【毕业学位论文】（Word原稿）基于云计算平台的资源管理与信息交流系统设计与实现-软件工程

硕士学位论文 基于云计算 平台 的 资源管理与信息交流系统设计与实现 姓 名：李舒磊 学 号： 0721170802 所在院系：软件学院 职业类型：计算机科学与技术 专业 领域：软件工程 指导教师： 张惠娟 童敏鹃教授 副指导教师： 方浩 二 一三年一月 A in 2013 i 0721170802 基于云计算平台的 资源管理与信息交流系统的设计与实现 李舒磊 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全 了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容 用于学术活动。 学位论文作者签名：李舒磊 2013 年 1 月 5 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：李舒磊 2013 年 1 月 5 日摘要 I 摘要 现代企业在管理和日常事务处理方面往往 存在大 量的弹性需求 ， 在业务开展方面 也 具有 较强的 不确定性， 这些都 制约了企业资源管理和信息交流系统的应用。新的经济形态要求企业不断降低运营成本和提高资源利用效率 ，同时还具有较高的 信息安全防护要求。 这样的背景下，论文详细分析了企业 在资源管理与信息交流 方面 的 需求 ，结合工作中的实际情况，充分利用云计算的概念和理念，针对企业在信息化资源管理和信息交流中存在的困难，开发和实现了基于云计算平台的企业资源管理和信息交流系统 ，目的在于 解决系统运营成本的动态控制 和安全运营问题 问题。 论文主要研究内容如下： 首先 ，对企业资源管理和信息交流 系统进行 需求 分析 。重点分析了企业资源 管理 的内容以及企业 内部 常用的 交流 方式，把社交分享方式融入企业交流方式，从系统架构需求、业务功能需求、数据库需求以及管理和性能需求等方面对系统 进行了 详细的分析 。 其次 ， 在 需求 分析的基础上，进行系统设计。 论文基于需求弹性变化的特点对 企业资源管理和信息交流系统 的 体系 架构 进行设计 。 基于 标准化 的 开发方式， 采用数据访问层（ 业务逻辑层（ 及用户接口层（ 三层 体系 架构 ，进行 系统架构设计 。采用 B/S 模式 开发 ，将 浏览器作为客户端，将系 统设计成在 微软云计算台 上运行。利用 架 和数据库 等相关 技术，进行了系统 功能模块 的 设计以及系统的数据库设计。 再次 ， 具体实现了 基于云计算平台 企业资源管理与信息交流系统。在研究 发技术的基础上，实现了符合公司实际情况，易于公司进行资源管理及内部交流的基于云计算平台的资源管理与信息交流系统 ， 完成 了系统代码实现并 将其部署在 进行访问。 论文基于云计算平台对企业资源管理和信息交流系统进行开发和 实现研究， 具有较好的 扩展性和可维护性， 能够充分满足系统运行过程中需求弹性变化的需要，实现 界面友好， 并能够无纸化办公 ， 有效提高 了 企业的管理效率和服务水平 ，部署在云端还节省了服务器购买及管理的费用，降低了系统的运营成本。这一设计和开发模式 对其它应用系统也具有一定参考意义。 关键词 ： 云计算，缩小运营成本，按需服务，微软 I of in in of of to of of in of of In of of on is is to of as on of on of of as as of is in is in on of of on of on to in as on , II of of in of on in of of on it it of of in of it be it in on 录 录 第 1章 引言 . 1 . 1 . 2 究现状 . 3 . 3 . 4 . 5 第 2章 相关技术 . 