網絡音樂集成平臺的云架構

[摘 要] “基于云的網絡音樂集成平臺”是整個“網絡音樂云”項目的硬件和軟件的基礎，基礎設施服務為整個項目系統提供了健壯的、可伸縮的硬件資源，平臺服務為整個項目提供健壯的、可伸縮的軟件平臺。

[關 鍵 詞] 云計算；云平臺；音樂云

[中圖分類號] TP391 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）02-0048-02

一、架構介紹

網絡音樂集成平臺的云架構設計：

網絡音樂集成平臺的云架構部分的研究，對應云計算理論的三個層次，分為以下三個層次的研究：

通過整合基礎設施資源，建立統一IaaS平臺，為上層音樂業務平臺提供統一支撐，提升基礎設施的資源利用率。

通過構建靈活的編程平臺API，在PaaS層提供大數據存儲和高效并行計算能力和其他基礎平臺級服務。

構建SaaS層自服務門戶，提供把各種應用以服務形式集成到平臺的功能。

（一）IaaS層與Eucalyptus

1.體系結構

Eucalyptus是一個開源的面向研究的云計算系統，采用了獨特的設計，主要包含有兩個原則：

（1）必須能保證在任何人操控的軟硬件環境中，進行部署、執行。

（2）必須是模塊化的，使不同的人員進行升級、改造和替換，同時可以實現可擴展性。

Eucalyptus在設計上對這兩個設計要點進行了權衡，使Eucalyptus采用分布式設計及模塊化，且滿足對系統的可擴展性和非侵入性要求。Eucalyptus模塊化后的系統架構示意圖如圖所示。分為三層，每一層負責不同的功能。云端這一層主要負責用戶的請求的loadbalance和存儲的調用。

Eucalyptus的分層拓撲結構

2.主要構件

（1）節點控制器

節點是在整個架構處理的最底層，也是響應的最終部分。主要安裝在虛擬化環境上（XEN/KVM），由管理軟件進行VM的管理。

（2）集群控制器

一個集群控制器可以控制多個節點，負責定時地從節點端獲取各種信息（資源信息、節點信息、虛擬機等）。其中資源信息主要是用于集群端對節點端的資源進行調配，以此來判斷各節點的負載情況及資源情況。

（3）云控制器

云控制器是前端實現，任何人都可以通過網絡協議的接口進行訪問。

3.訪問接口

（1）客戶端接口

此接口實際外部定義的客戶端接口與內部系統接口之間的轉換器。

（2）管理接口

此接口除了可以支持重要的任務（啟動、停止一個實例）外，還應該完成基本的管理功能。

（3）實例控制接口

此接口提供了虛擬機的控制服務，用來管理虛擬機元數據的創建。

4.虛擬組網

互聯虛擬機實例的問題，是IaaS層最重要的工作之一。不同于物理機器組成的網絡，虛擬機實例組成的網絡，實際上只是虛擬化的網絡，通過虛擬化處理，將具有簡單、易配置等特點。

（二）PaaS與Hadoop

Hadoop技術目前是云計算中越來越重要的角色。采用Hadoop，對底層，可以實現對服務器集群的控制和管理；對上層，可以便捷地搭建企業級的服務。Hadoop實現的分布式數據處理以及海量數據的管理，使傳統的復雜問題，在于系統本身得到解決，從而獲得良好的伸縮性。

（三）SaaS與SOA

定義：

SOA，是重新利用企業的軟件體系，并進行整合，構建另一套松散的、耦合的系統，同時能更方便地與新軟件進行結合，共同服務于一個體系。

SaaS是一種軟件服務。軟件即服務（SaaS），作為軟件交付機制，為信息部門創造了更好的條件，使他們可以將工作重心轉移到管理應用程序可以提供的服務。

二、技術實現

（一）虛擬化網絡（IaaS層）

實現功能：

IP Control：動態分配IP地址；

Security Groups：限制用戶的訪問，為實例提供訪問規則；

Elastic IPs：IP僅與用戶的賬號關聯，使得重新啟動的實例可以繼續訪問同一個IP地址；

VM Isolation：同組內之間可以互相訪問，不同組之間，除非有相應授權，否則不允許互相訪問；

（二）Hadoop集群的建立（PaaS層）

為了讓Hadoop獲得最佳的性能，需要進行配置Hadoop系統，所以了解網絡拓撲狀況就成為關鍵的部分。對于多機架的集群，需要描述清楚節點一機架間的映射關系，以便分配MapReduce任務到節點時，Hadoop可以確定哪些節點是在同一個機架上，從而更優先分配。

（三）SOA的ESB實現

為保證系統的良好的擴展性，本系統將采用SOA Service Oriented Architecture（面向服務架構）來實現。SOA將應用程序的不同服務，通過服務之間定義好的接口連接起來。接口是獨立于實現服務的硬件、系統和語言。這使得在各種系統中的服務可以通過通用的、統一的方式進行交互。

具體的技術將采用企業數據總線（ESB）構架。

ESB架構可以采用不同的編程語言體系來實現，在本系統中采用java語言企業版（JavaEE）規范來實現。建成的ESB體系，可以集成其他語言編寫的模塊，只要它們都遵守ESB中的各種協議。之所以采用Java EE，是能夠利用Java EE平臺的成熟企業編程支持和它的跨操作系統特性。

三、結論

軟件即服務（SaaS）是在云計算平臺服務體系的最上層，它的使用離不開基礎設施即服務與平臺即服務的支持。服務商需要根據底層環境對軟件重新進行良好的設計，才能夠獲得讓使用者滿意的軟件即服務。

利用Xen和Eucalyptus實現了IaaS層的基礎設施服務，動態按需分配硬件計算和存儲資源。

利用Hadoop在PaaS層搭建開放式音樂聚合分發平臺，封裝海量數據處理、數據挖掘、分布式文件系統操作等能力。

基于云推送技術實現在不同用戶之間以及不同終端之間推送資源。

采用基于有向圖的關聯規則挖掘技術等方法，實現了用于精準廣告推送、個性化音樂服務定制、網絡音樂營銷等業務的各種商業智能手段，用以支持市場分析與輔助決策。

參考文獻：

[1]白凱.IaaS平臺資源管理方案的設計與實現[D].西北大學，2012.

[2]白云龍.基于Hadoop的數據挖掘算法研究與實現[D].北京郵電大學，2011.