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基于WEB的移动端云存储技术

时间:2011-7-26来源:互联网 点击:
 1.1 云存储系统的发展与应用

  IDC研究表明,从2006 年到2010 年,全球信息总量增长6倍以上,从161 EB 增加到988 EB(1 EB=1 024 PB)。面对PB级的海量存储需求,传统的SAN或NAS 在容量和性能的扩展上会存在瓶颈,已经不能满足新形势下对数据保存高性能、高容量、易扩展的需求。

  面对这种形势,近几年随着内嵌的虚拟化技术和集群技术的发展,云存储应运而生。它与云计算类似,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中各种不同类型的存储设备协同起来工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

  云存储的本质不是存储,而是服务。云存储系统中所有设备对于用户都是完全透明的,用户只需要通过网络与云相连接,就能对数据进行访问。需要存储服务的用户不再需要建立自己的数据中心,只需向SSP(存储服务提供商)申请存储服务,从而节约了昂贵的软硬件基础设施投资。相对于传统的数据集中存储解决方案,高效集群的云存储系统具有易扩容(包括带宽)、成本更低廉、数据更安全、服务不中断等优势。云存储这个概念一经提出,就得到了众多厂商的支持和关注。Amazon、Google、EMC、Microsoft、IBM纷纷推出了自己的云存储产品。在国内如金山等厂家也推出了自己的云存储服务。比尔·盖茨,这位微软的共同创始人认为,作为服务的云存储的推进速度会比云计算更快。

  1.2 WAP与WEB融合的大趋势

  通信领域发展最快的无疑要数移动通信与Internet 两个分支,但是Internet 上丰富的信息又由于条件限制难以像移动电话一样自由移动。随着近些年高性能的智能移动终端的发展,以及传输速率更快、带宽更高的3G网络的推进,使得WAP网与WEB 网的融合成为站点开发的大趋势。将互联网和无线移动网的优势整合,让企业同时拥有电脑网站(WEB)和手机网站(WAP),将企业的各类信息及业务可以跨平台地互联互通,实现Anytime、Anywhere、Anything 的移动信息化的特色,是当前站点设计与追求的目标。当前移动电话上网数量的增长速度远快于PC上网,越来越多的人习惯用手机等移动终端上网,查看新闻、天气预报、交通信息以及进行游戏。故而一个应用较广的网络服务,没有对应的WAP 版本几乎是不可想象的。正处在业务拓展期的云存储服务,更不能忽略移动端这个重要的增长点。

  1.3 WAP端交互设计的特点

  虽然现阶段面向3G 网络移动终端的WAP 站点开发中,有些智能移动终端已经可以直接访问WEB站点,并且可以使用与WEB 相同的xhtml 语言,但是由于移动终端本身的特殊性(相对台式机较小的屏幕、较慢的连接速度和处理速度,操作没有鼠标键盘灵敏)以及使用者的使用习惯(如厌烦文本输入、对长时间等待更加没有耐心),使得站点的移动版本在交互设计方面必须针对这些特点进行优化。

  2、系统结构设计与实现

  2.1 云存储系统架构

  云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的新概念。是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中各种不同类型的存储设备协同起来工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统,而不是指单一的存储设备。该系统包含网络设备、存储设备、服务器应用软件公共访问接口、接入网和客户端程序等多个部分。

  云存储平台整体架构可划分为4 个层次,如图1 所示。自底向上依次是:数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层。对于用户而言,数据存储层、数据管理层、应用接口层处于云中,对用户是完全透明的。     

  (1)数据存储层,也称物理层,是云存储最基础的部分。存储设备可以是FC光纤通道存储设备,可以是NAS 和iSCSI等IP存储设备,也可以是SCSI 或SAS等DAS存储设备。云存储中的存储设备往往数量庞大且分布在不同地域,由多个服务器进行管理,彼此之间通过广域网、互联网或者FC 光纤通道网络连接在一起。在这一层上,云存储系统通过构建分布式数据中心能够为不同地理区域的用户提供更好的服务质量。

  (2)数据管理层。云存储系统架构中的数据管理层为上层提供不同服务间公共管理的统一视图。数据管理层是云存储最核心的部分,也是云存储中最难以实现的部分。基础管理层通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术,实现云存储中多个存储设备之间的协同工作,使多个的存储设备可以对外提供同一种服务,并提供更大更强更好的数据访问性能。

