均衡设计（精选十篇）
均衡设计 篇1
随着国家电网公司信息化工作的快速推进,公司生产、经营和管理业务对信息系统愈加依赖,如何保持信息系统业务的连续性也愈加重要,若只保持到单个数据中心的连接链路,则存在发生网络安全性及频繁的单点故障风险[1]。为确保不因人为或自然原因造成信息系统业务应用层服务中断,保证信息系统安全稳定运行,公司提出部署多个数据中心建设工作,以提升应用层的可靠性。但全面实现这些目标,需要全局负载均衡及本地负载均衡来高效的监控基础架构和信息系统业务的状态,并且根据信息系统业务的需求控制多个数据中心的应用层。
1 总体设计
全局负载均衡及本地负载均衡可以实现多个数据中心业务链路连接可用性与性能的无缝监控[1], 从而达到某一信息系统业务到2个数据中心流量的智能管 理,经过域名 系统(Domain Name System, DNS)解析后,提供出色的容错性和优化服务,从而保证系统业务应用层稳定运行。
1.1 部署模式
冗余的信息系统实施方案,任何单点故障不影响信息系统应用层可靠性[2]。在分布式基础架构典型设计中,充分考虑所有设备和线路的故障情况,对所有涉及的设备采用冗余设计和实施,同城建立2个数据中心,当A数据中心发生灾难(如机房整体掉电)时,B数据中心可继续提供业务应用访问,信息系统业务能够迅速切换,保证应用层服务不中断。实现业务应用的“同城双活”,保证甘肃省电力公司各业务的可靠性和持续性。总体部署结构如图1所示。
1.2 设计模式
1)同城DNS“1+1”设计。为实 现业务“同城 双活”架构,必须基于DNS实现,DNS部署时使用“1+1”设计原则,必须在A数据中心和B数据中心分别部署1组DNS设备并保持数据同步,实现各个业务由A数据中心和B数据中心提供业务支撑,提高业务的可靠性。
2)同城GTM“1+1”设计。为实现业务“同城双活”架构及业务的无缝切换,GTM部署时使用“1+1”设计原则,必须在A数据中心和B数据中心分别各部署至少1台GTM,采用旁挂部署,并采用双光纤链路双电源接入,确保A数据中心和B数据中心各个业务链路正常,进行各业务故障链路的无缝切换,提高各个业务的可用性和可靠性。
3)负载均衡器“2+1”设计。负载均衡器部署使用“2+1”设计原则,至少每3台构成一核心业务资源池,将2台负载均衡设备主备旁挂部署于A数据中心,1台部署于B数据中心,由负载均衡设备对各个业务服务器节点做故障判断并上报GTM,当A数据中心负载均衡设备出现故障(如机房整体掉电)时,B数据中心负载均衡设备将接管业务,将流量分发至B数据中心服务器节点,以此确保各个业务的可靠性。
4)同城核心、非核心资源池设计。业务接入负载均衡设备使用核心、非核心资源池设计原则,将负载均衡设备分别部署于A数据中心和B数据中心, 并根据设备性能建立核心和非核心资源池。核心业务将采用F5高端设备建立核心业务资源池;非核心业务将采用Array、深信服、迪普等中低端负载均衡设备建立非核心业务资源池,完成业务的统一规划, 实现业务系统的“同城双活”架构。
2 架构设计
2.1 典型架构设计
1)DNS设计。DNS负责各个业务的域名解析, 收到业务请求时,DNS负责将请求解析至任一数据中心GTM,当A数据中心DNS出现故障时,B数据中心DNS接管业务请求。
2)GTM设计。GTM将DNS解析的请求依据自身策略分发至各链路,负责各业务链路的冗余,实现各个业务的无缝切换,当A数据中心GTM出现故障时,可由B数据中心GTM接管业务。GTM部署将采用旁挂部署模式和启用TRUNK并用光纤连接。
3)负载均衡器设计。负载均衡器对服务器健康状况进行判断,接受GTM链路请求,并将服务器的健康状况提供给GTM,以此确保A数据中心和B数据中心各个链路的正常,当A数据中心负载均衡设备出现故障时,可由B数据中心负载均衡设备接管业务。
4)核心及非核心业务资源池设计。为有效使用现有负载均衡设备和提高设备使用统一性,将现有业务划分为核心业务资源池和非核心业务资源池, 实现核心业务及非核心业务的双中心无缝切换。
2.2 负载均衡设计
2.2.1 全局流量管理器
全局流量管理器在各数据中心正常的状况下, 将国家电网公司用户的访问请求利用DNS解析分配到多个数据中心,当某信息系统业务链路发生故障时,流量自动通过DNS解析实现到另一可用数据中心链路的无缝切换,当故障业务链路恢复时,自动将信息系统业务通过DNS解析至该数据中心业务链路,保证业务应用层的可靠性。
全局负载均衡具备完整的DNS功能,实时监测多个数据中心信息系统业务的可用性[3],通过DNS解析,将用户连接到最佳链路,全局负载均衡可以制定一个强大的灾难恢复和业务连续性计划,与本地负载均衡联动,根据服务器性能、业务和网络状况确定一条最佳链路提供给国家电网公司用户,以此提高应用层的整体性能
2.2.2 本地负载均衡
为实现流量的合理分配,本地负载均衡通过多种负载均衡算法对多台服务器进行负载均衡。在某台服务器发生故障时,通过本地负载均衡对该服务器进行健康检查,并将其从服务器群组中排除,透明的容错;当该服务器恢复时,自动将其加入服务器群组,从而保证服务器的整体性能,提升应用层的高可靠性、高性能。
为选择最佳的服务器响应国家电网公司用户的业务请求,本地负载均衡根据目标服务器的性能和网络健康状况,将所有流量均衡的分配到各个服务器, 提高整个信息系统业务应用层的可靠性及高性能[3]。
当国家电网公司用户通过域名访问信息系统业务时,无论业务最终由哪一个数据中心提供,国家电网公司用户的使用感受是相同的,信息系统业务平台可分别部署2个数据中心,位于2个数据中心的业务系统发生灾难时可互为备份。负载均衡典型架构设计如图2所示。
3 加固及优化方案
为提高国家电网公司用户的访问速度,增加系统的稳定性与强壮性,以及在使用虚拟化服务器后双数据中心间的快速迁移,可采用以下加固及优化方案。
3.1 业务访问加速
国家电网公司用户在访问数据中心内部的业务时,业务的访问速度受到网络时延、距离、网络拥塞以及使用的浏览器类型等因素的影响,从而影响业务的办理效率。为提升用户的访问速度,可选择在本地负载均衡上扩展开启业务加速功能。
1)第1层加速:网络加速(Network offload)。控制浏览器重复使用已经访问过的对象和内容,避免浏览器重复下载同样的内容;HTTP压缩功能,减少传输的数据量。
2)第2层加速:服务器加速(Server offload)。内存缓存,缓存服务器的热点内容,避免服务器忙于重复处理同样的数据;连接复用,避免在后台服务器建立太多的连接;Qo S带宽管理与会话限制,避免在后台服务器的连接数溢出;安全套接层(Secure Sockets Layer,SSL)加解密功能,减少服务器性能开销。
3)第3层加速:业务加速(Application offload)。控制浏览器重复使用已经访问过的对象和内容,避免浏览器重复下载同样的内容;强制浏览器创建更多的并发连接。
3.2 业务加固
为提高应 用层的稳 定性,可在本地 负载均衡 扩展开启针对HTTP、文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、简单邮件 传输协议(Simple Mail Transfer Protocol,SMTP)等协议的规范性,如URL的长度、HTTP header的合法性以及对所使用的协议命令进行过滤,如GET、POST、上传、下载、收发邮件等命令进行审核,对于不合规的请求进行过滤。
同时,也可以在本地负载均衡上开启用户端合规性检查,如使用的操作系统、是否安装了补丁和开启了个人防火墙及防病毒软件等,对于不合规的用户,也可以进行过滤。
1)本地负载均衡的可靠性加固。本地负载均衡作为数据中心内最核心的网关级设备,一旦处于Active/Standby状态的一组设备出现故障,将造成整个数据中心业务的切换,整体切换所造成的影响与未知风险都将大大增加。因此,建议使用更高级别N+M的冗余模式,即多个处于Acitve状态的设备, 配合多个处于Standby状态的设备,任一Active设备出现故障,都会有多个Standby设备进行接管,从而提升负载均衡器的可靠性[4]。如配置1台Active设备、2台Standby设备。当Active设备出现故障, 其中的1台Standby设备将自动变为Active状态接管业务,此时还有1台Standby设备时刻准备接管。通过该模式,可以极大提升数据中心的稳定性。
2)虚拟化服务器的快速迁移。在分布式数据中心架构中,虚拟化服务器在2个数据中心之间的快速迁移,将极大提升业务的切换速度。然而每个虚拟机的文件大小都以G为单位。多个虚拟机的文件在同时迁移或数据同步等流量同时挤占2个数据中心的链路带宽时,将极大影响虚拟机的迁移。因此,建议在本地负载均衡开启2个数据中心间的链路优化功能及带宽管理功能,对传输的流量进行分级,保证带宽的合理使用。同时开启TCP协议优化、重复数据删除等优化技术,减少带宽占用量,加速数据的传输,提升虚拟机的迁移速度,从而保证应用层之间的快速切换。
3)全局负载均衡与本地负载均衡的联动。为增强流量在2个数据中心之间进行灵活、智能的分配, 以及减少对配置增删改的复杂度[5],建议在全局负载均衡与本地负载均衡进行联动:本地负载均衡向全局负载均衡器汇报本数据中心内部各业务的性能压力、连接数量、健康等信息,当达到阈值时,全局负载均衡器自动调整负载算法,将流量导向另一个数据中心,保证业务随时高效运行。当在本地负载均衡上配置新的业务时,即添加VSIP时,VSIP地址会自动填加到全局负载均衡器中,该地址将作为域名解析的地址被全局负载均衡器直接调用,减少配置复杂度,提高工作效率。
4)应用层容灾“一键切换”无缝。当业务系统部署在2个数据中心后,在某个业务系统出现故障时进行应用级的切换,无需所有业务在数据中心间进行切换,而应用的切换需要网络、域名解析、负载均衡设备等各个环节都准备完善才可以进行切换, 所以建议管理员建立一套完善的“一键切换”指令流程,当发现某个业务需要进行切换时,可通过该指令自动触发切换流程,向各网络设备、负载均衡设备、服务器、数据库等发布的API接口发送控制指令,从而快速、准确地完成应用级切换。
4 结语
有效使用全局负载均衡及本地负载均衡可有效解决人为或自然原因造成的信息系统业务应用层服务中断,从而避免了服务的单点故障,保证业务的高可用性和高可靠性。
为更好地消除单点故障,减少停机时间,关键业务应配置备用链路保证网络服务的质量。可基于DNS利用全局负载均衡及本地负载均衡来实现应用层在分布式数据中心之间的无缝切换,以此提高国家电网信息系统业务应用层的整体性能及可靠性。
摘要：随着国家电网公司信息化工作的快速推进,公司生产、经营和管理业务对信息系统愈加依赖,信息系统业务的可靠性越来越重要,只保持单个数据中心的链路则意味着频繁的单点故障和脆弱的网络安全性。公司信息系统为了使抵御人为、自然等破坏性因素的能力不断增加,使应用层业务持续能力进一步提升,采用全局负载均衡及本地负载均衡,在信息系统业务发生故障时能够通过DNS解析迅速切换到另一可用数据中心,消除单点故障,减少停机时间,实现应用层以高性能、高可靠性、高安全性、良好的系统扩充能力、良好的可管理型,满足灵活多样的动态调整为总体目标的信息系统建设。
营养要均衡教学设计 篇2
二、教学目标：
科学概念：
1、没有一种食物含有人体所需的所有营养成分，所以我们需要搭配膳食，保证营养的充足。
2、搭配膳食营养要做到品种多样，并保持合理数量。
知识与技能：
2、让学生通过探究、归纳、总结等活动，理解营养均衡的标准；
3、学会简单搭配一日三餐，学会合理搭配膳食营养，建立健康生活意识。
过程与方法：
通过倾听、阅读的方式，获取有用的信息，并通过自己的分析以及小组讨论、交流，在培养学生发现问题，探究知识，解决问题能力的同时，形成认识。
情感、态度与价值观：
1、在理解均衡膳食的基础上，建立健康生活的意识。
2、通过对均衡膳食的分析与研究，感受到理性思考的重要性。
三、教学重难点：
重点：理解并研究如何才能均衡膳食。
难点：学会合理搭配膳食营养，建立健康生活意识。
四、教学准备
老师准备：课件、板书词条、食物日记、资料袋（三餐表、棒胶、美食图片）。
学生准备：课本、文具盒、彩笔。
五、教学过程：
（一）、谈话切入导新课。
聊天：民以食为天，请大家说说你最喜欢吃什么？
预设生答：喜欢吃水果、喜欢吃鱼……
根据老师的调查了解，发现咱们中小学生中存在着一些不良的饮食习惯“食物越吃越精、偏食、挑食、把零食当饭吃”等。同学们猜测：如果长期这样会怎么样呢？为了避免这种现象我们要怎么做呢？营养要均衡。
板书课题：营养要均衡
（设计意图：通过猜测预想，激发学生探究的兴趣。健康与我们的日常饮食存在很大的关系，知道营养均衡的重要性。）
（二）、师生互动学新课。
活动一：营养均衡的标准
（课件）播放美食图片，美食分成五类：谷类、蔬菜水果类、鱼虾肉蛋类、奶豆类、油脂类。
（课件）出示膳食宝塔，提出三个问题：（课件）1、哪类食物能给我们提供能量？2、哪类食物能支持我们生长发育？3、哪类食物能使我们保持健康？
板书：营养均衡的标准
倾听营养小博士讲解后，带着三个问题看书47页，回答三个问题。
（设计意图：本环节不要求学生记住各类食物每天需要食用的具体数量，只要让学生知道需要把几类食物搭配着吃，而且下层的食物要多吃，上层的食物相对要吃得少就可以了。）
教师调查了本校学生的一日三餐（课件），请同学们观察食物日记、制作膳食宝塔，并与课本中的膳食宝塔进行对比，请评价其饮食结构。先在小组内交流。然后请各小组代表发言。
（设计意图：通过本环节教学，既培养学生的实践应用能力，又使学生获得成功的体验。）
活动二：搭配膳食营养
学生评价食物日记后，分组讨论为本组其中一名同学搭配三餐。发给同学们的资料袋中有三餐表、棒胶、美食图片，也可以画出或写出自己需要的食物，争做“小小营养师”。
板书：搭配膳食营养
生讨论、配餐，师巡视、交流
各组小营养师展示三餐搭配，并把本组的设计贴到黑板上喜欢的位置。
（设计意图：科学学习重要的是回到生活中去，服务于生活。设计一份营养均衡的的三餐能激发学生的创新意识，而“小小营养师”的展示则让学生体会到成功的快乐。）
请同学们选择出正确的膳食营养原则：（课件）
荤素搭配；粗细粮搭配；每日吃适当的新鲜水果和蔬菜；适量喝水。
猜想：这几天手脱皮了，在饮食上我们要注意什么？运动量比较大，需要多吃糖类食物，补充足够的能量。如果我们每天都吃同种食物，是否会吃腻？也就是既改变每天的食物种类，又要保证每天的营养均衡。
食物只有搭配合理了，才能保证我们正常的生活和健康的成长。
（设计意图：指导学生学会针对不同情况，制定膳食营养原则。）
六、课堂小结：
均衡设计 篇3
关键词 在线选课系统；数据库；ASP.NET；负载均衡
中图分类号：TP315 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)09-0095-02
Research and Design of Online Course Selection System based on Load Balancing//Gao Zongzhen
Abstract Designed with load balancing technology and based on ASP.NET, this system will integrate informatization, networking and automation and meet the characteristics of online course selection system, so as to improve the management quality and efficiency.
