移動(dòng)終端云存儲(chǔ)服務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)終端云存儲(chǔ)服務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1總結(jié)1.1云存儲(chǔ)的定義根據(jù)cnc研究，世界信息總量從2006年到2010年的增長率已超過161db，從161db上升到988b（1db=124pb）。面對(duì)PB級(jí)的海量存儲(chǔ)需求,傳統(tǒng)的SAN或NAS在容量和性能的擴(kuò)展上會(huì)存在瓶頸,已經(jīng)不能滿足新形勢下對(duì)數(shù)據(jù)保存高性能、高容量、易擴(kuò)展的需求。面對(duì)這種形勢,近幾年隨著內(nèi)嵌的虛擬化技術(shù)和集群技術(shù)的發(fā)展,云存儲(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生。它與云計(jì)算類似,是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能,將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備協(xié)同起來工作,共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。云存儲(chǔ)的本質(zhì)不是存儲(chǔ),而是服務(wù)。云存儲(chǔ)系統(tǒng)中所有設(shè)備對(duì)于用戶都是完全透明的,用戶只需要通過網(wǎng)絡(luò)與云相連接,就能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。需要存儲(chǔ)服務(wù)的用戶不再需要建立自己的數(shù)據(jù)中心,只需向SSP(存儲(chǔ)服務(wù)提供商)申請(qǐng)存儲(chǔ)服務(wù),從而節(jié)約了昂貴的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施投資。相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)解決方案,高效集群的云存儲(chǔ)系統(tǒng)具有易擴(kuò)容(包括帶寬)、成本更低廉、數(shù)據(jù)更安全、服務(wù)不中斷等優(yōu)勢。云存儲(chǔ)這個(gè)概念一經(jīng)提出,就得到了眾多廠商的支持和關(guān)注。Amazon、Google、EMC、Microsoft、IBM紛紛推出了自己的云存儲(chǔ)產(chǎn)品。在國內(nèi)如金山等廠家也推出了自己的云存儲(chǔ)服務(wù)。比爾·蓋茨,這位微軟的共同創(chuàng)始人認(rèn)為,作為服務(wù)的云存儲(chǔ)的推進(jìn)速度會(huì)比云計(jì)算更快。1.2實(shí)際網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)計(jì)通信領(lǐng)域發(fā)展最快的無疑要數(shù)移動(dòng)通信與Internet兩個(gè)分支,但是Internet上豐富的信息又由于條件限制難以像移動(dòng)電話一樣自由移動(dòng)。隨著近些年高性能的智能移動(dòng)終端的發(fā)展,以及傳輸速率更快、帶寬更高的3G網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn),使得WAP網(wǎng)與WEB網(wǎng)的融合成為站點(diǎn)開發(fā)的大趨勢。將互聯(lián)網(wǎng)和無線移動(dòng)網(wǎng)的優(yōu)勢整合,讓企業(yè)同時(shí)擁有電腦網(wǎng)站(WEB)和手機(jī)網(wǎng)站(WAP),將企業(yè)的各類信息及業(yè)務(wù)可以跨平臺(tái)地互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)Anytime、Anywhere、Anything的移動(dòng)信息化的特色,是當(dāng)前站點(diǎn)設(shè)計(jì)與追求的目標(biāo)。當(dāng)前移動(dòng)電話上網(wǎng)數(shù)量的增長速度遠(yuǎn)快于PC上網(wǎng),越來越多的人習(xí)慣用手機(jī)等移動(dòng)終端上網(wǎng),查看新聞、天氣預(yù)報(bào)、交通信息以及進(jìn)行游戲。故而一個(gè)應(yīng)用較廣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),沒有對(duì)應(yīng)的WAP版本幾乎是不可想象的。正處在業(yè)務(wù)拓展期的云存儲(chǔ)服務(wù),更不能忽略移動(dòng)端這個(gè)重要的增長點(diǎn)。