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关键词云计算业务形态内涵虚拟化网格计算框计算· ·1引言
云计算是互联网领域近两年来非常热门的一个新名词,自诞生之日就引起了业界极大的关注。由于是多种技术混合演进的结果,加之有各个IT巨头公司不遗余力的推动,云计算的发展极为迅速。与此同时,各种与云计算相关或是相近的应用和服务,纷纷被打上云计算的标记推上市场。
一时间,关于云计算的应用和服务异常丰富,种类也是相当纷繁复杂。在云计算应用迅速发展的同时,各个IT公司和研究机构也都从各自不同的研究角度和利益立场出发,分别给出了各自对云计算的理解和定义,以期能够在理论、标准和产品方面占据主导地位。目前,关于云计算的定义和解释至少已有25种之多。
面对云计算应用如此迅猛的发展态势和对云计算众说纷纭的理解,如何归纳和分析云计算当前的发展规律从而能够把握云计算的本质和内涵所在,是当前云计算领域一个亟待解决的重要问题,这将决定着云计算的未来发展。本文从归纳分析云计算目前发展的业务形态出发,分别以表象、内涵和外延3个不同的维度对云计算目前的发展情况进行了剖析和研究,旨在发现和提炼云计算发展的本质规律,以期能够把握和指导云计算的未来发展。2表象:云计算的4种业务形态所谓表象就是指云计算外在的表现形式,即云计算所能提供给用户的业务和应用类型。
例如,对于个人用户,目前云计算能够提供的部分业务形式参见图1。图1所示的GoogleDocs拥有一套功能非常强大而且免费的在线文字处理程序、电子表格程序和文档演示程序,是传统办公应用程序在云计算模式下运用的经典实例。再比如电子邮件,如果用户拥有了一个互联网电子邮件账户,就可以说是加入了云计算潮流。如大多数雅虎或Gmail用户就可以通过互联网来检索、读取及编写电子邮件,要是没有云计算,他们就无法使用电子邮件应用软件,也无法访问电子邮件本身。
对于云计算所提供的诸多业务形式,不同的业务由不同的底层支撑技术提供支撑。对于不同的业务形式,云计算在进行业务提供时,业务提供的思路也是彼此之间存在差异。因此,根据云计算所提供应用和业务底层支撑技术的不同以及业务提供思路上的差异,本文将目前云计算所提供的诸多业务形式和应用类型经过归纳研究分为4种类型,具体包括存储云、计算云、分布式构件云和网络化软件云。
(1)存储云存储云就是一个大规模的分布式存储系统,对第三方用户公开存储接口,用户可以根据自己的需要来买相应的容量和带宽。存储云的应用形式包括个人用户磁盘、企业数据备份和数据中心等。(2)计算云计算云的基本功能是将来自用户的计算任务拆分,然后再派发到云中具备相应功能的节点进行分布式的并行计算,进行全部相关计算之后,再将最终的互联网中云计算技术研究张健工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师,博士曹蓟光工业和信息化部电信研究院通信标准研究所副总工程师,博士摘要从云计算的表象、内涵和外延3方面入手,对云计算进行了分析,总结出云计算的4种业务形态,提出了云计算的内涵和本质,并对其与云计算相近的技术进行了比较和分析。
关键词云计算业务形态内涵虚拟化网格计算框计算·1·《电信网技术》2009年10月第10期互联网技术网络技术———互联网技术专题网络技术1引言云计算是互联网领域近两年来非常热门的一个新名词,自诞生之日就引起了业界极大的关注。由于是多种技术混合演进的结果,加之有各个IT巨头公司不遗余力的推动,云计算的发展极为迅速。与此同时,各种与云计算相关或是相近的应用和服务,纷纷被打上云计算的标记推上市场。一时间,关于云计算的应用和服务异常丰富,种类也是相当纷繁复杂。在云计算应用迅速发展的同时,各个IT公司和研究机构也都从各自不同的研究角度和利益立场出发,分别给出了各自对云计算的理解和定义,以期能够在理论、标准和产品方面占据主导地位。目前,关于云计算的定义和解释至少已有25种之多。
面对云计算应用如此迅猛的发展态势和对云计算众说纷纭的理解,如何归纳和分析云计算当前的发展规律从而能够把握云计算的本质和内涵所在,是当前云计算领域一个亟待解决的重要问题,这将决定着云计算的未来发展。本文从归纳分析云计算目前发展的业务形态出发,分别以表象、内涵和外延3个不同的维度对云计算目前的发展情况进行了剖析和研究,旨在发现和提炼云计算发展的本质规律,以期能够把握和指导云计算的未来发展。2表象:云计算的4种业务形态所谓表象就是指云计算外在的表现形式,即云计算所能提供给用户的业务和应用类型。
例如,对于个人用户,目前云计算能够提供的部分业务形式参见图1。图1所示的GoogleDocs拥有一套功能非常强大而且免费的在线文字处理程序、电子表格程序和文档演示程序,是传统办公应用程序在云计算模式下运用的经典实例。再比如电子邮件,如果用户拥有了一个互联网电子邮件账户,就可以说是加入了云计算潮流。如大多数雅虎或Gmail用户就可以通过互联网来检索、读取及编写电子邮件,要是没有云计算,他们就无法使用电子邮件应用软件,也无法访问电子邮件本身。对于云计算所提供的诸多业务形式,不同的业务由不同的底层支撑技术提供支撑。对于不同的业务形式,云计算在进行业务提供时,业务提供的思路也是彼此之间存在差异。
因此,根据云计算所提供应用和业务底层支撑技术的不同以及业务提供思路上的差异,本文将目前云计算所提供的诸多业务形式和应用类型经过归纳研究分为4种类型,具体包括存储云、计算云、分布式构件云和网络化软件云。(1)存储云存储云就是一个大规模的分布式存储系统,对第三方用户公开存储接口,用户可以根据自己的需要来买相应的容量和带宽。存储云的应用形式包括个人用户磁盘、企业数据备份和数据中心等。(2)计算云计算云的基本功能是将来自用户的计算任务拆分,然后再派发到云中具备相应功能的节点进行分布式的并行计算,进行全部相关计算之后,再将最终的互联网技术网络技术———互联网技术专题网络技术。(编选:)
关键词:云计算技术;信息安全;保障措施
中图分类号:TP393.08
云计算是现代信息社会中一种基于网络的新型的计算模式,目前仍处于起步阶段。云计算技术的标准还未得到统一,仍欠缺必要的业务应用能力,采用的商业运作模式还未发展成熟,因此,云计算技术的安全性目前还面临着诸多挑战。采用传统的计算模式,用户可以行使完全的数据控制权力;但若云计算模式,用户将失去对数据和机器管理的完全控制权,他们没有选择地完全依赖于云服务提供商,仅仅保留些许的控制虚拟机的权限。所以,从用户的角度出发,云计算技术保证计算结果和存储数据的高度的安全性具有至关重要的意义。
