云平台下的多媒体图书系统开发方案

王笑宇，张　锐

(驻马店职业技术学院，河南 驻马店　463000)



云平台下的多媒体图书系统开发方案

王笑宇，张锐

(驻马店职业技术学院，河南 驻马店463000)

摘要：多媒体图书融图片、文字、动画、视频为一体，大大增强了读者对图书阅读的综合体验。提出云平台下的多媒体图书系统开发方案，对整体框架进行分析，从云节点控制、数据加密、断点续传、缓存方法、负载均衡等方面提出优化思路，以提升多媒体图书系统的制作效率。

关键词：云平台；多媒体图书；系统设计；服务架构

多媒体图书作为现代数字化阅读的主要形式，以其丰富的表现力、多重媒介的综合集成受到广大读者的青睐。基于Flex多媒体的图书开发技术具有较强的易用性，成为云平台下图书系统开发与存储的重要方法。

1云技术及Flex可视化开发工具

云技术是对互联网计算机资源的整合[1]。从云技术的提出到云服务模式的推广，以互联网为平台的网络服务逐渐成为计算机技术和信息技术融合的有效服务方式。Flex可视化工具是功能强大的多媒体制作软件，尤其是在多媒体图书系统开发上具有优势。多媒体图书主要在于对各类文字、图像等信息进行抽象，并从结构化挖掘中实现信息属性的转变，保障各组件的交互性和灵活性。Flex可视化软件内置MXML，能够为开发人员提供可视化标签结构，以满足对多种数据结构的有效兼容；ActionScript作为脚本语言，能够方便地制作各类程序组件的动态方式并完成编译，生成可以在FlashAir环境中运行的SWF文件；Flex类库主要由一系列应用程序所组成，如数据显示控件、结构规划容器、文本框输入控件等，开发人员可以通过对应用组件的整合创建新的组件，以实现快速、高效的编辑，方便制作出支持文本、图像、音频、视频及人机交互的多媒体图书。

2云平台多媒体图书系统设计要点

作为当前云计算服务的基础，云平台下的多媒体图书系统开发过程中，主要从管理机制上实现对各节点资源的控制，以提升云服务响应效率。

2.1云端架构设计

从云平台架构上看，多媒体图书系统的开发利用星型拓扑结构更具有伸缩性。在云平台各节点资源分配和回收中，利用中央控制器实现对各节点资源及用户接口的通信，保障云平台高效通信。核心控制器负责对云节点数据的交互，同时接收来自用户及其他节点的信息反馈，并从服务请求中配给资源，提升资源回收率，优化响应速度。在节点模型设计上，主要从节点启动、初始化、节点资源分配及节点释放4个环节完成。当云平台中节点数量不足或新的请求服务较多时，利用节点管理设计启动新的节点，增强云端的负载能力。当请求任务相对减少时，可以通过释放节点回收资源。

2.2存储过程安全性设计

云平台下的多媒体图书系统开发，需要对数据传输及存储过程进行加密和解密，以保障数据安全性。如：利用随机DES密钥对不确定长度数据进行加密，再利用RSA公钥进行密文加密。对于数据加密处理方式，根据不同数据段落长度，最后采用RAS加密方式进行统一。云存储下的云节点加密，需要从对应的公钥库中进行执行所需密钥。通常情况下，对于某一加密的数据，利用用户校验信息生成随机密钥，并根据数据长度进行截取，生成对应的随机DES密钥加密，由接收端RSA公钥进行加密，并与原始数据共同存储于云端[2]。在数据解密过程中，先通过RSA密钥生成动态DES密钥，再对前32 bit数据段获取数据长度及DES密钥长度，通过RSA密钥翻译成明文，保存到解密后的明文数据库中。需要强调的是，在多媒体图书开发中，随机产生的DES密钥与数据共同存储，而解密时DES密钥仅使用一次，从而确保整个数据传输的安全性。另外，针对云平台下数据上传、下载需求，对于可能出现的中断问题，云平台需要从通信链接中保障数据传输的稳定性。为此，断点续传就显得很必要，在云端多媒体图书数据存储上，每个数据包被发送后都需要回传确认，并计算整个数据的字节总数与对应密文数据字节数是否一致，当存在断点时，可以从RSA数据加密算法中获得数据长度片段来确定断点位置，再通过读取原始数据长度继续传输剩余数据包。

2.3对SOA接口的优化与设计

云平台下的云服务是面向用户请求的，通过云平台进行请求分类，并指派相应的节点进行通信。从用户请求来看，可以实现多请求并发处理。对于空闲的云节点，可以指派相应的节点完成数据传输服务。

2.3.1多媒体图书系统对云端服务的调用。首先，需要对用户身份进行验证，并通过遍历用户列表判定是否合法。其次，通过请求服务类型来响应，如对上传服务、下载服务、删除服务、检索服务等进行不同操作；请求完成后，通过回传信息通知控制中心释放节点资源。

2.3.2多媒体图书系统云端通信过程及响应流程。由用户发出请求，回传用户验证信息，当为True时建立链接，为False时取消链接。判断请求类型，指派响应操作，如对于下载请求，开始准备并完成数据传输，最后生成响应结束并返回。当请求服务传输的数字图书容量太大时，需要耗费更多的时间；因此，需要从服务请求次数及传输数据体积上进行平衡，避免请求次数过多带来频繁响应，传输数据太大导致通信开销过多，降低云平台的效率[3]。

