韓玉會

(西北大學(xué)現(xiàn)代學(xué)院 工程技術(shù)系，西安 710130)

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷推進(jìn)和迅速發(fā)展，大數(shù)據(jù)及云計算技術(shù)應(yīng)運而起，越來越多的企業(yè)將目光投向了云服務(wù).目前,國外主流的云服務(wù)平臺有亞馬遜的AWS(Amazon Web Services，亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù))，面向廣大企業(yè)及個人用戶提供的服務(wù)主要包括彈性計算云、亞馬遜存儲、亞馬遜數(shù)據(jù)庫等多種服務(wù).我國的云技術(shù)發(fā)展也異常迅猛，國內(nèi)著名的大型互聯(lián)網(wǎng)公司有阿里云、騰訊云和華為云等，這些都是大型互聯(lián)網(wǎng)公司，其產(chǎn)品在網(wǎng)民中的滲透率很高，受眾群體龐大，在商業(yè)運營經(jīng)驗方面有很好的積累[1].在火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)用云服務(wù)器的彈性擴展特性，收集并處理火災(zāi)監(jiān)控模塊中的煙霧傳感器、溫度傳感器和手動報警器等設(shè)備傳輸?shù)臑?zāi)情信息，使整個安防監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)時間和火災(zāi)報警準(zhǔn)確率都有所提高，而且在火情監(jiān)測的過程中，還可以實現(xiàn)較大范圍的預(yù)警，防止繼發(fā)性安全事故.

1 云服務(wù)器解析

云服務(wù)器(簡稱ECS：Elastic Compute Service)通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以按需分配的方式向中小企業(yè)用戶提供可彈性變化的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù).如硬件資源、軟件平臺和具體應(yīng)用軟件開發(fā)和維護(hù)服務(wù)等.這些服務(wù)器所提供的網(wǎng)絡(luò)資源被形象地被稱為“云”，供所有授權(quán)用戶下載使用.云資源是統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)調(diào)度的計算資源池，一般由專業(yè)機房的大型服務(wù)器集群支持，通常包括云計算服務(wù)器、存儲(緩沖)服務(wù)器、帶寬資源服務(wù)器等.“云”中的資源對用戶而言可以隨時、隨地獲取，按需要選擇，并且可不斷擴展.云技術(shù)將大量的計算資源和處理業(yè)務(wù)集中起來，提供給用戶在線使用權(quán)，使用戶擺脫了繁瑣的硬件細(xì)節(jié)和復(fù)雜的軟件結(jié)構(gòu)困擾，更加專注于自己的特定業(yè)務(wù)，同時，還可以降低系統(tǒng)開銷和節(jié)省人工成本.因此，云服務(wù)器是一種新的互聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)模式，和功能單一的服務(wù)器相比，它提供的服務(wù)具有更大的靈活性和適用性，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛.

云服務(wù)器又稱為云計算服務(wù)器或云主機，是云計算中心的核心計算資源，它是IaaS(Infrastructure as a Service，硬件即服務(wù))服務(wù)提供商基于虛擬技術(shù)而得到的可分級客戶服務(wù)，它具有簡單高效、處理能力可以彈性伸縮的特點.云服務(wù)器通常采用通用的操作系統(tǒng)(Windows、Linux)、數(shù)據(jù)庫等系統(tǒng)軟件，運行用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件[2].它整合了網(wǎng)絡(luò)中常用的三大核心要素：計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)，旨在面向廣大企業(yè)及個人用戶提供基于互聯(lián)網(wǎng)的按需服務(wù).云服務(wù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心提供的服務(wù)相比，具有較高的安全性與可靠性，易于擴展且實現(xiàn)了資源虛擬化，以及低成本等優(yōu)勢.云服務(wù)器系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示.

圖1 云服務(wù)器系統(tǒng)構(gòu)架

中央數(shù)據(jù)庫集由多臺主機組成，它們共同構(gòu)成云計算資源池，即“云”；數(shù)據(jù)采集和同步主機用于擴充數(shù)據(jù)源并實時更新中央數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，與計算資源池保持同步，保證云數(shù)據(jù)的一致性[3].數(shù)據(jù)采集器和同步主機是云計算資源池的主要數(shù)據(jù)入口；網(wǎng)關(guān)(Portal)、網(wǎng)絡(luò)運行中心(NOC)和業(yè)務(wù)運營支持系統(tǒng)(Boss)主機位于資源池及其入口外圍，負(fù)責(zé)云數(shù)據(jù)計算的安全規(guī)范、業(yè)務(wù)運營及按需支付等事務(wù).云主機平臺的所有集群節(jié)點被部署在互聯(lián)網(wǎng)的某些骨干機房，可獨立提供計算、存儲、在線備份、事務(wù)托管等互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù).云服務(wù)器通過防火墻和BGP(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)主干網(wǎng)絡(luò)將兩者鏈接到一起，共同構(gòu)成云服務(wù)器的兩大功能模塊.第一部分負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)運營，第二部分負(fù)責(zé)計算和管理事務(wù).二者有機結(jié)合，相互協(xié)作.

2 云服務(wù)器在火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用

在各類災(zāi)害中，火災(zāi)是經(jīng)常發(fā)生并且嚴(yán)重威脅公眾安全的主要災(zāi)害，預(yù)警、控制并減少火災(zāi)損失是人類科技進(jìn)步的標(biāo)志[4].把云服務(wù)器技術(shù)引入火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案中，可以實現(xiàn)較準(zhǔn)確的實時預(yù)警，為救災(zāi)搶險贏得寶貴時間，同時擴大報警范圍，預(yù)防繼發(fā)性事故發(fā)生.