1 云计算技术中存在的各种信息安全风险
1.1 数据安全风险。云计算技术最大的特点就是用户可以在任一角落通过网络来直接访问“云”,与此同时,云服务供应商相应的数据管理工作人员也有相应的权利完全控制用户的一些数据。大量用户多点访问是一种可能存在的情况,这时候云计算服务环境需要提供必要的安全、可靠、有效的用户认证以及相应的访问控制机制。企业用户选择云计算服务供应商就是依赖云计算服务更加完美的运营能力以及对其安全环境的信任。但是云计算往往涉及到超大规模的分布式环境,这种情况下集中访问控制数以百万的节点是不太可能实现的,Kerberos想要在超大的集群规模中准确做到时间同步也有一定的困难,难以实现高并发和高压力下对访问权限的集成、传递等机制,另外,高并发和高压力同时也会对加解密算法性能造成影响,采用的传统用户认证方法以及访问控制算法和解决方案都可能出现不适应的情况。
云计算服务有时候会基于共享的环境,因此,在大多数情况下任何用户都可以进行注册来使用这个共享的环境。这就为一些恶意破坏分子创造了其实施破坏的机会,他们研究云计算安全环境的基础架构以及所采用的一些服务软件,从中抓获云计算服务环境的安全漏洞,并上传恶意攻击代码,非法获取正常用户数据或蓄意破坏其数据,形成安全风险。另外,内部工作人员由于工作疏忽也可能无意破坏用户数据,或造成数据不可用的不良后果。云计算规模大、服务环境复杂、计算种类繁多,比传统的服务技术更容易暴露安全漏洞,因此给安全威胁的检测和防护带来了相当大的困难,恶意破坏分子一但形成攻击,将会造成巨大的损失。共享的云环境为用户数据内容的完整性和保密性带来了一定的风险。云计算服务的首要任务就是确保用户数据高度的完整性和保密性,工作人员要确保数据内容不被他人进行访问或无意、恶意的修改,尽最大努力确保用户数据的安全性。
1.2 数据隐私和可用性风险。用户在使用云计算服务时,他们的相关数据有可能被恶意破坏者或竞争对手掌握,因此,云服务供应商必须做到将不同的用户数据的有效隔离,从而确保用户数据高度的私密性。使用加密方式保护的用户数据,云服务供应商需要确保所采用的加密算法的高效可靠,另外要注意采用的加密机制不能影响用户数据的正常使用,更不能对用户数据内容造成破坏。分布在数据中心的用户数据,极有可能受到自然灾害以及人为蓄意破坏,其设备也会出现故障意外,因此其用户数据在意外情况下的可用性还存在一定的风险。
1.3 安全审计风险。共享的服务环境为不同用户不同服务工作日志混合在一起也提供了一定的“机会”,大规模的混合日志环境下为工作人员针对特定事件所进行的日志搜集、取证等工作造成了非常大的困难,由此便为用户和云计算服务供应商造成了安全审计的风险。云计算的日志系统应该具有对突发事件以及恶意入侵行为迅速反应的能力,提高其安全系数。
1.4 技术标准风险。云计算技术标准目前还不够完善,因此供应商难以构建一个能够满足等级保护的、能够被完全信任的、可操控的计算环境。由于云计算环境中涉及到物理节点的情况比较复杂,计算节点的创建和处理的点数量很多,采用完整虚拟机来构建一个绝对安全隔离的环境需要付出高昂的代价;如果采用非完整的虚拟机来构建一个安全隔离环境,其环境的安全等级较差,无法满足云计算环境的安全需求。
1.5 法律风险。为了完成用户数据的备份、确保其可用性,云计算服务供应商通常会采用将企业用户数据分别存放在全球各个云计算数据中心的方法。云计算服务供应商所采用的这种存储方式会给企业用户带来一种潜在风险,企业用户信息在遵守本国的相关安全法律法规的同时还必须遵守储存其数据的数据中心所在地的法律法规。
1.6 云技术服务质量风险。用户对于各类型的数据以及各种应用的需求情况是不可预测的,一旦出现突发事件、设备故障,或者大量用户需求访问,此时的云计算技术本身具备的响应能力可能会发生一定的问题。因此,用户要与云技术服务供应商共同协商详细的、具有法律效益的服务水平协议,对云计算的可用性条件、所付责任和相应的解决措施达成共识。
2 云计算技术几种安全保障体系
2.1 云计算环境和网络安全保障。相关专业人员要针对云计算系统当前存在的人员、基础设施风险采用安全可靠的物理防范措施,同时云技术服务供应商要制定配套的管理制度,对云计算系统所处的物理环境实施全方位的安全防护,对于云计算环境的安全保障技术类似于传统IT系统所采用的物理安全保障技术;针对云计算系统可能存在的网络风险,则需要有关工作人员设计相应的网络安全防护措施,严厉打击蓄意破坏网络安全的“黑客行为”,对云计算系统的基础网络和其涉及到的网络通信进行全方位的安全防护,对于云计算网络的安全保障需要考虑多用户和云计算内部网络的访问控制问题。
2.2 用户数据安全保障。排除云计算系统中存在的数据风险,服务供应商要根据相关的合规性要求,结合当前数据存储系统设计方案,制定相应的数据安全防护机制,从而确保用户数据安全。由于云计算的特殊环境,需要其在传统的数据安全技术基础上添加新型加密技术。
2.3 虚拟化安全保障。想要有效化解云计算系统中存在的虚拟化风险,需要对物理、虚拟服务器全面监控、管理、隔离和防护,最大限度提高物理机以及虚拟机空间高度的安全性。云计算中这部分技术与传统IT系统安全保障技术区别最大。
2.4 空间安全保障、安全服务、安全审计监管技术。云计算技术运行环境特殊,可为云租户在非完全可信、可控的环境提供保护自身利益的技术。而在可信环境下,云计算运营商可向云租户提供安全服务技术,最大限度减少云租户在云技术安全领域的投入,实现安全即服务的最终目标。另外,云计算环境需时刻进行安全审计监控,做到在安全审计监控的基础上对云技术实现安全、有序管理。
3 总结
本文详细分析了云计算环境中存在的各种安全风险,并从7个技术应用角度详细探讨了云计算安全技术体系架构和相应的防护措施,确保云计算技术高度的安全性。
参考文献:
[1]刘云龙,曾晋,刘法,旺李维.面向安全风险的云计算测试技术研究[J].微电子学与计算机,2013,10(06):56-57.
[2]胡春辉.云计算安全风险与保护技术框架分析[J].信息网络安全,2012,23(07):33-34.
[3]陈鑫.云计算时代的安全风险与解决方法[J].计算机光盘软件与应用,2010,15(04):20-21.