Key words online course selection system; data base; ASP.NET; load balancing
Author’s address Information Science and Engineering College, Ocean University of China, Qingdao, Shandong, China 266100; Yishui Campus, Linyi University, Yishui, Shandong, China 276400
1 研究背景
沂水师范学校自整建制并入临沂大学、跨入高等教育办学系列以后，专业课程设置、教学管理模式、在校生数量及教学资源配备等都发生很大变化，加之由学年制逐步改为学分制，对原有教务管理尤其是学生选课工作提出更高要求。这些年来，学校一直采用人工方式进行选课操作和管理，工作量大，数据繁琐，且容易出现人为错误，一旦处理失误将会造成教学资源的浪费，甚至会导致教学事故，影响教育教学的正常运行。
由此可见，传统人工选课方法难以适应繁重的教务管理任务，为充分发挥学生选课的自由度和积极性，提高选课管理效率，利用已有的校园网络平台，设计开发在线选课系统是解决上述问题的最佳方法。同时，由于各高校机构设置、管理流程的区别，选课系统需要针对教学实际专门设计，以满足学校的具体需求。
2 研究现状及创新点
随着我国高等教育体制大规模的改革，院校合并、校区分散、专业设置日趋多样化，招生人数逐年增加，学年制逐步改为学分制，这使得高校教学管理的工作量大幅度增加。学生选课工作是高校教学管理的重要组成部分，传统人工选课模式已难以适应信息化、现代化的要求，因此，各高校为了提高办公效率，提高教学的灵活性，都在开发适合自身需求的在线选课系统。但目前的大多选课系统也存在不足，如功能过于繁多，软件结构不合理，升级维护难度大，软件的通用性差，不能很好地兼容和移植等。尤其是在高校开学初，因选课人数过多、选课时间集中并有限，从而导致服务器负担过重，出现系统拥堵访问速度过慢，甚至造成服务器崩溃等现象，影响教学的正常运行。
经过对临沂大学沂水分校选课工作的调查分析，综合多家高校选课系统出现的普遍问题，设计并开发基于负载均衡的在线选课系统，从根本上减轻教务管理工作量，提高选课流程的规范化、透明化，满足学生、教师和管理人员等多方面的需要。同时针对大量的学生在集中的时间段内选课造成的网络拥堵问题，采用负载均衡技术，将大量的并发访问分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应时间，将单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，提高运行速度，增强系统处理能力。除此之外，将服务器按专业人数多少统筹分配，一批相关专业设在同一台服务器上选课，从管理上避免学生挤在一条线上，从而提高选课系统的灵活性和可靠性。
3 可行性分析
3.1 设计可行性
笔者作为学校教务主管人员，对学校的教学管理运行机制、学分制实行情况、教师教学资源配备、专业课程设置等情况都比较了解，设计开发一套在线选课系统也是师生共同的需求。
3.2 技术可行性
该系统属于一个基于数据库应用的Web应用系统，其基本操作还是对数据库进行添加、删除、查找、编辑等，通过ASP.NET技术可以方便地实现。
3.3 经济可行性
该系统开发周期较短，系统维护投入资金小，系统投入运行后可以为学校节约大量的人力、物力，所带来的效益远远大于系统软件的开发成本。
4 系统设计思路
采用B/S架构来研究和开发系统，按照软件工程的设计思想，将系统分为4个功能模块：公共模块、学生模块、教师模块和管理员模块。使用当前流行的ASP.NET语言实现动态网页的交互，使用Access2003数据库进行系统的设计与开发，最后对各功能模块进行测试。
4.1 功能模块分析
公共模块：用于实现身份验证，用户通过输入合法信息登录才可进入选课系统；在本系统中只有学生、老师、管理员3种身份。
学生模块：实现学生选课、查看选课结果等功能。
教师模块：实现对自己开设课程和选修学生名单的查询。
管理员模块：包含3个子模块，分别实现对学生信息的添加、修改、删除等操作，对教师信息的添加、修改、删除、查询等操作，对课程的添加、修改、删除、发布课程的详细信息等操作。
4.2 数据库设计
在整个系统设计中，统计出共有管理员、教师、学生、课程这几个实体，属性分别包含：课程包含课程号、课程名、开课学院、授课教师、总人数、已选人数、学分、考核方式、课程简介等属性；学生包含学号、姓名、专业、年级、密码等属性；教师包含工号、姓名、密码等属性；管理员包含登录号、姓名、密码等属性。
根据系统功能设计的要求以及功能模块的划分，对于系统用户信息数据库，可以设计：课程信息表（Course_Info），包括序号、课程号、课程名、所在学院、教师职称、课程分类、课程名称、总学时数、课程学分、限制人数、已选人数、考核方式、教学目标、是否开设等14个字段；学生信息表（Stu_Info），包括序号、学号、学生姓名、入学年份、年级、专业、密码、所选课程8个字段；教师信息表（Teach_Info），包括序号、工号、教师姓名、密码4个字段；管理员信息表（Admin_Info），包括序号、登录号、密码3个字段；课程分类信息表，包括序号、类别号、课程类别名称3个字段；学院分类信息表，包括序号、类别号、学院名称2个字段；职称信息表，包括自动编号、职称2个字段。
4.3 系统设计
1）登录界面设计。首先设计一个头部文件和一个底端文件，以便包含在所有页面中。登录首页包含选课首页、教师登录、学生登录、课程列表、我要选课、我的课程、退出选课、选课说明等各项。
2）学生选课功能设计。学生用户登入系统后，可以直接查看课程列表信息，列表中显示了课程类型、编号、课程名称、教师、课程简介、教师职称、课程学分、人数上限和已选课人数等信息，点击列表下方的“我要选课”即可进入选课功能，选中课程后提示选课成功。当学生完成选课后，页面自动转到查看课程页面，或者由用户自己点击页面上方的“我的课程”链接，查看选课结果。
3）教师课程申报功能。教师登入系统后自动跳转到课程申报页面，输入课程的相关信息，提交后等待管理员审核即可。
4）管理员添加/修改/删除用户功能设计。管理员登入系统后，可以对课程进行修改、审核、删除操作。管理员修改信息后，点击“确认提交”，即可完成修改。由行政领导审核批准开课后，教务管理人员通过网站进行审核操作，在审核课程时弹出对话框，提示是否进行审核，再次点击审核后完成确认过程。
5）负载均衡技术设计。在选课系统中，学生通过客户端向集群发送请求后，负载均衡交换机接受请求，通过算法选定当前任务服务器，接受任务的服务器与后台数据库连接，将最终结果经负载均衡交换机返回给客户端，其中负载均衡交换机和Web服务器群组是选课系统的两个重要组成部分。
5 结束语
该系统以校园网为平台，教师、学生可以在任何时间、校园网上任一终端进行选课、查询、修改选课等操作，并充分体现安全、公平、准确、简便快捷的特点，具有良好的数据一致性、完整性、安全性和一定的实际应用价值。
参考文献
[1]罗敏超.高校选课系统的设计与开发[D].武汉:华中科技大学,2006.
[2]聂小东,李振坤,傅秀芬.学生网上选课系统中应对高峰访问的策略和实现[J].现代计算机,2005(6):63-65.
[3]曹莉,赵文静.基于B/S结构网上选课系统的设计与实现[J].现代电子技术,2006(3):92-93.
[4]李金良.浙江师大选课系统负载平衡研究[J].计算机时代,2006(7):42-43.
