云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)設計

王毅敏

摘 要： 傳統(tǒng)軟件架構恢復系統(tǒng)不能根據(jù)用戶需求提供流暢、高效的信息響應。為改善此問題，基于云計算環(huán)境，設計新型軟件架構恢復系統(tǒng)。利用SaaS平臺搭建云計算環(huán)境，通過云計算環(huán)境下多租戶選擇，完成系統(tǒng)的硬件設計。應用架構適配子系統(tǒng)和協(xié)議接入恢復、軟件資源控制子系統(tǒng)和通用呼叫恢復完成系統(tǒng)軟件設計。通過軟件架構恢復業(yè)務接入子系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)正常運行。模擬用戶需求設計對比實驗結果表明，云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)提高了恢復響應率和恢復響應流暢性，全面滿足用戶需求。

關鍵詞： 云計算環(huán)境； 軟件架構； 恢復系統(tǒng)； 設計與實現(xiàn)

中圖分類號： TN99?34； TP399 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）23?0027?03

Abstract： The traditional software architecture recovery system can not provide the smooth and efficient information response according to user needs. In order to eliminate this problem， a new software architecture recovery system was designed on the basis of cloud computing environment. The cloud computing environment is built with SaaS platform， in which the multi?tenant is chosen to complete the hardware design of the system. The architecture adaptive subsystem， protocol access recovery， software resource control subsystem and universal call recovery are used to complete the software design of system. The recovery service access subsystem of the software architecture is used to realize the normal operation of the system. The comparison experiment was designed according to the simulation of user requirements. The experimental results show that the software architecture recovery system based on cloud computing environment can improve the recovery response rate and recovery response fluency， and fully meet the user needs.

Keywords： cloud computing environment； software architecture； recovery system； design and implementation

0 引 言

轉交換機作為軟件架構恢復技術基礎設備，在最底層承載恢復協(xié)議工作，通過呼叫控制、接入網關控制、資源分配、路由協(xié)議認證等流程，配合主機向客戶端傳遞服務。傳統(tǒng)軟件架構恢復系統(tǒng)依靠轉交換機工作獨立性，完成控制業(yè)務與恢復業(yè)務的分離，這種方式有效緩解因發(fā)生業(yè)務碰撞現(xiàn)象造成處理時間增加情況的發(fā)生，在開放網絡連通接口的同時，提高業(yè)務處理效率[1]。但轉交換機設備具有響應效率慢、流暢性差等弊端，隨著工作總量的增加，系統(tǒng)整體業(yè)務處理速度逐漸下降。但用戶需求日益增大，這種傳統(tǒng)形式顯然不能給用戶提供滿意的信息響應。云計算環(huán)境是基于大數(shù)據(jù)背景下，一種新型的數(shù)據(jù)存儲方式，不僅繼承原有存儲方式穩(wěn)定性強的優(yōu)點，又在此基礎上，提升存儲總量與系統(tǒng)運行速度。在云計算環(huán)境的基礎上，細化SaaS平臺，并在該平臺上完成多租戶選擇設計，為云計算環(huán)境的穩(wěn)定運行提供保障。傳統(tǒng)系統(tǒng)不能滿足多個子系統(tǒng)同時接入，通過協(xié)議恢復、呼叫恢復的形式滿足子系統(tǒng)間相互配合，達到同時接入主機的目的。

1 基于云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)的硬件設計

搭建SaaS平臺是完善云計算環(huán)境的關鍵步驟，在SaaS平臺上進行多租戶選擇，進而完成軟件架構恢復系統(tǒng)的硬件設計，具體實施步驟如下。

1.1 利用SaaS平臺完成云計算環(huán)境的搭建

SaaS平臺是云計算環(huán)境的重要組成部分，可以滿足多用戶同時在線搜索，并保證每個用戶都能在云環(huán)境下得到滿意的搜索結果是該平臺的工作核心。當用戶數(shù)量發(fā)生變化，SaaS平臺根據(jù)架構的自動檢索能力為多用戶共享應用實例，保證用戶的搜索安全性[2?3]。SaaS平臺采用支持離線應用的方式滿足云環(huán)境信息的多屏顯示。利用SaaS平臺搭建的云計算環(huán)境主體架構如圖1所示。