关键词:云计算;分布存储技术;数据
中图分类号:TP333
随着信息技术的飞速发展,社会和科学也已不可估量的速度飞速行进着,与此同时,在各行各业中不断推进和广泛应用的信息化向信息技术发出了更新一轮的巨大挑战,对信息技术向前发展起到了促进作用。云计算随着存储、通信技术以及计算等的发展而出现并得以广泛应用,使得用户能够更便捷、适时地访问云服务提供商提供的信息资源,整体来说,云计算同时具备着高可靠性、虚拟化、超大规模、价格低廉等特性,极大程度上满足了海量数据存储要求。在这一环境下的分布存储技术作为云计算的基础,虽然功能强大,然而从当前形势看来,它面临着巨大的挑战,因此需要不断地做出分析和研究。
1 云计算技术
云计算是一种为了能够更好地满足相当数量的数据信息的计算以及存储等相关服务,同时跟随当下形势呈现出非常流行趋势的通信技术而产生的新型的、能够为各行各业进行分享基本数据资源的一种计算模型。云计算服务提供商基本上是不参与相关流程的,云计算机能够保证用户实现随时、便捷且放百度呢存储服务、访问网络服务、计算服务等一系列资源。源头上看来,云计算服务提供商是将庞大的数据节点以及相关网络设备进行科学有效的有机结合,继而就可以形成一个或者是一些具与一定规模的数据中心,进而由这一数据中心向有所需的用户提供到他们需要的服务,最大程度上满足了用户的使用要求。
关于云计算这一方面做出的相关研究表明,云计算具有最为显著的属性包括高稳定性、可扩展性以及规模超大灯,因此就可以在相应的环境下很好地实现庞大数据信息的存储操作,存储的位置多为不同数据中心的不同节点之上,即存储在这些节点之上的数据信息都是透明的、共享的,因此一旦用户有哪一方面的需求,只需通过云计算服务提供商提供出的数据访问接口就可以满足自己需求,获取到其中心内部存储的数据信息。然而当前看来,基于云计算环境的分布存储技术显然也是遇到了一些巨大的挑战,云计算数据中心的数据量、数据信息的规模是非常可观的,无疑会为数据中心的相关有效成本费用、容错性以及可扩展性等方面带来挑战,需要我们不断地做出分析研究。
2 云计算环境下的分布存储技术
2.1 可扩展性研究
经济发展迅速的今天,在各行各业都会应用到数据信息处理技术以及计算机技术、通信技术等对相关数据做出一定的有效处理,当下看来,海量信息显然单靠计算机无法满足其处理操作,类似存储、计算等,这一背景下,基于云计算环境的分布存储技术研究应运而生,首先研究其可扩展性。研究之前先分析传统的数据存储计算,其通过冗余的磁盘实现相关要求,那种采取与流行时进行提高数据存储可扩展性的方式虽然确实实用了一定时间,它在一定程度上实现满足了数据的存储空间,只是基于云计算之中的庞大的海量的数据节点,其存储的数据规模以及相关数据中心的规模仍然处在不断扩大的趋势之上,不断增长的需求存储容量显然不能由磁盘预留方式来实现了。因此,云计算环境下的分布存储技术又到达了一个致高点。云服务提供商的数据中心不可能采取冗余磁盘预留的方式来扩展存储空间,并且它也不可能在建立之初将所有的操作都完完全全规划好,譬如说谷歌当前看来,已经在全球的数据中心就有36个,并且每一个数据中西所包含的计算机节点达到了数百万个;再譬如微软的数据中心,对外宣称其将会在全球建设多余二十个数据中心,同时在九月份已经在芝加哥形成了全球最大的模块化数据中心,其中包含了二百二十多个集装箱,同时每一个集装箱中机器数都在两千作用,其服务器还会以十四个月为周期进行成倍增长,赶超摩尔定律增长速度,因此,基于数据中心的网络可扩展性进行研究意义十分重大,以期能够适应当下不断增长、扩展的应用需求。
2.2 容错性研究
云计算提供商仅仅依靠传统的提高容错性的方法进行操作显然满足不了当下的需求,这是因为传统的容错性提高办法是经由高性能的服务器、RAID技术或者是专用的存储设备来进行相关操作,完成这一内容的成本十分高昂,根本无法满足现今云计算提供商的要求,除上述之外云计算之中庞大的节点以及数据规模注定了极高的失效概率。在云计算这一大环境下,操作失效非常常见。譬如在谷歌公司中,就曾在零六年做出过一份报告,即在云计算环境的分布存储技术的数据中心内部,平均每一个Map Reduce作业的运行过程之中就包含了五个失效的节点;每一个拥有着四千个节点金星运行的Map Reduce作业的相关数据中心中,几乎平均六个小时中就有一个小时的磁盘失效时间,这无疑会给云服务的提供商和资源应用者带来不同程度的麻烦和损失。除了上述之外,还有很多情形下会造成失效的结果。总而言之,云计算环境下分布存储的频频失效必将带来不同程度上的损失,其程度不可估量,因此当下而言,容错成为云计算环境之下分布存储所面临的一项巨大挑战,同时其亟待解决。关于云计算环境下的分布存储,想要更为彻底有效科学的提高其容错性,单研究节点之间的相互关联关系,以提高在屋里拓扑结构上的容错性是远远不够的,与此同时,必须同时研究在节点上存储着的数据的相关组织和管理操作,以提高数据容错性,达到最终目的。
2.3 成本控制方面
云计算环境下的数据存储技术之所以需要在成本控制方面做出一定的研究,是因为传统的分布存储所需要管理组织的节点和数据的规模都非常显,能耗相对也自然比较小,同时于企业而言,低消耗下他们是愿意通过成本输入来交换可靠性能以及效率的。然而,在云计算环境下的分布存储,其能耗是非常大的,同时为了使设备处在正常运转的状态之下,能耗还要增加很大一部分。在24*7的运行模式下,在数据中心的存储开销中非常重要的一个组成部分就是能耗。曾有研究人员作出相关研究发现,基本上每一台服务器四年的能耗与其相关硬件的成本不相上下,而且一旦能耗有所降低,在很大程度上还可以提高磁盘等一些硬件设备的运行寿命,这些都会大幅缩减整个数据中心的成本,因此就可以说,当下云计算环境下的分布存储面临的又一大挑战就是如何降低能耗进而降低成本,相继会产生的优良效果就是能源得到节约,环境得到保护。总而言之,云计算环境下的分布存储需要研究的重大内容即尽可能多角度的对设备的制冷消耗进行研究,从而期望在更大程度上降低云计算的成本费用。
3 数据中心网络构件技术
3.1 以服务器为中心
之所以会研究到数据中心网络构件技术,是因为数据中心是使得云计算得以正常运行的基础所在,通常来说,它主要的包括着两个部分,分别是软件和硬件,软件即数据中心提供出服务时所应用到的软件;硬件即数据中心的相关计算机设备以及支撑系统的一些基础设施。以服务器为中心的结构,主要即是在每一个数据中心的相关服务中都会安装网卡,且数量较大,然后运用网线把网卡和服务器进行连接,继而成为一个完整的网络整体,这样做的目的之一是增大数据中心的存储功能。以服务器为中心的结构在结构的组成以及线路的连接两个方面都比较简单,从而达到确保网络底层与服务器之间的有效数据交互,当前看来还有功能更甚强大的路由算法,然而这一结构自身也存在着一定的不足,即由于数据信息会占据相当大的服务器计算资源,就会导致存在一些链路无法实现功能,继而使得服务器的数据压力更大,服务器的计算速率自然受到一定程度的影响,成本的费用以及功能的损失两方面来说都产生了一定的消极影响。
3.2 以交换机为中心
以交换机为中心的网络构件结构其实最主要就是对于交换机的应用,交换机将每一个服务器的数据中心有效地连接,再通过交换机进行数据包转发,当然,云计算环境下的分布存储,相关的服务器负责的功能有所不同,其只是对于数据信息的存储以及处理负责。通常以交换机为中心的网络构件被交换机分成了三层,最为主要的分别是核心层、边缘层以及聚合层。云计算环境下的数据中心中,经由交换机作为中心的网络构件结构具有的优点有操作简便,稳定高效,同时还可以通过交换机的应用实现一些扩展功能,然而,这一结构也存在着一些难以避免的缺陷,比如由于交换机的使用,导致整个数据中心的操作具有不够良好的灵活性、较低的服务器利用效率以及交换机资源的浪费等,通常而言,这一结构在传统的数据中心网络构件中应用较多。
3.3 混合模式
混合模式顾名思义就是将上述两种数据中心网络结构进行有机的结合,进而形成一种功能上更加强大,实现互补的新型结构。在混合模式的结构中,主要是将交换机作为将服务器进行连接的节点,同时配合安装在服务器中的多个网卡,除此之外,混合模式的网络结构中实现了特定场景下的网络结构,它综合上述两种结构的优势,因此比其更加的灵活自由,同等性能的条件下,对于数据中心的成本而言有一定的降低功能。
4 结束语
总而言之,云计算中庞大的数据节点以及相关的网络设备进行有效的有机结合,进而就形成了一个或者是一些较为大规模的数据中心点,从而达到向用户提供一些基本性质的服务,使得客户的使用需求得到满足。总而言之,云计算环境下的分布存储技术使得庞大的数据信息得以存储,存储位置即为数据中心内部中的众多节点中的不同节点之上,更为甚者会存储到在不同数据中心的不同节点上。整体来说,基于云计算环境的分布存储技术它所研究的主要内容即上述内容,如何实现有效地组织和管理在数据中心中进行存储的大量数据信息。
参考文献:
[1]陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用,2009(09):56-57.
[2]张莉.浅谈云计算技术国内发展现状[J].计算机光盘软件与应用,2012(23):78-79.
[3]崇阳.基于云计算下的分布存储关键技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2012(23):32-33.
