié)（Byte）為單位。mime字段代表文件的類型，七牛云存儲是以MIME信息表達(dá)的文件類型。MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)的含義是多用途互聯(lián)網(wǎng)郵件擴(kuò)展類型，是設(shè)定某種擴(kuò)展名的文件用一種應(yīng)用程序來打開的方式類型，當(dāng)該擴(kuò)展名文件被訪問的時候，瀏覽器會自動使用指定應(yīng)用程序來打開。PutTime字段代表文件上傳時的服務(wù)器端Epoch時間戳，以100納秒為單位，例如值為13603956734587420的時間對應(yīng)實(shí)際時間為2013-02-09 15:41:13。

（3）調(diào)用List接口

在系統(tǒng)前臺界面中使用Repeater列表控件顯示文件的信息，并在Repeater控件的模板中添加文件名、文件類型、文件大小、上傳時間等列，定義Repeater控件的ID為rptList。

首先調(diào)用文件列表接口List，訪問七牛云存儲中的“ngxy002”空間，將空間中的所有文件信息返回到數(shù)據(jù)表dt中。

DataTable dt = QiNiuHelper.List("ngxy002");

并通過調(diào)用GetDateTime方法，將UNIX時間戳轉(zhuǎn)換成時間。

DateTime dtResult = GetDateTime(double. Parse(dt.Rows[i]["uploadtime"].ToString().Substring(0, 10)));

實(shí)驗(yàn)測試界面如圖2所示：

圖2　文件列表界面

其中，文件類型顯示的是七牛云存儲的MIME類型，因此在文件列表界面中的word文件類型為application/msword。這樣在下載七牛云存儲中的文件時就可以通過MIME類型告訴瀏覽器該文件需要用什么程序來處理。

4　結(jié)束語

本文結(jié)合校園的實(shí)際情況，對比分析了國內(nèi)主要云存儲服務(wù)的技術(shù)參數(shù)，選用七牛云存儲為主要存儲平臺，搭建了基于云存儲的校園文件管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了不斷產(chǎn)生的海量教學(xué)文件管理問題，利用云存儲技術(shù)有效的降低了學(xué)校投入成本，具有很強(qiáng)的技術(shù)前景及經(jīng)濟(jì)效益，為解決目前及今后各學(xué)校構(gòu)建信息平臺的技術(shù)難題與實(shí)際工作中的問題有十分有益的指導(dǎo)作用。

隨著高校數(shù)字化移動應(yīng)用層次的不斷提高，校園中文檔存儲共享需求突顯，如何構(gòu)建校園私有云與當(dāng)前公有云存儲并存的問題將是下一步建設(shè)工作的重點(diǎn)。

總而言之，云存儲將對高校教學(xué)方式改革產(chǎn)生巨大的影響，將是業(yè)界發(fā)展的大趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]秦利波,宋言東.應(yīng)用型本科院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺構(gòu)建模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2015(3):76-83.

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[3]趙鐵柱,袁華強(qiáng).高性能的云存儲安全網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2014,31(11):135-138.

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[7]Drago I,Mellia M,M Munafo M,et al.Inside dropbox: understanding personal cloud storage services[C]// Proceedings of the 2012 ACM conference on Internet measurement conference.ACM,2012:481-494.

[8]魏偉.七牛云存儲:三年磨一劍及背后核心技術(shù)解析[EB/OL].CSDN,2014,http://www.csdn.net/ article/2014-11-18/2822691.

周曉梅（1980—），女，江蘇南京人，碩士，講師，主要研究方向：云存儲、信息管理。

宋燕燕（1978—），女，碩士，講師，主要研究方向：云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)。

作者簡介：

基金項(xiàng)目：江蘇省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目（14KJD520011）；江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)研究基金指導(dǎo)項(xiàng)目（2014SJD324）；江蘇省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目（15KJD5200007）。