賀建虎
(西安外國(guó)語(yǔ)大學(xué) 陜西省西安市 710128)
信息化建設(shè)自身構(gòu)建的執(zhí)行結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的執(zhí)行模式相比,更為靈活、多變,具有更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,促使智能化、數(shù)據(jù)化技術(shù)不再局限于軟硬件的實(shí)施設(shè)計(jì),而是根據(jù)預(yù)設(shè)的需求,擴(kuò)大控制范圍,形成穩(wěn)定、安全的信息架構(gòu)。初始的智慧校園以網(wǎng)站的形式融入各大高?;ヂ?lián)網(wǎng)系統(tǒng),應(yīng)用功能有限,僅處理數(shù)據(jù)、歸納信息、公布分?jǐn)?shù)等。李慧等人提出了基于最小化網(wǎng)絡(luò)通信量的校園區(qū)域網(wǎng)虛擬化云數(shù)據(jù)中心構(gòu)建,通過(guò)將整個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)相互不重疊的區(qū)域網(wǎng)絡(luò),根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求,對(duì)校園數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化與服務(wù)器虛擬化,實(shí)現(xiàn)校園數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建。但是該方法的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致工作效率低。
針對(duì)上述問(wèn)題,對(duì)基于云計(jì)算的高校智慧校園數(shù)據(jù)中心構(gòu)建作出分析與研究。高校智慧校園數(shù)據(jù)中心構(gòu)建工作,云計(jì)算的應(yīng)用融入,在基礎(chǔ)的條件上,幫助數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí),營(yíng)造更加穩(wěn)定、安全的數(shù)據(jù)中心運(yùn)算環(huán)境,為信息化建設(shè)奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)預(yù)處理實(shí)際上是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)性質(zhì)的分類(lèi)、篩選,實(shí)現(xiàn)多層級(jí)目標(biāo)分析,提高數(shù)據(jù)中心整體的執(zhí)行效率與質(zhì)量。在云計(jì)算技術(shù)輔助下,將數(shù)據(jù)作集中分類(lèi),形成完整的數(shù)據(jù)集,提升數(shù)據(jù)預(yù)處理效果。利用決策樹(shù),構(gòu)建大范圍的迭代訓(xùn)練模型,獲取智慧校園的內(nèi)部數(shù)據(jù)。劃定迭代數(shù)據(jù)處理,計(jì)算迭代次數(shù),具體如公式(1)所示:
公式(1)中:P 表示迭代次數(shù),j 表示模糊邊緣值,f表示劃分節(jié)點(diǎn)距離,s 表示隨機(jī)單元范圍。更改決策樹(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值,并在智慧校園的數(shù)據(jù)中心設(shè)定預(yù)處理節(jié)點(diǎn),與決策樹(shù)相結(jié)合,形成隨機(jī)數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu),完成智慧校園數(shù)據(jù)的預(yù)處理。
云資源池是一種類(lèi)似于數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。結(jié)合智慧校園的執(zhí)行基礎(chǔ)與需求,搭建云資源池。在基礎(chǔ)的B/S 架構(gòu)中,構(gòu)建數(shù)據(jù)的整合、維護(hù)以及運(yùn)營(yíng)體系,采用虛擬化技術(shù),將智慧校園數(shù)據(jù)中心三維化、立體化,以物理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)日常的維護(hù)與資源利用。云資源池與數(shù)據(jù)管理中心相關(guān)聯(lián),在5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下,設(shè)定數(shù)據(jù)的分類(lèi)層級(jí),根據(jù)數(shù)據(jù)虛擬化的目標(biāo),劃分多個(gè)片段,計(jì)算片段的單元數(shù)據(jù)量,如公式(2)所示:
公式(2)中:T 表示單元數(shù)據(jù)量,S 表示區(qū)域片段重疊距離,v 表示隨機(jī)利用范圍。通過(guò)云計(jì)算技術(shù),核定云資源池中的校園數(shù)據(jù)總量,形成虛化的數(shù)據(jù)處理模式。