简单能耗均衡路由协议设计 篇4
关键词：无线传感器网,路由协议,能量效率,网络生存时间
0 引言
WSN (无线传感器网) 是由大量无处不在的、具有通信与计算能力的微小传感器节点, 密集布设在无人值守的监控区域, 从而构成能够根据环境自主完成指定任务的智能自治测控网络系统[1]。一旦部署, 则需要在相当长的时间内持续工作, 而无法给节点补充能源。WSN中节点的电源续航能力、数据处理能力、通信带宽以及数据存储能力都很有限, 且WSN是以数据传输为中心, 而非无线网络是以数据为中心。因此为无线传感器网络设计适合的路由协议使节点能源得到合理利用, 能耗更加均衡, 从而在带宽及节点处理能力有限的情况下使网络整体性能得到提高, 网络寿命延长。因此具有能量效率的路由协议的研究, 将对无线传感器网络的发展有重要意义。
1 相关的研究
根据应用的不同, 研究人员提出了多种路由协议, 按照网络的层次结构划分, 可分为平面路由协议和分簇路由协议。平面路由中, 所有节点的功能相同, 其路由简单;分层路由中, 节点功能不同, 上层节点负责对下层的节点进行协调和维护。目前在平面路由研究方面较为典型, 应用较多的路由协议主要有SPIN (基于协商的以数据为中心传感器协议][2]、DD (定向扩散) 协议[3]、MCF (最小代价转发) [4]这几种协议。LEACH (低能耗自适应分簇协议) [5]是分层路由协议中最具有代表性的路由算法, 其他分簇路由协议基本都是以该协议为基础发展而来的。LEACH是Chandrakasan等人为无线传感器网络设计的低功耗自适应聚类路由算法。本文提出的SEBR (简单能耗均衡路由) 协议是一种类似于MCF的平面路由协议。
2 SEBR路由协议设计
2.1 SEBR协议网络模型
通常一个无线传感器网络 (例如那些应用于气象监测或者战场环境下的传感器网络) 只有一个基站, 而且所有的感应数据都最终发送到该基站也即sink节点中去, 而不是发送给网络中的中间节点。类似地, 我们也假设有这样一个网络拥有一个sink节点, 并且该网络是一个响应型的网络, 即事件触发型网络, 当传感器区域感应到相关事件时, 即沿着协议路线向sink节点发送感应数据。其他具体的假设条件如下。
1) sink节点和传感节点位置固定, 所有传感节点初始能量相等, sink节点能量不受限。
2) 每个节点都有一个计时器用于计时。
3) 对于低辐射短距离通信, 发送能量开销和接收能量开销几乎相同。所以这里我们假设每个节点发送和接收数据的能量消耗一样。数据处理的能耗比数据通信能耗小得多, 因此我们这里不考虑数据处理的能耗。
4) 假设通信信道能提供可靠的数据传输。MAC (媒体接入控制) 层能够提供差错监测/纠错及重传;节点间通信均是双向链路, 不存在单向链路, 即如果A能和B通信, 则B也能和A进行通信。
2.2 SEBR协议特点
SEBR是一种以数据为中心的平面路由协议, 与传统的路由协议如DD、SPIN相比, SEBR有很多它们不具备的优点:
1) 以传送数据到达sink节点所需时间作为选择下一跳的指标之一, 而不是传统路由协议所采用的跳数作为指标。这样保证了数据的可靠传输, 避免其在拥塞路径上传输, 同时也可以在一定条件下最小化数据到达sink节点的时间。
2) 引入一种新的选择下一跳的指标:节点能量势———该节点邻居的平均能量, 表示为
其中Ei为第i个节点的能量, n为邻居节点数。节点能量势反映节点所在区域能量的平均分布状况, 它与节点剩余能量的差值反映节点与其邻居节点的相对能耗状况。因此节点在选择下一跳节点时应高概率选择平均能量势高且剩余能量高于平均能量势的节点。这样更有利于均衡节点能量的消耗。
3) 节点无需知道源到目的的整条路由, 只需要其邻居的信息就可以进行数据发送。这样降低了路由建立的开销, 同时也减小了节点内存需求。
4) 在初始化阶段, 每个节点只进行一次广播, 所有节点就能获取自己的邻居信息。这样既可以减少网络中的广播数据包, 也能降低节点在路由初始化阶段的开销。
5) 算法十分简单, 没有复杂的运算。数据在传播过程中只进行一次融合, 也即在感应节点数据传输路径上的下一跳进行数据融合。
2.3 SEBR协议设计
SEBR协议的操作分为3个阶段:路由初始化、数据转发和路由维持。该协议中, 每个节点除了感应、传输和接收数据的能力以外, 还可以利用邻居表进行简单的数据融合。初始化阶段由sink节点发起, 在网络布置完成后就进行, 目标就是初始化邻居表。在初始化阶段, 每个节点只广播一次。初始化阶段完成以后将进入数据转发阶段, 这个阶段所有节点都可以发送数据到sink节点。路由维持与数据转发是同时进行的。
2.3.1 报文设计
SEBR所有报文均采用如图1所示的报头结构, 各字段功能介绍如下:
1) pkt_type, 即数据包类型包括:路由初始化报文、数据报文、确认报文3种。
2) src_ID, 源节点ID:表示发送该数据包的节点ID。
3) dst_ID, 目标节点ID:表示下一跳的节点ID。
4) pkt_num, 数据包序号:用于标识数据包的顺序。
5) pkt_start_time, 数据包发送时间:表示发送该数据包时的时间值。
6) time_to_sink, 到达sink节点时间表示:该节点发送一个数据包到达sink节点所需时间。
7) node_energy, 节点剩余能量表示:该节点在发送该数据包之前的剩余能量值。
8) average_energy, 邻居节点平均能量, 即上文所述的节点能量势。
9) A字段:标识该数据包是否包含融合数据, 如果包含融合数据则置1, 否则置0。
2.3.2 路由初始化阶段
路由初始化阶段的主要目标是在每个节点内建立邻居信息表, 从而为路由转发提供信息。本阶段需要收集的邻居信息主要是两个:邻居节点到达sink节点时间和邻居节点剩余能量。
节点到达sink节点时间及剩余能量信息的传播通过以下算法来实现。当传感网络布置完成后sink节点会广播一个初始化报文。此时pkt_start_time字段设置为0, node_energy字段设置为节点初始能量。因为通常在初始化阶段各节点的能量都比较充足, 所以将average_energy字段均设置为节点的初始能量。
当节点第一次收到初始化报文后, 根据报文中的信息计算出到达sink节点的时间。然后更新time_to_sink字段;计算出此时的剩余能量, 更新node_energy域, 然后再广播初始化报文。同时更新其邻居表, 如上面算法所示添加邻居节点ID、node_energy、average_energy、time_to_sink等信息。这一过程将一直重复, 直到初始化报文覆盖整个网络。在初始化阶段的最后, 每个节点都将知道其所有邻居的信息, 包括邻居到达sink节点的时间以及剩余能量等信息。根据邻居表中的信息, 每个节点都能够很容易地将数据包传送到sink节点。
2.3.3 数据转发阶段
通过第一阶段的路由初始化, 每个节点都形成了一个邻居表, 其中包括邻居到达sink节点时间、剩余能量、节点能量势等信息。当节点感应到事件发生时, 就会发起向sink节点的数据传输。
下一步将进入下一跳决策, 这一阶段需要同时考虑能量与传输效率, 既要有利于传感器网络能量的均衡消耗, 又要保证数据包能尽快地传输到sink节点。因此需要通过评价邻居的剩余能量、节点能量势、到达sink节点时间这些指标, 从中选出综合评价最高的邻居进行转发。在评价邻居时, 可以根据不同应用的实际需要来定义不同属性的权重。
在SEBR协议的数据转发过程中, 数据包均包含了源节点的信息。因此, 当节点接收到数据包后, 会根据数据包中的源节点信息更新邻居表、更新节点信息、环路判断等操作, 然后将自己的信息封装到数据包中转发出去。
2.3.4 数据融合
SEBR协议的另一重要特点是只进行一次数据融合。即在感应节点到sink节点的数据包传输路径上, 只在感应节点的下一跳进行数据融合。例如图2所示的场景中, 只有节点3会对该感应事件的数据包进行融合。执行数据融合的节点会将数据包头部的A字段置1。当节点接收到一个数据包, 会需要检查该数据包的A字段。如果A字段为0则需要对数据部分执行数据融合, 然后将该字段置1, 最后再转发。如果为A字段为1, 说明已经是融合过的数据, 直接转发。
在前面在对协议的假设中, 我们提到SEBR协议适用于节点分布稀疏的场景, 也就意味着重叠现象较少存在, 即节点间感应数据的耦合度较低。因此一次融合可以有效控制包的大小, 进而降低丢包的概率。
3 仿真分析
使用NS-2网络仿真器来评估SEBR的性能, 仿真参数的设置如表1所示。我们将SEBR的性能与DD和MCF进行比较, 考虑如下度量:平均包传递率, 平均能量消耗, 平均网络生存时间。仿真实验中, 分别使用50、100、200和1 000个节点来进行实验, 并使用其中的10个节点来进行数据包发送, 由sink节点来接收数据包, 仿真时间均为100 s。
3.1 平均能量消耗
节点消耗的能量依赖于传输、接收和计算。然而, 对于所有这些功能来说, 在考虑能量消耗的时候, 发现发送数据的能量消耗要比接收和计算的能量消耗大得多。所以在本研究中, 我们假设平均能量消耗直接与网络中数据包的传输数量成比例。传输的数据包越多, 消耗的能量就越多。和SEBR相比, 对于同样的场景DD和MCF, 传输了更多的数据包, 所以DD和MCF比SEBR消耗更多的能量。表2、表3仿真结果同样说明了这一点。
式 (1) 是计算平均能量消耗Eav的公式。
式中Ptr为每次传输的能量消耗, Nprt为每个参与发送数据的节点发送数据包的总数, n为参与发送数据包的节点总数。N为网络中的节点总数。
当传感器节点操作电压用m V, 电流用m A, 则消耗的电能以n J计。假设每次传输的能量消耗为0.02 n J, 可以计算出平均能量损耗。如表4所示, SEBR的平均能量损耗要明显小于DD和MCF。
3.2 网络生存时间
这里我们考虑将网络生存时间定义为从网络部署到最后一个节点死亡的这段时间。网络生存时间依赖于平均能量的消耗。能量消耗越大, 生存时间越短。
假设我们考虑每次传输的能量消耗为0.02n J, 每个节点的平均初始能量是1J, 据此可以用式 (2) 估算网络平均生存时间Tav。
对于同样的任务, DD和MCF广播了更多的数据包, 相比之下SEBR将具有更高的网络生存时间, 如表5所示。
参考文献
[1]AKYILDIZ IF, SU W, SANKARASUBRAMANIAM Y.A survey on sen network[J].IEEE Communications Magazine, 2002, 40 (8) :102-114.
[2]HEINZELMAN W R, KULIK J, BALAKRISHNAN H.Adaptive protoc for information dissemination in wireless sensor networks[C]//Proceedin of ACMMobi Com’99, Seattle Washington:IEEE, 1999:174-185.
[3]INTANAGONWIWAT Chalermek, GOVINDANRamesh, ESTRIN Deb rah, et al.Directed diffusion for wireless sensor networking[J].IEEE/ACTransactionson Networking, 2003, 11 (1) :2-16.
[4]YE Fan, CHEN Alvin, LU Songwu, et al.Scalable solution to minimum c forwardingin large sensor networks[C]//Tenth International Conference Computer Communications and Networks, Los Angeles CA:UCLA Com puter Science Department, 2001:304-309.