2.4多媒体图书云服务实现

基于云平台的多媒体图书开发，能够为用户提供强大的数据存储和服务能力，再利用虚拟计算服务来实现动态资源响应需求。EC2作为WebService能够为开发者提供多种接口和管理工具。如：利用AMI实现对多个实例的启动，从而组成云计算；利用API Tools可以实现对虚拟机的管理。为了解决云端负载均衡问题，在云平台控制中心需要通过调用云端节点来控制各节点的运行状态。在云节点管理中，利用Cloud Agent所提供的接口来实现。如：CloudNode为我们提供了多种控制节点的实例，利用Host-Name属性来获取节点的IP地址；利用Node-Type属性来获取节点类型；利用Node-Current Running属性来获得节点的负载值；利用Node-jobs属性来获得节点的执行列表。某一节点的运算能力可以通过Node-Capability实例来衡量，也可以通过构造方法进行其他操作。如：设定某数据类型Map(String,CloudNode)，对于String表示为NodeID，而对于CloudNode表示为value对象。当接收新的服务请求后，通过Map来遍历节点对象CloudNode，并返回负载能力节点。当新的请求符合节点处理能力时，则调用AddJob接口，并分配相应节点提供服务；如果未找到则调用AllocateServiecInstance接口，重新分配新的节点。

2.5云端数据池的实现

S3是较为常用的云计算平台，也是较为流行的数据存储平台。对于WebService，S3在提供数据存储服务时，利用bucket建立存储目录，并利用唯一的ID进行标识，从而实现了数据存储和计算的高效性[4]。S3所提供的接口服务是很丰富的。如：Public boolean putDate{StringbucketName,StringdataID,Byte[]data,boolean apppend}，可以将数据data以名称为dataID的方式存入到S3的bucket中，也就是说，在多媒体图书系统开发中，可以将请求与相应的数据进行快速检查并建立数据池。

3多媒体图书平台

基于Flex框架的云平台多媒体图书开发系统，可以利用可视化工具实现多任务并发进行，特别是强大的图像文字编辑功能，对多种视频格式的渲染能力很高，使得各组件的封装更趋优化，降低了开发难度，提升了系统的可用性。

3.1系统扩展性

利用多媒体图书系统开发平台，通过对各种组件及模块的层次化结构分析，能够构建多种层次结构的编程环境。如：在数据对象及数据接口处理上具有良好的继承性；在界面模块设计上能够满足Action类等基本动作；在多媒体图书输出应用上，由于采用的是基于XML文件的打包方式，可以实现图书文件在多种平台上的顺利读取，具有良好的平台扩展性。

3.2云平台环境下并发请求

通过接受和下载图书数据，不断加大并发数，以获取响应速度。定义最大下载并发数为3，最大上传并发数为2，以5个虚拟节点进行测试，利用NMON进行程序监控，通过不断加大并发请求量分析系统的服务能力。当云节点数为200时，云端数据及状态显示为：平均吞吐量上传值为4.5 MB/s，下载值为9 MB/s；云端整体吞吐量上传值为1 GB/s，下载值为2 GB/s。所有节点在满负荷状态下CPU的占用率为95%以上，可见，利用节点数来控制并发载荷具有较高可行性。

4结语

云平台下的多媒体图书系统开发，有利于图书馆信息资源的整合、有利于信息结构的优化、有利于受众群体的延伸、有利于图书馆特色学科馆藏建设，可以极大地提高用户获取信息的效率，是图书馆信息化发展的方向。

参考文献

[1]林闯,苏文博,孟坤，等.云计算安全:架构、机制与模型评价[J].计算机学报，2013，36(9):1765-1784.

[2]傅颖勋,罗圣美,舒继武.安全云存储系统与关键技术综述[J].计算机研究与发展，2013，50(1):136-145.

[3]王红霞,郭剑珩.高校图书馆与校园网信息资源整合探析[J].郑州铁路职业技术学院学报，2013，25(1):94-95.

[4]韩博文,蔡晨,王玲,等.基于FlexPaper的文献共享系统设计与实现——以广西民族大学图书馆为例[J].情报探索，2014(4):76-79.

[责任编辑:方艳]

Development Scheme for Multimedia Library System based on Cloud Platform

WANG Xiaoyu， ZHANG Rui

(Zhumadian Vocational and Technical College, Zhumadian 463000, China)

Abstract:Combining pictures, text, animation, and video together, multimedia books bring readers multiple reading experiences. This paper proposes a development scheme for multimedia library system based on cloud platform, and puts forward suggestions to optimize the cloud node control, data encryption, HTTP, caching, load balancing, etc. All these are believed to be helpful to enhance the efficiency of developing multimedia library system.

Key words:cloud platform; multimedia books; system design; service architecture

中图分类号:TP311.52

文献标志码:A

文章编号：1008-6811(2016)01-0039-03

作者简介：王笑宇(1983—)，男，河南汝南人，驻马店职业技术学院图书馆技术部讲师，研究方向为数据库与多媒体技术。

收稿日期：2016-01-08