1.3點(diǎn)—WAP端交互設(shè)計(jì)的特點(diǎn)雖然現(xiàn)階段面向3G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端的WAP站點(diǎn)開發(fā)中,有些智能移動(dòng)終端已經(jīng)可以直接訪問WEB站點(diǎn),并且可以使用與WEB相同的xhtml語言,但是由于移動(dòng)終端本身的特殊性(相對(duì)臺(tái)式機(jī)較小的屏幕、較慢的連接速度和處理速度,操作沒有鼠標(biāo)鍵盤靈敏)以及使用者的使用習(xí)慣(如厭煩文本輸入、對(duì)長時(shí)間等待更加沒有耐心),使得站點(diǎn)的移動(dòng)版本在交互設(shè)計(jì)方面必須針對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口在線接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(cloudcomputing)概念上延伸和發(fā)展出來的新概念。是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能,將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備協(xié)同起來工作,共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng),而不是指單一的存儲(chǔ)設(shè)備。該系統(tǒng)包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公共訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個(gè)部分。云存儲(chǔ)平臺(tái)整體架構(gòu)可劃分為4個(gè)層次,如圖1所示。自底向上依次是:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)管理層、數(shù)據(jù)服務(wù)層以及用戶訪問層。對(duì)于用戶而言,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用接口層處于云中,對(duì)用戶是完全透明的。存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備,可以是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備,也可以是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備往往數(shù)量龐大且分布在不同地域,由多個(gè)服務(wù)器進(jìn)行管理,彼此之間通過廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。在這一層上,云存儲(chǔ)系統(tǒng)通過構(gòu)建分布式數(shù)據(jù)中心能夠?yàn)椴煌乩韰^(qū)域的用戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量。2.2云存儲(chǔ)服務(wù)的確立WEB端是最基本訪問終端,所有云存儲(chǔ)服務(wù)均提供該終端的訪問方式。因?yàn)槟壳癙C機(jī)的處理能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬都已達(dá)到較高水準(zhǔn),并且WEB上傳輸協(xié)議、交互設(shè)計(jì)都相對(duì)成熟,所以開發(fā)WEB端云存儲(chǔ)站點(diǎn)或者軟件參考資料較多,并且可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能,如大量文件的實(shí)時(shí)傳輸?shù)?。WAP端則不然。移動(dòng)終端相對(duì)于桌面終端,有如下不同點(diǎn):(1)性能:現(xiàn)階段的智能手機(jī)不可能擁有PC機(jī)的處理能力和顯示能力,所以應(yīng)用在其上的站點(diǎn)必須進(jìn)行性能優(yōu)化;(2)數(shù)據(jù)傳輸:移動(dòng)終端的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差異較大,并且大多數(shù)時(shí)候傳輸速率也較低;(3)使用習(xí)慣:智能移動(dòng)終端從設(shè)計(jì)理念到實(shí)際應(yīng)用都決定了其交互設(shè)計(jì)與臺(tái)式機(jī)有很大不同,例如大量的文本輸入、復(fù)雜的控制操作、太長的延時(shí)對(duì)于移動(dòng)終端用戶很不友好;(4)標(biāo)準(zhǔn):智能終端的發(fā)展正處在戰(zhàn)國時(shí)期,各廠商推出的智能手機(jī)從性能到外觀各式各樣,差別極大。綜上,在開發(fā)云存儲(chǔ)服務(wù)的WAP端時(shí),原有服務(wù)內(nèi)容必須針對(duì)WAP端特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化和刪減,同時(shí)移動(dòng)端平臺(tái)的交互設(shè)計(jì)也必須更加人性化,在界面盡可能簡潔明了的情況下,保證絕大多數(shù)操作僅用“上下左右+確定取消”就能完成,并且沒有太多的延時(shí)和等待。