云计算技术及其应用汇总十篇
云计算技术及其应用篇（1）
1引言
自1945年第一台电子计算机出现以来，随着集成电路技术的不断发展，计算机的功能越来越强，体积越来越小，这使得计算机在全球范围内得以迅速发展。从那时开始至今以计算机为核心的IT产业已经历了三次革命，云计算则被认为是继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第4次IT产业革命。
2 云计算简介
（1）什么是云计算
云计算(Cloud Computing)是由分布式计算(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)、网格计算(Grid Computing)等技术渐进演变发展起来的，是一种新兴的商业计算模型。目前国际上尚未对云计算提出一个统一的定义。我国云计算专家刘鹏给出的描述是：“云计算是一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务[1]” 。
简单地讲，云计算是以一种简化的方式提供服务，用以满足客户和业务的需求，提供无限伸缩及不同质量的服务来促进快速创新和决策的计算模型[2]。
（2） 云计算的特点
云计算的特点包括超大规模、虑拟化、高可靠性、通用性、可扩展性以及按需服务。
超大规模：“云”里的资源非常庞大，在一个企业“云”可以有几十万甚至上百万台服务器，在一个小型的“私有云”中也可拥有几百台甚至上千台服务器。
虑拟化：云计算允许用户在任何时间和地点使用各种终端获取应用服务。用户不需要了解具体的过程，只要一个终端并通过网络就可以获取“云”中的服务。
高可靠性：为了保证数据安全可靠，云计算采用数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施，以保证服务的安全和可靠。
通用性：云计算可根据用户的需求构造出不同的应用，也可实现不同设备间的数据与应用共享。
可扩展性：“云”的规模是可以根据应用和用户增长的需要而动态扩展的。
按需服务：“云”是一个规模庞大的资源库，用户可根据自己的需要像买水、电一样向“云”购买资源并使用。
（3 ）云计算的服务模式
云计算的核心是它的服务模式，按照NIST (National Institute of Standards and Technology，美国国家标准技术研究院)的定义，云计算主要分为三种服务模式[3]：
SaaS （Software as a Service 软件即服务)：它是指用户获取软件服务的一种形式。云计算提供商将多种应用软件放在一个服务器上供用户下载并收费，用户则通过网络向提供商获取自己需要的软件服务并付费。
PaaS (Platform as a Service 平台即服务)：它将开发环境作为一种服务来提供。在这种模式里，客户不需要购买硬件和软件，只需要利用此平台便能进行软件的开发、测试、部署和应用。
IaaS (infrastructure as a Service，基础设施即服务) ：将硬件设备等基础资源封装成服务供用户使用。在此环境中，用户相当于在使用裸机和磁盘并可以让它运行不同的操作系统。
（4 ）云计算的关键技术
云计算的关键技术一般指数据存储、数据管理、数据安全、虚拟化、并行处理、资源管理和系统管理技术[4]。
数据存储：云计算系统是由大量服务器组成的，当为数量庞大的用户进行服务时会产生海量的数据，要保证这些数据存储的安全和可靠就需要高存储率和高传输率的数据存储技术。云计算采用的分布式存储方式，它把数据存储在服务器集群中，用冗余存储和数据加密技术来保证数据的安全可靠。
数据管理：它是指在云计算中对海量数据进行处理并通过对数据挖掘提取有用的信息。
数据安全：云服务商应避免用户的数据丢失或被窃，无论在哪种服务模式下，数据安全都是十分重要的。数据安全又可分为数据传输安全、数据隔离安全和数据残留等[5]。
虚拟化：虑拟化技术是云计算、云存储服务得以实现的基础和关键。通过虚拟化技术可以把软件应用与底层硬件相隔离。它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。
并行处理：并行处理是指将被求解的问题分解成若干部分，每部分均由一个独立的处理机来并行计算。在云中利用并行处理来求解问题无疑能提高计算机系统的计算速度和处理能力。
资源管理：云计算中的资源包括计算、存储、网络、基础设施等资源。资源管理就是从逻辑上把这些资源耦合起来作为一个单个的集成资源提供给用户使用。由于云计算的资源在地理上是分布的，在本质上是异构的且有不同的访问代价模型，因此资源管理主要就是处理好边界问题，并需要有安全和容错机制。