7 计算技术 . 7 介 . 9 . 12 第 3章 系统 需求 分析 . 14 . 14 . 15 . 18 . 18 统可行性分析 . 19 第 4章 系统设计 . 22 . 22 . 22 . 23 能设计 . 25 . 25 . 26 息交流 . 29 . 31 . 31 . 32 第 5章 系统实现 . 36 目录 V . 36 统的 功能实现 . 38 录服务 的实现 . 38 . 45 息交流实现 . 54 写业务模型 . 64 统 在云计算平台中 的 实现 . 67 第 6章 总结与展望 . 71 结 . 71 一步工作的方向 . 72 致谢 . 73 参考文献 . 74 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果 . 76 第一章 引言 1 第 1 章 引言 近几年 ，云计算 成为 场新的增长点。 不论软件、硬件厂商，还是系统集成商， 都纷纷投入精力进行云计算的开发和应用研究。本章主要讲述云计算的发展背景、现状以及本文的内容安排。 近年来，在信息技术快速发展和广泛应用的基础上， 越来越多的 中小 企业逐渐 把资源管理纳入 到 计算机管理系统， 中小 企业 在 资源管理和信息沟通交流领域的需求背景发生了巨大变化，主要有以下特点： 1、 中小 企业在信息化建设方面存在大量的不确定性和弹性需 求。 随着信息技术的广泛普及， 中小 企业资源管理和信息交流的信息化水平得到了很大的提升 。一些 中小 企 业 通过 自身 来 开发和建设 企业 信息化管理系统 ，企业 配备专门的 门和 服务器 网络等基础设施来 支持 系统 的正常 运行 。但 多数中小 企业在日常业务开展方面具有不确定性的特征，在不同发展阶段、不同经济环境、不同技术水平以及不同市场环境下，同一企业对信息化建设和信息化基础设施利用的程度 都 存在较大的差别。当 中小 企业在信息化管理方面 应用有限 时 ，企业的信息化基础设施往往 不能达到满负荷运转， 会 存在明显的资源浪费 现象。另外，在企业发展 较为低级的 阶段开发和建设的信息化管理模块也可能无法满足企业的持续性需求。例如 当 企业规模 和 人员扩展迅速 时 ， 原有的硬件 设施以及信息化资源管理 系统 可能 会无法支持 企业 的正常运行， 导致信息化 处理 能力 不足， 而企业 如果 被迫进行升级改造， 则 又会 增加成本。 企业 这种不确定性和弹性需 求 制约了资源管理和信息交流系统的应用。 2、 新的经济形态 和 新的经济模式 要求 中小 企业在信息化过程中要不断降低运营成本和 提高资源利用 效率。 随着 竞争 的 日趋激烈 ， 中小 企业 需要在日常运营中不断降低 运营成本和 提高资源利用 效率。 目前，一些 中小 企业在信息化建设和维护方面往往需要投入大量的费用， 企业需要花费大量的费用购置 件设备、开发或者购买相应的管理软件等，同 时每年也需要大量的系统维护和管理费用，这些投入给企业管理带来效益的同时也使企业承受了较大的负担。一些统计表明，大部分 中小 企业对 础设施的利用率只有 35%，甚至一些企业的 源利用率还不到 15%（ 报告）。 可见， 中小 企业在信息化建设中和容易陷入高成本预算、第一章 引言 2 供应过剩但资源利用率不高的怪圈。 因此， 中小 企业迫切需要以较 低的 础设施部署成本以及采用更快的实施速度来 提升 企业信息化管理效率 并 降低企业运营成本。 3、 中小 企业信息化管理的普及对信息安全防护的要求越来越高。 中小 企业 在 发展 过程中 规模 将 不 断扩大 ，涉及和 积累的信息 化 资源 和商业往来数据 也 会 越来越多 ，这些都给 中小 企业的信息安全 带来 更多的挑战。而 随着网络 化进程的加快， 中小 企业 的各种内部信息和 数据 面临 着严峻的 病毒和 网络 黑客的 威胁， 一旦企业信息丢失，将给企业 造成重大损失 。