因此,移動(dòng)端平臺(tái)交互設(shè)計(jì)需要遵循以下原則來實(shí)現(xiàn):(1)菜單結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單劃分,菜單級(jí)數(shù)盡可能少;(2)如果內(nèi)容相似,則這些頁面應(yīng)保持相同的順序和布局;(3)不要將大量的信息放在頁面內(nèi),留出足夠的空白空間;(4)頁面上應(yīng)該有方便的返回路徑;(5)WAP網(wǎng)頁應(yīng)盡量避免文字的輸入;(6)WAP網(wǎng)頁應(yīng)以文字信息為主,僅在必要的時(shí)候使用圖像;(7)針對(duì)WAP應(yīng)用環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)網(wǎng)站內(nèi)容進(jìn)行修改,以提高WAP網(wǎng)站的效率和可用性;(8)測試網(wǎng)頁內(nèi)容在不同移動(dòng)終端的屏幕上顯示效果往往是不一致的,所以在開發(fā)WAP網(wǎng)頁時(shí)應(yīng)該用多種終端測試,保證所有終端的使用方便。2.3web端界面特性WFS(Web-basedFileSystem)網(wǎng)絡(luò)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)是一款企業(yè)級(jí)私有云存儲(chǔ)系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已經(jīng)有了性能良好的WEB端,其主要功能說明如下:(1)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ):每個(gè)用戶分配一塊完全屬于自己的存儲(chǔ)空間;增強(qiáng)的用戶安全管理機(jī)制,使應(yīng)用更安全。(2)靈活共享:用戶可以靈活控制文件的共享權(quán)限,包括查看、復(fù)制、下載、刪除、重命名等。(3)快速檢索:基于多種元信息的組合搜索,使文件定位更迅速。(4)自動(dòng)備份:系統(tǒng)可以將個(gè)人電腦中的重要文件定時(shí)備份至服務(wù)器。(5)消除冗余:系統(tǒng)智能識(shí)別,將內(nèi)容相同的文件只保存一份,為用戶節(jié)約大量空間。(6)多文件上傳、下載:解決了WEB應(yīng)用中單文件上傳和下載帶來的不便,實(shí)現(xiàn)了多文件上傳、下載功能,同時(shí)支持迅雷下載。(7)操作簡單:在WEB界面上實(shí)現(xiàn)了如同Windows桌面的操作方式,如多文件、文件夾同時(shí)操作(復(fù)制、剪切和刪除)符合用戶操作習(xí)慣。(8)系統(tǒng)性能優(yōu)良:系統(tǒng)經(jīng)過充分優(yōu)化,性能更好、穩(wěn)定性更高,可以滿足365×24小時(shí)的不間斷在線。WFS系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示?；谝延械腤EB端,進(jìn)行了WAP端的設(shè)計(jì)與開發(fā)。WAP端站點(diǎn)依然采用傳統(tǒng)的Linux+Apache+php搭建。由于云存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)硬盤服務(wù)對(duì)于手持移動(dòng)終端用戶而言本身就是一種高級(jí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù),如果想要有良好的用戶體驗(yàn),就需要客戶端有一定的計(jì)算能力和上傳下載速度,因此本W(wǎng)AP端站點(diǎn)只考慮國內(nèi)的3G網(wǎng)絡(luò)的智能手持終端,對(duì)僅支持wml語言的2G網(wǎng)絡(luò)手機(jī)不予考慮?？紤]到移動(dòng)終端的設(shè)備性能,WEB原有的功能必須進(jìn)行刪減,去掉了迅雷下載、圖片音樂在線瀏覽等功能,而核心功能都予以保留;在界面設(shè)計(jì)上,仿照現(xiàn)今國內(nèi)主流的WAP端界面風(fēng)格進(jìn)行設(shè)計(jì),最大限度地提高站點(diǎn)在不同手機(jī)、不同瀏覽器下的兼容性;在交互設(shè)計(jì)上,原來WEB端的仿Windows桌面的交互設(shè)計(jì)對(duì)于WAP端用戶并不方便,所以根據(jù)WAP端特點(diǎn),界面進(jìn)行了全面的改版,使之簡化到只用“方向鍵+確定/取消”就可以操作的程度。主要改動(dòng)如下:(1)WAP端簡化了整體頁面結(jié)構(gòu),使之簡單易用。具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。(2)頁面制作符合xhtml標(biāo)準(zhǔn),分辨率以320×240為基準(zhǔn)。(3)將原WEB端的導(dǎo)航欄和功能欄合并,只保留基本功能,新的導(dǎo)航欄如圖4所示。(4)所有的子頁面都有與主頁相同的頭部標(biāo)題、導(dǎo)航欄,并且尾部都有返回按鈕,如圖5所示。(5)取消了音樂文件和圖像文件在線瀏覽的功能,所有文件只有下載后才可以查看。(6)取消了含有選擇空間、選擇時(shí)間等多重下拉列表的高級(jí)搜索,只保留最基本的搜索功能。(7)取消了文件的圖形瀏覽方式,只保留簡潔的列表瀏覽方式。(8)選擇文件名按確定鍵時(shí)彈出文件操作選項(xiàng)子頁面,以替代WEB端上右鍵彈出文件操作選項(xiàng)的模式。(9)文件上傳取消了原WEB端多文件上傳的VBscript控件,改為單文件上傳的xhtml基本控件。關(guān)于多文件上傳,在android平臺(tái)下制作插件完成。(10)去除了高級(jí)版本的flash插件,因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)移動(dòng)終端不支持flash的高級(jí)版本。