数字幅频均衡功率放大器设计报告 篇5
《数字幅频均衡功率放大器》
参赛学生： 指导教师： 学 校： 院 系： 2009年9月5日
摘要：
本系统采用DSP作为主控制器，通过前置放大、滤波，经AD转换，对信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过离散傅氏变换（DFT）运算，在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，最后通过低频功放将信号放大，并通过计算机辅助设计软件MATLAB将处理后的参数送入DSP,同时将信息在液晶屏上显示出来。
关键词：DSP、FFT、数字均衡、低频功放、MATLAB 引言
随着数字信号处理(DSP)技术的发展，DSP技术已广泛应用于各个领域。借助于现代数字电子及数字信号处理技术，古老的音响技术也焕发出新的活力。本次大赛中我们选择了F题，围绕这一课题我们进行方案选择与论证、系统的软硬件设计与调试，基本实现了课目的各项指标也要求。并在此基础上，撰写了本报告的。
整个系统分为前置放大、信号滤波、数字均衡及功率放大几个部分，以下分别介绍。前置放大器的设计
2.1 前置放大的硬件设计和带阻网络
2.1.1 前置放大的硬件设计
可控增益宽带放大器由芯片AD603构成。AD603为单通道、低噪声、增益变化范围线性连续可调的可控增益放大器，AD603的带宽为90MHz时，其增益高达30dB.本课题中，我们选择两片AD603，构成如图.1所示的自动增益控制放大器。C1310VAD603输入电阻100欧C1710VR10R15R1310VC19J4U5U6128C113578R0103Q157R910VR74C141210VR114R011C18AGC时间常数电容CavQ21266J29C20R8C013+C12C15C16+12R12R16R14J35J512R17R18R1910V可编程放大器电路P14312
图.1可编程放大电路
2.1.2 带阻网络设计
本题中要求，所制作的带阻网络对前置放大电路所输出的信号v1进行滤波，根据题目要求，本次制作的带阻网络电路图如图.2所示。
图.2带阻网络
根据题目中所给的阻带网络结构，我们采用Multisim进行了辅助分析与设计，其幅频特性的分析结果如图.4所示。
图.3波特图
根据图.3可知，在以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，达到了最大衰减10dB的要求。数字均衡方法比较与选择
在音响系统中，均衡器可以分别调节音频信号的各频率成分增益，从而可以补偿扬声器和声场的缺陷。均衡器可分为三类：图示均衡器，参量均衡器和房间均衡器。传统的均衡器仅将音频信号按高频、中频、低频三段频率进行调节。采用数字信号处理技术可以实现对音频信号的更精细的调节，这类均衡器称为数字均衡器。数字均衡器可以作成图示EQ、参量EQ或者两者兼有的EQ，不仅性能指标优异，操作方便，而且还可同时储存多种用途的频响均衡特性，以供不同节目要求选用。数字均衡可以做到10段参量均衡和29段图示均衡，结合其它功能，如噪声门功能等。
在本次设计中，我们给出了一个有参量EQ或者两者兼有的EQ。其设计过程如下：
3.1 数字均衡器实现方案选择
方案一：采用ARM（嵌入式系统）实现数字均衡
基于精简指令集（RISC）的32位ARM微控制器具有一定的数字信号处理能力，可以用来实现简单的数字均衡器，但当均衡器的功能及性能要求较高时，ARM就不能胜任了。
方案二：采用基于DSP的数字信号处理系统
数字信号处理器具有强大的数字信号处理功能，能够胜任较为复杂的音频信号的各种处理功能，速度快，功耗低。但是DSP弱于事务管理。往往要结合其它处理器，实现友好的人机界面。
方案三：大规模可编程器件
利用大规模可编程器件实现的算法是以逻辑运算完成的最大优越性在于“高速”，实现算法的系统延时非常小，但价格较高。
综合以上各种因素，并考虑到我们的知识与能力，我们选择DSP实现音频信号的数字均衡，并以DSP实现简单的人机界面。
3.2 数字均衡算法选择
3.2.1 软件理论实现方案有三种，如下： 方案一：带通滤波器
根据数字均衡基本原理，我们可以采用一组中心频率和带宽符合一定要求、增益可调的带通滤波器（band-pass filter）实现均衡，并采用MATLAB等计算机辅助分析与设计工具，选择设计理想的滤波器，生成滤波函数的时域冲激响应系数，最后在DSP中以时域卷积的形式实现滤波与均衡。
方案二：傅立叶变换
傅立叶变换是将信号从时域变换到频域的一种变换形式，是信号处理领域中的一种重要的分析工具。离散傅立叶变换（DFT）是连续傅立叶变换在离散系统中的表现形式。在信号的频谱分析、系统分析、设计和实现中都会用到DFT的计算。快速傅立叶变换（FFT）算法，这是一种快速计算的DFT，可以明显降低运算量，大大地提高了DFT的运算速度。
序列x(n)的DFT表达式为：
N/21X(k)x(r)W1r02rkNWkNN/21r0x(r)W22rkN
DSP芯片的出现使FFT的实现变得更为方便。由于大多数DSP芯片都具有在单指令周期内完成乘法累加操作的功能，并且提供了专门的FFT指令，这使得FFT算法在DSP芯片中的实现速度更快，从而更加证实了用DSP的好处。综上所述，由于使用了DSP芯片，而DSP芯片里提供了专门的FFT指令，所以软件理论采用了傅立叶变换的方式。低频功放的硬件设计
由于甲类功率放大器的效率小于50%，所以不符合题目中≥60%的要求。B类功率放大器虽然效率较高，但是其交越较大，所以也不符合要求。AB类功放存在着交越失真，也不符合，所以选择D类功率放大器。D类功放具有效率高、体积小、输出功率大等优点。
对于D类功放有三种方案
4.1 采用专用的D类功放器件
此类经典D 类功放主要由脉冲宽度调制器、开关放大器和低通滤波器等三部分组成，由三角波发生器、比较器和音频输入信号构成脉宽调制器(PWM)；两只输出场效应管组成开关放大器；LF 和 CF 构成低通滤波器，用以恢复音频信号。驱动级用来驱动开关放大器，使放大器输出信号为在VDD和VDD 间切换的高频方波。
图.4经典D 类功放结构示意图
4.2 基于DSP或ARM的D类功率放大器件
首先对输入的音频PCM信号进行采样, 然后进入DSP 处理系统进行数字变换和滤波, 包括差值运算器, 数字低通滤波器和Σ-△调制器。然后用已经获得的二进制序列法去控制MOS管的通断, 并通过模拟的0~24K 的低通滤波器传输到模拟输出。
此方案是利用DSP 芯片的高速计算能力, 实现了数字功率放大器的功能及数字处理本身的特性, 整个放大过程的精度、信噪比和延时都可以通过对算法的修改来实现,。比PWM技术具有更大的灵活性, 且能实现较好的还原效果。
4.3 采用可编程器件实现D类功率放大器
在全数字音频功率放大器的设计中，采用了CPLD来实现将PCM数字语音数据转换成PWM信号，并在D类放大器的实现上采用了改进的PWM方案，实现了D类放大器具有效率高、滤波器设计简化等特点。
信号经过AD转换器进入DSP器件，再经过由CPLD构成的脉冲宽度调制器，产生的信号用来驱动级由MOS管构成的开关放大器，经滤波之后将信号反馈到输入端，与输入值作比较来减少输出波形的失真度。如图.5所示。
图.5 低频功放的组成框图
本次设计中，我们采用由高速模拟比较器、波形发生成及PID环节构的控制器。硬件系统的设计
5.1 DSP的硬件设计
本开发板配有8位数码管显示、16个按键的控制电路、外接21引脚液晶显示、2个138译码器、AD与DA转换器和丰富的外部扩展接口。具体功能和应用介绍如下。
5.1.1 DSP芯片介绍
此次竞赛采用TMS320C5416芯片，这个芯片的特点有：1采用哈佛结构，能同时对程序存储器、数据存储器进行操作；2采用多种线结构，可同时进行取指令和多个数据存取操作；3采用流水线操作；4配有专用的硬件乘法—累加器，可在一个周期内完成一次乘法和一次累加操作；5具有的特殊DSP指令；6快速的指令周期；7硬件配置强；支持多处理结构；省电管理和低功耗。
5.1.2 按键电路
本实验板有16个小按键，按键读写控制由138译码器（U10）的11、12脚结合两块SN74HC573芯片控制，以识别按键操作。138再由DSP的A12到A15端口（高四位地址）控制按键的选通。按键电路可以用于控制数码管显示、液晶显示等等，这主要由编程控制
5.1.3 液晶电路
实验板上提供外接21脚液晶，我们采用外接型号为ATM240128的液晶显示屏。
液晶显示内容由DSP的D0到D7端口外接10千欧电阻提供数据。液晶的现实控制由138译码器控制LCD使能端口、DSP_R/W控制WR和RD端口、DSP_A0、A1分别控制LED背景光源负极和数据命令选择端。
5.1.4 ADDA转换器
实验板AD转换器由贴片芯片TLV1571组成，DA转换器由贴片芯片TLV5619组成。
TLV1571 是TI 公司专门为DSP 配套制作的一种10 位并行A/D 转换器，具有速度高、接口简单、功耗低的特点，外围电路中通过A/D 转换器把模拟信号转换为数字信号，再由DSP 实时地对大量数据进行数字技术处理。TLV5619是美国德州仪器公司推出的高速低功耗DAC器件, 它是带有12位并行数字输入的电压输出 型DAC。该器件与TMS320系列器件的并行接口兼容, 采用2.7~5.5 V单电压供电。当使用LDAC管脚时, 它可以异步更新缓冲区的数据。当设置为低功率时, 其功耗仅为50 nW。软件设计
6.1软件流程图如图.10所示。
开始初步确定中心频率用matlab仿真进行辅助设计满足技术指标？YN参数处理导入CCS，进行仿真N满足技术指标？Y下载运行结束
图.10 软件流程图 系统测试
系统测试过程中，首先通过MATLAB仿真，按照竞赛要求设计20hz-20khz的衰减小于1.5分贝，得到滤波系数h(n),然后通过ccs进行数字信号处理。首先通过A/D转换，将模拟信号转换成数字信号，然后将输入的信号 与h(n)进行卷积，得到滤波的信号，本设计考虑到实行性，及稳定性采用40阶的FIR滤波器。在调试的过程中，遇到的问题很多，如实时性，首先用80阶的FIR,不能完成实时性，后来，通过调试改为40阶FIR滤波器。D类功放的测试分控制电路部分、功率主回路部分及系统总体测试。首先完成了，D类功放主回路的调试与测试，这部分调试通过后，再调试控制回路，完成了其中的高速PWM发生器，PID环节。设计总结
我们花了两个多月的时间来准备电子设计大赛，从9月2日起，比赛正式开始，到今日为止，整整四天三夜。在这些天的奋斗过程中，大家互相合作，互补不足。俗话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮。”在这四天三夜里，我们集聚了个人的所长，及时的完成了我们选的题目。在这次的次赛中，我们对电子制作有了更加浓厚的兴趣，对数字信号处理、数字均衡、DSP及相关期间有了更进一步的了解，我们再完成任务的同时，也锻炼了我们吃苦耐劳的能力。但，由于初次参加此类比赛，对有些芯片还不是很了解，导致在比赛过程中，在芯片选择上，花费了大量的时间。这说明我们的准备工作做的还不是非常到位。
参考文献
[1]黄智伟.《 全国大学生电子设计竞赛系统设计》.北京航空航天大学出版社.2006年； [2]邹彦.《DSP原理及应用》.电子工业出版社
[3]曾宝国;曾妍.《D 类功率放大器的原理及应用》.四川信息职业技术学院
从资源均衡到质量均衡 篇6
转型是一种深度的、整体的变革，包括教育功能、教育结构、教师队伍等的转型。只有深入教育内部、触及人的发展、符合教育自身的逻辑、符合学生发展需要的改革，才能够真正地促进教育转型。这是新常态下教育现代化建设的关键路径。
新常态下，教育需要新均衡。教育均衡的基本价值是教育公平。更进一步是公平基础上的高效率、高质量，是教育最大限度地实现人的全面发展。
我们所追求的新均衡就是更加关注人内心世界的成长与发展，是有差异的、个性化的均衡。新的历史阶段，如何让教育均衡从教育机会、教育资源等外围条件，向教育过程、教育方式、教育结果等内核因素“换挡”？
要鼓励各学校从研究学生出发，根据业已形成的学校文化和实际情况，用适合的理念培植学校办学特色，关照每一个孩子的成长。要进一步健全校长、教师交流机制，实施交流轮岗目标责任制。要改革学校评估机制，促进所有学校真正实现特色发展。
新常态下，教育需要新课程。课改的完整路线图是：课改——改课——课改。第一个课改是国家修订课程标准，再根据课程标准编写教材，解决的是教师“教什么”和学生“学什么”的问题；改课是通过课堂改革解决教师“怎么教”和学生“怎么学”的问题；第二个课改则体现在两方面，一是学校对国家教材的校本化实施，二是学校在国家编写的教材之外提供给学生的校本课程。
自2004年以来，我市探索“活动单导学”教学模式，经过不断地实践、研究和推广，产生了改变整个区域教育的巨大力量。更可喜的是，教与学的关系发生了变化，自主、合作、探究的学习方式成为一种课堂常态。
然而，课改不能止于改课，完整的成长不仅在课上，也在课下。课程是学生全部校园生活的总和，我们将从改课出发，以学生为圆心，不断扩大课改的半径，推动各学校通过课程再造、课程开发，创造更加适合学校、适合学生的课程，为学生健康完整的成长提供均衡的营养。
新常态下，教育需要新质量。教育质量是教育的核心问题，也是教育转型阶段必须厘清的关键概念。当下，教育现代化的内涵已经发生改变，单一的分数指标无法反映教育的全部价值，教育对“人”本身的价值成为现代教育的价值首选。
我们必须摒弃以学科知识传授为主的单一质量追求，转而更加关注以人的全面而多样发展为特征的全面质量。