关键词:云计算;信息化;应用
众所周知,云计算技术早已应用到了社会生活的诸多方面,为人们的生活带来了许多便利,同时也在改变着人们的生活方式和工作方式。云计算技术作为一种新型的信息化技术,代表着未来信息化应用的发展方向。在行业信息化进程中,云计算技术已成为一种新型的技术资源和基础设施资源,被众多企业或组织利用,成为掌握行业主动权的重要砝码。随着业界对云计算技术研究的深入,云计算技术将成为各行各业转型升级和创新发展的关键技术,成为整个社会发展的基础设施和人们生活的一部分。
1 云计算技术的内涵和技术优势
1.1 云计算技术的内涵
简单地讲,云计算其实就是一种新型的资源利用和整合的形式,通过云计算技术能够让信息或者资源在最短的时间内投放给需求方,完成最精确的信息传递[1]。在互联网时代,信息或者资源的存量是极其巨大的,同时,每时每刻产生的新资源更是对用户的行为产生着重要的影响。这些海量的数据或者资源可以认为是一个资源池,云计算通过不同的算法以及大数据处理技术对各项信息资源进行清洗、处理、整合,可实现用户即时获取有效信息的目的。
1.2 云计算的技术优势
云计算技术作为未来信息化技术的发展方向,理应具备现有解决方案无法比拟的优势,“云”概念的提出,涵盖了新型计算技术的诸多方面,比如搭建云服务的基础设施、资源分配的机制和处理算法等。云计算技术具有以下几大优势。
(1)极强的安全性。鉴于云计算技术的重要功能之一是数据的存储和分配,那么云计算的安全性就成为其最重要的技术优势。传统的信息处理模式过度依靠于硬件存储,与之相比,云计算技术的数据储存以及安全性级别都是极为可靠的。在“云”的概念中,加入了容错机制、动态计算机制、实时数据迁移等多种机制来应对数据出现异常的情况。
(2)即时虚拟化。云计算很清晰地指出了即时性,就像白云一样一直伴随在用户周围,随时可以被唤起。正是由于这种即时性,也说明了其虚拟化程度是非常高的[2]。在现代信息化中,用户对信息或者资源的调取是有时效性要求的,随着移动互联网的发展,这种趋势还会加强。
(3)拓展性强。以前,资源的规模拓展受限于空间,但在“云”的概念里,这种情况是不存在的,这是因为云计算在底层设计的时候已经实现了动态伸缩,可以满足未来不可预期的规模拓展。特别是对于互联网巨头企业而言,用户的数据在每个发展时期都不一样,这种变化可能是不同量级的,利用云计算就能满足企业不同时期的需求。
2 云计算技术在不同行业的应用进展
几乎每一项前沿技术都会对人们的生活与工作产生巨大的影响,甚至对行业的发展起到非常重要的导向作用。云计算技术也是如此,在互联网高度发达的今天,网络化、信息化已经成为行业发展的标配,现代信息技术驱动行业发展已成为社会信息化的明显特征。现代信息化v求的是全行业的信息化,当然每个行业由于自身的特殊性,实现信息化的程度和进度都有所不同,但其信息化的本质是不会改变的。
2.1 企业信息化
企业作为市场经济活动的主体,对市场动向总是保持着较高的敏感度,在传统的信息传播方式下,企业获取信息的形式比较单一,甚至是较为滞后的,这很不利于企业自身的管理和业务的发展,所以对于企业而言,引入云计算来加强企业信息化是加快企业信息流动,参与市场竞争,提升企业管理水平的重要途径。建立云计算平台对于企业信息化的影响主要集中在业务和管理方面。在管理层面,云计算能够把每一位职员都按不同维度进行划分,形成数据库,方便即时调用。在业务方面,与业务相关的各项资源以及数据都存储在了云里,当业务管理者需要对数据进行调取和分析时,能够随时随地对数据进行实时分析,提升了数据处理的效率。
2.2 教育信息化
教育信息化可以认为是发展较为迅速的一个领域。中国作为教育大国,一直以来都在向教育强国的发展方向努力,实现教育强国,不但是资金的投入,更需要的是教育资源的投入。我国地域辽阔,教育发展的不平衡与经济发展状况相类似,如何缩小教育水平的差距是摆在人们面前的一个重要课题。云计算技术的出现发展,为解决这一难题提供了一个思路。以往,师资力量的流通较为不便,教师授课在空间上受到了严格的限制。但是在互联网环境下,教师的授课不再受空间限制,而是变成了一种具有分享性质的授课。依托于强大的云计算教育平台,现代化教育已打破了时间、空间的限制,教师可在任何时间、任何地点开展授课,并且可通过基于云计算技术的教育平台与学生进行实时、延时的互动与交流,实现跨越时空的无障碍、高品质教育。
2.3 农业生产信息化
云计算技术另一大应用领域就是农业生产信息化。现阶段,我国农业发展稳中向好,但是随着国家深化供给侧改革的推进,农业发展中出现了新的状况,就是农业供需的严重失衡。例如,本地的特色农业常年无法推向市场,导致转化率极其低下。究其原因,市场信息不对称是导致出现这一问题的一个重要因素,这严重影响了农业生产的快速发展。在不少地区,电子商务开始走进村民家中,农业信息化已经走出了重要的第一步。在云计算技术的带动下,农村的消费需求和产品供给将会得到最大限度的释放,同时能够通过各种云计算平台实现农业生产各个环节的信息化,并对不同地域的农业生产发展情况及生产需求进行分析,得出较为可靠的结论。
2.4 交通领域信息化
近年来我国的交通运输行业有了长足的进步。全国各地都在大规模兴建高铁,改善本地区的交通状况,高铁的信息化程度非常高,可以为乘客提供智能化的服务。此外,随着配套的智能交通基础设施的完善,交通条件逐渐改善,同时由于云计算以及大数据的运用,交通违法行为得到了有效遏制。例如在一些重点管控的商圈路口,会有高清摄像抓拍系统,利用云计算平台,能够准确地识别各种违法行为,例如违法并线、违法停车等等,这为建立良好的交通秩序起到了重要作用。
2.5 医疗卫生服务信息化
挂号难是医院,特别是知名公立医院面临的窘境。挂号渠道单一,挂号速度慢是被人们广为诟病的问题之一。这几年随着互联网技术以及云计算技术的发展,各大医院都在大力推进医疗事业的信息化,例如微信挂号、网上预约挂号,网上问诊等新型医疗卫生服务已在较多医院得到应用,大大方便了病患,特别是病历的电子化、网络化,能够让病人在家就能查看自己的身体状况[3],极大地提高了医疗卫生服务水平。
关键字:云计算;虚拟化技术;通信运营商;IT支撑系统;
中图分类号:E965 文献标识码:A
引言
随着互联网时代信息与数据的快速增长,科学、工程和商业计算领域需要处理大规模、海量的数据,对计算能力的需求远远超出自身IT 架构的计算能力,这时就需要不断加大系统硬件投入来实现系统的可扩展性。[1]在这种情况下,为了节省成本和实现系统的可扩放性,云计算的概念被提了出来。云计算是分布式计算、并行处理和网格计算的进一步发展,能够向各种互联网应用提供硬件服务、基础架构服务、平台服务、软件服务、存储服务的系统。
本文对云计算关键技术——虚拟化技术进行分析阐述云计算的分类及技术架构,同时说明电信运营商IT支撑系统中云计算的应用部署建议。
虚拟化技术
虚拟化是一个广义的术语,在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化是基于开放的x86架构,将硬件、操作系统和应用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中,目标是实现IT资源利用效率和灵活性的最大化。
虚拟化可以用来进行服务器、存储、网络、桌面应用程序的整合,提高系统资源利用率,提高管理灵活性,节省服务器空间和电耗成本。目前主流的虚拟化软件有Microsoft的Hyper-V 、Vmvare的vSphere、Citrix的XENServer等。