目前 许多 中小 企业在 信息安全上的投入越来越大 ，信息化运营成本 也 逐年增高 。 2006 年底 ， 谷歌推出了 “ 01 计划 ” ， 这是“ 云 ” 的概念和理论 的开端。此后，由于 云计算这种新兴的共享基础架构方法 的巨大优势， 头 开始不遗余力的开发和推广 云计算 。目前， 云计算已经成为业界中的热点名词和技术，许多公司 都在 提供各种各样的云计算服务，随着云计算理念和应用的推广，云计算的优势已经逐渐得到了用户的肯定。 云计算 的 概念使软件和硬件都隐没于云端，更为彻底地实现了软硬件都是服务的变革，今后用户需要购买的东西只有一种 服务，这些服务包括：计算能力的服务、软件功能服务、存储服务等 ， 大大拓展了计算机的应用空间。 作为一种全新 的 网络服务方式， 云计算模式为各大中小型公司企业 的信息化系统的应用提供了 合适的借鉴方案 。企业资源管理和信息交流 的相关任务将可以选用云计算服务来完成 。云计算 供应商会为应用提供运行平台以及相应的存储服务。 通过云计算提供的 础架构， 企业 可以节约成本，不用投资购买昂贵的硬件设备，负担频繁的维护与升级。 本文根据本人所工作的公司在资源管理与信息交流上的要求，结合工作中的实际情况，充分利用云计算的概念和理念，针对企业在信息化资源管理和信息交流中存在的困难，基于云计算平台开发一套企业管理及消息发布系统，从而解决系统运营成本的动态控制问题。 究意义 论文基于云计算平台对 中小 企业 资源管理 和信息交流系统进行开发和实现研究，具有以下方面的重要意义。 1、 基于云计算平台 实现 对 中小 企业 资源管理 和信息交流系统 的实现能够较大程度的 降低企业信息系统建设的成本。 按照 云计算的理念 ，云计算模式即为电厂集中供电的模式。也就是说，通过云计算，用户可以不必购买新的服务器和部署软件，只需要定制或租用就可以得到应用环境或者应用本身。 云计算模式 为 中小 企业 资源管理 和信息交流系第一章 引言 3 统 的建设 提供了合适的借鉴方案 ，企业的 相关业务 都 可以选用云计算服务来完成， 企业 不用投资购买昂贵的硬件设备， 也 不用担心服务器维护、软件升级及其他计算问题，从而 使企业 将更多的精力投入 到 创新中 。 2、 基于云计算平台对 中小 企业 资源管理 和 信息交流系统 的设计和实现能够有效 提高 中小 企业的 管理效率 和 服务水平。 基于 云计算平台 构建 中小 企业 资源管理 和信息交流 系统，充分 利用 了 云计算的商业服务平台 来 提供 企业 资源管理 和 信息交流 平台， 中小 企业 不用花精力去开发相应的软件或提供相应平台，只需要付少量的费用就能实现信息管理 ，有助于企业 将更多的精力用在实质管理和服务 员工。 3、 基于云计算平台对 中小 企业 资源管理 和信息交流系统 的设计和实现 提高了资源利用率。 云计算模式 下， 中小 企业可以自己组建云计算基础设施，也可以 采取 按需或按时租赁的方式来完成企业的 资源管理 、 存储 和 信息交 流 平台服务 。 云计算平台会自动监控 企业 应用 时 的运行状态 ， 当资源需求增加， 会 自动分配更多的处理器、内存以及存储空间等硬件资源；当资源需求降低，则减少资源分配，企业 不用关心 云计算 服务器的维护问题，这样就有效的降低了运营成本 ， 提高资源的利用率。 云计算是基于互联网的重要应用，是互联网向商业化服务发展的重要表现。云计算是面向互联网的一种商业创新模式，云计算在企业中的应用必将为企业的组织模式和资源管理方式以及信息交流带来积极变化 。基于云计算平台， 企业能更加高效的组织和利用各种资源和信息，使企业在运营过程中能够有效降低成 本和提高企业竞争力。 究现状 理信息系统的研究现状 二十世纪八十年代，美国学者托夫勒提出：“我们已进入一个后工业化社会，或称信息化社会。而今，信息与能源、物质并称人类社会发展的三大资源。”