系统管理：云计算中的系统管理是云计算的“神经网络”，通过这种技术能够使大量的服务器协同工作，方便地进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障。
（5 ）云计算存在的问题
首先云计算至今没有一个统一标准。由于云计算技术还在发展之中，各大云服务商纷纷推出自己内部的技术标准，这就为云服务商之间进行数据迁移、转换等兼容性问题带来一定的困难。
其次是数据的安全。虽然云存储为用户提供了接近无限的存储空间，但多数用户对自己的数据在云中是否安全仍存在质疑，而且数据在“云”中进行计算时用户也不知道数据到底在什么地方。另外黑客攻击、计算机病毒、木马等传统计算机安全问题依然存在，个人和企业隐私的泄露很有可能发生。所有这些问题不仅需要技术上的改进，也需要在法律上进一步完善。
最后是系统的稳定、可靠性问题。在云中支撑整个系统正常运行的是大型服务器集群。当系统规模持续增加后，系统的可靠性和稳定性就成为最大的问题之一。只有通过有效的系统配置、监控、管理、调度以及虚拟化等技术手段，才能实现一个强大的、动态的、自治的计算存储资源池，才能提供云计算所需要的大容量计算力[6]。
3云计算的应用
近几年来随着谷歌、亚马逊等大公司对云计算技术的不断推进，使得云计算技术在国内外的各个领域都得到了广泛的应用，下面介绍几个典型案例。
电子商务。它是指消费者与商户之间通过电子商务网站进行交易和在线支付的商业活动。云计算的加入可以改善系统的安全性，减少因各种安全问题而导致的数据丢失。可以把企业对网站维护和升级的问题交给“云”处理，这样不仅可以降低成本，还可以改善企业电子商务应用的灵活性和专业性。
气象预测。气象预测实际上就是对采集的大量数据进行科学计算。传统的气象预测要靠大型计算机或巨型计算机来完成，而利用云计算不仅可以提高计算的速度，降低成本，还可以解决海量气象数据存储的问题。
计算机安全。目前计算机安全厂商如瑞星、趋势科技和赛门铁克等都先后提出了“云安全”的概念。用户不必在电脑单机中安装杀毒软件，只需要连接互联网便可实现查毒、杀毒，使病毒防治工作更加安全可靠。
网络应用。在互联网中如迅雷的下载，谷歌的视频分享、搜索引擎、电子邮箱等应用都使用了云计算技术，用户可以更方便快捷的使用这些网络资源。
4 结束语
综上所述，随着云计算在社会中的作用越来越显现，云计算必将利用其技术、业务优势影响人们的工作和生活，进而推动整个社会信息化的发展。
参考文献
[1]刘鹏.云计算(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2011.
[2]姚有真. 云计算及其发展趋势[J].通讯管理与技术.2011.8:13-15.[3]De S K, Krishna P R.Clustering web transactions using rough
Approximation [J].Fuzzv Sets and Systems，2004， 148：131-138.
云计算技术及其应用篇（2）
abstract: virtualization and distributed parallel architecture are two typical technologies of cloud computing. for virtualization technology, this article discusses the pool of physical resources, resource pool management and use, cluster fault location and maintenance, resource pool grouping, and the building and application of heterogeneous virtualization platforms. it also discusses the distributed file system and key/value storage engine associated with distributed technology. a “master bottleneck” storage interface standard is proposed for the distributed file system, and directory-based storage is proposed for the key/value storage engine.