表1 主流虚拟化软件产品比较
Micorsoft VMWare Citrix
云计算技术
美国国家标准计算研究所对云计算是这样定义的:云计算是一种IT资源的使用模式,它是对共享的可配置的计算资源(如网络、服务器、存储、应用和服务)提供无所不在、方便的、随需的网络访问。资源的使用和释放可以快速进行,不需要多少管理代价。
云计算的本质核心:以虚拟化的硬件体系为基础,以高效服务管理为核心,提供自动化的,具有高度可伸缩性、虚拟化、标准化的硬、软件资源服务。
云架构通过虚拟化、标准化和自动化的方式有机整合了云中的硬件和软件资源,并通过网络将云中的服务交付给用户。
目前云计算有两种不同的分类方式。按云服务的对象可分为公有云,私有云和混合云:
私有云是企业自己搭建云计算基础架构,面向内部用户提供云计算服务。企业拥有基础架构的自,并且可以基于自己的需求改进服务,进行自主创新。公有云是企业通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务。外部用户通过互联网访问服务,并不拥有云计算资源。混合云实际上是私有云和公有云的混合,既向内提供业务,又向外提供业务。
云计算按提供的服务类型分类,可分为基础设施服务(IAAS),应用平台服务(PAAS),应用软件服务(SAAS)三种类型。
IAAS:基础设施做为服务(Infrastructure as a Service),实现机制是创建虚拟的计算、存储中心,能够把计算单元、存储器、I/O设备、带宽等计算机基础设施,集中起来成为一个虚拟的资源池来对外提供服务。
PAAS:平台做为服务(Platform as a Service),提供服务应用引擎,用户基于该应用服务引擎可以构建该类应用。对服务提供商可以灵活扩展业务,响应长尾需求,灵活调配资源 ;对开发者用户可以加快开发速度,简化系统维护 。
SAAS:软件做为服务(Software as Service),用户通过Internet来使用软件,用户无需购买软件,可以按需租用软件。
IAAS、PAAS、SAAS三个层次彼此之间相互独立,没有依赖关系,不同层次云计算涉及不同的核心技术。
云计算在电信运营商IT支撑系统中的应用介绍
IT支撑系统是电信运营商企业的核心命脉,如何应用云计算需要慎重考虑。由于IAAS服务所需的虚拟化技术和运营技术相对成熟,并且有较成熟的商用案例,因此IAAS是电信运营商IT领域开展云计算服务的最佳切入点。[2]本文就详细说明IAAS云计算技术在电信运营商IT支撑系统的应用部署方式。
电信运营商IT支撑系统根据计算特点分为:面向用户的并发请求处理部分,如各系统WEB 及APP 层(第一类并发处理型);面向网络的重复性任务处理部分,如话单采集、数据抽取及格式转换等(第二类重复任务处理型);复杂关系型计算部分,如计费应用、各系统数据库(第三类复杂关系型)等。其中,面向用户并发请求处理应用、面向网络重复任务处理应用较为适合基于PC 服务器资源池的部署,数据库应用受当前不同厂家设备架构不同以及操作系统不同的限制,不建议向PC 服务器资源池迁移。
在实际部署时,对X86架构的刀片服务器、PC服务器进行了虚拟化,将第一类和第二类应用部署在云资源池上。
虚拟化前:每台主机一个操作系统,软硬件紧密结合,在同一台主机上运行多个应用程序通常造成资源占用冲突,系统资源利用低硬件成本昂贵且不够灵活。
虚拟化后:打破了操作系统与硬件资源互相依赖关系,通过封装到虚拟机的技术,管理操作系统和应用程序为单一的个体,有较强大的安全和故障隔离方式,实现计算资源的按需分配,业务的动态调整,提供了资源利用率。
图1电信运营商IT支撑系统虚拟化前后业务运营方式比较
虽然云计算对运营商应用来讲,对于IT设备的优化,提高效率,节能方面的措施,应该是最为急迫的,但是在将云计算在引入具体应用时还应考虑标准问题、稳定性问题、安全性问题以及应用迁移问题:
标准问题:云计算目前标准化进度缓慢,各厂家各自为战,方案互不兼容,甚至在互操作方面也存在问题。
稳定性问题:尽管云计算技术会带来一定的运维便利性,但由于云计算技术并不成熟,稳定性方面仍有不足。2009年,Google、Microsoft、Amazon的云服务都出现过业务中断。
安全性问题:云计算的引入,对信息安全提出了新的要求,例如虚拟化软件安全、用户数据安全和可跟踪性等。
应用迁移问题:技术方面,需要调整架构;经济方面,初次建设云计算环境和迁移都可能产生新的成本;运营方面,需要现有运营体制做较大改变。在保障系统稳定运行的前提下,内部IT 资源池建设的实施策略一是聚焦重点、快速见效,建设云计算资源池并先迁移设备规模大的适合应用,快速发挥云计算技术价值;二是逐步迁移、滚动实施,根据MBOSS 系统的特点,先实现各专业内的资源整合,后实现跨专业资源整合,分批分阶段迁移、滚动实施,将原有设备纳入资源池,充分保护已有投资。
因此针对以上问题建议资源池尽量采用相同的CPU架构、同一虚拟化软件,以便保持良好的资源调度并易于管理。
资源池尽可能部署在相同机房及二层网络,使物理服务器能够连接共享存储设备,以实现动态迁移。
资源池采用高密度计算、低功耗设备,减少设备空间占用:在机房设施允许的情况下,应尽可能选择刀片型PC服务器,提高计算密度,减少机房空间等高价值资源占用,同时降低能源消耗。
尽量采用高性能局域网络设备,物理主机以千兆接入:资源池所在局域网络的核心交换机应支持万兆以上的交换带宽,相关物理服务器应支持以千兆方式接入局域网络,满足资源池模式下密集计算和信息传输对局域网络设备性能和带宽需要。局域网络设备应具备通过二层VLAN 划分方式实现不同域系统的安全隔离,并能够支持随虚机迁移自动进行相应端口安全策略的迁移。
结束语
引入云计算之后,将实现资源的按需分配,环境部署自动化,加快应用软件的开发、测试和部署速度,实现业务和资源的快速部署,缩短新业务上线时间;提升资源共享程度,建设IT基础资源共享池,使得整体架构可以快速、灵活地响应业务发展需求;实现节能减排,打造绿色IT。
参考文献
〔关键词〕高校图书馆;云计算;二分网络;应用程序
〔中图分类号〕G250.7;391 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821(2012)09-0094-03
伴随我国高等教育的大发展,各个高校图书馆以“加强系统资源建设,促进服务质量提高”为宗旨,逐步更新管理理念,完善管理措施,不断提高图书馆的信息服务能力。与此同时,目前的大学图书馆大都引入基于数据库的自动化管理系统,这就使得高校图书馆管理不得不面对一个图书馆日常借阅数据剧增的事实。其主要原因在于,各大学图书馆不断扩充自身的馆藏书籍数量以及各大学在校学生数量的增加。据调查显示,目前我国一个普通的综合性大学馆藏书籍种类大体在3~4万种,数量在100~200万册之间,1个月产生的借阅信息大体在1~2万条,1年的借阅信息在20万条左右。如此数量的信息背后绝对包含着许多待挖掘的信息,但就这些数据的存储和研究处理方法却遭遇了许多问题,首先是各高校对图书馆管理系统及硬件的投入越来越多,与之同时产生的海量数据保存却越来越吃力,而且各高校保存的数据由于类型差异较大,无法实现共享。其次,缺乏架构化、内在的和深层次的分析数据的分析方法,目前的分析效果不尽理想。
1 云计算与复杂网络的发展
