本文關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)的云計算技術(shù)性能提升設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第24期 陳聯(lián)誠等：農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)的云計算技術(shù)性能提升設計

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源可以彈性配置，使用本系統(tǒng)的企業(yè)可直接利用云平臺進行產(chǎn)品的發(fā)布及安全追溯，并且可以共享云平臺的資源，不需要獨自購買硬件軟件、獨自配套專業(yè)技術(shù)管理隊伍，因此可以大大降低企業(yè)的開發(fā)及運營成本；再次，由于農(nóng)產(chǎn)品安全追溯項目應用要求，項目將逐步在各地推開應用，使用平臺的企業(yè)隊伍不斷擴大，這些企業(yè)將聚集在項目的‘平臺’下進行生產(chǎn)經(jīng)營，這個平臺將引導農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營走向集團化、工廠化生產(chǎn)。所以，把云計算技術(shù)應用于本項目將大大提升項目的適用意義。

本文設計了基于私有云的農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)并實現(xiàn)了系統(tǒng)網(wǎng)站的性能提升。項目研究云計算技術(shù)對大信息量存儲及客戶高訪問量的高負載處理性能，通過測試私有云處理高訪問量時的響應時間等性能，檢測私有云分解處理高負載的能力。

2 方法及實現(xiàn)

2.1 基于云計算技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全追溯網(wǎng)站的構(gòu)建 2.1.1 私有云的構(gòu)建

本項目用Amazon的EC2的品高云開發(fā)軟件在4臺物理機上構(gòu)建小型私有云，一臺作為云控制器（CLC），負責管理和調(diào)度集群控制器（CC）的計算資源和網(wǎng)絡資源，以及存儲控制器（SC）的存儲資源；另外3臺既作為集群控制器也作為存儲控制器，運行EC2實例來提供實際計算和存儲能力。

農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)的整體布局規(guī)劃及結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中IP地址為192.168.1.174和192.168.1.175的實例負責支撐農(nóng)產(chǎn)品安全追溯子系統(tǒng)的運行，并由一臺IP地址為192.168.1.173的外部Nginx代理服務器對用戶的高訪問請求進行負載均衡。IP地址為192.168.1.173的實例用于接收和處理信息采集子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)。另外，，項目還擬用并行計算對農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測結(jié)果進行綜合分析，需在私有云上啟用3臺Linux實例并部署一個小型Hadoop集群，并將每日的采集信息上傳至Hadoop中進行1次MapReduce統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果保存至SQL Server數(shù)據(jù)庫。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及基本原理

本文設計的基于云計算技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)邏輯上可劃分為3大子系統(tǒng)：私有云、農(nóng)產(chǎn)品安全追溯子系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境信息采集子系統(tǒng)，現(xiàn)已有一套信息采集子系統(tǒng)部署在珠海生產(chǎn)基地。

本項目中的私有云采用基于Amazon的EC2系列的品高云平臺構(gòu)建通過虛擬化技術(shù)整合現(xiàn)有的物理服務器及網(wǎng)絡資源，為農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)提供并行計算和存儲能力。農(nóng)產(chǎn)品安全追溯子系統(tǒng)采用.NET技術(shù)開發(fā)，運行于IIS網(wǎng)站服務器和SQL Server數(shù)據(jù)庫集群中，并由Nginx代理服務器對網(wǎng)站的高訪問請求進行負載均衡。信息采集子系統(tǒng)采用基于Atmel單片機、CC1000芯片和各類型傳感器組成的以生產(chǎn)過程中的溫度、pH值、濕度等為檢測目標的無線傳感器網(wǎng)絡，傳感數(shù)據(jù)經(jīng)由GPRS移動網(wǎng)絡上傳到服務器，對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化處理后存儲至SQL Server數(shù)據(jù)庫集群，客戶可根據(jù)需求下載所需的信息。

項目先構(gòu)建私有云，然后把農(nóng)產(chǎn)品安全追溯子系統(tǒng)遷移到私有云，再把無線傳感器網(wǎng)絡采集子系統(tǒng)與私有云對接，完成了基于云計算技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全追溯子系統(tǒng)構(gòu)建；最后通過優(yōu)化系統(tǒng)的各項配置及運用并行計算等技術(shù)，提升系統(tǒng)性能。

系統(tǒng)工作原理是無線傳感器網(wǎng)絡把采集到的現(xiàn)場環(huán)境信息數(shù)據(jù)傳送到云端服務器。私用云自動分配大數(shù)據(jù)量的存儲。大量客戶追溯產(chǎn)品信息時，私有云能自動均衡大訪問量、高負載的信息查詢?nèi)蝿�，并運用并行計算技術(shù)，使多臺服務器協(xié)同工作，快速查詢并反饋客戶追溯的信息。

圖1 基于私有云農(nóng)產(chǎn)品安全追溯網(wǎng)站結(jié)構(gòu)框圖 Fig.1 Structure block diagram of agricultural product safety

trace website based on private cloud

在構(gòu)建了私有云后，即可進行農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)網(wǎng)站的云端遷移及無線傳感器網(wǎng)絡與私有云的對接，構(gòu)建基于云計算技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)。

2.1.2 農(nóng)產(chǎn)品安全追溯網(wǎng)站的云端遷移

此前農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)網(wǎng)站及數(shù)據(jù)庫均由廣州市某數(shù)據(jù)中心托管，因此需將網(wǎng)站和已有數(shù)據(jù)下載并遷移到EC2實例中。網(wǎng)站部署在IIS網(wǎng)站服務器中，數(shù)據(jù)則存儲在SQL Server，其中2臺SQL

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