key words: virtualization; distributed computing; cloud computing management platform; key/value storage engine
云计算由google提出,随后在互联网界风起“云”涌,随之而来的云计算服务和技术平台成功案例层出不穷,如google的gfs、mapreduce、bigtable、chubby和app engine,亚马逊的dynamo、ec2、s3、sqs、simpledb和cloudfront,微软的azure、sql、“.net”和live服务,开源云计算平台的hdfs、hbase和eucalyptus,vmware的虚拟化平台等。
1 云计算的核心技术
云计算主要基于资源虚拟和分布式并行架构两大核心技术,同时互联网上有大量的开源软件为用户提供支撑,如xen、kvm、lighttpd、memcached、nginx、hadoop、eucalytus等。云计算技术有效地节约了云服务商的硬件投入、软件开发成本和维护成本。
虚拟化技术最早由vmware公司引入并在x86 cpu上实现。虚拟化平台将服务器虚拟为多个性能可配的虚拟机(vm),对整个集群系统中所有vm进行监控和管理,并根据实际资源使用情况对资源池灵活分配和调度。
分布式并行架构是云计算的另一个核心技术,用于将大量的机器整合为一台超级计算机,提供海量的数据存储和处理服务。整合后的超级计算机通过分布式文件系统、分布式数据库和mapreduce技术,提供海量文件存储、海量结构化数据存储和统一的海量数据处理编程方法和运行环境[1-3]。
2 虚拟化技术
虚拟化技术主要分为两个层面:物理资源池化和资源池管理。其中物理资源池化是把物理设备由大化小,将一个物理设备虚拟为多个性能可配的最小资源单位;资源池管理是对集群中虚拟化后的最小资源单位进行管理,根据资源的使用情况和用户对资源的申请情况,按照一定的策略对资源进行灵活分配和调度,实现按需分配资源[4-7]。
2.1 物理资源的池化
云计算平台如图1所示。物理硬件设备的虚拟化对象包括服务器、存储、网络、安全等多个方面,不同的虚拟化技术从不同角度解决系统的各种问题。
(1)服务器虚拟化
服务器虚拟化对服务器进行资源虚拟和池化,将一台服务器虚拟为多个同构的虚拟服务器,同时对集群中的虚拟服务器资源池进行管理。
(2)存储虚拟化
存储虚拟化主要是对传统的存储区域网络(san)、网络附加存储(nas)设备进行异构,将存储资源按类型统一集中为一个大容量的存储资源,并将统一的存储资源通过分卷、分目录的权限和资源管理方法进行池化,然后将虚拟存储资源分配给各个应用使用,或者是直接分配给最终用户使用。
(3)网络虚拟化
网络虚拟化将一个物理网络节点虚拟成多个虚拟的网络设备(交换机、负载均衡器等),并进行资源管理,配合虚拟机和虚拟存储空间为应用提供云服务。
2.2 资源池的管理和使用
资源池由云管理平台实现统一的管理、调度和监控,涉及云平台的合理使用和维护管理。云管理平台共分为4个管理层面,分别为:设备的管理、虚拟资源的管理、服务的管理和租户管理。
(1)设备管理
设备管理为云计算平台的硬件设备提供管理和告警功能,主要包括系统管理员在日常的维护工作中查询各物理设备性能情况,并对如应用服务器的cpu使用率、内存使用率、硬盘使用率、网络接口使用率、存储设备的空间使用率、io情况等关键指标进行监控。用户可以根据应用物理设备的实际配置,设置相应的监控阈值,系统会自动启动对相应指标的监控并报警。
(2)虚拟资源管理
虚拟资源管理为各种应用提供虚拟资源的统一管理、资源分配和灵活调度,同时还包括系统管理员在日常的维护工作中查询各个最小虚拟资源的性能情况,并对应用虚拟机的cpu使用率、内存使用率、硬盘使用率、网络接口使用率,虚拟存储(如亚马逊的ebs)的空间使用率、io情况等关键指标进行监控。用户可以根据虚拟资源的实际配置,设置相应的监控阈值,系统会自动启动对相应指标的监控并报警。
(3)服务管理
服务管理包括服务模板、服务实例、服务目录等管理。服务管理在虚拟资源的基础上,快速向租户提供用户指定的操作系统、应用软件等软件资源。
(4)租户管理
租户管理对每一个租户对应的资源群进行管理,内容包括资源的种类、数量、分布情况等,同时对租户生命周期进行管理,包括租户的申请、审核、正常、暂停、注销等。