进入二十一世纪以来，信息作为资源的地位和作用越来越重要，对信息进行有效管理开始成为人们关注的重点。随着对信息作为一种资源来管理的需求日益加强，信息研究领域中出现了一种新的管理思想和模式 信息资源管理（ 二十世纪七十年代，霍顿较早的提出了信息资源管理的概念，并很快成为管理领域的热点。信息资源管 理的基本点是要将信息作为一种重要资源加以管理。信息资源管理的任务就是采用全新的思想，以最有效的模式管理一个组织的信息需求，以支持一个组织正确地进行管理和决策。 第一章 引言 4 随着信息技术以及相关领域的迅速发展，管理信息系统（ 概念开始初步形成，并很快得到充实和完善。管理信息系统（ 及经济学、管理学、运筹学、统计学、计算机科学等很多学科，是各学科紧密相连综合交叉的一门新学科。作为一门新科学，它的理论和方法正在不断发展与完善。传统的 统更着重 与企业内部数据和信息的管理，而随着现代的经营方式、策略的变化以及互联网技术的发展，当前的 理和利用企业的外部信息，为 统的发展带来 了更广阔的空间。 近年来， 信息网络的发展使企业面临着知识化、数字化、网络化 和 个性化的变革，企业的发展与企业信息化程度密切相关。信息系统 成为 决定企业发展和 影响 企业兴衰荣辱的决定因素 。 目前 来看 ，欧美许多发达国家都将信息技术引入 到 企业日常生产经营的各个环节之中，建立起了一种以因特网络 和 信息技术为基础的新型发展模式。应当说，引入信息化、建立信息化、发展信息 化在当代企业界中的呼声越来越高。企业信息化形成的独特优势使其在当代商业社会中得到了越来越广泛的应用 ， 信息化成为当代企业发展战略中不可阻挡的必然趋势。 在企业资源管理和信息交流方面， 通过开发和利用信息资源， 能够有效 实现信息资源共享，减少企业交易成本，改善企业经营管理，提高企业创新能力，培育企业核心竞争力 ， 可以为企业带来许许多多的好处和优势。 计算的研究和发展现状 云计算早在 2006 年由 出，并引导大学生们进行“云”系统的编程开发。 国外的著名 头很快认识到 云计算 发展的巨大潜力，纷纷进军 云计算 的研究和应用领域。 目前， 云计算已经成为未来发展的重要趋势之一，是业界中的热点名词和技术，许多公司提供着各种各样的云计算服务，随着云计算理念和应用的推广，云计算的优势已经逐渐得到了用户的肯定。目前， 软、 信息业巨头都已经参与到云计算研究和开发中。 例如， 2007 年 11月， 上海推出了 “ 蓝云（ ” 计划 。 另外， 提供了一个“ 大型主机 ” 云环境，及基于高密度机架集群云环境。微软通过供云计算服务实现一般的 设备存储转移到任何时间都可以存储的模式； 2008 年微软推出 计算平台，能够使企业使用其数据中心来运行网络应用程序和制作网络程序。 索引擎开放式的平台体现了云计算模式的精髓，其云计算服务所需要的绝大部分基础软件都是开源的。目前 战略部署为开源浏览器 作为 供给个人网络用户的在线软件应用第一章 引言 5 及云计算模式的初步体验。亚马逊提供弹性计算云，为独立开发人员及开发商提 供云计算服务平台弹性计算云（ 虚拟化技术先驱 2008 年宣布加入云计算研究和开发队伍，并宣布其云计算策略和技术路线图。随着云计算规范的统一和应用进一步明朗，云计算团队将迅速壮大，并延伸出广阔的产业链，无论是个人用户还是企业用户都能充分体验到云计算带来的好处。 究内容以及本文组织安排 为了 企业发展 的需要，近些年来，许多 企业 纷纷 采用信息技术开展对企业资源和信息交流平台进行管理。 良好的 企业资源和信息交流平台 有助于企业营造人才发展环境 和 管理水平，有利于企业 提升竞争能力。 企业资源管理和信息交流系统 已经成为企业管理中的重要基础内容和支柱 ， 已经成为企业信息化的重要内容和任务。 随着 信息技术 的 飞速发展，资源管理 和信息交流 的手段和技术也在不断的更新。 