2008年以来,云计算与图书馆管理结合逐渐成为一个热门话题,各大学图书馆紧跟云计算的步伐,积极研究云计算给图书馆带来的影响,希望充分利用云计算能切实提高高校图书馆的信息管理能力。所谓的云计算是分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术,网络服务提供者可以在数秒之内,达成处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。就高校图书馆而言,可以将图书信息、借阅者信息以及借阅信息上传至提供云计算服务的服务器中,而且不用考虑数据存储空间的大小,同时这些数据可以动态更新。高校图书馆不用担心应用软件是否是最新版本,极大的减少了学校为维护和升级的应用软件投入的费用;另外,数据储存在云端,因此无需担心病毒的入侵和硬件的损坏导致数据丢失。
目前,高校图书馆对于图书及图书借阅等数据的研究主要集中在3个方面:(1)依靠本身技术力量, 凭借业务管理系统自带的功能对数据进行诸如查询、汇总等分析工作。(2)依靠数据挖掘应用技术对上述数据进行定量、归纳分析,调查显示2003-2009年间,国内数据挖掘技术在图书馆应用研究方面的论文达到533篇。(3)依靠统计学提供的分析方法对高校图书馆自身数据进行分析研究,并由此产生了一些高校图书统计指标。近几年,伴随近年大型数据库的建立和计算机存储与运算能力的迅速提高,复杂网络的研究逐步深入,人们利用大量的真实网络数据对高校图书馆系统进行分析,寻找呈现表象的内在机制和模式,进而试图发现支配和影响这些复杂系统的动力学和演化规律的内在本质。
高校图书馆将基本业务数据上传至云服务器,并在云服务器的基础架构上开发针对自身数据分析的复杂网络应用程序能为高校图书管理业务开辟一条崭新的思路。
2 复杂网络二分网技术研究及方法
复杂网络的理论研究对网络安全、网络控制和计算机病毒传播的控制与防御等研究产生了重大影响。用图论的语言来描述,一个网络可以抽象为一个由节点的集合V和边集E组成的图G=(V,E)。节点数记为N=V,边数记为M=E。E中每条边都有V中一对点与之相对应。对于高校图书管理系统而言,点集指的是一个个独立的图书和借阅者,而边集就是图书与借阅者之间的链接,一个图书系统的这些大量信息被提取出来就构成了一个完整的复杂网络。该复杂网络同时具备了一个显著的特点,该网络由两类节点以及两类节点之间的连边组成,同类节点之间不存在连边,U代表借阅者,B代表书籍,最终关系如图1所示,这样的网络在复杂网络中被称为二分网络。
图1 高校图书借阅系统二分网络示意图
利用二分网络分析对图书借阅系统的研究起始于3项基本的内容,它们分别是二分网的度、集聚系数及社团结构及聚类算法。
2.1 二分网的度
度本身的意义是指与该节点连接的其它节点的数目,一个节点的度又分为出度和入度两种。在图书借阅网络的二分网络模型中主要包括借阅者的度分布和书籍的度分布,它们分别是指一个单独的借阅者借过书本的数目的分布,或者是一本书被多少位阅读者借阅的分布。所有节点度的平均值称为网络的平均度。从二分网络图书借阅系统实证的角度出发,一个节点无论从出度或入度的大小直接与该节点的重要程度相关。换句话说,通过度分布的研究可以非常直观的找到最受青睐的书籍作品以及在借阅过程中最活跃的书籍阅读者。另外,高校图书借阅的度分布具有时间演化不变性者,均呈现出指数分布特征。
【关键词】云计算运营商技术应用
云计算是将大量的通过网络连接在一起的计算、存储以及其他网络资源进行统一的管理和分配,构建一个有序、高效的资源池向用户提供其所需要的计算、存储和信息资源。与其他计算机计算技术相比,云计算具有成本低、效率高、资源共享以及节能环保、安全可靠等多重优势。正是凭借其强大的技术优势,其应用领域越来越广泛。
一、云计算技术
云计算技术应用按照其应用模式以及实际效果的不同,可以分为资源共享、弹性计算以及终端管理等方面。云计算的实现需要建立在资源虚拟化基础之上,因此云计算应用最基础的过程是对数据信息虚拟化的过程,主要通过对内存、CPU以及网络存储等资源的虚拟化,实现资源的共享。云计算应用另一个重要的特性是自动化,资源的收集与调度全部是由自动资源调度系统实现,既能保证计算运行的准确性也能提升计算安全性。除此之外,多样化的终端管理服务也是云计算得以广泛应用的重要原因之一。云计算将复杂的计算任务在网络的服务器内实现,并且通过简单、标准化的接口对用户终端开放,对用户接入终端的要求较低,一般的智能终端设备都可以成为云计算的输出设备[1]。
弹性计算以及扩展存储是针对传统操作平台中的计算或存储扩展能力不足、灵活性差的问题进行的升级。云计算的存储与计算方式为横向拓展,在计算存储扩展能力不足的情况下,能够直接从资源池中调用其他的虚拟设备,弹性计算和存储拓展能力在处理突发需求状况中具有明显的优势。
二、运营商云计算技术应用
云计算技术在信息共享、使用便捷性、安全性及可靠性方面具有明显的优势,推动了其应用领域的不断扩展,随着云计算技术的成熟与完善,各大运营商从试验阶段走向大规模应用阶段。下面就运营商云计算技术应用领域进行详细分析。
1、应用于运营商内部业务管理系统。运营商对云计算技术的应用主要体现在内部业务管理系统中,包括内部支撑系统、网管系统、业务平台等信息化系统。建立在云计算基础之上的运营商内部业务管理系统能够快速的部署,并在很大程度上提升内部服务质量,提高信息处理的能力和效率,实现内部业务的集中化、重点化管理。借助云计算虚拟化技术,可以构建多个物理资源整合的资源池。由资源池向使用者提供的计算、存储、网络和信息数据资源比传统模式更加灵活方便,计算、存储以及网络等各种类型资源的利用效率也大大提升。云计算能够准确的识别和调配不同类型的需求指令,以资源池的方式形成内部系统供应资源,根据用户不同层次的需求进行资源灵活分配。自动化调度系统最大的亮点在于一台计算机出现问题故障或性能不足时,会自动安排另一台设备进行接手或参与服务,在很大程度上保证了用户使用资源的便利性与可靠性。云计算技术的成熟,也推进了验证计算、储存以及服务自动化、安全管理等技术的推广与使用[2]。
2、应用于运营商外部业务管理系统。云技术的推广与普及是一个循序渐进的过程,将云计算技术应用于运营商的外部业务管理系统是提升运营商业务服务质量的重要举措,能够推动运营商业务范围的扩展。特别是客户个性化定制服务的升级与完善,使得建立一套高效、稳定的外部业务管理系统成为运营商面临的主要问题。具体来说,对于中小型客户,运营商主要以计算、存储能力的出租为主,推出成本低、弹性高的计算和存储虚拟化资源服务,在满足客户实际需求的同时,获取最大化的经济效益。采用云计算技术构建起来的综合性外部业务管理系统能够通过虚拟化技术,实现资源利用效率最大化,对资源进行统一分配管理。借助于运营商独特的政策优势、资金优势以及强大的技术优势,积极的与外部采取技术合作,大力开展云计算技术推广应用项目,提升自身的技术实力和市场竞争力。
总体来说,云计算技术自出现以来,凭借其强大的技术优势,获得了迅速发展,被广泛的应用于社会经济生活的各个领域。运营商云计算技术的应用也随着云计算技术的推广不断扩展,已经成为运营商重点竞争的领域。
参考文献
关键词:云计算;数字图书馆;构建
中图分类号:G250.76文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2012) 04-0000-02
一、引言
随着计算机技术的发展与商业运营的结合,云计算机已经被大家所熟悉,云计算带来的全新的资源共享和应用模式给软件服务方面带来了新的突破。本文在介绍云概念和功能的基础上,讨论了数字图书馆的构建过程和方法,重在分析数字图书馆用户对于协同工作也有着较高的要求,工作流管理与各种数字用户终端交互等功能,云技术充分利用了三种框架各自均有自己的目标领域的优势,并且将它们无缝地整合起来应用到数字图书馆建设开发中。云计算是现代科学技术的一次新的突破,同时也给在化图书馆信息资源建设带来了变革。