2.3 集群的故障定位与维护
google的集群维护方式给我们留下了深刻的印象,维护人员推着小推车对损坏的机器进行更换,故障定位通过定制pc的故障灯进行判断(在通用的因特网数据中心(idc)应用中,计算资源通常使用通用pc机)。目前所有的云平台对物理机和虚拟机的监控、告警,都是按照机器的ip地址作为机器的编号进行管理。对于承载着虚拟机的物理机而言,其host os模块的ip地址对应和代表着物理机器在集群中的唯一标志。ip地址的分配一般采用两种方式:采用动态主机配置协议(dhcp)方式自动获取;通过手工指定方式确定。由于集群中机器很多,手工指定工作量非常巨大,因此通常采用dhcp的方式对ip地址进行分配。
但是维护人员在云管理平台上发现物理设备出了故障,维护人员无法通过ip地址对应到故障机器的具体物理位置,通用的pc机又没有故障灯等辅助定位手段。定位故障机器的物理位置并更换或维护它成为一个复杂和繁琐的过程。
在的虚拟化集群中,可以采用简单而有效的方法解决此问题。对于每一台物理机器,配置一个usb接口的key,key中保存了物理机器的位置信息,同时usb key与物理位置直接绑定(如绑在机架上)。机器在启动时,会到usb key中读取物理位置信息,根据读取的物理位置信息,依据固定的算法和物理信息算出机器的ip地址,并在管理平台中体现。这样,每个物理机器的ip地址就与物理位置绑定,在物理机器故障时,维护人员在云管理平台可以准确获取故障机器的ip地址和物理位置。
2.4 资源池的分组与异构
对于服务器的虚拟化,由于架构不同,sun、ibm等厂家的小型机虚拟化都采用相互独立的架构,与基于x86架构的虚拟化系统(如xen、kvm等)无法兼容,因此造成了资源浪费。
对于服务器虚拟化的异构问题,可以从两个层面去解决:(1)通过资源池的分组,对不同架构的服务器和小型机进行虚拟化,不同架构的资源池归于一个独立的组,针对不同的应用,分配特定的虚拟机资源。(2)通过业务的定制和调度,将不同架构的虚拟化平台通过管理融合,实现异构虚拟机的调度。
异构资源池如图2所示。在云计算平台中,把ibm的powersystems小型机集群通过ibm的powervm系统虚拟为基于powersystems架构的计算资源池,把hp的小型机集群通过hp的vse系统虚拟为基于hp架构的计算资源池,把x86架构的计算资源通过xen\kvm系统虚拟为基于x86的zxve资源池。在业务部署时,不同的应用的可以根据自己的业务特点和操作系统特点,选择性地部署在不同的资源池上,从而实现虚拟化对各类小型机的异构。x86架构的计算资源池、powersystems架构的计算资源池和hp架构的计算资源池分别受各自的虚拟化管理软件(如vmm、ivm和gwlm)管理。在vmm、ivm和gwlm的上层,可以通过融合的虚拟化管理器(ivmm),对3个计算资源池进行统一管理。
图3所示为虚拟资源对应用实现异构的方法。此方法的核心在于4个方面:ivmm、业务调度器、业务系统针对不同的资源池架构提供应用功能相同的不同版本、ivmm和业务调度器之间的occi扩充接口。
在业务应用层面,针对业务系统,本文增加业务调度器模块。业务调度器根据业务的繁忙程度,向ivmm申请增加或减少虚拟机资源,并调整负载均衡策略。业务系统针对不同的资源池架构,需要准备与之对应的功能相同的不同版本。occi扩充接口的工作流程为:
业务系统的业务调度器通过occi接口向云计算平台申请资源,同时向云计算平台提供业务系统可以支持的操作系统等信息,并提供优先级信息。
云计算平台根据业务系统的请求和云内资源的空闲情况,分配计算资源,通过occi接口通知业务调度器云计算平台向业务系统提供了何种架构的计算资源。
业务调度器根据申请到的资源情况,将业务处理机的操作系统、业务版本等模板信息通过occi接口通知云计算平台,由云计算平台进行操作系统和业务程序的部署,完成后提交给业务系统进行使用。
3 分布式技术
分布式技术最早由google规模应用于向全球用户提供搜索服务,因此必须要解决海量数据存储和快速处理的问题。其分布式的架构,可以让多达百万台的廉价计算机协同工作。分布式文件系统完成海量数据的分布式存储,分布式计算编程模型mapreduce完成大型任务的分解和基于多台计算机的并行计算,分布式数据库完成海量结构化数据的存储。互联网运营商使用基于key/value的分布式存储引擎,用于数量巨大的小存储对象的快速存储和访问。