1.2 云計算環(huán)境下系統(tǒng)硬件的多租戶選擇

多租戶選擇共有三種實現(xiàn)形式，其中獨立數(shù)據(jù)庫與隔離數(shù)據(jù)庫形式主要應用于大型架構的恢復，成本較高[4?5]。出于對經濟因素的考慮，本系統(tǒng)使用共享數(shù)據(jù)庫形式。完成共享數(shù)據(jù)庫形勢下的多租戶選擇，首先根據(jù)給定信息建立如表1所示的租戶表（表中租戶姓名與基本信息均為虛構）。再根據(jù)表1中的信息完成多租戶選擇過程，具體操作方法如圖2所示。

2 基于云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)的軟件設計endprint

上述過程完成了云計算環(huán)境的搭建以及系統(tǒng)的硬件設計，為保證系統(tǒng)的正常運行，還需按照如下步驟完成系統(tǒng)的軟件設計。

2.1 架構適配子系統(tǒng)和協(xié)議接入恢復

架構適配子系統(tǒng)負責多終端協(xié)議和中繼協(xié)議的恢復接入，并按照不同協(xié)議接入方式的不同，完成適配工作。該子系統(tǒng)對多種協(xié)議進行模塊規(guī)劃，同時也為新協(xié)議的接入恢復提供便利[2，6]。架構適配子系統(tǒng)是云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)的第一級子系統(tǒng)其最主要功能是為以下各級子系統(tǒng)提供關鍵協(xié)議，并保證子系統(tǒng)模塊間各協(xié)議能在最短時間內完成接入恢復。其基本結構如圖3所示。

2.2 軟件資源控制子系統(tǒng)和通用呼叫恢復

通用呼叫包括呼叫控制、資源控制、連接承載控制等功能。當用戶呼叫的事件符合應用業(yè)務的觸發(fā)點時，上層應用控制系統(tǒng)被自動激活，完成通用呼叫恢復。軟件資源控制子系統(tǒng)是云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)的次級子系統(tǒng)，其工作流程主要依靠通用呼叫模型完成[7]。通用呼叫模型實現(xiàn)了呼叫控制和控制連接承載功能。在處理軟件資源控制子系統(tǒng)發(fā)出的呼叫請求時，通用呼叫模型依靠單點控制技術與多點控制技術結合的方式逐步實現(xiàn)通用呼叫恢復。軟件資源控制子系統(tǒng)與通用呼叫實現(xiàn)了SIP Server網守的大多數(shù)功能，可代替原有H.233網守，其具體框架結構如圖4所示。

2.3 軟件架構恢復業(yè)務接入子系統(tǒng)

軟件架構業(yè)務，提供內嵌業(yè)務的邏輯結構及各項補充業(yè)務的開發(fā)接口[8]；云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)的子系統(tǒng)，通過INAP協(xié)議完成業(yè)務控制點的連網恢復；安全管理子系統(tǒng)的預留接口，為軟件架構業(yè)務恢復提供SCP控制點；軟件架構恢復業(yè)務，依靠內嵌子系統(tǒng)接口恢復調度通信業(yè)務；調度通信業(yè)務通過SIP協(xié)議和調度臺完成與用戶的通信，用戶提出的不同需求組成外部通信系統(tǒng)。云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)，根據(jù)外部通信系統(tǒng)中不同的用戶需求，完成數(shù)據(jù)和多媒體行政通信等業(yè)務的恢復。具體業(yè)務恢復流程如圖5所示。

3 實驗結果與分析

通過上述過程完成云計算環(huán)境軟件架構恢復系統(tǒng)設計。為驗證該系統(tǒng)的實用性價值，模擬用戶需求，設計如下對比實驗，檢測系統(tǒng)的恢復響應率和響應流暢性。實驗開始前，隨機將兩臺計算機分為實驗組和對照組，分別進行相關參數(shù)設定。

