第三篇关于软件工程论文:
《基于阿里云的台风路径实时发布系统研究》
摘 要:在云计算和阿里云概念基础上,详细阐述了基于阿里云平台的台风路径实时发布系统的框架结构和功能设计。通过整合相关汛情信息资源,构建云环境下一体化多终端自适应的应用服务平台,为防汛指挥决策、气象水情分析及社会公众服务提供多层次全方位的信息服务。该系统充分利用阿里云平台大规模、虚拟化、高可靠性、高可扩展性等特点,实现了计算资源的自动弹性动态调整,在实际防台工作中得到了很好的应用。
关键词:云计算;阿里云;弹性计算;台风路径;汛情信息。
Abstract:After giving the concept of cloud computing and Alibaba cloud, the framework and function design of the real-timetyphoon path publishing system based on Alibaba cloud are elaborated. Through the integration of the relevant flood informationresources, a multi-terminal adaptive application service platform is constructed based on cloud environment, to provide multiplelevels and a full range of information services for flood control decision, meteorological hydrological analysis and social publicservice. The system makes full use of the cloud platform virtualization, large-scale, high reliability and good scalability,automatic elastic dynamic adjustment of computing resources is realized. The system has a good application value in the actualdefense typhoon work.
Key words:cloud computing;Alibaba cloud;elasticity computing;typhoon path;flood information.
0 引言。
我国是世界上遭受台风影响最频繁和最严重的国家之一,每年台风都会给我国造成巨大的经济损失和人员伤亡[1].浙江省地处我国东南沿海,更是台风的重灾区,其伴随的狂风、巨浪、暴雨及引发的风暴潮、洪涝、滑坡、泥石流等一系列灾害,给人民生命财产的带来巨大威胁。如9417、9711号台风分别给浙江省造成了177.6亿元和197.7亿元的损失。2004年的“云娜”台风,浙江省受灾人口1299万人,死亡164人,直接经济损失达181.23亿元[2].因此,准确、及时地对台风进行预测预警对防灾减灾和保障国民经济建设具有重要意义[3].
多年来,水利、防汛和气象部门都在积极开展利用信息技术实现台风信息管理和发布等方面研究,并形成了不同时期的多个版本台风发布系统。总体而言,台风发布系统在不同历史时期的台风预警预测、防灾减灾等工作中都发挥了很好的作用,为防汛防台辅助决策提供了强有力的技术支撑,但是,就目前来看,之前的系统存在共同的不足之处:①受技术、硬件设施等制约,系统的并发访问量有限,无法承载社会公众大流量的访问请求;②系统涉及的信息单一,除台风信息外,无法将云图、降雨等相关汛情信息有机串联。
随着互联网,特别是移动互联网的高速发展,网络用户量急剧飙升,社会公众对台风等灾害天气的关注程度越来越高,互联网用户的基数不断增加。为打破以往台风发布系统应用时经常面临的“平常时刻好用不要用,关键时刻想用不能用”的尴尬局面,需要全新打造基于云计算环境下的台风发布系统,建立真正面向社会公众和行业用户于一体,互联网和移动互联网自适应的防台预警发布平台,充分利用云计算的弹性计算能力,来解决系统突发访问量和用户应急响应问题。
1 云计算和阿里云。
1.1 云计算。
云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等技术发展融合的产物,被认为是信息产业的又一次革命[4].如同人们用水不需要考虑建设水厂、用电不需要考虑电力基础设施一样,云计算使人们在处理业务时,不需要自建应用系统、自购服务器和存储设备,转而通过利用云计算服务提供商的资源实现事务处理和数据保存,消费者只需为使用这些资源支付费用。
NIST(美国国家标准技术研究院)定义云计算是一个提供便捷的通过互联网访问一个可定制的IT资源共享池能力的按使用量付费模式(IT资源包括网络,服务器,存储,应用,服务),这些资源能够快速部署,并只需要很少的管理工作或很少的与服务供应商的交互[5].当前,NIST定义的云架构得到普遍认同,包括五个关键特征、三个服务模式和三个部署模型[6].五个关键特征代表云计算与传统计算模式的关系与差异,分别是①按需自服务、②宽带接入、③虚拟化的资源池、④快速弹性架构、⑤可测量的服务。云服务的交付可以分为三种基本模式以及不同的衍生组合,三种基本模式分别是①IaaS(Infrastructure as aservice)基础设施即服务,指将计算、网络、存储等硬件基础设施作为服务供用户使用;②PaaS(Platform as a service)平台即服务,是讲程序的运行平台作为服务提供给用户;③SaaS(Softwareas a service)软件即服务,是指讲默写特定软件作为服务,允许用户通过网络来访问这些应用。
根据云计算基础设施拥有、管理、使用和部署场所等不同,云计算的三个部署模型划分是私有云、公共云和混合云。私有云的基础架构是企业或组织单独拥有和使用的;公有云是由若干用户或企业共享的云环境;混合云则是公有云和私有云的混合形式。由于安全性、隐私性是当前公有云面临的严峻挑战,私有云和混合云成为当前企业主要的采用形式。
1.2 阿里云。
阿里云是阿里巴巴旗下全资子公司--阿里云计算有限公司打造的一款公共、开放的云计算服务平台,其数据中心位于杭州、上海、香港等地,拥有全国最大内容分发网络(CDN),遍布全国的200多个CDN节点,多运营商BGP接入。平台核心为自助研发的飞天云OS,体系架构如图1所示。云OS是融云数据存储、云计算服务和云操作系统为一体的云智能移动操作系统, 基于Linux内核以及WebKit、OpenGL和SQLite等开源库,为上层的飞天开放服务提供计算、存储和调度等方面的底层支持,包括协调服务、远程过程调用、安全管理、资源管理等构建分布式系统常用的底层服务。