3.1 分布式文件系统
分布式文件系统的架构,不管是google的gfs还是hadoop的hdfs,都是针对特定的海量大文件存储应用设计的。系统中有一对主机,应用通过文件系统提供的专用应用编程接口(api)对系统访问。分布式文件系统的应用范围不广的原因主要为:主机对应用的响应速度不快,访问接口不开放。
主机是分布式文件系统的主节点。所有的元数据信息都保存在主机的内存中,主机内存的大小限制了整个系统所能支持的文件个数。一百万个文件的元数据需要近1g的内存,而在云存储的应用中,文件数量经常以亿为单位;另外文件的读写都需要访问主机,因此主机的响应速度直接影响整个存储系统的每秒的读入输出次数(iops)指标。解决此问题需要从3个方面入手:
(1)在客户端缓存访问过的元数据信息。应用对文件系统访问时,首先在客户端查找元数据,如果失败,再向主机发起访问,从而减少对主机的访问频次。
(2)元数据信息存放在主机的硬盘中,同时在主机的内存中进行缓存,以解决上亿大文件的元数据规模过大的问题。为提升硬盘可靠性和响应速度,还可使用固态硬盘(ssd)硬盘,性能可提升10倍以上。
(3)变分布式文件系统主机互为热备用的工作方式为1主多备方式(通常使用1主4备的方式),通过锁服务器选举出主用主机,供读存储系统进行改写的元数据访问服务,如果只是读访问,应用对元数据的访问将被分布式哈希表(dht)算法分配到备用主机上,从而解决主机的系统“瓶颈”问题
对于分布式文件系统,外部应用通过文件系统提供的专用api对其进行访问,这影响了分布式文件系统的应用范围。对于标准的posix接口,可以通过fuse的开发流程实现,但将损失10%~20%的性能。对于网络文件系统(nfs),在实现posix接口的基础上,可以直接调用linux操作系统的nfs协议栈实现。
3.2 key/value存储引擎
key/value存储引擎最大的问题在于路由变更后,数据如何快速地实现重新分布。key/value存储引擎如图4所示。可以引进虚拟节点的概念,将整个key值映射的ring空间划分成q个大小相同的bucket(虚拟节点,key的映射算法推荐采用md5)。每个物理节点根据硬件配置情况负责多个bucket区间的数据。同一个bucket上的数据落在不同的n 个节点上,通常情况下n =3。我们将dcache的q设定成10万,即把整个ring空间分成了10万份,如果整个dcache集群最大容量为50 tb,每个区间对应的数据大小仅为500 mb。对500 mb的数据进行节点间的迁移时间可以少于10 s。图4中,n =3,bucket a中的数据存储在b、c、d 3个节点。
4 结束语
云平台的构建是一个具有挑战性的课题,本文详细描述了虚拟化和分布式架构两大核心技术。在基础设施即服务(iaas)层面,着重描述了虚拟化技术,以及异构的虚拟化云计算平台的建设和应用,同时介绍了云管理平台的功能。在分布式技术方面,介绍了分布式文件系统和key/value存储引擎。对于分布式文件系统,本文着重介绍了主机“瓶颈”解决方案及存储接口标准化的想法;对于key/value存储引擎,本文提出了用于目录化存储的解决方案。
5 参考文献
[1] 张为民, 唐剑峰, 罗治国, 等. 云计算:深刻改变未来 [m]. 北京: 科学出版社, 2009.
[2] 刘鹏. 云计算 [m]. 北京: 电子工业出版社, 2010.
[3] 王庆波, 金, 何乐, 等. 虚拟化与云计算 [m]. 北京: 电子工业出版社, 2009.
[4] scott granneman s. google apps deciphered: compute in the cloud to streamline your desktop [m]. upper saddle river, nj, usa: prentice-hall, 2009.
[5] reese g. cloud application architectures: building applications and infrastructure in the cloud [m]. sebastopol, ca, usa: o'reilly media, 2009.
