一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法。平臺的構(gòu)建采用四層結(jié)構(gòu)，即物理存儲層，虛擬設(shè)施架構(gòu)層，數(shù)字圖書館引擎以及數(shù)字圖書館系統(tǒng)應用層，其中：物理存儲層基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能；虛擬設(shè)施架構(gòu)層用于構(gòu)建和處理虛擬機節(jié)點，提供基礎(chǔ)的云計算設(shè)施；數(shù)字圖書館引擎用于創(chuàng)建和處理數(shù)字圖書館服務節(jié)點，并實現(xiàn)了資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務。本發(fā)明通過構(gòu)建數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺，可以方便用戶構(gòu)建和維護數(shù)字圖書館系統(tǒng)；同時，數(shù)字圖書館引擎通過資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務，使得數(shù)字圖書館系統(tǒng)安全、可靠、可擴展和高性能。
【專利說明】一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)字圖書館的快速發(fā)展，涉及越來越多的數(shù)據(jù)和智能服務。同時，人們也意識到數(shù)字圖書館的重要性和便捷性。然而在目前條件下，構(gòu)建并維護一個專業(yè)數(shù)字圖書館的代價是很大的，一些機構(gòu)團體和個人用戶也沒有能力去運行和維護這么一個涉及海量數(shù)據(jù)和復雜服務的數(shù)字圖書館。同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展，如今的時代是一個無處不網(wǎng)、無時不網(wǎng)、人人上網(wǎng)、時時在線的時代，通過云計算，廣大用戶無需自購軟件、硬件，無需將自己的軟硬件系統(tǒng)交給他人托管，甚至無需知道是誰提供的服務，只需關(guān)注自己真正需要什么樣的資源或者得到什么樣的服務。如今云計算技術(shù)在很多領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展，但對于數(shù)字圖書館領(lǐng)域，真正能夠提供用于數(shù)字圖書館服務動態(tài)部署和應用的平臺或框架相對較少。鑒于此，本發(fā)明提出了一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法。該方法將數(shù)字圖書館和云計算技術(shù)結(jié)合起來，在云端構(gòu)建一個數(shù)字圖書館引擎，用于快速部署數(shù)字圖書館服務、方便處理數(shù)字圖書館服務節(jié)點資源以及處理用戶服務請求。單位和機構(gòu)可以通過數(shù)字圖書館引擎創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點，然后將自己的服務部署在數(shù)字圖書館服務節(jié)點中，即可得到高效穩(wěn)定的數(shù)字圖書館服務，而無需擔心數(shù)字圖書館的處理和維護問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法。
[0004]為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案:
一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法的步驟如下:
(1)平臺服務提供者構(gòu)建基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的物理存儲層，用來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能；
(2)平臺服務提供者構(gòu)建基于基礎(chǔ)設(shè)施即服務框架的虛擬設(shè)施架構(gòu)層，用于構(gòu)建和處理虛擬機節(jié)點，提供基礎(chǔ)的云計算設(shè)施；
(3)平臺服務提供者構(gòu)建基于面向服務架構(gòu)的數(shù)字圖書館引擎，實現(xiàn)服務組件處理，同時創(chuàng)建和處理數(shù)字圖書館服務節(jié)點，并實現(xiàn)資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務；
(4)平臺服務提供者構(gòu)建數(shù)字圖書館系統(tǒng)應用層，提供用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點，用于處理數(shù)字圖書館服務；