(11)針對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)文件傳輸?shù)膲K大小做了優(yōu)化。3性能試驗(yàn)與分析3.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境(1)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)深刻性服務(wù)器和測試節(jié)點(diǎn):雙核Intel64bCPU@2.0GHz,2GB內(nèi)存,1000Mb/s網(wǎng)卡。網(wǎng)絡(luò):華為H3CS5100千兆以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)建的局域網(wǎng)。智能移動(dòng)終端:NOKIAE63,HTCG7,BlackBerry9520。服務(wù)器操作系統(tǒng):Linux。客戶端瀏覽器:opera,UC。3.2響應(yīng)面測試顯示效果測試:所有測試用智能移動(dòng)終端均能正常顯示頁面,登錄頁面時(shí)響應(yīng)時(shí)間均不超過2秒。屏幕較大的終端BlackBerry9520(480×360)顯示頁面時(shí)留有一定空白。性能測試:系統(tǒng)采用LoadRunner8.0分別就文件上傳、文件復(fù)制、文件移動(dòng)等進(jìn)行實(shí)物響應(yīng)測試以及測試了用戶負(fù)載下的用戶體驗(yàn)。事務(wù)響應(yīng)時(shí)間圖說明了事務(wù)的平均響應(yīng)時(shí)間,如果最大的響應(yīng)時(shí)間非常長,但是絕大多數(shù)的事務(wù)(通常情況下以95%為參考)的響應(yīng)時(shí)間是可以接受的,則認(rèn)為整個(gè)系統(tǒng)的性能還是可以接受的。從圖6可以看出在線存儲(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)95%的事務(wù)均在2秒鐘內(nèi)完成,系統(tǒng)性能良好。測試用戶負(fù)載的用戶體驗(yàn),根據(jù)LoadRunner測試用戶的并發(fā)響應(yīng)時(shí)間,從圖7可知,縱坐標(biāo)表示端到端的響應(yīng)時(shí)間,單位為秒,橫坐標(biāo)表示系統(tǒng)的總的用戶數(shù)。在100個(gè)并發(fā)用戶內(nèi),系統(tǒng)的性能基本穩(wěn)定,在超出期望用戶訪問系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)仍能保持正常工作。通過測試分析,在線存儲(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)具有良好的用戶體驗(yàn)和較高的系統(tǒng)性能。4云存儲(chǔ)網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)隨著智能移動(dòng)終端的快速發(fā)展和云存儲(chǔ)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,將有越來越多的用戶采用移動(dòng)終端享受云存儲(chǔ)服務(wù)?？紤]到移動(dòng)終端用戶的使用習(xí)慣和當(dāng)前移動(dòng)終端的技術(shù)特點(diǎn),云存儲(chǔ)站點(diǎn)從服務(wù)內(nèi)容到交互設(shè)計(jì)都需要針對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行優(yōu)化。基于已有的WEB端站點(diǎn),提出并設(shè)計(jì)了WFS網(wǎng)絡(luò)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)的移動(dòng)端站點(diǎn),使用戶可以通過智能手機(jī)方便地享受WFS系統(tǒng)提供的云存儲(chǔ)服務(wù)。并且經(jīng)過測試,該WAP站點(diǎn)在顯示效果和訪問速度上具有良好的用戶體驗(yàn)和較高的系統(tǒng)性能。(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層也稱為物理層是云存儲(chǔ)層的基本組成部分(2)理層和物理層云存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)中的數(shù)據(jù)管理層為上層提供不同服務(wù)間公共管理的統(tǒng)一視圖。數(shù)據(jù)管理層是云存儲(chǔ)最核心的部分,也是云存儲(chǔ)中最難以實(shí)現(xiàn)的部分。基礎(chǔ)管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù),實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作,使多個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù),并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問性能。(3)業(yè)務(wù)接口數(shù)據(jù)服務(wù)層是云存儲(chǔ)最