二、数字图书馆
数字图书馆是在图书情报学,网络通信技术应用,存储信息技术和多媒体计算技术以及数据挖掘发展起来的新型电子图书业务,云计算偏好特征数字图书馆服务未充分利用,云计算偏好特征在云环境中的远程服务识别中具有重要作用。
三、云计算的相关理论与形式
云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度, 通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力系统借助IaaS(基础设施即服务),PaaS(平台即服务),SaaS(软件即服务)等先进的商业模式把强大的计算能力分布到终端用户手中用户只要通过简单的个人终端就可以共享资源成超级计算这样的任务。在现代社会,云计算识别对整个数据服务组功能的诠释具有重要作用。
(一)云计算的内涵。云计算是在互联网中,提托分布式计算,并行与网格技术的发展,利用非本地和远程服务器的分布式计算机信息终端服务,云技术是全新的数据处理技术,云计算应用在图书馆数字资源中将得到充分的数据共享和资源应用。
(二)云服务的资源方式。云资源服务包括了服务器,存储介质,交换器与路由器,可以有效的将网路资源网路化,虚拟化,以多样服务的形式提供,这是云的底层功能,即服务 LAAS。典型的云服务主要由云端数据应用、索引与搜索、文档排序及用户呈现界面等部分组成。
(三)云的动态数据服务。直接查看属于这一类别的结果,词频特征及统计特征等,这些特征选取方法分别为分类器提供了不同的分类信息,具有很好的信息互补作用。因此,对云计算信息提取特征的不同将会直接影响分类器的性能。
(四)提供软件平台的云。这种形式的云计算采有移动、用户架构, 包括提供SAAS服务、软件API、开发环境、应用工具等。云技术充分利用了软件平台实现了目标领域的优势,并且将它们无缝地整合起来应用到数字图书馆建设开发中。
四、建设数字图书馆中的云技术
建设具有云计算技术的数字图书馆需要提高信息资源的高度整合,应用云计算可以让全世界的数字图书馆聚合在云端的存储器中,云技术是将IaaS、PaaS和SaaS三个云框架整合应用在一个Web应用系统中:IaaS框架应用在表现层的框架,PaaS用于完成表示层的表现逻辑和业务逻辑,SaaSg框架应用于各层关联,完成持久访问对象的注入和业务逻辑的事务管理,HIBERNATE框架应用在数据持久化层,实现关系数据库的对象化。云技术充分利用了三种框架各自均有自己的目标领域的优势,并且将它们无缝地整合起来应用到数字图书馆建设开发中。
(一)提高信息资源存储能力,应用云计算技术,云计算模式为在PaaS框架中Action Servlet所起的作用是接收由客户端发起的云端数据请求,Action取到网络请求数据对数据级别和业务级别进行校验,链接所带有的简单描述性文字,即为锚文本,实际上就是链接文本。
(二)若数据中涉及相关业务操作的则控制通过调用云端数据实现逻辑接口调用,最终实现调用服务组件。业务逻辑组件主要是一些网络分散文件,正式此类文件实现着业务服务接口。服务接口当接收到Action的服务调用时,首先服务接口通过一定业务流程进行逻辑判断。若Action的服务传入的是涉及云端操作。
五、云计算的数字图书馆建设
(一)建立基于云计算的信息检索平台
图书馆应结合云计算的理念, 采取适合的检索方法Web信息量飞速增长,如何从大量信息中迅速有效地检索出所需的信息成为了人们关注的问题,数字图书馆搜索引擎也因此走入了人们的生活。
(二)云计算数字图书馆的信息资源的聚类
云计算数字图书馆的信息资源使得任何两个词之间都有相似度的聚类分析能力;文本检索过程利用这个相似度矩阵来计算词语之间的语义关联乃至查询和文本之间的语义关联,计算效率:搜索结果聚类在线实时进行的,需要迅速的计算并返回结果,关键的步骤在搜索结果的获取,而聚类的构建算法的效率不太重要,因为输入的结果数量很少。
(三)云计算数字图书馆中的智能处理
云计算数字图书馆概念层次上实现分类查询扩展。该方法先利用云计算数字图书馆挖掘技术对数字图书馆按主题分类并与用户交互,在构建智能处理时,根据特征的关联相似度值对特征进行首次特征筛选,保留强相关的特征,将一些不相关的特征和弱相关特征过滤掉,然后依据特征与类的期望进行特征的二次选择,所以基于云计算的数字图书馆更好的应用了云技术,可以限制搜索范围,明确搜索目的使文档查找更容易,查询扩展更精确。
(四)云计算数字图书馆中在线文档处理和协同工作
云计算环境中的数字图书馆信息资源整应用了于分布式存储,分布式访问技术,在网络用户需要检索数据库信息可以利用多态的数据库检索系统,信息资源的整合需要SOA和Web2.0的融合,SOA提供了构建平台,在数字图书馆中云计算技术屏蔽了网络数据库的异构化,有效消除信息孤岛,实现多方快速的信息共享,用户可以在任何时间和地点进行需求检索,图书馆控制员需要对数据资源进行整合到云端的存储服务器中,制定访问规则。云计算在提供强大计算能力的同时,也提出了软件即服务(SaaS) 平台即服务(PaaS) 基础设施即服务(IaaS)等思想在这些功能中,数字图书馆的中应用云技术可以有效避免因为数据丢失带来的不便,也不用担心病毒的干扰,云中服务器中为我们提供了快速克隆技术,可以给图书馆提供一个安全,可靠的数据中心。图书馆用户迫切需要的是能够提供便捷而强大的在线文档处理机制,首先利用云计算分类技术将网络信息数据按主题分类,并建立主题分类语料库。
六、云计算数字图书馆的资源建设和数据存储
云计算数字图书馆的资源建设中使用的搜索引擎会通过文本信息来确定所指向网站的内容,一方面,锚文本可以用来评估锚文本所在的页面的内容,通常一个页面中增加的链接都会与页面自身内容有一定的关系利用数据挖掘及知识发现工具为用户在云海中利用信息资源提供指导。在云环境下, 同质的或者异质的图书馆结成联盟, 加强资源建设合作, 能够实现资源共建基础上的共享。数据挖掘是通过分析每个数据,从大量数据中寻找其规律的技术,从相关的信息数据源中筛选出所需的数据并将其整合成数据集用于数据挖掘;规律寻找是对数据准备整合出来的数据集进行分析,将其所含的规律找出来,数据仓库和数据挖掘的关系若将DataWarehousing(数据仓库)比喻作图书馆,DataMining就是在为图书馆的藏书编制索引的工作。
七、结束语
对于数字图书馆来说云计算技术是构建现代数字图书馆体系的新的思维方式,云计算通过提高云处理的能力可以有效减少图书馆终端的查阅负担,网络用户可以便捷掌控大量信息资源,云计算的出现使得人们能更方便地从数字图书馆获得更多的知识、信息、资源。
参考文献:
[1]金胜勇,张兴,吕亚娟.试论我国数字图书馆的发展趋势[J].新世纪图书馆,2009
[2]谢薇.试论数字图书馆的发展趋势及应对策略[J].情报理论与实践,2009
关键词: 云计算;虚拟化;存储;云存储
中图分类号:TP313 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1020024-01
0 引言