论文 构建的系统主要面向 计算机软件 行业领域 ， 以 “ 务 /多领域经营互联网 /电子商务 ” 为主营业务的企业为研究对象， 针对 这一类 企业在资源管理与信息交流系统开发和应用中面临的 信息系统建设成本 高昂、 管理效率 低、 服务水平 不高以及 资源利用率 较低等现实问题，开发和实现了基于云计算平台的资源管理 和信息交流系统。 在具体研 究样本方面选用了笔者所在的 宇思信德科技（北京）有限公司 (该公司 是一个面向 全球 的 软件开发和 务提供商 ，主要以 欧洲为业务中心，以北京为主要研发机构，并在多个国家拥有公司或办事处。 司 在 资源管理 和信息交流 方面，已经开始尝试将部分对外经营项目 、 内部的项目资源 和 人力资源管理 和信息交流平台运行于 台。 因此， 论文对企业 资源管理 和信息交流系统的设计与实践基于微软云计算平台 行 构建 ， 以 司在 资源管理 和信息交流 方面的需求为出发点，主要进行了 以下几 个 方面工作： 1、 对 司在企业 资源管理 和信息交流 方面 进行了 具体的 需求 分析 。 重点从系统 的 架构需求、系统业务功能需求、系统数据库需求以及系统管理和性能需求等方面进行 分析 ，并进行了 系统开发和构建的 可行性分析 。 2、 在系统分析的基础上， 针对 司的具体需求 进行了详细的系统设计。 主要包括系统的基本架构设计、系统功能模块设计以及系统的数据库设计 。 第一章 引言 6 3、 对基于微软云计算平台的资源 管理与信息交流系统进行具体实现。 在研究微软云计算平台 发技术的基础上，实现了符合司实际情况，易于公司进行资源管理及内部交流的基于云计算平台的资源管理与信息交流系统。在技术上使用 架，基于 发平台，将操作结果以浏览器方式显示给用户。完成系统代码实现后，将其部署在 进行访问。 论文的章节安排如下： 第一章，引言。阐述了论文的选题背景，对论文的研究意义和价值进行论述，给出 了论文研究领域的主要研究发展现状，对论文的研究内容和章节安排进行明确。 第二章， 相关理论与技术基础 。重点论述了云计算技术，介绍了微软论文采用的 第三章，系统需求分析。 进行了企业 资源管理 和信息交流系统的需求分析，论述了系统开发实现的可行性。 第四章，系统设计。 在系统分析的基础上，进行了系统的基本架构设计，对系统中的主要功能模块进行详细设计，进行了系统数据库的概念和逻辑设计。 第五章，系统实现。 对基于微软云计算平台的企业资源管理与信息交流系统进行具 体的实现。实现了符合公司实际情况，易于公司进行资源管理及内部交流的基于云计算平台的资源管理与信息交流系统。在技术上使用 架，基于 发平台， 包括 及 第六章 ， 结论与展望 。 总结了本文的研究内容和成果，也总结了不足和今后可以扩展深化的方向。 第 2 章 相关技术 7 第 2 章 相关技术 上一章 主要 介绍了本课题的 选题 背景、 研究意义以及研究 现状 ，并对论文研究的主要内容和 组织结 构 进行明确 。本章将重点讲述 论文研究过程中应用的相关技术，包括 云计算技术 、 微软的云计算平台 本架构原理 。 计算 技术 云计算 是在 并行计算、分布式计算、网格计算 的基础上逐步 发展 起来的。在云计算之前， 伴随着互联网的发展而逐渐成长的一种新兴的软件应用模式。 软件即服务的简称， 续了并行、分布式以及网格计算的技术思想，是这些思想的商业实现 。 成了从服务器端供给软件给用户的体系思想，打破了传统软件的本地安装传统 。 在 发展与运用中，人们 逐渐接受并且开始依赖这样 一种 新的软件应用模式。云计算则是 一步发展的产物，实现了所有资源的服务化。 基于云计算的发展 ，可以 概括性给出云计算的基本原理为：利用非本地或远程服务器（集群）的分布式计算机为互联网用户提供服务（计算、存储、软硬件等服务）。