(5)完成上述四個步驟之后，普通用戶向平臺提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館所需的硬件需求，所需的硬件需求包括內(nèi)存、CPU、硬盤大小以及操作系統(tǒng)類型；
(6)用戶通過命令行向數(shù)字圖書館引擎提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點的請求，所述的請求包括創(chuàng)建命令、服務名稱、服務節(jié)點數(shù)目以及包含步驟(5)中所述的硬件需求的XML文件名稱；
(7)平臺根據(jù)步驟(6)中用戶所提交的請求，創(chuàng)建虛擬機節(jié)點，并啟動虛擬機節(jié)點；
(8)用戶根據(jù)面向服務架構(gòu)的技術(shù)規(guī)范開發(fā)服務組件，并為服務組件構(gòu)建組件說明文件，包括組件名稱、服務名稱、組件依賴關(guān)系以及組件部署份數(shù)信息；
(9)平臺根據(jù)步驟(8)中的組件說明文件，部署并啟動服務組件和服務組件依賴的組
件；
(IO )啟動服務后，通過表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口或網(wǎng)頁訪問數(shù)字圖書館服務。
[0005]所述的物理存儲層基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能，其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供數(shù)字對象模型解決異構(gòu)數(shù)字資源的統(tǒng)一表達，提供數(shù)字對象倉儲用于數(shù)字對象的創(chuàng)建、讀寫、刪除和更新操作，還提供了基于大規(guī)模數(shù)據(jù)集軟件架構(gòu)的分布式計算功能、分布式索引功能和分布式查詢功倉泛。
[0006]所述的數(shù)字圖書館引擎，包括數(shù)字圖書館框架、數(shù)字圖書館服務節(jié)點處理服務、資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務，數(shù)字圖書館引擎根據(jù)數(shù)字圖書館框架創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點，然后用戶在該服務節(jié)點上部署數(shù)字圖書館服務組件，具體表現(xiàn)為:
(1)所述的數(shù)字圖書館框架是數(shù)字圖書館引擎中最重要的部分，數(shù)字圖書館框架采用主從體系架構(gòu)，包含一個主服務處理器，一個輔助服務處理器和多個應用服務處理器，同時提供表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口來處理數(shù)字圖書館服務；
主服務處理器通過分布式協(xié)調(diào)器處理應用服務處理器集群，當一個應用服務處理器宕掉時，主服務處理器會收到通知，然后主服務處理器會重新調(diào)度服務組件以保證服務質(zhì)量；同時主服務處理器維護服務組件的所有元數(shù)據(jù)信息，包括服務到應用服務處理器的映射關(guān)系、會話ID到應用服務處理器的映射關(guān)系以及服務組件的位置；主服務處理器同時維護應用服務處理器的狀態(tài)信息以用于服務調(diào)度和負載均衡；另外，主服務處理器控制系統(tǒng)層次的活動，包括應用服務處理器間的服務組件遷移、服務組件生命周期的處理，應用服務處理器和服務組件的容災；輔助服務處理器是主服務處理器的備份，當主服務處理器失效時，輔助服務處理器能夠及時替換主服務處理器以繼續(xù)提供服務；
應用服務處理器基于面向服務的框架實現(xiàn)，負責動態(tài)處理服務組件，在應用服務處理器中，服務組件分為基礎(chǔ)服務組件和應用服務組件，基礎(chǔ)服務組件部署在所有應用服務處理器上，包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)客戶端組件、監(jiān)控服務、緩存服務、日志組件以及會話組件，而應用服務組件根據(jù)服務器負載情況和服務組件間的依賴關(guān)系部署在指定的應用服務處理器上；在數(shù)字圖書館引擎中，基礎(chǔ)服務組件被集成在虛擬機鏡像中，隨虛擬機啟動而啟動，而應用服務組件則是用戶自己部署安裝的；
(2)所述的數(shù)字圖書館服務節(jié)點處理服務指的是數(shù)字圖書館引擎創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點的全生命周期處理，包括創(chuàng)建、運行和刪除數(shù)字圖書館服務節(jié)點，數(shù)字圖書館服務節(jié)點維護了用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館系統(tǒng)的所有元數(shù)據(jù)信息，包括服務節(jié)點的位置信息、服務節(jié)點所使用的虛擬機數(shù)量、租戶與系統(tǒng)服務間的映射關(guān)系，通過這些元數(shù)據(jù)，數(shù)字圖書館引擎控制服務節(jié)點的所有活動，也可以將用戶的請求發(fā)送給相應的服務節(jié)點；