分数或学业成绩还要不要？学业成绩是国家、社会对人才规格的最基本的要求，是教育最基本层次的价值体现。但仅有学业成绩是不够的，我们还应该关注成绩背后的东西，关注学生的身体健康和精神成长。
2011年，我们探索成立了县域“教育质量监测中心”，主动寻求教育部基础教育质量监测中心、华东师范大学等专业机构的指导和支持，通过定期开展质量监测，包括学业表现、品德行为、身心健康、师生关系、学习负担等，分析学生素质水平的形成及影响因素，从而寻求更有效的对策和办法，以学生的健康成长体现教育的价值。
新常态下，教育需要新服务。“管理”与“治理”，一字之别蕴含着深刻的理论创新。在经济社会发生重大转型的今天，人民群众对教育的满意度并不完全取决于校舍、设备等硬件的改善，相比物质计量和数量指标，人们更关注的是直接享受到的、具体的教育服务的质量。
新形势下，如何应对这个转型的时代，如何运用法治思维、开放思维，推进教育管理走向教育治理，提供更为优质、多样、均等的教育服务，我们必须做出理性思考和实践回应。
一是按照“法无授权不可为”“法定职责必须为”的原则，梳理“权利清单”和“责任清单”，做到治理权责更加明晰，服务到位；二是改善学校治理结构，探索推进学校委员会建设等，建立学校、家庭、社区互动合作的机制，做到治理主体更加多元，形成合力；三是依法健全科学决策、民主管理和监督机制，做到运行机制公开透明、更加高效。
（作者系江苏省如皋市教育局局长）
基于负载均衡的网络考试系统设计 篇7
计算机无纸化网络考试在各行各业中已被广泛采用,其适用的范围不仅包括各大专院校学生的各种校内考试,也适用各种技能考试和职称考试,在各种就业培训中也承担了最终考核的角色。社会上流行的考试系统不下数十种,有直接基于网页方式的,也有需要安装特定客户端程序的;采用的开发工具也十分广泛,有基于VB/VB.NET的、Visual C++、Java的,也有基于ASP/ASP.NET、PHP、Ajax的。不同的系统架构下采用了各种不同的数据库系统,许多考试系统采用简单易用的Access数据库,稍微复杂点的采用SQL Server,网页版的考试系统多采用My SQL,其中也不乏采用一些开源数据库系统,如Firebird、SQLite等。各种考试系统在其所支持的科目考试中都表现不错,都能够满足考试的要求,当然也存在某些缺陷或不足,下面将对这些不足做一些探讨。
2 现状及存在的问题
目前流行的各种考试系统或多或少存在一些不足,有些是流程管理上的,如有些考试软件是个人开发的,开发人员本身不是从事教学管理的,因而其开发的软件明显的在考试流程管理上表现不够灵活;有些是专业考试公司开发的软件,但因为其专业,所以在考试灵活性上又表现不足,在操作上相对复杂,对各个方面限制较多,在适应各种考试科目的能力上表现欠佳;其次,大部分考试软件都是基于开发方便的原则,很少考虑到网络或服务器负载能力的问题,这种情况表现在结构设计、考试流程和开发实现等几个方面。
2.1 系统结构
目前考试系统结构主要有两种类型,第一类是完全的B/S架构下实现,考前组卷、考试过程控制和考试结束后收卷,都是由一台服务器来完成。这种模式下对于考试环境配置来说非常方便,根本无需配置考试客户机,只要考试客户机上有浏览器即可实现考试,方便性不言而喻。然而因为其没有专门的考试客户端程序,因而其主要适用场合是客观题,对于大量的操作题考试来说就捉襟见拙了。虽然有些考试软件是通过使用Java或Active X控件来实现考试客户端软件的常见功能,但其毕竟是在浏览器的支持下运行的,其出故障或崩溃的几率很高,提高了故障率;
第二类是完全的C/S模式实现,有专门的考试客户端软件,其控制管理方便,缺点是需要专门安装考试客户端,甚至需要在服务器端安装配置SQL Server等大型软件,对考场准备人员要求较高,有些甚至装完考试客户端软件之后还需要对考试客户端做许多配置,相对繁琐。且一般都要求每个考场配置一台服务器,虽然管理考试和控制考试机等都相当方便,可以轻易地禁止考生使用考试机上的某些程序或功能等,但该服务器所能带动的考试机数量不能太多,多了就容易出现故障,容易出现网络阻塞,短时间无法控制等情况。
2.2 操作感受
在采用这两种模式的考试软件中有些已经考虑到考试负载的问题,如ETS考试系统,它完全依靠Java技术实现,仅需要浏览器和Java运行环境即可,相对比较方便,但是其测试过程又太繁琐,而且其20台考试机需要一台缓存服务器的要求相对比较苛刻,虽然采用了负载均衡机制,但其性能太低,效率不高。再如ATA公司的考试系统,它要求安装专门的考试客户端软件,其管理相当方便,但正因为其专业,因而考试的适用面较低,无法满足自定义科目操作类考试的要求,完全受控于ATA公司。且在答卷集中提交上没有做负载均衡,提交答卷时操作感受相对较差。
2.3 问题分析
不论是B/S模式还是C/S模式,只要考试时间是统一的,都不可避免地存在试题发放时和交卷时这二个时间段对内部网络和服务器的压力很大,而在整个考试过程中对网络和对服务器都是几乎没有什么压力,如何解决这二个时间段的并发负载问题正是值得探讨并需要解决的问题。
3 负载均衡机制
负载均衡无非是需要将大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理,以减少用户等待响应的时间,或是将单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理,每个节点设备处理结束后,将结果汇总,返回给用户,系统处理能力得到大幅度提高。负载均衡能够均衡所有的服务器和应用之间的通信负载,根据实时响应时间进行判断,将任务交由负载最轻的服务器来处理,以实现真正的智能通信管理和最佳的服务性能。这种技术可以用最少的投资获得接近于大型主机的性能,可以满足不断增长的负载需求。
3.1 常见负载均衡方法
(1)对于B/S模式的考试系统可以采用针对Web服务的基于域名系统的负载均衡,或基于客户端的解决方法和基于反向代理的负载均衡,以及网络地址转化负载均衡方法,比较复杂的可以采用基于高层协议内容交换的负载均衡方法(如LVS)。
但这些方法都是借助于多台服务器当一台服务器使用的结构,而对于普通的考试来讲,能够提供的服务器往往就只有那么一、二台,有的学校甚至只有那一个独生子,因而采用上述针对Web做负载均衡的技术对于计算机考试这种特殊环境均不怎么好使。
(2)对于C/S模式的考试系统而言如果采用多台服务器,那么在考试流程上有很难控制,最多只能使用缓存服务器,那么这同样也需要配置专用的缓存服务器,而纵观整个考试过程,需要负载均衡的时间也就那么发卷、收卷过程中的几分钟,为此专门配置缓存服务器,也同样存在浪费机器资源的问题。
3.2 考试系统中需采用的负载均衡的环节
分析整个考试流程可以发现,能够产生网络瓶颈的主要在发卷过程中,因为发卷往往是在到达某一考试时刻时,服务器下发考试指令,客户机统一到服务器上下载试卷,此过程时间非常短,当然有些考试系统采用预先下发试卷,或者错峰考试等办法解决,可以在很大程度上解决此负载问题。但对于那种对考试有特殊要求的科目,或者上级管理部门要求试卷只能在考试时才能统一下发的话就无法解决。因而对于下发试卷来说,其需要的只是在很短的时间内需要有负载均衡,最好是有很多台服务器能够同时下发试卷,解决并发负载的问题,而等到试卷下发完成之后这些服务器又根本没有存在的必要了。
再来看收卷过程,收卷过程其实是学生交卷的过程,真的集中在某一时刻同时交卷的概率非常低,因而和试卷下发过程不同,收卷过程持续时间比下发试卷过程要长很多,而时间延长之后就给负载这一问题带来很大便利。基本上可以采用很少的服务器,或者干脆就是只有一台服务器也可以胜任收卷任务。收卷时代负载均衡只需采用双机互备等简单方法即可。
4 大负载下网络考试系统设计与实现
各学校在进行计算机考试时通常存在机器少,学生多,需要安排很多场次考试的问题,因而在考试中要求最大限度使用机房的机器,一般都不会把机位浪费掉。不会像纸质考试一样,每个教室只安排25人,往往一个机房里只留几台备用机器后,其他所有机器全部安排做考试机。且一般学校的机房容量都不小,有些学校一个机房甚至有几百台机器,因而对于这些装机容量大的机房而已,同时对并发数量也许就是几百。
许多考试软件对于这种情况下只能采用分而治之的办法,人为把大机房从逻辑上分为几个小的考场使用,并且大部分考试软件都是采用各个机房独自为政的模式,不使用集中控制办法,从而不得不在考试前对所有考场监考中主管技术的人员进行深入培训。在考试时间控制上也是由各考场人员手工开启考试,无法做到指令完全统一。
4.1 数据快速下发技术
(1)对于考试数据下发,如果采用FTP、HTTP或专门编写网络传输模块实现,试卷分发由服务器完成,客户端试题从服务器下载(如图1所示),这种模式下数据全部都是从服务器上获取的,因而服务器的负载非常大,容易产生瓶颈。
(2)如果试卷的下发采用基于P2P的思想,建立一种“平等互助”的环境,让数据的传输可以实现Peer to Peer,让客户端也能承担服务器的角色,削弱并消除服务器的“中央化”(如图2所示)。
通过对P2P系统分类可以看出,完全的纯分布式P2P结构不太适合考试系统,对于考试系统,服务器的管理地位还是需要的,关键是如何体现和把握。由于目前大部分考试系统都是基于局域网的,所以通常是非结构化的,Peer的上线和下线不受限定,文件(试卷分组文件)的位置也不是固定的。需要将服务器的文件服务分散到所有上线的Peer上,从而实现P2P方式的试卷分发[3]。
4.2 新型考试系统模型
鉴于对上述各种问题的分析,作者提出一种新型的考试系统模型,采用考点服务器、考场服务器(监控机)、考试机三层架构模型(如图3所示),在每个考场均安置一台普通计算机用于监考老师监控用,又可以作为缓存节点的考场服务器。
整合B/S和C/S两种工作模式,提供浏览器下载控件和安装考试客户端这2种形式的考试客户端模式,对于操作题要求不高的普通考试,只需使用B/S模式下的客户端即可,而对于控制要求较高或操作题有特殊要求的考试科目可使用C/S模式,两者可以兼顾不同类型的考试科目。
根据整个考试系统的结果特点,在考点服务器和考场服务器之间采用应用层负载均衡技术,充分利用考场服务器,把考点服务器的负载降下来。
在考试机和考场服务器之间以及考试机和考试机直接实现集中式P2P,研究如何在高即时性要求情况下的集中式P2P实现,如何在短短的几分钟内用P2P实现试题的快速下发,这里不同于一般P2P文件共享。
首先,最显著的地方就是P2P的范围比较小,通常不超过1000台机器,如果各个考试机房间实现网络隔离的话就仅限于一个机房的机器数量,因而这里不适合采用复杂的。其次,是时效性要求非常高,分发时间很短,一般不超过1分钟,因此适合采用易于管理、易于发现网络节点,且安全性较好的集中式P2P,算法比较复杂的结构化P2P和非结构化P2P就不适宜了。
4.2.1 试卷下发
在试卷下发的时候,考点服务器首先把下发试卷指令推送到各考场服务器,考场服务器作为P2P客户端到考点服务器上去取已经分块的试卷包数据,与此同时各考试客户端也接受到了下载试卷包的指令,便开始查找考点服务器数据库,和各台考场服务器一样到各台已下载到部分分块的考场服务器或考试机上下载不同的分块,此过程是一个指数级增长的过程,从而使试卷分发可以在瞬间完成。
在此过程中各考场服务器最先完成试卷分块的下载,在考场服务器上组成试卷包并作为种子,其他客户机可以从考场服务器上下载各自所需的分块,从而用P2P方式实现了考点服务器的负载均衡。在客户机向考场服务器取得数据之后,该客户机本身又成为了服务器,可以为同机房的其他客户机提供试卷数据分块,直到所有客户机都下载到完整的试卷数据包为止。
4.2.2 答卷收集
在学生交卷时,可以侦测个考场服务器的繁忙程度和可联通性,自动选择负载较轻的考场服务器上传答卷,各考场服务器之间同时又可采用同步模式互传答卷数据,使得最后完成收卷时在各台考场服务器上均有整个考点的答卷备份,提高了整个考试系统的可靠性。换句话说就算在收卷过程中,如果本考场的考场服务器发生故障,也不影响考生提交答卷,只不过答卷交到了其他的考场服务器上而已。
5 结语
系统设计的时候就充分考虑了多并发的情况,把控制要求高但网络流量低的登录认证和信息收集等放在B/S模式下工作,而把实时性要求高的诸如考试客户机控制、换机、收卷或重启等工作安排在C/S模式下,从而做到两者兼顾,带机数量也大大提高,单台考场服务器的带机数量比单纯C/S模式下提高几倍。
但当一个考场服务器带有几百台考试机的时候,考生的考试体验明显没有几十台考试机时的考试体验好,下载试题和上传答卷过程虽然可以忍受,但显然有些慢,而这二个过程往往集中在几分钟。采用文中所述的新型负载均衡模式之后,学生的考试体验大大提高,下载试题时间也非常快,几乎是在瞬间完成。
参考文献
[1]彭利民,肖文俊.动态结构化P2P网络的负载均衡方案.华南理工大学学报(自然科学版),2011,39(10).
[2]袁雪萍.基于P2P的文件传输系统研究.武汉科技大学硕士学位论文,2011,(12).
[3]丁亚涛.基于P2P的考试系统的研究.合肥工业大学硕士学位论文,2009,(10).
[4]Hung-Chang Hsiao,Hao Liao,Ssu-Ta Chen,etc.,"Load Bal-ance with Imperfect Information in Structured Peer-to-PeerSystems",Parallel and Distributed Systems[J],IEEE Trans.,Vol.22,no.4,pp.634-649,Apr 2011.