[6] arrasjid j, epping d, kaplan s. foundation for cloud computing with vmware vsphere 4 [m]. berkeley, ca, usa: usenix association, 2010
[7] service delivery platforms and telecom web services: an industry-wide perspective [r]. the moriana group, 2004.
收稿日期:2010-05-28
云计算技术及其应用篇（3）
abstract: virtualization and distributed parallel architecture are two typical technologies of cloud computing. for virtualization technology, this article discusses the pool of physical resources, resource pool management and use, cluster fault location and maintenance, resource pool grouping, and the building and application of heterogeneous virtualization platforms. it also discusses the distributed file system and key/value storage engine associated with distributed technology. a “master bottleneck” storage interface standard is proposed for the distributed file system, and directory-based storage is proposed for the key/value storage engine.
key words: virtualization; distributed computing; cloud computing management platform; key/value storage engine
云计算由google提出,随后在互联网界风起“云”涌,随之而来的云计算服务和技术平台成功案例层出不穷,如google的gfs、mapreduce、bigtable、chubby和app engine,亚马逊的dynamo、ec2、s3、sqs、simpledb和cloudfront,微软的azure、sql、“.net”和live服务,开源云计算平台的hdfs、hbase和eucalyptus,vmware的虚拟化平台等。
1 云计算的核心技术
云计算主要基于资源虚拟和分布式并行架构两大核心技术,同时互联网上有大量的开源软件为用户提供支撑,如xen、kvm、lighttpd、memcached、nginx、hadoop、eucalytus等。云计算技术有效地节约了云服务商的硬件投入、软件开发成本和维护成本。
虚拟化技术最早由vmware公司引入并在x86 cpu上实现。虚拟化平台将服务器虚拟为多个性能可配的虚拟机(vm),对整个集群系统中所有vm进行监控和管理,并根据实际资源使用情况对资源池灵活分配和调度。
分布式并行架构是云计算的另一个核心技术,用于将大量的机器整合为一台超级计算机,提供海量的数据存储和处理服务。整合后的超级计算机通过分布式文件系统、分布式数据库和mapreduce技术,提供海量文件存储、海量结构化数据存储和统一的海量数据处理编程方法和运行环境[1-3]。
2 虚拟化技术
虚拟化技术主要分为两个层面:物理资源池化和资源池管理。其中物理资源池化是把物理设备由大化小,将一个物理设备虚拟为多个性能可配的最小资源单位;资源池管理是对集群中虚拟化后的最小资源单位进行管理,根据资源的使用情况和用户对资源的申请情况,按照一定的策略对资源进行灵活分配和调度,实现按需分配资源[4-7]。
2.1 物理资源的池化
云计算平台如图1所示。物理硬件设备的虚拟化对象包括服务器、存储、网络、安全等多个方面,不同的虚拟化技术从不同角度解决系统的各种问题。
(1)服务器虚拟化
服务器虚拟化对服务器进行资源虚拟和池化,将一台服务器虚拟为多个同构的虚拟服务器,同时对集群中的虚拟服务器资源池进行管理。
(2)存储虚拟化