(3)所述的資源處理服務，由一個全局資源處理器和部署在每臺物理機上的節(jié)點處理器實現(xiàn)；
資源處理器和節(jié)點處理器共同處理虛擬機的運行，資源處理器收集物理機的資源利用率，包括CPU、內(nèi)存和硬盤利用信息，通過這些信息，資源處理器能夠在合適的物理機上創(chuàng)建虛擬機和在物理機間進行虛擬機遷移來實現(xiàn)負載均衡，節(jié)點處理器根據(jù)資源處理器的命令處理本地物理機上的虛擬機，包括創(chuàng)建、移除和遷移操作，同時將虛擬機的運行情況報告給資源處理器；
當用戶想要創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點時，可以將需要的硬件配置信息，包括CPU、內(nèi)存、硬盤利用信息發(fā)送給資源處理器，資源處理器接收到消息后，根據(jù)物理機的資源利用率將請求發(fā)送給合適的一組節(jié)點處理器，這組節(jié)點處理器則通過調(diào)用虛擬設(shè)施架構(gòu)層的虛擬機應用服務，構(gòu)建虛擬機集群以部署數(shù)字圖書館服務節(jié)點，每個服務節(jié)點上的主服務處理器監(jiān)聽應用服務處理器以獲取資源利用情況，當應用服務處理器上的CPU利用率超過80%時，主服務處理器會通知資源處理器，資源處理器將會增加更多的虛擬機到該數(shù)字圖書館服務節(jié)點中以保證服務質(zhì)量；
(4)所述的多租戶服務，指的是在數(shù)字圖書館引擎中，隔離不同用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點，以達到安全的目的，對于服務的多租戶服務，即通過虛擬機的隔離策略實現(xiàn)，不同的數(shù)字圖書館服務節(jié)點可以部署在不同的虛擬機集群上，使得數(shù)字圖書館的服務得到隔離；同時，數(shù)字圖書館引擎可以通過資源處理器和節(jié)點處理器來調(diào)度虛擬機，提高資源利用率；對于數(shù)據(jù)的多租戶服務，則通過非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的命名空間來實現(xiàn)，不同用戶的數(shù)據(jù)存放在各自的命名空間中，以達到隔離的效果；
(5)所述的質(zhì)量保證服務，指的是數(shù)字圖書館引擎可以根據(jù)數(shù)字圖書館系統(tǒng)的負載自適應的調(diào)整應用服務處理器個數(shù)，以達到負載均衡和理想的服務質(zhì)量，質(zhì)量保證服務通過消息隊列和分布式協(xié)調(diào)器實現(xiàn)；
在數(shù)字圖書館服務節(jié)點中部署服務時，主服務處理器通知應用服務處理器部署相關(guān)的服務，然后創(chuàng)建消息隊列用于用戶請求處理，同時應用服務處理器上啟動監(jiān)聽消息隊列服務器的服務，當用戶請求到來時，主服務處理器將請求入隊，相應的應用服務處理器從消息隊列中取出消息，并解析處理響應，由于應用服務處理器一直在監(jiān)聽消息隊列，這個機制能夠確保用戶請求得到及時響應；
同時，主服務處理器監(jiān)控消息隊列和物理機的狀況，當消息隊列的長度超過所設(shè)置的閾值時，這意味著用戶請求數(shù)量超過系統(tǒng)所能處理的能力，有些請求將不能得到及時處理，此時主服務處理器將會部署更多的服務組件以提供服務，當所有的應用服務處理器的負載都很重時，系統(tǒng)將添加新的應用服務處理器并部署所需的服務組件；當請求數(shù)量減少時，應用服務處理器出現(xiàn)空閑，那么部分空閑的虛擬機將會被移除以達到充分利用資源。
[0007]本發(fā)明與技術(shù)背景相比具有的有益效果:
1)通過構(gòu)建數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺，可以方便用戶構(gòu)建和維護數(shù)字圖書館系
統(tǒng)；
2)數(shù)字圖書館引擎通過資源服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務，使得數(shù)字圖書館系統(tǒng)安全、可靠、可擴展，并具有容錯容災和負載均衡的特性。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1是本發(fā)明提出的數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺的層次結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明提出的數(shù)字圖書館引擎的架構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明提出的數(shù)字圖書館引擎中的數(shù)字圖書館框架圖；