[5]高昂,慕德俊,胡延苏.Web集群的区分服务与负载均衡策略研究.电子与信息学报,2011,33(3).
[6]刘浩.P2P网络的若干关键问题研究.华南理工大学博士学位论文,2010,(11).
云计算信息安全平台的均衡设计方法 篇8
云安全管理平台中的资源和任务调度对平台总体性能具有重要影响。若云资源管理和负载失衡，将使得云安全管理平台中执行并行任务时的节点产生负载失衡问题，导致云安全管理平台总体安全性能降低，并出现资源浪费现象[1,2,3]。因此，寻求有效的方法，确保云安全管理平台负载的均衡，对云安全管理平台的构建具有重要意义[4,5,6]。
文献[7]提出了轮询调度算法，其基于顺序将用户的请求发送到不同的服务器中，实现负载均衡，但是该方法不适用服务器性能差异的环境，具有一定的局限性。文献[8]分析了加权轮询调度算法，其通过权值描述服务器的处理性能，确保服务器操作请求数趋向于权值比例，其不适用任务需求规范差异的环境。文献[9]提出了最小链接算法，其统计云安全管理平台服务器的连接数，依据该连接数将用户申请反馈到最少的服务器中，实现云安全管理平台的均衡调度，但是在不同服务器上的操作性能具有较大差异时，该算法无法获取最佳结果。文献[10]分析了加权最小链接算法，通过权值描述服务器的操作性能，将用户申请反馈到当前连接数同权值之比最小的服务器中，当用户申请规格存在明显差异时，该种方法无法实现均衡调度，具有较高的局限性。
为了解决上述分析方法存在的弊端，本文提出了基于负载均衡的云安全管理平台的均衡设计方法。该云安全管理平台包括网络安全设备模块、数据获取和操作模块、云服务模块以及用户交互模块。采用基于负载均衡的云资源调度模型实现云安全管理平台中资源的合理分配，确保平台的安全性。
1 云安全管理平台的均衡设计方法
1.1 平台总体模型
本文依据云管理平台特征，将平台分割成不同的安全域，采用负载均衡的云资源调度方案，设计了云安全管理平台的业务管理模型，及时分析资产风险，协助控制人员分析平台安全事件、分析资产的风险、进行安全预警和应急控制等管控。该云安全管理平台包括网络安全设备模块、数据获取和操作模块、云服务模块以及用户交互模块。这些模块间相互协作完成云安全管理平台间数据的沟通和操作，对业务流程进行全方面监测，一旦出现安全事件，立即采取有效的解决措施，进而确保平台业务的顺利运行。云安全管理平台的总体结构如图1所示。
图1中，网络安全设备模块由平台规划区域中的防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描等网络安全设备，为云安全管理平台提供安全数据来源；数据釆集模块代理Agent获取平台中的安全事件信息以及系统日志，并对采集到的数据进行操作，过滤冗余的事件信息，同时进行规范化操作；数据处理模块是云安全管理平台的关键部分，其对云平台中的全部数据进行统一操作，并有效划分平台资源，实现系统的负载均衡化，同时还能够调控系统安全监测的实时性和稳定性。数据操作模块主要任务是分析云安全管理平台的风险和安全事件。云服务模块是云安全管理平台向用户提供可操作的几种服务，如资产控制、事件控制、预警控制、响应控制以及风险控制。用户交互模块是在B/S架构上实现的，其可向用户提供可视化的操作界面，方便用户对平台中的安全部件进行控制，并实现危险事件的及时处理。
1.2 基于负载均衡的云安全管理平台资源调度方案
1.2.1 云安全管理平台的资源调度结构
将总体云安全管理平台中的云资源调度分成服务、方案域以及资源域三部分，进而完成云资源的分类及资源的整合。云安全管理平台具有面向服务的属性，可将云服务依据应用的类型划分成海量数据应用、海量访问应用以及海量存储应用。基于资源将服务种类分为普通、海量吞吐资源、海量运算密度资源以及特殊资源。云资源域和云平台服务间的方案域可对全部的资源调度方案进行统一调控，并且将方案划分成性能优先方案集合成为优先方案集等。
因为云安全管理平台中存在大量的云资源，为了实现用户的申请，通常采用主要方法融合辅助方法，完成云资源的调度。按照服务种类把申请反馈给相关的方案集中，进而实现云安全管理平台中资源的采集，再采用负载均衡方法对系统负载进行平衡。因此可得，云安全管理平台的资源调度总体结构如图2所示。
1.2.2 云安全管理平台的资源调度过程
用户在云安全管理平台的服务层申请服务，云安全管理平台将服务智能划分。把划分好的服务传递到相匹配的方案集，进而完成计算。通过筛选方案集资源，再汇总资源通过负载平衡计算，完成云安全管理平台的负载调节。基于上一步资源的调度，在资源域里搜索相对应的资源，给用户安排资源。在用户请求不再使用资源或完成资源解压后，资源的状态将变为空闲，由资源管理完成实时检测便于再次资源的匹配。云安全管理平台的资源调度过程的电路图如图3所示。
1.2.3 云服务以及方案域分类
将安全管理平台中的云服务划分为海量访问应用、海量数据应用与海量存储应用。由于云服务类别的不一样，所对照的负载调度方案也不一样，比如海量访问应用需要好性能的电脑传递应用，其首选的匹配算法应是性能方案集内的调度算法。海量数据应用和海量存储应用以成本为关注重点，进而首选成本方案集内的调度算法。
方案域中包括静态调度方法和动态调度方法，其中静态调度方法有轮询调度算法、加权轮询调度算法。动态调度方法有最小链接算法、加权最小链接算法、负载最轻均衡算法等。在方案域中基于云服务种类，切换选择静态和动态负载均衡算法。
1.2.4 资源调度的前提规范和约束规范
(1）资源调试未设定用户申请的等级，用户统一按照先到先得来完成资源分配。
(2）云安全管理平台中的资源，能达到用户的申请条件就必须满足用户的申请需求。
(3）用户要挑选的虚拟服务器是在资源域里被认定的聚集种类和规格；各规格的虚拟服务器都具备一定的运算能力。
(4）可以监测各个资源和资源的使用情况，并把状态反馈到调度模块。
(5）当前云安全管理平台中资源的类别，能让用户提出的申请得到满足。
2 代码设计
本文设计的云安全管理平台通过扫描器检测模块，对平台的负载进行监测。按照配置获取当前扫描节点能够运行的扫描任务单元数量。对云安全管理平台中的空闲CPU、剩余内容以及网络带宽进行监测。
云安全管理平台详细的实现代码如下：
3 实验分析
在此通过实验检测本文设计的云安全管理平台的性能。实验通过LoadRunner测试工具，模拟不同的用户并发登录云安全管理平台时，云安全管理平台是否达到了对并发量、吞吐量以及响应时间的要求。进而检测本文设计的云安全管理平台服务器端安全运行的最大并发处理性能，结果如表1、表2、图4和图5所示。检测标准为：并发203用户，响应时间低于2 s。
表1和图4显示，本文方法下的云安全管理平台最大吞吐量远远超过预期200用户数，具有较高的运行性能。分析表2和图5可得，本文设计的云安全管理平台的平均响应时间远远小于预期平均响应时间，处于用户可接受的区间内，具有较高的应用性。
分别采用本文方法和免疫神经网络方法，依据相同的数据中心和用户群，对实验云安全管理平台的数据中心资源调度性能进行检测，两种方法的实验数据如表3所示。
该结果从整体响应时间、数据处理时间、虚拟机开销和数据传输开销4个方向对两种方法的实验数据进行分析，本文方法的总体响应时间和数据中心处理时间都低于免疫神经网络方法。从系统开销上看，数据传输开销也低于免疫神经网络方法。此次实验结果显示，本文方法可在系统资源分配中确保系统整体负载趋于稳定，并且可满足用户针对不同云服务的不用需求。
为了进一步验证本文方法的优越性，实验运算两种方法下云安全管理平台任务分配的结果的相对标准偏差值，如图6所示。
由图6可明显看出，本文方法的相对标准偏差低于免疫神经网络方法，同时随着云安全管理平台中任务数的不断增加，本文方法的偏差值越来越低，并且具有线性渐近的趋势，说明本文方法下的云安全管理平台的负载均衡度较高，满足云安全管理平台均衡设计的要求。
4 结语
本文提出一种基于负载均衡的云安全管理平台的设计方法，该方法的云安全管理平台包括网络安全设备模块、数据获取和操作模块、云服务模块以及用户交互模块。采用基于负载均衡的云资源调度模型实现云安全管理平台中资源的合理分配，确保平台的安全性。该调度模型包括云服务、方案域以及资源域。通常采用主要方法融合辅助方法，完成云资源的调度。按照服务种类把用户申请反馈给相关的方案集中，方案集选用合理的负载均衡方法对系统负载进行平衡。实验结果说明，所提方法下的云安全管理平台调度具有较低的吞吐量和响应时间，并且负载均衡度较高，满足云安全管理平台均衡设计的要求。
摘要：云资源管理中负载失衡将使得在云安全管理平台中执行并行任务时的节点产生负载失衡问题,导致云安全管理平台安全性能降低,出现资源浪费问题。因此,提出一种基于负载均衡的云安全管理平台的设计方法,该云安全管理平台包括网络安全设备模块、数据获取和操作模块、云服务模块以及用户交互模块。采用基于负载均衡的云资源调度模型实现云安全管理平台中资源的合理分配,确保平台的安全性。该调度模型包括云服务、方案域以及资源域。通常采用融合辅助的方法,完成云资源的调度。按照服务种类把用户申请反馈给相关的方案集中,方案集选用合理的负载均衡方法对系统负载进行平衡。实验结果表明,云安全管理平台调度具有较低的吞吐量和响应时间,并且负载均衡度较高,满足云安全管理平台均衡设计的要求。
关键词：云安全管理平台,负载失衡,均衡设计,资源合理分配
参考文献
[1]桂允娥.用户权限控制技术研究与应用[D].济南:山东科技大学,2013.
[2]李凌.云计算服务中数据安全的若干问题研究[D].合肥:中国科学技术大学,2013.
[3]李燕,曹宝香,马兆丰,等.关联分析算法在安全管理平台中的研究与应用[J].曲阜师范大学,2013(10):107-110.
[4]储雅,马廷淮,赵立成.云计算资源调度:策略和算法[J].计算机科学,2013,40(11):8-13.
[5]余俊.基于Java EE的高性能计算服务管理平台的设计与实现[D].广州:华南理工大学,2013.
[6]张海山.基于云存储视频监控系统的研究[J].电子设计工程,2015,23(10):169-171.
[7]张国颖,陈秀忠,吴庆伟,等.云计算数据中心光互联技术及应用趋势[J].电信网技术,2012(12):29-33.
[8]陈臣,韩金仓.基于定制服务的数字图书馆云服务平台与云服务模式研究[J].图书馆论坛,2013,33(1):71-76.
[9]李红娟,郭向阳.浅谈虚拟化技术在云计算环境中的应用[J].无线互联科技.2013(10):32-33.