云计算是将网络中的硬件设施、软件技术、应用服务等各种计算资源整合成一个大的资源池,通过新的计算模式,用户可以按需定制基础设施服务、软件服务、应用服务。在云计算这种新的互联网计算模式中,基础设施云服务是软件云服务和平台云服务的基础,并通过使用虚拟化技术实现虚拟计算资源。然而,存储作为商业应用不可或缺的一个重要组成部分,也是处于云计算架构的底层,与基础设施云共同为用户提供服务。网络服务提供者通过云计算所具有的强大计算能力可以在数秒内处理的信息达千万计甚至亿计。因此云计算的应用与发展将是空前的,“云”应用所带来的商机也将是巨大的。
1 云计算中的虚拟化
作为企业信息化平台的业务核心——数据中心,其地位在信息系统中变得非常重要和更加复杂。如何解决高效利用数据资源,灵活配置和管理数据资源成为云计算关健技术研究的重要课题之一。当虚拟化的概念和技术加入到云计算当中后,不但简化了资源管理的复杂度,还提高了资源的利用率,在减少资源购置和维护成本的同时,也提高了使用效率。当虚拟化技术以服务的形式提供给用户时,用户可以通过互联网随时获得非常优越的计算能力,并对此服务和计算能力自由取用,按需付费。
1.1 虚拟化的概念
虚拟化是将物理资源统一抽象成虚拟资源。这种抽象的方式与实现方式、地理位置、底层资源的物理配置有关[1]。虚拟化可使有限的硬件和软件资源按需重新规划分配,扩大了硬件容量,简化了软件配置过程和资源的访问与管理,提高硬件与软件的综合效率和应用能力。
1.2 虚拟化的应用技术
在虚拟化的应用中,软件虚拟化技术使用虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor,VMM)与硬件通信。在系统架构中,VMM处于物理资源与操作系统之间,操作系统成为应用程序。这种架构层次的变化,使架构中的通信部分需进行二进制转换,通过硬件资源接口模拟硬件环境,其处理器和内存访问在特定事件中才涉及到VMM,使软件虚拟化具有一定的独立性。二进制转换的增加,导致系统复杂度上升和软件堆栈增加等结果,使软件虚拟化的管理变得复杂,系统可靠性和安全性也有所下降。
硬件虚拟化比软件虚拟化在性能方面有很大提高,例如CPU的虚拟化则是由支持虚拟化技术的CPU通过特别指令集控制虚拟过程,使VMM可以轻松提高性能。硬件虚拟化架构直接支持操作系统在硬件的上层运行,没有二进制转换,简化了VMM的设计开发,减少很多相关性能开销。随着64位操作系统的广泛应用,硬件虚拟化的64位计算能力也得到很快的发展。
系统虚拟化是将一台物理计算机上的物理资源抽象成虚拟资源,并提供给多个虚拟机使用,每个虚拟机是一个完全独立和封闭的运行环境[2]。每个虚拟机操作系统的使用是相互隔离、互不影响的。使得多个虚拟机复用了同一台物理计算机的物理资源。
2 云计算中的数据存储
随着网络新技术和产品的发展,数据量的存储需求迅速增长,存储系统在当前信息系统投资中所占比例大于50%[3]。云存储是通过集群技术、网格技术、分布式文件系统等技术将网络中大量不同类型的存储设备通过软件技术集合在一起协同工作,提供数据存储和业务访问功能的一个系统,解决了数据存储的方法、空间、建设、维护、成本等问题,数据可以随时取用。
2.1 云存储的概念
对使用者来说,云存储是一种数据访问服务,是一个由众多存储设备和服务器构成的系统集合,核心是应用软件与存储设备的结合[4]。云存储是配置了大容量存储空间的云计算系统,是在云计算的基础上增加了一个存储层,同时增加的还有数据管理和数据安全等相关功能,与云计算的用户访问方式和应用接口相同。
2.2 云存储的应用技术
作为传统存储技术之一的直连式存储(Direct-Attached Storage,DAS)已有40多年的历史,其结构依赖于服务器操作系统进行数据I/O读写和存储维护管理,受服务器总线技术的限制。DAS中存储设备与服务器通过SCSI连接,最高速率小于等于80MB/s。因此,DAS在扩展性、开放性和系统管理等方面局限性较大。
随着网络存储技术的发展和应用,出现了NAS(网络连接存储)、SAN(存储区域网)和基于IP的存储方式。
NAS以数据为中心,通过直连网络向用户提供文件级存储服务。NAS源于以太网数据访问,需预先配置存储空间,具有唯一的IP地址。用户通过Web浏览器即可配置和管理存储空间,访问速度比DAS快,优化后可专用于文件I/O操作和服务,性能优于通用操作系统。
SAN以网络为中心,将存储设备从局域网中分离出来,在服务器与存储系统之间使用光纤信道,利用FC(Fibre Channel)[5]技术,使用IPI、SCSI、iSCSI、ATM、IP等高速网络互联协议连接,将网络和设备的通信与传输物理介质隔离。SAN的服务器和存储系统之间,以及存储系统之间直接传送数据,传输速率高达1062.5Mbps。因此,SAN的高性能存储和宽带网络I/O接口降低了存储系统的成本、复杂度和拥塞发生机率,简化了数据存储和传输。
IP-SAN则是将IP网络和SAN存储技术进行了整合,是指用户和存储系统之间使用IP网络,存储系统内部的服务器和存储
设备之间还是SAN存储。IP网络与SAN存储的结合,在整个网络的范围上得到了扩展,但也使得在两个网络边界增加了协议的转换。
IP存储即是在IP网络中实现块级数据存储。因TCP/IP网络可跨广域网络应用,实现服务器通过IP网络连接存储设备,服务器只需存储设备IP地址和操作权限即可完成设备或资源的灵活配置和使用。以IP网络替代SAN的光纤通道,加上IP网络拥有大量的IP地址,其网络速度已达到10Gb,并可实现大容量、高性能的I/O操作。
3 虚拟化存储的应用
虚拟化存储是对各种存储设备及其子系统进行整合,优化存储管理。惠普认为存储虚拟化是利用异构平台存储空间,使用户对底层物理环境不可见,从而实现环境的有效管理和对资源的合理规划。康柏认为存储虚拟化运用块映射将虚拟磁盘的块转化为逻辑块映射到实际存储设备上。这种对用户透明的映射简化了存储器的管理和配置工作。VERITAS认为存储虚拟化是将物理存储资源逻辑化。因此,简化了复杂的异构存储设备的配置。RFG认为存储虚拟化是利用一种特性的存储设备仿真另一种特性的存储设备的仿真技术[5]。
虚拟化存储即是通过虚拟化技术,把各种异构存储资源统一成单一视图的存储池,采用Striping、LUN Masking、Zoning等技术对该存储池按需进行重新分割与分配,实现存储池动态、透明的增长或缩减[6]。虚拟化存储在对物理存储设备逻辑化处理后,提供给用户的是逻辑视图,利用设备的存储优势,克服了设备的物理局限性。
4 结束语
随着云服务层次的提高,基于云计算的虚拟化技术与网络存储技术已经成为云技术中的关键技术之一,二者的有机结合为云存储的发展提供了有效的保障。研究可信的虚拟化云存储将是提高云服务的主要方向之一。
参考文献:
[1]Introduction to Virtualization. From Wikipedia the free encyclopedia, accessed for http:///wiki/virtualization. 2011-10.
[2]王庆波等,虚拟化与云计算[M].电子工业出版社,2010,12:26-48.
[3]冯丹,网络存储关键技术的研究及进展,华中科技大学,移动通讯,2009,6.
[4]黄晓云,基于HDFS的云存储服务系统研究,大连海事大学硕士论文,2010,6.
[5]Mark Blunden, Mik Berx-Debeys, Daeseop Sim. Storage Networking Virtualization. IBM Redbooks, Oct. 2000:154-192.
[6]刘卫平,网络存储中的数据容错与容灾技术研究,西北工业大学博士论文,2006,11.