圖4是本發(fā)明提出的數(shù)字圖書館引擎中的資源處理服務架構(gòu)圖；
圖5是本發(fā)明提出的數(shù)字圖書館引擎中多租戶服務結(jié)構(gòu)圖；
圖6是本發(fā)明實施例中用戶提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館所需的硬件需求描述文件；
圖7是本發(fā)明實施例中平臺創(chuàng)建的虛擬機節(jié)點運行圖；
圖8是本發(fā)明實施例中中國書法服務組件的描述文件；
圖9是本發(fā)明實施例中服務組件啟動結(jié)果圖；
圖10是本發(fā)明實施例中通過表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口訪問中國書法字結(jié)果顯示圖；
圖11是本發(fā)明實施例中通過網(wǎng)頁形式訪問中國書法字結(jié)果顯示圖。
【具體實施方式】
[0009]一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法的步驟如下:
(1)平臺服務提供者構(gòu)建基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的物理存儲層，如圖1所示，用來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能；
(2)平臺服務提供者構(gòu)建基于基礎(chǔ)設(shè)施即服務框架的虛擬設(shè)施架構(gòu)層，如圖1所示，用于構(gòu)建和處理虛擬機節(jié)點，提供基礎(chǔ)的云計算設(shè)施；
(3)平臺服務提供者構(gòu)建基于面向服務架構(gòu)的數(shù)字圖書館引擎，如圖1所示，實現(xiàn)服務組件處理，同時用于創(chuàng)建和處理數(shù)字圖書館服務節(jié)點，并實現(xiàn)資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務；
(4)平臺服務提供者構(gòu)建數(shù)字圖書館系統(tǒng)應用層，如圖1所示，提供用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點，用于處理數(shù)字圖書館服務；
(5)完成上述四步驟之后，普通用戶提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館所需的硬件需求，所需的硬件需求包括內(nèi)存、CPU、硬盤大小以及操作系統(tǒng)類型；
(6)用戶通過命令行向數(shù)字圖書館引擎提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點的請求，所述的請求包括創(chuàng)建命令、服務名稱、服務節(jié)點數(shù)目以及包含步驟(5)中所述的硬件需求的XML文件名稱；
(7)平臺根據(jù)步驟(6)中用戶所提交的請求，創(chuàng)建虛擬機節(jié)點，并啟動虛擬機節(jié)點；
(8)用戶根據(jù)面向服務架構(gòu)的技術(shù)規(guī)范開發(fā)服務組件，并為服務組件構(gòu)建組件說明文件，包括組件名稱、服務名稱、組件依賴關(guān)系以及組件部署份數(shù)信息；
(9)平臺根據(jù)步驟(8)中的組件說明文件，部署并啟動服務組件和服務組件依賴的組
件；
(IO )啟動服務后，通過表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口或網(wǎng)頁訪問數(shù)字圖書館服務。
[0010]所述的物理存儲層基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能，其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供數(shù)字對象模型解決異構(gòu)數(shù)字資源的統(tǒng)一表達，提供數(shù)字對象倉儲用于數(shù)字對象的創(chuàng)建、讀寫、刪除和更新操作，還提供了基于大規(guī)模數(shù)據(jù)集軟件架構(gòu)的分布式計算功能、分布式索引功能和分布式查詢功倉泛。[0011]所述的數(shù)字圖書館引擎，其框架如圖2所示，包括數(shù)字圖書館框架、數(shù)字圖書館服務節(jié)點處理服務、資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務，數(shù)字圖書館引擎根據(jù)數(shù)字圖書館框架創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點，然后用戶在該服務節(jié)點上部署數(shù)字圖書館服務組件，具體表現(xiàn)為:
(1)所述的數(shù)字圖書館框架，如圖3所示，是數(shù)字圖書館引擎中最重要的部分，數(shù)字圖書館框架采用主從體系架構(gòu)，包含一個主服務處理器，一個輔助服務處理器和多個應用服務處理器，同時提供表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口(REST)來處理數(shù)字圖書館服務；
主服務處理器通過分布式協(xié)調(diào)器(Zooke^er)處理應用服務處理器集群，當一個應用服務處理器宕掉時，主服務處理器會收到通知，然后主服務處理器會重新調(diào)度服務組件以保證服務質(zhì)量；同時主服務處理器維護服務組件的所有元數(shù)據(jù)信息，包括服務到應用服務處理器的映射關(guān)系、會話ID到應用服務處理器的映射關(guān)系以及服務組件的位置；主服務處理器同時維護應用服務處理器的狀態(tài)信息以用于服務調(diào)度和負載均衡；另外，主服務處理器控制系統(tǒng)層次的活動，包括應用服務處理器間的服務組件遷移、服務組件生命周期的處理，應用服務處理器和服務組件的容災；輔助服務處理器是主服務處理器的備份，當主服務處理器失效時，輔助服務處理器能夠及時替換主服務處理器以繼續(xù)提供服務；
應用服務處理器基于面向服務的框架實現(xiàn)，負責動態(tài)處理服務組件，在應用服務處理器中，服務組件分為基礎(chǔ)服務組件(Basic Service Bundle, BSB)和應用服務組件(Application Service Bundle, ASB),基礎(chǔ)服務組件部署在所有應用服務處理器上,包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)客戶端組件、監(jiān)控服務、緩存服務、日志組件以及會話組件，而應用服務組件根據(jù)服務器負載情況和服務組件間的依賴關(guān)系部署在指定的應用服務處理器上；在數(shù)字圖書館引擎中，基礎(chǔ)服務組件被集成在虛擬機鏡像中，隨虛擬機啟動而啟動，而應用服務組件則是用戶自己部署安裝的；
(2)所述的數(shù)字圖書館服務節(jié)點處理服務指的是數(shù)字圖書館引擎創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點的全生命周期處理，包括創(chuàng)建、運行和刪除數(shù)字圖書館服務節(jié)點，數(shù)字圖書館服務節(jié)點維護了用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館系統(tǒng)的所有元數(shù)據(jù)信息，包括服務節(jié)點的位置信息、服務節(jié)點所使用的虛擬機數(shù)量、租戶與系統(tǒng)服務間的映射關(guān)系，通過這些元數(shù)據(jù)，數(shù)字圖書館引擎控制服務節(jié)點的所有活動，也可以將用戶的請求發(fā)送給相應的服務節(jié)點；
(3)所述的資源服務，如圖4所示，由一個全局資源處理器和部署在每臺物理機上的節(jié)點處理器實現(xiàn)；
資源處理器和節(jié)點處理器共同處理虛擬機的運行，資源處理器收集物理機的資源利用率，包括CPU、內(nèi)存和硬盤利用信息，通過這些信息，資源處理器能夠在合適的物理機上創(chuàng)建虛擬機和在物理機間進行虛擬機遷移來實現(xiàn)負載均衡，節(jié)點處理器根據(jù)資源處理器的命令處理本地物理機上的虛擬機，包括創(chuàng)建、移除和遷移操作，同時將虛擬機的運行情況報告給資源處理器；
當用戶想要創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點時，可以將需要的硬件配置信息，包括CPU、內(nèi)存、硬盤利用信息發(fā)送給資源處理器，資源處理器接收到消息后，根據(jù)物理機的資源利用率將請求發(fā)送給合適的一組節(jié)點處理器，這組節(jié)點處理器則通過調(diào)用虛擬設(shè)施架構(gòu)層的虛擬機應用服務，構(gòu)建虛擬機集群以部署數(shù)字圖書館服務節(jié)點，每個服務節(jié)點上的主服務處理器監(jiān)聽應用服務處理器以獲取資源利用情況，當應用服務處理器上的CPU利用率超過80%時，主服務處理器會通知資源處理器，資源處理器將會增加更多的虛擬機到該數(shù)字圖書館服務節(jié)點中以保證服務質(zhì)量；