在云計(jì)算的背景下,設(shè)計(jì)遷移數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。遷移數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種多方向的內(nèi)部數(shù)據(jù)分化處理結(jié)構(gòu)。依據(jù)數(shù)據(jù)中心規(guī)劃方案,調(diào)整 VMware ESX Serv-er 為雙向執(zhí)行,并與IBM X3650 服務(wù)器關(guān)聯(lián),對(duì)IP 地址預(yù)設(shè),該預(yù)設(shè)中將數(shù)據(jù)分配組分為PSeverA+1、PSeverB+1、PSeverC+1,對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)安裝基礎(chǔ)為ESX0.2、Server1a、vCente,IP 地址為192.168.115.135、192.168.110.122、192.163.115.179。根據(jù)上述內(nèi)容,完成對(duì)分配的主機(jī) IP 地址明細(xì)的預(yù)設(shè)。完成預(yù)設(shè)后,數(shù)據(jù)中心的采集范圍以及校園網(wǎng)中任務(wù)的覆蓋區(qū)域發(fā)生相應(yīng)的變化,核定數(shù)據(jù)的遷移情況,并計(jì)算云端遷移距離,如公式(3)所示:
公式(3)中:A 表示云端遷移距離,k 表示拓?fù)浞秶?,M 表示極限差異值。結(jié)合云計(jì)算數(shù)據(jù)處理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)多層級(jí)數(shù)據(jù)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換,在基礎(chǔ)層級(jí)中形成遷移目標(biāo),以此完善數(shù)據(jù)遷移層級(jí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建。
結(jié)合智慧校園的實(shí)際執(zhí)行目標(biāo),設(shè)計(jì)多接入邊緣數(shù)據(jù)云指令的編制。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通過(guò)數(shù)據(jù)的堆疊以及迭代狀態(tài)制定執(zhí)行指令,執(zhí)行的格式具有高度一致性。
但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部數(shù)據(jù)的變化和下載效果的精準(zhǔn)性、可靠性低。數(shù)據(jù)條數(shù)和差異數(shù)據(jù)的處理不及時(shí),造成數(shù)據(jù)中心異常,影響智慧校園的日常工作。為了緩解該問(wèn)題,設(shè)定更加靈活多變的接入指令。首先,數(shù)據(jù)導(dǎo)入指令,主要針對(duì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)以及外部產(chǎn)生的數(shù)據(jù),形成的數(shù)據(jù)集成處理程序,劃定集成環(huán)節(jié)。需要注意的是,每一個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成狀態(tài)均具備獨(dú)立性,且在不同的接入環(huán)境中,編制的指令執(zhí)行效果存在較大差異。為了降低執(zhí)行的差異以及誤差,核定統(tǒng)一的邊緣接入系數(shù),如公式(4)所示:
公式(4)中:N 表示邊緣接入系數(shù),F(xiàn) 表示導(dǎo)入范圍,g 表示集成極限差異。依據(jù)數(shù)值劃定單元接入位置,并與數(shù)據(jù)中心形成關(guān)聯(lián),將編制的指令以集成的形式逐一添加在智慧校園數(shù)據(jù)處理中心,為師生的學(xué)習(xí)、資源擴(kuò)展、活動(dòng)籌備提供便利條件。
在完成對(duì)多接入邊緣數(shù)據(jù)云指令的設(shè)計(jì)之后,需要構(gòu)建CPI 云端相對(duì)數(shù)據(jù)中心模型。CPI 技術(shù)是一種與云計(jì)算相協(xié)調(diào)的重疊數(shù)據(jù)處理模式,內(nèi)部處理機(jī)制更加細(xì)化、繁瑣,在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下,對(duì)于數(shù)據(jù)可以更加精準(zhǔn)地處理。建立云平臺(tái)與數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)關(guān)系。根據(jù)預(yù)設(shè)的多接入邊緣數(shù)據(jù)云指令,在智慧校園中營(yíng)造數(shù)據(jù)的處理環(huán)境。
同時(shí),修改校園網(wǎng)中定格程序,形成新的導(dǎo)入?yún)f(xié)議,以CPI 作為關(guān)聯(lián)過(guò)渡,采用本地分流或者路由分化等方式,接入 IT 云計(jì)算執(zhí)行目標(biāo),完成CPI 云端相對(duì)數(shù)據(jù)中心模型的構(gòu)建。