均衡设计 篇9
电力企业信息化业务的快速增长使信息系统服务器，特别是Web服务器，面对的访问数量快速增加，服务器需要具备提供大量并发访问服务的能力。简单地提高硬件性能并不能真正解决这个问题。尤其遇到突发业务高峰，必须采用多台服务器提供服务，并将WEB访问请求动态均衡地分配给这些服务器分担，才能提供处理大量并发服务的能力。
如何对信息系统WEB负载均衡的合理设计和应用是迫在眉睫的事情。针对WEB应用的负载均衡技术的研究就在这样的环境下应运而生。
1 负载均衡技术的概念及技术分类
负载均衡技术的概念简述
负载均衡是建立在现有网络结构之上，提供有效方法扩展网络设备和服务器带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性的一种合成技术。
2 负载均衡技术的两种主流技术方式
2.1 两种主流技术方式介绍
2.1.1 基于域名系统的DNS负载均衡技术
动态DNS轮询为多个地址配置同一识别名字，查询这个名字的WEB访问将得到其中一个地址，从而达到负载均衡的目的。
2.1.2 负载均衡器捆绑WEB内容交换技术
负载均衡器在固件设备支持捆绑WEB内容交换技术，即URL交换或七层交换，可提供一种对访问流量的高层控制方式。Web内容交换技术检查所有的HTTP报头，根据报头内的信息来执行负载均衡的决策。常见的有HTTP协议中的重定向能力。
负载均衡器把进入的HTTP请求分配给多个服务器，它在TCP连接时建立，协议交换根据策略来控制负载，不会造成访问流量的滞留。
2.2 两种主流技术方式优缺点对比
2.2.1 基于域名系统的DNS负载均衡技术
域名服务器（Domain Name Server）中的数据文件将主机名字映射到其IP地址。在浏览器中键入一个URL时（例如：www.loadbalancedsite.com），浏览器则将请求发送到DNS服务，要求其返回相应站点的IP地址，这称为DNS查询。DNS通常包含IP地址与该IP地址所映射的站点的名称的列表。IP地址代表集群中不同的机器，并在逻辑上映射到同一个站点名。比如www.loadbalancedsite.com将通过三个IP地址发布到一个集群中的三台机器上：
当第一个请求到达DNS服务器时，返回的是第一台机器的IP地址203.34.23.3；当第二个请求到达时，返回的是第二台机器的IP地址203.34.23.4，以此类推。当第四个请求到达时，第一台机器的IP地址将被再次返回，循环调用。
2.2.1. 1 基于域名系统的DNS负载均衡技术的优势
最大的优点就是易于实现和代价低廉：(1)代价低，易于建立。为了支持轮流排程。对于Web应用来说，不需要对代码作任何的修改。(2)维护简单。不需要网络专家来进行设定或维护。
2.2.1. 2 基于域名系统的DNS负载均衡技术的劣势
DNS负载均衡是一种简单而有效的方法，但是存在不少问题：(1)首先域名服务器无法知道服务结点设备是否可用，如果服务结点失效，域名系统依然会将域名解析到该节点上，造成用户访问失效。(2)其次，由于DNS的数据刷新时间TTL(Time to LIVE）标志有限，一旦超过这个TTL，其他DNS服务器就需要和这个服务器交互，以重新获得地址数据，就有可能获得不同IP地址。因此为使地址能随机分配，达到随机获得地址的效果，就应使TTL时间尽量短，将使DNS流量大增，而造成网络问题。(3)不支持服务器间会话的一致性。通过服务器会话一致性，系统可根据会话信息将用户的请求导向相应的服务器。而DNS轮流不具备这种智能化的特性，它是通过cookie、隐藏域、重写URL三种方法中的一种来进行相似判断。当用户通过上述基于文本标志的方法与服务器建立连接后，其所有的后续访问均是连接到同一服务器IP上。服务器的IP是被暂时存放在浏览器缓存中，一旦记录过期，则需要重新建立连接，那么同一个用户的请求很可能被不同的服务器进行处理，则先前的所有会话信息便会丢失。(4)不能区分服务器服务器的当前运行状态差异。例如，用户A可能只是浏览几个网页，而用户B可能进行着大量的下载，由于域名系统仅仅是简单的轮流均衡，很容易将用户A的请求发往负载轻的站点，而将B的请求发往负载已经很重的站点。因此，在动态平衡特性上，动态DNS轮询的效果并不理想。
2.2.2 负载均衡器捆绑WEB内容交换技术
负载均衡器通过虚拟IP地址方法，解决了DNS负载均衡所面临的许多问题。使用了负载均衡器集群系统，在外部看来，像是具有一个IP地址的单一服务器一样，这个IP地址是虚拟的，它映射了集群中的每一台机器的地址。
当请求到达负载均衡器时，它会重写该请求的头文件，并将之指定到集群中的机器上。如果某台机器被从集群中移除了，请求不会别发往已经不存在的服务器上，客户端操作的对象是负载均衡器，对于其更后端的操作，对客户端来讲，是完全透明的。
2.2.2. 1 基于负载均衡器捆绑WEB内容交换技术的优势
(1)服务器一致性。负载均衡器读取客户端发出的每一个请求中所包含的cookies或url解释。基于这些信息，负载均衡器就可以重写报头并将请求发往集群中合适的服务器上，该服务器维护着相应客户端请求的会话信息。(2)通过故障恢复机制获得高可靠性。故障恢复发生在当集群中某个节点不能处理请求时，需将请求重新导向到其他节点。(3)透明会话故障恢复。当一个引用失败后，负载均衡器会将之发送到集群中其他的节点上，以完成操作，这一点对用户来说是透明的。
2.2.2. 2 基于负载均衡器捆绑WEB内容交换技术的劣势
(1)硬件负载均衡器的缺点在于费用、复杂性。由于所有的请求均是通过单一的设备来传递，因此，负载均衡器上的任何故障都将导致整个站点的崩溃。但可以通过购置冗余设备，使用双重物理链路解决问题。(2)无法实现HTTPS请求的负载均衡。在来自HTTPS请求中的信息已经被加密了。负载均衡器没有能力处理这类请求。不过，可以通过增加代理网络服务器或者硬件SSL解码器解决问题。
3 电力信息系统WEB负载均衡规划设计
负载均衡器的基本工作原理。负载均衡器通过对于数据包的4-7层信息的检查来进行负载均衡的判断，下面就以服务器承载WEB应用负载均衡的整个流程来介绍工作原理。
3.1 会话“session”建立过程
请看下面会话的例子：
为了识别会话，客户机和服务器都使用TCP“埠”。客户机和服务器之间的TCP会话由四个参数定义：客户机IP地址、客户机TCP端口、服务器IP地址和服务器TCP端口。所以，如果IP地址为199.1.1.1的客户机使用TCP端口1234与IP地址为145.145.100.100的服务器（TCP埠80）建立会话，则该会话定义如下：
(clntIP,clntPORT,srvrIP,crvrPORT)=(199.1.1.1,1234,145.145.100.100,80)
3.2 WEB负载均衡
假设上图中所示的样例，客户机通过访问服务器负载均衡设备的虚拟地址145.1.1.1进行WEB应用的访问。再假设选择服务器145.145.100.100响应此客户机，则客户表的记录如下所示：
如果启用此记录，负载均衡器会执行以下两个任务：(1)所有从客户机199.1.1.1发送到服务器群145.145.1.1且目标TCP端口为80的数据包将被发送到服务器145.145.100.100。(2)所有从服务器145.145.100.100发送到客户机199.1.1.1且源TCP端口为80的数据包将被改为源地址145.145.1.1发送出去。
即:对于用户199.1.1.1来说，145.145.1.1是他要访问的服务器IP地址，当负载均衡器(145.145.1.1)，收到用户请求后，会根据后面2台服务器的“健康状况”和负载均衡算法将用户的请求转发到某一台服务器145.145.100.100。
3.3 负载均衡算法为了将流量发送到最佳的服务器，负载均衡器可以对流量应用若干强大的算法。
(1)轮询-负载均衡设备将每一个新请求发送到服务器集群中的下一个服务器。负载均衡设备当然不会输于传统的循环算法功能。后者不论服务器是否在工作或性能如何，都会向其发送请求。而负载均衡设备只会将请求发送到工作正常的服务器。
(2)最少用户-负载均衡设备将流量重定向到用户数目最少的服务器。最常用于用户较多的HTTP或小流量会话。
(3)HASH-该方法允许将流量重定向到用户数目最少的服务器，并根据客户端IP地址实现客户端与真实服务器的会话保持绑定功能。即，只要客户端的IP地址不变，该客户端任何时候访问的服务器都是最初选定的真实服务器。
4 电力信息系统WEB负载均衡应用实现
根据以上的WEB负载均衡规划设计，在信息系统架构中，服务器前端配置2台负载均衡器。利用VRRP实现冗余，工作在主主模式，做到高可靠性，同时保证系统中不会出现单点故障。
在实际运行中针对信息系统的WEB负载均衡实现使用了以下功能：(1)旁路部署方式-物理旁路在核心交换机上，逻辑上位于核心交换机和应用服务器之间，主要实现所有基于IP协议的各种服务器的负载均衡功能，可以实现服务器业务的7*24不间断的运行，从而实现所承载的WEB应用的高可用性和高性能。(2)HASH算法-采用HASH算法，实现客户端与真实服务器间的会话绑定中。(3)全路径健康检查-采用检查后台中间件和数据库应用的TCP端口，并分别绑定每台中间件服务器和其对应的数据库服务器，从而保证客户端能够访问到真正健康的WEB应用。
使用这种全程监视模块，可以检查整体数据流向之间的从属关系。将一组状态检查合并，然后定义为代表全程状态监视的一个逻辑实体。一旦在这些资源中检测到故障，负载均衡器则不会将用户分配到这个发生故障路径，从而保证为用户提供透明的数据访问保障。
应用的整个网络连接如下图所示：
5 结语
负载均衡器提高了WEB应用程序的可用性和可伸缩性。通过灵活的策略实现了自动匹配WEB服务，实现了流量负载均衡访问的过程，这种弹性解决方案对提高系统效率的作用相当明显，为企业信息化应用开展打下了坚实、可信赖的基础。
参考文献
[1]张靖.Web服务器负载均衡研究[D].电子科技大学,2004:2-3,14.
[2]闵娟娟.服务器集群负载平衡技术的研究[D].武汉理工大学,2008.