(4)所述的多租戶服務，如圖5所示，指的是在數(shù)字圖書館引擎中，隔離不同用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點，以達到安全的目的，對于服務的多租戶服務，即通過虛擬機的隔離策略實現(xiàn)，不同的數(shù)字圖書館服務節(jié)點可以部署在不同的虛擬機集群上，使得數(shù)字圖書館的服務得到隔離；同時，數(shù)字圖書館引擎可以通過資源處理器和節(jié)點處理器來調(diào)度虛擬機，提高資源利用率；對于數(shù)據(jù)的多租戶服務，則通過非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的命名空間來實現(xiàn)，不同用戶的數(shù)據(jù)存放在各自的命名空間中，以達到隔離的效果；
(5)所述的質(zhì)量保證服務，指的是數(shù)字圖書館引擎可以根據(jù)數(shù)字圖書館系統(tǒng)的負載自適應的調(diào)整應用服務處理器個數(shù)，以達到負載均衡和服務質(zhì)量保證，質(zhì)量保證服務則通過消息隊列和分布式協(xié)調(diào)器(Zooke^er)實現(xiàn)；
在數(shù)字圖書館服務節(jié)點中部署服務時，主服務處理器通知應用服務處理器部署相關(guān)的服務，然后創(chuàng)建消息隊列用于用戶請求處理，同時應用服務處理器上啟動監(jiān)聽消息隊列服務器的服務，當用戶請求到來時，主服務處理器將請求入隊，相應的應用服務處理器從消息隊列中取出消息，并解析處理響應，由于應用服務處理器一直在監(jiān)聽消息隊列，這個機制能夠確保用戶請求得到及時響應；
同時，主服務處理器監(jiān)控消息隊列和物理機的狀況，當消息隊列的長度超過所設(shè)置的閾值時，這意味著用戶請求數(shù)量超過系統(tǒng)所能處理的能力，有些請求將不能得到及時處理，此時主服務處理器將會部署更多的服務組件以提供服務，當所有的應用服務處理器的負載都很重時，系統(tǒng)將添加新的應用服務處理器并部署所需的服務組件；當請求數(shù)量減少時，應用服務處理器出現(xiàn)空閑，那么部分空閑的虛擬機將會被移除以達到充分利用資源。
實施例
[0012]大學數(shù)字圖書館國際合作計`劃CADAL創(chuàng)建的數(shù)字圖書館中構(gòu)建了數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺，并采用數(shù)字圖書館引擎部署了中國書法數(shù)字圖書館、中國文學編年史數(shù)字圖書館、中醫(yī)藥數(shù)字圖書館等系統(tǒng)實例。下面結(jié)合本發(fā)明，詳細說明中國書法數(shù)字圖書館系統(tǒng)實例構(gòu)建的具體步驟，如下:
(1)普通用戶提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館所需的硬件需求，所需的硬件需求包括內(nèi)存、CPU、硬盤大小以及操作系統(tǒng)類型，如圖6所示；
(2)用戶通過命令行向數(shù)字圖書館引擎提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點的請求，所述的請求包括創(chuàng)建命令、服務名稱、服務節(jié)點數(shù)目以及包含步驟(1)中所述的硬件需求的XML文件名稱；
(3)平臺根據(jù)步驟(2)中用戶所提交的請求，創(chuàng)建虛擬機節(jié)點，并啟動虛擬機節(jié)點，結(jié)果如圖7所示；
(4)用戶根據(jù)面向服務架構(gòu)的技術(shù)規(guī)范開發(fā)服務組件，并為服務組件構(gòu)建組件說明文件，包括組件名稱、服務名稱、組件依賴關(guān)系以及組件部署份數(shù)信息，如圖8為中國書法服務組件的說明文件；
(5)平臺根據(jù)步驟(4)中的組件說明文件，部署并啟動服務組件和服務組件依賴的組件，如圖9所示； (6)啟動服務后，通過表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移REST接口訪問，如圖10為訪問中國書法字結(jié)果顯示圖；
(7)啟動服務后，通過網(wǎng)頁訪問，如圖11為訪問中國書法字結(jié)果顯示圖。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法，其特征是，它的步驟包括: (1)平臺服務提供者構(gòu)建基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的物理存儲層，用來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能； (2)平臺服務提供者構(gòu)建基于基礎(chǔ)設(shè)施即服務框架的虛擬設(shè)施架構(gòu)層，用于構(gòu)建和處理虛擬機節(jié)點，提供基礎(chǔ)的云計算設(shè)施； (3)平臺服務提供者構(gòu)建基于面向服務架構(gòu)的數(shù)字圖書館引擎，實現(xiàn)服務組件處理，同時創(chuàng)建和處理數(shù)字圖書館服務節(jié)點，并實現(xiàn)資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務； (4)平臺服務提供者構(gòu)建數(shù)字圖書館系統(tǒng)應用層，提供用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點，用于處理數(shù)字圖書館服務； (5)完成上述四個步驟之后，普通用戶向平臺提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館所需的硬件需求，所需的硬件需求包括內(nèi)存、CPU、硬盤大小以及操作系統(tǒng)類型； (6)用戶通過命令行向數(shù)字圖書館引擎提交創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點的請求，所述的請求包括創(chuàng)建命令、服務名稱、服務節(jié)點數(shù)目以及包含步驟(5)中所述的硬件需求的XML文件名稱； (7)平臺根據(jù)步驟(6)中用戶所提交的請求，創(chuàng)建虛擬機節(jié)點，并啟動虛擬機節(jié)點； (8)用戶根據(jù)面向服務架構(gòu)的技術(shù)規(guī)范開發(fā)服務組件，并為服務組件構(gòu)建組件說明文件，包括組件名稱、服務名稱、組件依賴關(guān)系以及組件部署份數(shù)信息； (9)平臺根據(jù)步驟(8)中的組件說明文件，部署并啟動服務組件和服務組件依賴的組件； (IO )啟動服務后，通過表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口或網(wǎng)頁訪問數(shù)字圖書館服務。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法，其特征在于:所述的物理存儲層基于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來存儲和處理數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)并提供分析、索引和查詢功能，其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供數(shù)字對象模型解決異構(gòu)數(shù)字資源的統(tǒng)一表達，提供數(shù)字對象倉儲用于數(shù)字對象的創(chuàng)建、讀寫、刪除和更新操作，還提供了基于大規(guī)模數(shù)據(jù)集軟件架構(gòu)的分布式計算功能、分布式索引功能和分布式查詢功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字圖書館即服務的云計算平臺構(gòu)建方法，其特征在于:所述的數(shù)字圖書館引擎，包括數(shù)字圖書館框架、數(shù)字圖書館服務節(jié)點處理服務、資源處理服務、多租戶服務和質(zhì)量保證服務，數(shù)字圖書館引擎根據(jù)數(shù)字圖書館框架創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點，然后用戶在該服務節(jié)點上部署數(shù)字圖書館服務組件，具體表現(xiàn)為: (I)所述的數(shù)字圖書館框架是數(shù)字圖書館引擎中最重要的部分，數(shù)字圖書館框架采用主從體系架構(gòu)，包含一個主服務處理器，一個輔助服務處理器和多個應用服務處理器，同時提供表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移接口來處理數(shù)字圖書館服務； 主服務處理器通過分布式協(xié)調(diào)器處理應用服務處理器集群，當一個應用服務處理器宕掉時，主服務處理器會收到通知，然后主服務處理器會重新調(diào)度服務組件以保證服務質(zhì)量；同時主服務處理器維護服務組件的所有元數(shù)據(jù)信息，包括服務到應用服務處理器的映射關(guān)系、會話ID到應用服務處理器的映射關(guān)系以及服務組件的位置；主服務處理器同時維護應用服務處理器的狀態(tài)信息以用于服務調(diào)度和負載均衡；另外，主服務處理器控制系統(tǒng)層次的活動，包括應用服務處理器間的服務組件遷移、服務組件生命周期的處理，應用服務處理器和服務組件的容災；輔助服務處理器是主服務處理器的備份，當主服務處理器失效時，輔助服務處理器能夠及時替換主服務處理器以繼續(xù)提供服務； 