2.1 火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

根據(jù)云服務(wù)器ECS框架，同時結(jié)合火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的特點，設(shè)計火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)的云服務(wù)器系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示.ECS彈性計算平臺用于處理網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控端傳輸?shù)娜惐O(jiān)控信息：性能監(jiān)控、資源監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控.這是安防監(jiān)控系統(tǒng)運行和維護(hù)的基礎(chǔ).云服務(wù)器內(nèi)部基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，資源的存儲和調(diào)度，各類虛擬管理和安全控制等控制系統(tǒng)設(shè)置是云服務(wù)器支持配置設(shè)備的主要任務(wù)，也是EC彈性計算平臺的主要數(shù)據(jù)和管理支對象.圖2中虛線框表示基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)部分，實線部分表示主控機房支持配置設(shè)備，主要有訂制服務(wù)器和交換機等設(shè)備.根據(jù)云服務(wù)器的三個服務(wù)層次，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS(Infrastructure as a Service：為用戶提供計算機基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，如硬件設(shè)施等)，框架平臺服務(wù)PaaS(Platform as a Service：為用戶提供系統(tǒng)維護(hù)或部分應(yīng)用程序開發(fā)服務(wù)),軟件服務(wù)SaaS(Software as a Service：為用戶提供完整的可直接使用的應(yīng)用程序服務(wù))，在安防監(jiān)控系統(tǒng)實施階段，可依據(jù)選購的服務(wù)層次，刪減系統(tǒng)構(gòu)架中的底層組件.

圖2 系統(tǒng)構(gòu)架圖

圖3 火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架圖

把云服務(wù)器引入傳統(tǒng)的火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)后，可以構(gòu)建如圖3所示的火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架，把云服務(wù)器加載到火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，實時監(jiān)控火災(zāi)監(jiān)控模塊和報警模塊這兩個重要模塊.由于云服務(wù)器的彈性擴張?zhí)匦?，火?zāi)發(fā)生時，監(jiān)控系統(tǒng)可以在幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)火情重要參數(shù)如煙霧濃度、溫度等信息變化的對應(yīng)峰值計算、模擬實例創(chuàng)建和銷毀等事務(wù)，根據(jù)其計算快速、準(zhǔn)確的特點，可以高度自動化監(jiān)控火情發(fā)展過程，同時擴大預(yù)警范圍.手持端是對電腦監(jiān)控系統(tǒng)的補充，用于人工檢測報警.這三部分之間的關(guān)系見圖3.

圖3中，火災(zāi)監(jiān)控模塊和火災(zāi)報警模塊結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示.在火災(zāi)監(jiān)控模塊中，利用煙霧傳感器和溫度傳感器實現(xiàn)火情監(jiān)測，而圖像采集器則用于實時采集火情圖像及救援進(jìn)展等數(shù)字影像，手動報警器用于人工手動報警.在火災(zāi)報警模塊中，安裝在室內(nèi)的聲光報警器為室內(nèi)(尤其是一些人員主要活動區(qū)域和重要設(shè)備安置區(qū)域)報警，安裝在室外的路燈報警器用于周圍較大范圍內(nèi)的預(yù)警.安全門根據(jù)火情的進(jìn)展情況，同步開啟不同強度的燈光響應(yīng)及開關(guān)狀態(tài).

圖4 火災(zāi)監(jiān)控模塊結(jié)構(gòu)圖

圖5 火災(zāi)報警模塊結(jié)構(gòu)圖

2.2 火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)分析

在火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)中引入云服務(wù)器后，其BGP(Border Gateway Protocol：自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議)多線交換技術(shù)保證了網(wǎng)絡(luò)可達(dá)信息足夠來檢測路由回路，并根據(jù)性能優(yōu)先和預(yù)定的策略約束進(jìn)行路由決策[5]，使火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)警和火情控制更加精確迅速，所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)快速動態(tài)更新，擴大預(yù)警范圍，實現(xiàn)智能預(yù)警及災(zāi)情處理方案優(yōu)選，從而整體提升安防監(jiān)控系統(tǒng)性能.

目前，在中國眾多的云服務(wù)器供應(yīng)商中，阿里云憑借其BGP多線接入及豐富的ECS實例，在云計算及云服務(wù)器領(lǐng)域占據(jù)了相當(dāng)大的市場份額.在火災(zāi)安防監(jiān)控系統(tǒng)中，GBP多線機制可以保證系統(tǒng)的安全性和相對獨立性，ECS實例可以根據(jù)安防監(jiān)控業(yè)務(wù)需要，創(chuàng)建功能完善的管理和運行系統(tǒng)，用戶可根據(jù)不同的安防等級和現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的硬軟件條件，訂購基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)IaaS，框架平臺服務(wù)PaaS，或軟件服務(wù)SaaS，靈活進(jìn)行系統(tǒng)配置[6].當(dāng)然，其他云服務(wù)供應(yīng)商，如華為云、騰訊云等，也可以提供類似功能，只是服務(wù)器側(cè)重不同.

3 結(jié)語

隨著云技術(shù)的深入推廣，云服務(wù)器、云計算、云數(shù)據(jù)庫和云存儲服務(wù)等主要的云處理技術(shù)將與社會各領(lǐng)域深度融合，面向特定領(lǐng)域的云服務(wù)器優(yōu)化和升級也指日可待.云計算技術(shù)的推廣是全球新一輪IT革命重要創(chuàng)新標(biāo)志，已成為引領(lǐng)未來信息產(chǎn)業(yè)乃至整個社會創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)性創(chuàng)新平臺,然而它對于我們帶來的機遇和挑戰(zhàn)也是多方面的[7].未來的云計算技術(shù)將具有更大影響力，人類也將會從“云”中獲取更多的價值和效益.

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