在完成構(gòu)建CPI 云端相對(duì)數(shù)據(jù)中心模型后,設(shè)計(jì)開(kāi)放型數(shù)據(jù)處理程序。開(kāi)放型程序的優(yōu)點(diǎn)在于處理數(shù)據(jù)的格式以及標(biāo)準(zhǔn)限制條件少。將數(shù)據(jù)中心接入虛擬化程序,與DNS 服務(wù)結(jié)構(gòu)連接,通過(guò)CPI 云端相對(duì)數(shù)據(jù)中心模型獲取相應(yīng)的校園數(shù)據(jù),在開(kāi)放型的5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,設(shè)定數(shù)據(jù)處理層級(jí),考慮到校園網(wǎng)功能的局限性,校園網(wǎng)與外網(wǎng)形成多目標(biāo)關(guān)聯(lián),擴(kuò)大智慧校園數(shù)據(jù)資源的存儲(chǔ)量。調(diào)整執(zhí)行程序,以原始的數(shù)據(jù)程序?yàn)榛A(chǔ),融合VMware vSphereClien 分布樹(shù),促使IP 地址保持一致的同時(shí),接入vCenter Server 執(zhí)行環(huán)節(jié),在數(shù)據(jù)集群中將格式設(shè)定為開(kāi)放。
在完成對(duì)開(kāi)放型數(shù)據(jù)處理程序的設(shè)計(jì)之后,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心云端虛擬化部署。點(diǎn)擊智慧校園的通訊功能,更改數(shù)據(jù)的處理模式為分布層級(jí)模式。在云端設(shè)定數(shù)據(jù)的單元虛擬邊緣值,在局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接VMware,即5G 公網(wǎng),劃定云端的數(shù)據(jù)傳輸范圍,接入預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)云端指令,完成網(wǎng)絡(luò)適配互聯(lián),在VMnet0 的虛擬數(shù)據(jù)程序下,以橋接的形式連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò),完成云端虛擬部署,并建立橋接網(wǎng)絡(luò)形式??紤]數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確,將虛擬兼容值控制在10.5~12.5 之間,在確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定、安全的同時(shí),實(shí)現(xiàn)核算與處理,達(dá)成云端虛擬部署計(jì)算。
采用數(shù)據(jù)分流法構(gòu)建高校智慧校園數(shù)據(jù)中心。智慧校園數(shù)據(jù)中心日常數(shù)據(jù)處理量極大,普通的執(zhí)行程序無(wú)法完成龐大數(shù)據(jù)量的精準(zhǔn)處理,因此,在集成中心添加分流環(huán)節(jié),系統(tǒng)會(huì)依據(jù)數(shù)據(jù)的種類(lèi)或者特征作出分類(lèi),同時(shí),遵循執(zhí)行特征,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分流,降低數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用壓力,在云計(jì)算技術(shù)的輔助之下,實(shí)現(xiàn)多方向、多層級(jí)的數(shù)據(jù)處理。
為了驗(yàn)證云計(jì)算下高校智慧校園數(shù)據(jù)中心的實(shí)際應(yīng)用效果和有效性,設(shè)置對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)。考慮到結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性,以對(duì)比的形式展開(kāi)對(duì)應(yīng)的測(cè)試和分析。測(cè)試共劃定為三個(gè)小組,第一組為傳統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)中心,將其設(shè)定為傳統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)中心測(cè)試小組;第二組為傳統(tǒng)的雙向虛擬化數(shù)據(jù)中心,將其設(shè)定為傳統(tǒng)的雙向虛擬化數(shù)據(jù)中心測(cè)試組;第三組為本文所設(shè)計(jì)的智慧校園數(shù)據(jù)中心,將其設(shè)定為云計(jì)算智慧校園數(shù)據(jù)中心測(cè)試組。以執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間為測(cè)試指標(biāo)。
在對(duì)云計(jì)算高校智慧校園數(shù)據(jù)中心的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證與分析之前,需要先搭建相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心測(cè)試環(huán)境。為了確保測(cè)試過(guò)程的順利,在預(yù)設(shè)的平臺(tái)以及數(shù)據(jù)中心處連接5G 網(wǎng)絡(luò),擴(kuò)展基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍,結(jié)合預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)融合模式,將此時(shí)的5G 網(wǎng)絡(luò)分層級(jí)多目標(biāo)覆蓋在不同的測(cè)定區(qū)域之中,以此規(guī)避對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)進(jìn)一步虛擬化數(shù)據(jù)處理的整體架構(gòu)。通過(guò)VXLAN 控制數(shù)據(jù)中心的配置程序,形成虛擬化的測(cè)定環(huán)境,具體的控制結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1:區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化架構(gòu)圖示