  (3)数据服务层,也称应用接口层。数据服务层是云存储最灵活多变的部分。不同的云存储运营单位可以根据实际业务类型,开发不同类型的应用服务接口,提供不同的服务。诸如视频监控服务、IPTV和视频点播服务、网络硬盘服务,数据备份服务等。

  (4)用户访问层。通过用户访问层,任何一个授权用户都可以在任何地方,使用联网的终端设备,按照标准的公用应用接口来登录云存储平台,享受云存储服务。云存储运营单位不同,云存储提供的访问类型和访问手段也不同。但从基本访问终端来讲,只有两类:WEB端和WAP 端。

  2.2 云存储服务的WEB端与WAP端的区别

  WEB端是最基本访问终端,所有云存储服务均提供该终端的访问方式。因为目前PC 机的处理能力和网络带宽都已达到较高水准,并且WEB上传输协议、交互设计都相对成熟,所以开发WEB端云存储站点或者软件参考资料较多,并且可以实现复杂的功能,如大量文件的实时传输等。

  WAP 端则不然。移动终端相对于桌面终端,有如下不同点:

  (1)性能:现阶段的智能手机不可能拥有PC机的处理能力和显示能力,所以应用在其上的站点必须进行性能优化;

  (2)数据传输:移动终端的网络环境差异较大,并且大多数时候传输速率也较低;

  (3)使用习惯:智能移动终端从设计理念到实际应用都决定了其交互设计与台式机有很大不同,例如大量的文本输入、复杂的控制操作、太长的延时对于移动终端用户很不友好;

  (4)标准:智能终端的发展正处在战国时期,各厂商推出的智能手机从性能到外观各式各样,差别极大。

  综上,在开发云存储服务的WAP 端时,原有服务内容必须针对WAP 端特点进行优化和删减,同时移动端平台的交互设计也必须更加人性化,在界面尽可能简洁明了的情况下,保证绝大多数操作仅用“上下左右+确定取消”就能完成,并且没有太多的延时和等待。因此,移动端平台交互设计需要遵循以下原则来实现:

  (1)菜单结构应简单划分,菜单级数尽可能少;

  (2)如果内容相似,则这些页面应保持相同的顺序和布局;

  (3)不要将大量的信息放在页面内,留出足够的空白空间;

  (4)页面上应该有方便的返回路径;

  (5)WAP 网页应尽量避免文字的输入;

  (6)WAP 网页应以文字信息为主,仅在必要的时候使用图像;

  (7)针对WAP 应用环境的特点,对网站内容进行修改,以提高WAP 网站的效率和可用性;

  (8)测试网页内容在不同移动终端的屏幕上显示效果往往是不一致的,所以在开发WAP 网页时应该用多种终端测试,保证所有终端的使用方便。
2.3 WFS 系统移动端的设计与实现

  WFS(Web-based File System)网络文件存储系统是一款企业级私有云存储系统。目前该系统已经有了性能良好的WEB端,其主要功能说明如下:

  (1)网络存储:每个用户分配一块完全属于自己的存储空间;增强的用户安全管理机制,使应用更安全。

  (2)灵活共享:用户可以灵活控制文件的共享权限,包括查看、复制、下载、删除、重命名等。

  (3)快速检索:基于多种元信息的组合搜索,使文件定位更迅速。

  (4)自动备份:系统可以将个人电脑中的重要文件定时备份至服务器。

  (5)消除冗余:系统智能识别,将内容相同的文件只保存一份,为用户节约大量空间。

  (6)多文件上传、下载:解决了WEB应用中单文件上传和下载带来的不便,实现了多文件上传、下载功能,同时支持迅雷下载。

  (7)操作简单:在WEB 界面上实现了如同Windows 桌面的操作方式,如多文件、文件夹同时操作(复制、剪切和删除)符合用户操作习惯。

  (8)系统性能优良:系统经过充分优化,性能更好、稳定性更高,可以满足365×24 小时的不间断在线                            

  基于已有的WEB端,进行了WAP 端的设计与开发。WAP 端站点依然采用传统的Linux+Apache+php 搭建。由于云存储的网络硬盘服务对于手持移动终端用户而言本身就是一种高级网络服务,如果想要有良好的用户体验,就需要客户端有一定的计算能力和上传下载速度,因此本WAP 端站点只考虑国内的3G网络的智能手持终端,对仅支持wml 语言的2G网络手机不予考虑。