这使得用户可以将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算模式中 ， 用户不需要了解服务器在哪里，不用关心内部如何运作，通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。通用的云计算体系结构如图 云 用 户 端 管 理 系 统 部 署 工 具服 务 器 集 群服 务 目 录资 源 监 控图 云计算体系结构 其中， 云用户端 是 提供云用户请求服务的交互界面，也是用户使用云的入第 2 章 相关技术 8 口 。 服务目录 是 云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作。管理系统和部署工具 用来 提供管理和服务 。 监控 用来 监控和计量云系统资源的使用情况 ， 确保资源能顺利分配给合适的用户。服务器集群 是 虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理。用户通过云用户端从列表中选择所需的服务。 从提供服务的角度， 整个云计算服务集合 可以 划分成 4 个层次：应用层、平台层、基础设施层和虚拟化层 ， 如图 示。 应 用 层 软 件 即 服 务平 台 层 平 台 即 服 务基 础 设 施 层 基 础 设 施 即 服 务 虚 拟 化 层 硬 件 即 服 务图 云计算服务体系结构 从云计算 的 技术角度来分，云计算 包括 物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口，如图 服 务 接 口 ： 服 务 接 口 、 服 务 注 册 、 服 务 查 找 、 服 务 访 问服 务 管 理 中 间 件 ： 用 户 管 理 、 资 源 管 理 、 安 全 管 理 、 映 像 管 理虚 拟 化 资 源 ： 计 算 机 资 源 池 、 网 络 资 源 池 、 存 储 资 源 池 、 数 据 库 资 源 池物 理 资 源 ： 服 务 器 集 群 、 网 络 设 备 、 存 储 设 备 、 数 据 库云计算技术层次图 云计算 技术 结构 第 2 章 相关技术 9 介 前由 部分组成。其中， 为核心部分被称为云计算操作系统。但从目前的情况看，这个操作系统还局限于运行在微软的数据中心中。 台 的基本组成 如图 图 台 以看成是数据中心的操作系统而不是传统意义上的操作系统。但从操作系统的功能角度上看， 样履行了资源管理的职责，并且其管理的资源更为宏观，数据中心中的所有服务器、存储、交换机和负载均衡器等都在其管理的范畴之内。 从云计算 型来看， 要处于平台即服务的层次。按照微软目前公开的发展计划，其将在年内提供基础设施即服务层次的一些服务，比如 为基础平台的调度和管理软件，它是构建高效、可靠、可动态扩展应用的重要平台。主要由四大部分组成：计算服务、存储服务、管理服务、开发环境。如图 示。 第 2 章 相关技术 10 图 组成 图 四个组成部分中只有开发环境是安装在用户的计算机上的，用于用户开发和测试 应用程序，其余三部分都是 台的一部分而安装在微软数据中心。 制器被比作是 大脑，它负责平台中各种资源的统一管理和调配。而 由其管理的大量备组成。开发人员通过 发工具（比如 010 和相应的 发的应用程序一般分为两大部分。一部分是应用程序代码，也称服务代码，另一部分是应用的配置文件也称服务模型。每个应用包括两个配置文件：服务定义文件和服务配置文件。这两个 配置文件中会包含应用程序在 运行和发布的一些信息，如认证信息、服务端口、服务角色、需要的实例数和自定义变量等。当用户通过开发者门户把应用程序上传到 台的时候，其中的配置文件则由 后由其根据配置文件中指定的方式进行服务部署。 计算资源目前是通过成为 方式来 分配的。为了便于理解，我们可以认为 两种不同的虚 拟机模版。其中 为了方便运行 用程序而设计的，而为了其他应用类型，比如批处理而设计的。一种比较常见的架构设计方式是使用 处理展示逻