根據(jù)圖1,可以完成區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建,并且結(jié)合數(shù)據(jù)中心實(shí)際的運(yùn)行模式,調(diào)整和更改基礎(chǔ)性的執(zhí)行指標(biāo)。具體如表1 所示。
表1:虛擬化智慧校園數(shù)據(jù)中心執(zhí)行指標(biāo)設(shè)定表
根據(jù)表1,完成設(shè)定和構(gòu)建虛擬化智慧校園數(shù)據(jù)中心的執(zhí)行指標(biāo),根據(jù)調(diào)整處理過(guò)的數(shù)據(jù),更改系統(tǒng)或者平面的執(zhí)行范圍以及進(jìn)度,形成交換網(wǎng)絡(luò)區(qū)域,連接邊界交換機(jī)。
在上述的基礎(chǔ)上,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況的變化,將VMware ESX Server 設(shè)定在IBM X3650 服務(wù)器之中,并且將VMware vCenter Server 的終止端口訪(fǎng)問(wèn)系數(shù)更改為0.2581。為了提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,在接口的位置增加遷移調(diào)配裝置,進(jìn)一步完善優(yōu)化整體的運(yùn)行效果。此時(shí),需要?jiǎng)澏〝?shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)邊緣區(qū)域,并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的邊緣系數(shù),具體如下公式(5)所示:
公式5 中:G 表示邊緣系數(shù),h 表示訪(fǎng)問(wèn)基礎(chǔ)距離,e表示集中單元數(shù)據(jù)。通過(guò)上述計(jì)算,最終可以完成對(duì)邊緣系數(shù)的計(jì)算。根據(jù)得出的邊緣系數(shù),劃定單元邊緣網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行區(qū)域,同時(shí),將基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)重新虛擬化,并設(shè)定實(shí)際的執(zhí)行架構(gòu),具體圖2 所示。
圖2:校園數(shù)據(jù)中心虛擬化圖示
根據(jù)圖2,完成處理校園數(shù)據(jù)中心虛擬化。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的遷移次數(shù),設(shè)定目標(biāo)函數(shù),計(jì)算數(shù)據(jù)中心的平均傳輸數(shù)據(jù)量,具體如公式(6)所示:
公式(6)中:K 表示平均傳輸數(shù)據(jù)量,a 表示通信距離,m 表示過(guò)載物理系數(shù),n 表示依賴(lài)因子數(shù)量。通過(guò)上述計(jì)算,可以得到實(shí)際的平均傳輸數(shù)據(jù)量。如果數(shù)據(jù)中心處于過(guò)載狀態(tài),需要重新分配傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。核定測(cè)試的設(shè)備與裝置是否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)確保不存在影響最終測(cè)試結(jié)果的外部因素,核定無(wú)誤后,對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行具體測(cè)驗(yàn)。
在上述所搭建的數(shù)據(jù)中心測(cè)試環(huán)境中,設(shè)定對(duì)應(yīng)的環(huán)境,開(kāi)始測(cè)試。本次測(cè)試,以云計(jì)算技術(shù)為輔助,構(gòu)建雪花結(jié)構(gòu),采用遞歸定義的方式,設(shè)定高校智慧校園數(shù)據(jù)中心的執(zhí)行基礎(chǔ)。
雪花結(jié)構(gòu)是一種多維分析的數(shù)據(jù)處理方式,與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式相比,更加靈活、多變,在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下,可以將數(shù)據(jù)的處理范圍劃定在k ×(k+1)之間,具有可更改的特性。在雪花結(jié)構(gòu)中,添加若干個(gè)0 級(jí)數(shù)據(jù)交換單元,預(yù)設(shè)的執(zhí)行函數(shù)通常取為2 ~9,在相同的網(wǎng)絡(luò)比重下,營(yíng)造虛連接和實(shí)連接的雙向處理環(huán)境,并構(gòu)建具體的雪花數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),具體如圖3 所示。