  考虑到移动终端的设备性能,WEB原有的功能必须进行删减,去掉了迅雷下载、图片音乐在线浏览等功能,而核心功能都予以保留;在界面设计上,仿照现今国内主流的WAP 端界面风格进行设计,最大限度地提高站点在不同手机、不同浏览器下的兼容性;在交互设计上,原来WEB 端的仿Windows桌面的交互设计对于WAP 端用户并不方便,所以根据WAP 端特点,界面进行了全面的改版,使之简化到只用“方向键+确定/取消”就可以操作的程度。                     

  (1)WAP 端简化了整体页面结构,使之简单易用。具体结构如图3 所示。

  (2)页面制作符合xhtml 标准,分辨率以320×240 为基准。

  (3)将原WEB 端的导航栏和功能栏合并,只保留基本功能,新的导航栏如图4 所示。

  (4)所有的子页面都有与主页相同的头部标题、导航栏,并且尾部都有返回按                        

  (5)取消了音乐文件和图像文件在线浏览的功能,所有文件只有下载后才可以查看。

  (6)取消了含有选择空间、选择时间等多重下拉列表的高级搜索,只保留最基本的搜索功能。

  (7)取消了文件的图形浏览方式,只保留简洁的列表浏览方式。

  (8)选择文件名按确定键时弹出文件操作选项子页面,以替代WEB端上右键弹出文件操作选项的模式。

  (9)文件上传取消了原WEB端多文件上传的VBscript 控件,改为单文件上传的xhtml 基本控件。关于多文件上传,在android 平台下制作插件完成。

  (10)去除了高级版本的flash 插件,因为现在大多数移动终端不支持flash 的高级版本。

  (11)针对移动网络环境对文件传输的块大小做了优化。

  3、性能测试与分析

  3.1 实验环境

  (1)硬件组成

  服务器和测试节点:双核Intel 64b CPU@2.0 GHz,2 GB

  内存,1 000 Mb/s 网卡。

  网络:华为H3C S5100 千兆以太网交换机构建的局域网。

  无线路由器:NETGEAR WGR614(V10)。

  智能移动终端:NOKIA E63,HTC G7,BlackBerry9520。

  (2)软件组成

  服务器操作系统:Linux。

  客户端浏览器:opera,UC。

  3.2 测试内容与分析

  显示效果测试:所有测试用智能移动终端均能正常显示页面,登录页面时响应时间均不超过2 秒。屏幕较大的终端BlackBerry9520(480×360)显示页面时留有一定空白。性能测试:系统采用LoadRunner 8.0 分别就文件上传、文件复制、文件移动等进行实物响应测试以及测试了用户负载下的用户体验。

  事务响应时间图说明了事务的平均响应时间,如果最大的响应时间非常长,但是绝大多数的事务(通常情况下以95%为参考)的响应时间是可以接受的,则认为整个系统的性能还是可以接受的。从图6 可以看出在线存储服务系统95%的事务均在2 秒钟内完成,系统性能良好。                                   

  测试用户负载的用户体验,根据LoadRunner 测试用户的并发响应时间,从图7 可知,纵坐标表示端到端的响应时间,单位为秒,横坐标表示系统的总的用户数。在100 个并发用户内,系统的性能基本稳定,在超出期望用户访问系统                                    

  通过测试分析,在线存储服务系统具有良好的用户体验和较高的系统性能。

  4、结论

  随着智能移动终端的快速发展和云存储技术的广泛应用,将有越来越多的用户采用移动终端享受云存储服务。考虑到移动终端用户的使用习惯和当前移动终端的技术特点,云存储站点从服务内容到交互设计都需要针对移动终端进行优化。基于已有的WEB端站点,提出并设计了WFS网络文件存储系统的移动端站点,使用户可以通过智能手机方便地享受WFS 系统提供的云存储服务。并且经过测试,该WAP 站点在显示效果和访问速度上具有良好的用户体验和较高的系统性能。 

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