均衡设计 篇10
随着中国城市化进程的进一步加快,城市物流配送建设水平对经济发展的影响日趋明显,城市物流配送体系的合理构建,对城市物流系统的良好运行以及城市经济民生的稳步发展具有重要意义。从国家角度来看随着物资生产、需求的提高和生活节奏的加快,配送质量与配送时间因素的联系越发紧密,而就目前情况来看,城市配送的供给和需求达不到平衡,现有配送体系很难满足城市配送的需求,因此构建均衡的高端城市物流配送体系十分重要。
近年来城市物流配送逐渐呈现出需求量波动大、需求点范围广、配送品种多、小批量、多批次等特点。城市物流配送形态正在由集中的城市物流配送需求,向分散与集中共存的形态转变。同时,城市交通拥堵严重,配送时间不能保证等问题制约着城市物流配送活动。目前,对城市物流配送体系的研究主要集中在配送路径的选择,配送时间可靠度度量等方面。如King等[1]通过调查研究表明,在城市物流配送中有6%的配送距离和12%的配送时间是被浪费掉的。朱永升等[2]从城市物流配送网络的角度探讨了交通限制条件下的城市物流配送路线选择问题,并模拟了不同的交通状态下的路径优化选择。李聚等[3]利用改进节约蚁群算法求解了城市物流配送中的车辆路径选择问题。陈琨[4]从时间质量出发,建立以行程时间最小化和行程时间可靠性最大化的两个目标因素的物流配送通道选择模型。周骞等[5]在借鉴道路网络畅通可靠度理论的基础上,提出了物流配送运输网络畅通可靠度的概念,并基于畅通可靠度对城市物流配送网络进行了研究。
我国关于配送体系的研究,虽然对配送体系建设进行了相关探讨,但大多数是从整体角度的定性分析,并多以提出建设对策及建议为主,不能较好地与特定城市具体情况相结合。在对城市物流配送的研究方面,主要是针对物流配送的关键环节进行研究,而从城市角度出发,构建一个科学、合理的协调城市与企业的城市物流配送体系的研究比较少。
因此,从城市角度出发,找到物流配送在数量、时间和结构上的平衡,合理设计城市物流配送体系,提高物流配送效率,缩短配送周期,使供应链更好的链接,降低物流成本,构建均衡的高端城市物流配送体系是解决问题的关键。
1 我国城市物流配送体系现状与存在的问题
我国城市物流配送状况总体运行趋稳向好,体现在城市细分市场深度调整;多行业联动继续深化,跨界竞合渐成趋势;配送平台整合初见成效,物流网络下沉发展;城市物流结盟发展,国际物流面临机遇;信息化加大投人,技术装备加快升级;基础工作稳步推进,行业服务能力进一步增强;交通运输管理体制改革,物流政策环境改善等方面。但我国物流配送运行还存在较大下行压力,社会物流配送成本依然较高,物流运作方式粗放、物流服务附加价值低、技术应用水平薄弱和资源环境负担较重等问题还很突出,促进城市物流配送发展的各项政策措施有待落实。
我国城市物流配送体系设计的问题可以从以下六点出发考虑:
(1)城市配送体系与城市产业布局的关系。
长江三角区城市产业以商品贸易为主,沈阳、重庆等城市主要依托重工业。城市物流配送体系设计要结合城市产业布局的实际情况,选择物流园区的地址与配送方式。陕西建设五大物流体系:以电子信息、高附加值产品为主的航空物流体系,以农产品批发和冷链物流为主的农产品流通体系,以机电产品和轻纺产品为主的新型工业品批发市场体系,以石油、煤炭、天然气、重要矿产为主的资源性产品物流体系,以日用消费品为主的城乡配送物流体系。
(2)配送仓储中心、聚集区的完善。
西安市按照城市产业布局设立七大物流园区:以装备制造和高技术产品为主的西安国际港务区、西安咸阳空港物流园区、宝鸡陈仓物流园区,以陕北能源化工产品为主榆林能源化工基地物流园区,以陕南绿色农产品和矿产为主的汉中褒河物流园区、安康综合物流园,以粮食和果品为主的渭南撞关物流港。
(3)城市配送标准化程度。
从标准的制定来看,来自汽车物流、冷链物流、铁路运输企业三大专业领域的企业认为,标准制修订应注意的问题包括:现有标准适应性、可操作性、标准的水平以及标准的制定周期。目前的物流标准中国家标准多于行业标准,定性的标准、大而全的标准过多,针对专业领域的专业物流标准少,而物流本身是服务业,个性化服务和增值服务是物流服务的特点,制定专业领域的、针对具体活动的、解决行业共同关注热点问题的标准应是今后提高标准实施效果的一个重要方向。
(4)物流技术装备。
物流技术设备包括车辆、仓储设备、输送分拣设备等。2013年是我国物流系统设备大发展的一年,自动化立体库项目建设市场一片繁荣。据不完全统计,截至2013年12月,全国自动化立体库保有量超过2 200多座。2013年物流系统设备集成市场的需求增长速度超过30%,年立体库建设超过300座以上[6]。随着电子商务物流的发展,对物流输送预分拣的市场需求日益增长,输送分拣设备在物流系统中所占比例近年来有较大提升,市场需求增长较快。用机械化和自动化的快速分拣技术,可以取代大量的人工分拣,同时还可以提高分拣的准确率、降低劳动成本。因此,随着劳动力成本的大幅上升,输送分拣设备需求上升,行业发展将提速。
(5)物流配送体系的信息化。
随着科技的进步,信息的重要性也日趋显著,搭建城市物流配送体系共同配送信息平台是新的发展趋势。宁波市物流企业加快与国家物流公共信息平台数据互联,有18家集装箱运输试点企业推广应用物流标准化软件,20家物流企业参与企业信息系统接口改造。信息技术、物联网技术加快推广应用,九龙物流、顺丰速运、中创物流等一批智慧物流应用企业脱颖而出,物流信息化、自动化、智能化水平大幅提升。
(6)运营运作。
成都以建设公路港口物流为基点、以发展物流园区为核心,构建全省物流干线专线网络。在公路港与公路港之间、公路港与园区之间、园区与园区之间形成各类物流运输网络;形成成都市区、省内市县、省外市县等短长线结合的专、干线网络体系。采取市场配置、政府引导、行业促进的方式建设发展。为此,要加快与干线、专线相适应的高速公路、铁路专用线和水运、航空衔接的建设,形成完善的配送网络。
虽然我国各大城市在城市物流配送体系的建设上做出很大努力,但是从满足城市生产生活需求的角度、内部管理的角度看城市物流配送体系在配送体系与城市产业布局的符合性,配送仓储中心、聚集区完善,标准化程度,物流技术装备,信息化平台建设以及城市配送体系运营运作等方面还有待提高。城市物流配送体系的设计需要向智能化转型,追求整个城市的配送收益最大化,成本最小化,以及实现低碳环保和短时高效配送。从城市物流配送需求角度来看,数量因素、时间因素与结构因素对于城市物流配送体系来说都很重要,物流均衡理论的提出可以为城市经济的发展保驾护航。
2 物流均衡理论的提出
物流为经济服务,根据一般均衡理论,生产要素的供给和需求通过生产要素市场和商品市场以及这两种市场互相之间的供给与需求力量的相互作用,使每种商品和生产要素的供给量与需求量将各在某一价格下同时趋于相等,社会经济将达到全面均衡状态,此时经济市场可谓是最健康的发展。由此,客观要求物流配送体系的设计也需要追求供给和需求的平衡,更进一步,是要达到在数量、时间和结构上均衡。
从均衡状态考虑又可以将物流均衡分为动态和静态,静态均衡与动态均衡都是考察系统平衡状态的方法,但是二者考察的角度不同。静态均衡是以一种相对静止、独立的角度来看待系统,是指在不考虑时间及其他的变动因素的情况下,系统中各个变量没有发生变动的一种相对稳定的状态。在静态均衡中,系统中所有变量的状态都是处于某一时期的状态,不随时间的推移而变化。 动态均衡是指随着时间的推移,在一定外来干扰力的情况下,系统内的各变量从一个时期的相对稳定的状态沿着一定的路径向另一个时期的状态进行演变,从而达到一个新的稳定的状态。动态均衡是在静态均衡的基础上引入了时间的概念,认为系统的变化是一个连续的过程,并且需要有一定的外来力作为干扰的条件。研究动态均衡,可以分析出系统是怎样从偏离均衡的状态下进行恢复。
基于以上均衡理论的含义,将均衡的发展引入到物流体系的发展中,本文给出了物流均衡的含义,认为物流均衡是在一定物流技术条件下,物流供给与物流需求在数量、结构、时间三个方面达到一种相对平稳、平衡的状态,从而使一定的投入获得最大的收益。该概念包括了三个方面的含义:物流静态均衡的三维体系,即时间、数量、结构;影响物流动态均衡发展层次的关键条件—物流技术;物流均衡的目的是降低物流体系的费用和成本,提高经济等各方面的收益。物流数量均衡———对于区域内所有行业产生的总的物流需求量,区域内所有供给者的最大供给量能够满足且恰好满足的状态。主要表现在区域内物流需求总量应该与该区域内的所有物流园区、公路、铁路、机场、港口等产生的吞吐能力在某种程度上达到相对的平衡。物流结构均衡———不同类型的产业或层次下,物流需求主体的需求比例与能提供该类型物流服务的供给主体的供给比例相当的状态。主要表现在:第一,物流需求主体对于公路、水路、铁路、航空等交通需求量不同的需求比例与区域内的公路、水路、铁路、航空等交通基础设施、物流园区以及物流企业的比例相当;第二,三大产业的需求主体的物流需求比例与各产业物流供给的比例相当;第三,一般物流需求和高端物流需求的比例与各层次物流供给的比例相当。物流时间均衡———物流需求与物流供给在时间上准确、及时衔接的状态。主要表现在配送的及时性、准确性和配送效率上。物流绝对均衡是一种理想化的状态,在实际中,大多是难以实现的,因此,物流均衡可以理解为在满足物流需求的前提下,物流供给与物流需求在数量上的差额最小,在结构比例上大体相当,在时间衔接上尽量及时、准确、高效,以达到物流的相对均衡状态。
物流均衡是一个相对的过程,以上物流均衡的三维结构主要是针对物流静态均衡进行分析的,除此之外还应该充分认识到物流均衡是一个动态均衡的过程,是不断向高层次均衡不断演变的过程,而物流技术则成了影响物流均衡层次高低的决定性因素,它与需求和供给双方的作用一起构成了影响物流均衡层次的内因,来影响均衡的演进。物流均衡是物流配送体系稳定运行的基础,尽管物流均衡的实现是暂时的或者长期的,都促进了科学技术的进步和财富积累,形成发展的巨大动力。在城市配送体系的构建中,基于物流均衡理论可以找到配送体系的均衡点,使配送在供给和需求上达到均衡,以此节约物流成本,提高配送效率。
3 基于物流均衡理论的城市配送体系框架设计
城市物流服务于城市经济发展的需要,指物品在城市内部的实体流动,城市与外部区域的货物集散以及城市废弃物清理的过程,并存在不同的模式、体系和存在形态,和其他形式的物流有一定区别。为了达到城市配送准时、高效、低费的理想状态,需要实现城市物流配送体系时间、空间和结构的链接,基于物流均衡理论,追求物流供给与物流需求在数量、结构、时间三个方面达到一种相对平稳、平衡的状态。并通过对城市各个方位现有货物流量的调查以及对未来货物流量水平的预测,按照城市物流中心布局的原则和要求,进行合理规划布局,建立我国的城市物流中心。在此基础上迅速推行物流配送业务,使货物以准时、高效、低费的优势服务从供给者输送到需求者。由此本文将城市配送体系分为三个层次:业务布局层、监督测评层、宏观调控层。如图1 所示。
(1) 业务布局层设计
城市物流配送的内容包括短途运输、仓储、调度、集货、加工等。基于均衡理论,从时间、数量、结构三个方面追求配送体系供给和需求的平衡。此层面最求的是一种静态的均衡,解决物流中心选择[7]、行车路线安排[8]、JIT配送等问题[9]。数量上的均衡要求城市各个配送节点物流资源的需求量与供给量在数量上相等。结构上的均衡要解决物流中心的选择、车辆装载方案、行车路线的安排等问题。时间上的均衡要解决JIT配送问题,如何进行准时配送,城市中某一配送节点需要的配送时间与系统所提供的配送时间相等,以达到短时高效的配送[10]。在对业务布局层进行设计时,要考虑城市的产业布局。根据城市区域产业布局的不同,集中设立各类型的配送中心,以共同配送、集成配送的形式,提高配送效率,节约配送成本。
(2) 监督测评层设计
由物流均衡理论,为了追求物流配送供给和需求上的均衡,需要对大数据信息汇总,构建共同配送平台,从总量监控、结构监控、时间监控三个方面对城市物流配送体系的运行情况进行监控。此层面追求的是一种动态的均衡,城市资源在各个行业的分配比例、各配送节点是否准时配送[11]。总量管理:政府制定城市配送的相关政策法规,政策支持与引导是城市物流配送体系的宏观指导,为经营城市物流配送平台的示范型企业,提供相应的硬件支持、税收支持和城市通行许可支持等。结构管理:利用决策支持系统对城市配送平台的构建与实施进行管理。时间管理:通过监测层监测指标的反馈,对配送时间适时调整,进行动态规划[12]。通过动态信息的调整,使城市配送体系达到动态均衡。
(3) 宏观调控层设计
需要考虑城市物流中工业、生产、生活等各个方面的物流配送情况,需要了解城市的产业布局以及城市发展计划,进行宏观调控、管理和调配规划,整合并合理分配与利用资源。需要政府、企业、协会等配合;制定相关政策法规;利用指标反馈、决策支持系统进行动态调控。例如可以提供如下政策支持:
①城市配送信息系统建设与整合政策。政府投资建立城市配送信息平台,链接整合商贸企业、电商企业、配送中心、配送企业“孤岛”式信息系统,强化数据链服务社会的功能。②城市配送系统标准化建设政策。统一城市配送物流标准,对于城市配送的设施、设备、车辆、路线、人员、作业流程、服务标准、收费价格进行统一管理,实行配送标准化、合理化。③城市配送中心按照城市产业结构布局。根据城市产业地域分布特点设立几个大型配送中心,加强公共型的城市配送中心规划建设,统一设计建设城市配送车辆道路泊位,统一设计建设城市配送专用储物箱,保障城市配送基础设施建设用地和合理规划。④城市配送支持与鼓励政策。通过利用城市配送税费、融资、用地等政策工具,鼓励企业产业链上下游纵向与同业横向合作。⑤城市配送体系管理模式、运行机制政策对城市配送需求有效整合,吸引城市配送供需双方企业加盟,以加盟企业为骨干,以最终用户为服务对象,高水平地提升城市配送水平。
(4) 业务布局层、监督测评层与宏观调控层的关系
业务布局层是交通层、物流层的集合,是整个体系的基础;监督测评层负责对业务层的运行情况以指标的形式进行度量,核实业务布局层的运行情况;宏观调控层负责对业务布局层和监督测评层的实施与反馈情况进行宏观调控。如图2 所示。
4 结论
随着城市物流配送状况对城市经济情况的影响越来越显著,高端城市物流配送体系设计的重要性也越发明显,本文从物流均衡理论出发,根据中国城市物流配送体系的现状,设计出由业务布局层、监督测评层、宏观调控层组成的三层结构的城市配送体系。追求城市物流配送体系在时间、空间和结构上达到静态均衡到动态均衡的状态,从而实现城市物流配送体系的高效运转,节省配送成本,提高配送效率。构建高端城市物流配送体系,更好地为城市经济服务。
摘要：构建合理高效的城市物流配送体系对于提高城市运输能力、整合城市运输及仓储资源、建设现代化城市物流系统有着积极的意义。文章通过大数据、云计算等技术,基于供应链上下游各个环节上的供给与需求在数量、结构和时间上达到平衡的物流均衡理论,有针对性的研究设计城市物流配送体系的功能结构、总体架构及运行机制,实现配送体系的高端化、集成化,构建出由策划调控层、监督测评层、业务布局层组成的三层结构、高端城市物流配送体系。