圖3:雪花數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)圖示
根據(jù)圖3,完成對(duì)雪花數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。結(jié)合云計(jì)算技術(shù),在雪花結(jié)構(gòu)的虛、實(shí)連接背景下,計(jì)算出數(shù)據(jù)的執(zhí)行對(duì)數(shù),具體如下公式(7)所示:
公式7 中:J 表示執(zhí)行對(duì)數(shù),u 表示遷移常量,r 表示響應(yīng)時(shí)間。通過(guò)上述計(jì)算,得到實(shí)際的執(zhí)行對(duì)數(shù)。結(jié)合得出的執(zhí)行對(duì)數(shù),設(shè)定智慧校園的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行層級(jí),每一個(gè)層級(jí)對(duì)于云目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)格式均是固定的,并且獨(dú)立執(zhí)行,對(duì)其他結(jié)構(gòu)不造成影響。在實(shí)際連接的環(huán)境下,雪花結(jié)構(gòu)對(duì)于數(shù)據(jù)的處理范圍會(huì)相應(yīng)擴(kuò)展,虛連接的環(huán)境下,數(shù)據(jù)交換機(jī)制會(huì)發(fā)生改變,數(shù)據(jù)的兼容效果也會(huì)下降。
以將整個(gè)虛擬網(wǎng)數(shù)據(jù)中心劃定為多個(gè)片段,利用云計(jì)算分化格式實(shí)現(xiàn)處理。結(jié)合校園的實(shí)際數(shù)據(jù)處理需求,計(jì)算具體的執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間,具體如下公式(8)所示:
公式8 中:D 表示執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間,B 表示包容比,t 表示通信率。通過(guò)上述計(jì)算,可以得到實(shí)際的執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間。三組測(cè)試均可以得出最終的測(cè)定結(jié)果,對(duì)其作出對(duì)比分析,具體測(cè)試結(jié)果如表2 所示。
表2:測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析表
根據(jù)表2 可知,與傳統(tǒng)共享數(shù)據(jù)中心測(cè)試組和傳統(tǒng)雙向虛擬化數(shù)據(jù)中心測(cè)試組相比,本文設(shè)計(jì)的云計(jì)算智慧校園數(shù)據(jù)中心測(cè)試組得出的執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間最短,其值僅為0.12s,其他數(shù)據(jù)重新的響應(yīng)時(shí)間分別為0.35s 和0.26s,均高于本文數(shù)據(jù)中心。因此,表明本文的數(shù)據(jù)中心處理校園信息的速度更快,效果更佳,具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
針對(duì)高校校園數(shù)據(jù)中心響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),工作效率低等問(wèn)題,研究了基于云計(jì)算下高校智慧校園數(shù)據(jù)中心。該方法應(yīng)用了云計(jì)算技術(shù),構(gòu)建更加靈活、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的校園網(wǎng)相對(duì)比,本文所構(gòu)建的智慧校園數(shù)據(jù)中心,在云計(jì)算技術(shù)的輔助之下,可以分類(lèi)處理校園日常的任務(wù)的同時(shí),結(jié)合校園規(guī)劃的變化情況,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一處理、疏導(dǎo)全校數(shù)據(jù)流,形成更加快速的數(shù)據(jù)處理程序,促使校園網(wǎng)絡(luò)信息管理邁入一個(gè)新的高度。智慧校園數(shù)據(jù)中心的安全程度也相對(duì)較高,對(duì)于機(jī)密信息以及文件數(shù)據(jù)的存放更加嚴(yán)謹(jǐn),采用雙云計(jì)算驗(yàn)證核定模式,在完善整體處理結(jié)構(gòu)的同時(shí),也進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)的安全性。本文數(shù)據(jù)中心的共享數(shù)據(jù)庫(kù)的總體架構(gòu)一定程度上也擴(kuò)大了數(shù)據(jù)中心的資源獲取范圍,形成更為強(qiáng)大的云計(jì)算處理平臺(tái),為高等院校教育信息化的發(fā)展注入活力。