勘探协同研究云平台的设计范文

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《计算机仿真杂志》2014年第六期

1系统功能架构设计

石油勘探行业的科研工作主要集中在数据处理和数据解释，这些工作包含两部分内容，首先是借助专业的计算软件以及大型的高性能计算集群，进行多节点的并行计算。其次是借助高性能图形工作站对计算结果进行可视化分析。本方案中的云平台是基于云计算技术将三维数据处理和数据解释计算应用系统部署为云服务模式，借助虚拟桌面技术和统一门户技术，为用户提供透明、快捷的远程三维可视化图形服务，如图2。勘探协同研究云平台的基础架构分为三个层次:应用层、服务层和资源层。1)应用层面向科研用户:为科研用户提供统一的云应用接入门户，提供各专业软件应用的认证、权限鉴别、单点登录功能。通过Web页面统一展现Linux系统和Windows系统的专业软件应用，提供用户会话管理功能和自助修改密码功能。面向管理用户:为系统管理员提供系统管理和应用管理的各项功能，具体包括用户管理、授权管理、应用管理、通知管理、审计管理、字典管理等功能。2)服务层服务通过接口提供，实现研究院勘探云平台对各专业软件应用访问以及与其它产品互联的相关接口，提供的服务主要包括:应用虚拟化服务、负载均衡服务、用户管理服务、日志管理服务。3)资源层资源层资提供基础资源服务，包括专业软件服务器、数据库、AD、NIS等服务器和数据访问接口，具体接口包括:AD域帐号管理接口:AD域帐号管理接口实现统一门户系统对AD域帐号的全生命周期管理，包括帐号的创建、修改、暂挂、启用、删除、检索。NIS帐号管理接口:NIS帐号管理接口实现统一门户系统对NIS帐号的全生命周期管理，包括帐号的创建、修改、删除、检索。RealVNC服务端调用接口:RealVNC服务端调用接口实现对RealVNC会话的全生命周期管理，包括启动、会话会话管理、终止。Citrix应用接口:Citrix应用接口实现对Citrix会话的全生命周期管理，包括认证、鉴权、会话管理、启动应用、终止应用。审计日志接口:审计日志接口实现对用户登录登出统一门户系统、启动关闭Citrix应用、启动关闭RealVNC服务的记录和日志的审计。

2技术实现

2．1J2EE技术勘探协同研究云平台的统一门户系统和管理平台基于J2EE技术实现，应用Spring框架开发。Spring框架是一个分层架构，由7个定义良好的模块组成。Spring模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理bean的方式。组成Spring框架的每个模块(或组件)都可以单独存在，或者与其它一个或多个模块联合实现。如图3。

2．2DCV技术NICEDCV是一种能在标准网络上实现远程访问2D或3D交互式应用软件的新技术产品，用户可以通过标准的以太网在本地使用远程的高性能3D高端图形卡。传统的可视化操作中，应用软件通过本地I/O通道向显卡发送图形处理命令，显卡将这些数据进行渲染成图像后显示在屏幕上。通过DCV所有的图形渲染工作都是在数据中心的图形工作站上进行的，图像通过DCV协议经网络传送到远程的屏幕上。DCV协议适用于多种网络架构，包括LAN、WAN、VPN，能很好的应对频宽和延时限制，所有应用全部可在被虚拟化或物理的CPU上运行。在DCV的架构中，用户的设备分为三类:应用主机、渲染主机和终端。在本文方案中应用主机与渲染主机位于同一台主机，主要用来安装应用程序，提供给用户使用。当用户在客户端上访问专业应用软件进行操作时，应用主机(例如安装有Works软件的主机)接收客户端发来的请求，渲染主机(安装有DCV软件并带有高端3D图形卡的主机)利用本地的图形处理卡对命令进行渲染得到结果，完成3D渲染任务，渲染主机得到的最终图形通过DCV图像传输协议形成优化的图像流经由网络传输到客户端上，如图4。本文方案中DCV完美地融合在勘探协同研究云平台中，实现了科研用户可以在Web浏览器中操作2D/3D应用，同时还可以在Web中向其他用户共享当前任务，进行多人协同工作。

2．3桌面虚拟化RealVNC是一个优秀的远程控制工具软件，它是一种显示系统，能将完整的窗口界面通过网络，传输到另一台计算机的屏幕上。RealVNC基本上是由两部分组成:客户端的应用程序(RealVNCViewer)和服务器端的应用程序(RealVNCServer)。工作原理:屏幕控制原理RealVNC把被控制端屏幕做成图像，经过压缩后传送到控制端，控制端的控制信息传送到被控制端后进入消息队列，如图5。

2．4NIS用户管理系统NIS(NetworkInformationService)是SunMicrosystem于1985年的一项目录服务技术(DiretoryService)，用来集中控制几个系统管理数据库的网络用品。简化了UNIX和LINUX桌面客户的管理工作，客户端利用它可以使用中心服务器的管理文件。NIS是基于RPC协议的，是由一个服务器、一个客户端库以及几个管理工具组成。NIS由服务器端和客户端组成，服务器端包含一个主服务器和一个从服务器，客户端包含多个客户端主机操作系统。NIS在所谓的包含键值对的maps中保存数据库信息。Maps被存储于运行NIS服务器的中央主机中，从该主机中，客户可以通过各种RPC调用检索信息。Maps本身是从主要文本文件(比如/etc/hosts或/etc/passwd)中生成的。NIS提供对访问Linux系统下的专业应用软件(-Works等)的用户和组的管理，并依据业务需要，对用户访问的数据库的数据进行授权管理。

2．5AD用户管理系统AD即活动目录(ActiveDirectory)，是面向WindowsServ-er的目录服务。AD存储了有关网络对象的信息，并且让管理员和用户能够轻松地查找和使用这些信息。AD使用了一种结构化的数据存储方式，并以此作为基础对目录信息进行合乎逻辑的分层组织。AD是Citrix系统的认证管理中心，用户若要访问Citrix系统中的专业应用软件，就需要在AD系统中拥有帐号。勘探协同研究云平台通过对AD帐号的集中管理，实现对Citrix访问者的管理和控制。云平台通过标准LDAP协议访问AD系统，以API的方式实现与AD系统的集成。AD提供对访问Windows系统下的专业应用软件的用户和组的管理，并依据业务需要，对用户访问的数据库的数据进行授权管理。

3结论

本文对石油勘探行业科研应用模式的深入研究，提出了勘探协同研究云平台技术方案，设计了完整的技术架构，进行了云平台管理软件的研发。新构建的勘探协同研究云平台系统可以提供集中统一的勘探科研工作界面，用户在此工作界面内就能完成自己所有的科研工作内容，并通过单点登录，优化了科研人员的工作流程，大大提升了科研人员的工作体验。通过该平台科研人员能够进行高度协同工作，共享科研成果，提升数据管理效率，实现资源的最优配置，同时能够固化管理流程、强化管理手段以及提高管理力度。勘探协同研究云平台实现了统一的勘探科研工作界面、统一的安全策略、统一用户管理、统一的专业软件管理、统一的用户行为审计，从而提升了IT基础设施集中管理水平，加强单位IT系统的安全审计，促进IT系统的合规性。勘探协同研究云平台将为新疆石油勘探研究事业提供最可靠和有力的信息支撑。

作者：于会松单位：新疆油田公司勘探开发研究院