3.1 實驗參數(shù)設定

實驗參數(shù)的設定如表2所示。

表2中項目欄從上至下依次為：恢復參數(shù)、軟件架構參數(shù)、基本響應率、云環(huán)境受擾系數(shù)、系統(tǒng)帶寬，其中基本響應率85.00%+代表用戶每次需求的響應率，均保持在85.00%以上，為保證實驗的公平性，實驗組與對照組參數(shù)均保持一致。

3.2 恢復響應率對比

完成參數(shù)設定后，令實驗組計算機搭載云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)；令對照組計算機搭載傳統(tǒng)軟件架構恢復系統(tǒng)。模擬用戶需求，分別檢測實驗組與對照組的恢復響應率，如圖6所示。

恢復響應率，是檢測軟件架構恢復系統(tǒng)性能的重要指標?；謴晚憫逝c用戶需求響應時間成反比，恢復響應率越高，則響應時間越短。

分析圖6可知，隨著用戶請求數(shù)量的不斷增加，系統(tǒng)響應時間也隨之增加，但對照組響應時間始終高于預期響應時間，實驗組響應時間始終低于預期響應時間。當用戶請求數(shù)量達到5.00×105 b時，實驗組響應時間達到最大值3.00 s，預期響應時間為4.74 s，對照組影響時間為6.00 s。相比較可知，實驗組比預期時間減少了1.74 s。所以，可證明應用云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)可縮短響應時間，提升恢復響應率。

3.3 恢復響應流暢性對比

傳統(tǒng)軟件架構恢復系統(tǒng)應用點陣式模型，完成用戶需求響應；云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)應用滑點式模型，完成用戶需求響應。以點線連接表示系統(tǒng)恢復響應流暢性，線與線間交叉越少，代表響應流暢性越強，反之則越弱。具體實驗結果如圖7所示。

分析圖7可知，實驗組代表用戶需求響應的各點順次連接，線與線之間無交叉現(xiàn)象；對照組代表用戶需求響應的各點連接混亂，且線與線之間出現(xiàn)明顯交叉。所以，可證明應用云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)可明顯提升恢復響應流暢性。

4 結 語

云計算環(huán)境下軟件架構恢復系統(tǒng)充分利用云計算環(huán)境下存儲空間豐富的優(yōu)勢，并在此基礎上，完善架構恢復系統(tǒng)的各層協(xié)議。通過對比實驗證明，該新型系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，可改善恢復響應率低、響應流暢性差的問題。

參考文獻

[1] 王靜宇，馮黎曉，鄭雪峰.一種面向云計算環(huán)境的屬性訪問控制模型[J].中南大學學報（自然科學版），2015，11（6）：2090?2097.

[2] 李春杰，王曉明，張龍昌.云計算環(huán)境圖書檔案管理系統(tǒng)用戶模型研究[J].計算機技術與發(fā)展，2015，14（5）：233?236.

[3] 趙宏偉，申德榮，田力威.云計算環(huán)境下資源需求預測與調度方法的研究[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2016，37（4）：659?663.

[4] 許鵬，張繼棟，王國棟.云計算機環(huán)境下數(shù)據(jù)挖掘信息平臺架構的設計及實現(xiàn)[J].信息安全與技術，2016，7（2）：24?26.

[5] 蔡琪，單冬紅，趙偉艇.改進粒子群算法的云計算環(huán)境資源優(yōu)化調度[J].遼寧工程技術大學學報，2016，12（1）：93?96.

[6] 鄒華.云計算環(huán)境下大數(shù)據(jù)分布規(guī)律的結構優(yōu)化設計[J].現(xiàn)代電子技術，2016，39（8）：18?20.

[7] 李寒，佟寧，陳峰.一種基于層次聚類的軟件架構恢復方法[J].計算機科學，2017，44（4）：75?78.

[8] 金志敏，劉祥芝，崔紅兵.云計算環(huán)境下圖書館數(shù)字資源建設與服務模式創(chuàng)新[J].數(shù)字與縮微影像，2016，17（2）：4?8.endprint