應用服務處理器基于面向服務的框架實現(xiàn)，負責動態(tài)處理服務組件，在應用服務處理器中，服務組件分為基礎(chǔ)服務組件和應用服務組件，基礎(chǔ)服務組件部署在所有應用服務處理器上，包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)客戶端組件、監(jiān)控服務、緩存服務、日志組件以及會話組件，而應用服務組件根據(jù)服務器負載情況和服務組件間的依賴關(guān)系部署在指定的應用服務處理器上；在數(shù)字圖書館引擎中，基礎(chǔ)服務組件被集成在虛擬機鏡像中，隨虛擬機啟動而啟動，而應用服務組件則是用戶自己部署安裝的； (2)所述的數(shù)字圖書館服務節(jié)點處理服務指的是數(shù)字圖書館引擎創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點的全生命周期處理，包括創(chuàng)建、運行和刪除數(shù)字圖書館服務節(jié)點，數(shù)字圖書館服務節(jié)點維護了用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館系統(tǒng)的所有元數(shù)據(jù)信息，包括服務節(jié)點的位置信息、服務節(jié)點所使用的虛擬機數(shù)量、租戶與系統(tǒng)服務間的映射關(guān)系，通過這些元數(shù)據(jù)，數(shù)字圖書館引擎控制服務節(jié)點的所有活動，也可以將用戶的請求發(fā)送給相應的服務節(jié)點； (3)所述的資源處理服務，由一個全局資源處理器和部署在每臺物理機上的節(jié)點處理器實現(xiàn)； 資源處理器和節(jié)點處理器共同處理虛擬機的運行，資源處理器收集物理機的資源利用率，包括CPU、內(nèi)存和硬盤利用信息，通過這些信息，資源處理器能夠在合適的物理機上創(chuàng)建虛擬機和在物理機間進行虛擬機遷移來實現(xiàn)負載均衡，節(jié)點處理器根據(jù)資源處理器的命令處理本地物理機上的虛擬機，包括創(chuàng)建、移除和遷移操作，同時將虛擬機的運行情況報告給資源處理器； 當用戶想要創(chuàng)建數(shù)字圖書館服務節(jié)點時，可以將需要的硬件配置信息，包括CPU、內(nèi)存、硬盤利 用信息發(fā)送給資源處理器，資源處理器接收到消息后，根據(jù)物理機的資源利用率將請求發(fā)送給合適的一組節(jié)點處理器，這組節(jié)點處理器則通過調(diào)用虛擬設(shè)施架構(gòu)層的虛擬機應用服務，構(gòu)建虛擬機集群以部署數(shù)字圖書館服務節(jié)點，每個服務節(jié)點上的主服務處理器監(jiān)聽應用服務處理器以獲取資源利用情況，當應用服務處理器上的CPU利用率超過80%時，主服務處理器會通知資源處理器，資源處理器將會增加更多的虛擬機到該數(shù)字圖書館服務節(jié)點中以保證服務質(zhì)量； (4)所述的多租戶服務，指的是在數(shù)字圖書館引擎中，隔離不同用戶創(chuàng)建的數(shù)字圖書館服務節(jié)點，以達到安全的目的，對于服務的多租戶服務，即通過虛擬機的隔離策略實現(xiàn)，不同的數(shù)字圖書館服務節(jié)點可以部署在不同的虛擬機集群上，使得數(shù)字圖書館的服務得到隔離；同時，數(shù)字圖書館引擎可以通過資源處理器和節(jié)點處理器來調(diào)度虛擬機，提高資源利用率；對于數(shù)據(jù)的多租戶服務，則通過非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的命名空間來實現(xiàn)，不同用戶的數(shù)據(jù)存放在各自的命名空間中，以達到隔離的效果； (5)所述的質(zhì)量保證服務，指的是數(shù)字圖書館引擎可以根據(jù)數(shù)字圖書館系統(tǒng)的負載自適應的調(diào)整應用服務處理器個數(shù)，以達到負載均衡和理想的服務質(zhì)量，質(zhì)量保證服務通過消息隊列和分布式協(xié)調(diào)器實現(xiàn)； 在數(shù)字圖書館服務節(jié)點中部署服務時，主服務處理器通知應用服務處理器部署相關(guān)的服務，然后創(chuàng)建消息隊列用于用戶請求處理，同時應用服務處理器上啟動監(jiān)聽消息隊列服務器的服務，當用戶請求到來時，主服務處理器將請求入隊，相應的應用服務處理器從消息隊列中取出消息，并解析處理響應，由于應用服務處理器一直在監(jiān)聽消息隊列，這個機制能夠確保用戶請求得到及時響應； 同時，主服務處理器監(jiān)控消息隊列和物理機的狀況，當消息隊列的長度超過所設(shè)置的閾值時，這意味著用戶請求數(shù)量超過系統(tǒng)所能處理的能力，有些請求將不能得到及時處理，此時主服務處理器將會部署更多的服務組件以提供服務，當所有的應用服務處理器的負載都很重時，系統(tǒng)將添加新的應用服務處理器并部署所需的服務組件；當請求數(shù)量減少時，應用服務處理器 出現(xiàn)空閑，那么部分空閑的虛擬機將會被移除以達到充分利用資源。
【文檔編號】G06F17/30GK103716372SQ201310592410
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】魯偉明, 鄭良櫸, 魏寶剛, 莊越挺 申請人:浙江大學