存储虚拟化主要是对传统的存储区域网络(san)、网络附加存储(nas)设备进行异构,将存储资源按类型统一集中为一个大容量的存储资源,并将统一的存储资源通过分卷、分目录的权限和资源管理方法进行池化,然后将虚拟存储资源分配给各个应用使用,或者是直接分配给最终用户使用。
(3)网络虚拟化
网络虚拟化将一个物理网络节点虚拟成多个虚拟的网络设备(交换机、负载均衡器等),并进行资源管理,配合虚拟机和虚拟存储空间为应用提供云服务。
2.2 资源池的管理和使用
资源池由云管理平台实现统一的管理、调度和监控,涉及云平台的合理使用和维护管理。云管理平台共分为4个管理层面,分别为:设备的管理、虚拟资源的管理、服务的管理和租户管理。
(1)设备管理
设备管理为云计算平台的硬件设备提供管理和告警功能,主要包括系统管理员在日常的维护工作中查询各物理设备性能情况,并对如应用服务器的cpu使用率、内存使用率、硬盘使用率、网络接口使用率、存储设备的空间使用率、io情况等关键指标进行监控。用户可以根据应用物理设备的实际配置,设置相应的监控阈值,系统会自动启动对相应指标的监控并报警。
(2)虚拟资源管理
虚拟资源管理为各种应用提供虚拟资源的统一管理、资源分配和灵活调度,同时还包括系统管理员在日常的维护工作中查询各个最小虚拟资源的性能情况,并对应用虚拟机的cpu使用率、内存使用率、硬盘使用率、网络接口使用率,虚拟存储(如亚马逊的ebs)的空间使用率、io情况等关键指标进行监控。用户可以根据虚拟资源的实际配置,设置相应的监控阈值,系统会自动启动对相应指标的监控并报警。
(3)服务管理
服务管理包括服务模板、服务实例、服务目录等管理。服务管理在虚拟资源的基础上,快速向租户提供用户指定的操作系统、应用软件等软件资源。
(4)租户管理
租户管理对每一个租户对应的资源群进行管理,内容包括资源的种类、数量、分布情况等,同时对租户生命周期进行管理,包括租户的申请、审核、正常、暂停、注销等。 论文联盟
2.3 集群的故障定位与维护
google的集群维护方式给我们留下了深刻的印象,维护人员推着小推车对损坏的机器进行更换,故障定位通过定制pc的故障灯进行判断(在通用的因特网数据中心(idc)应用中,计算资源通常使用通用pc机)。目前所有的云平台对物理机和虚拟机的监控、告警,都是按照机器的ip地址作为机器的编号进行管理。对于承载着虚拟机的物理机而言,其host os模块的ip地址对应和代表着物理机器在集群中的唯一标志。ip地址的分配一般采用两种方式:采用动态主机配置协议(dhcp)方式自动获取;通过手工指定方式确定。由于集群中机器很多,手工指定工作量非常巨大,因此通常采用dhcp的方式对ip地址进行分配。
但是维护人员在云管理平台上发现物理设备出了故障,维护人员无法通过ip地址对应到故障机器的具体物理位置,通用的pc机又没有故障灯等辅助定位手段。定位故障机器的物理位置并更换或维护它成为一个复杂和繁琐的过程。
在的虚拟化集群中,可以采用简单而有效的方法解决此问题。对于每一台物理机器,配置一个usb接口的key,key中保存了物理机器的位置信息,同时usb key与物理位置直接绑定(如绑在机架上)。机器在启动时,会到usb key中读取物理位置信息,根据读取的物理位置信息,依据固定的算法和物理信息算出机器的ip地址,并在管理平台中体现。这样,每个物理机器的ip地址就与物理位置绑定,在物理机器故障时,维护人员在云管理平台可以准确获取故障机器的ip地址和物理位置。
2.4 资源池的分组与异构
对于服务器的虚拟化,由于架构不同,sun、ibm等厂家的小型机虚拟化都采用相互独立的架构,与基于x86架构的虚拟化系统(如xen、kvm等)无法兼容,因此造成了资源浪费。
对于服务器虚拟化的异构问题,可以从两个层面去解决:(1)通过资源池的分组,对不同架构的服务器和小型机进行虚拟化,不同架构的资源池归于一个独立的组,针对不同的应用,分配特定的虚拟机资源。(2)通过业务的定制和调度,将不同架构的虚拟化平台通过管理融合,实现异构虚拟机的调度。
异构资源池如图2所示。在云计算平台中,把ibm的powersystems小型机集群通过ibm的powervm系统虚拟为基于powersystems架构的计算资源池,把hp的小型机集群通过hp的vse系统虚拟为基于hp架构的计算资源池,把x86架构的计算资源通过xen\kvm系统虚拟为基于x86的zxve资源池。在业务部署时,不同的应用的可以根据自己的业务特点和操作系统特点,选择性地部署在不同的资源池上,从而实现虚拟化对各类小型机的异构。x86架构的计算资源池、powersystems架构的计算资源池和hp架构的计算资源池分别受各自的虚拟化管理软件(如vmm、ivm和gwlm)管理。在vmm、ivm和gwlm的上层,可以通过融合的虚拟化管理器(ivmm),对3个计算资源池进行统一管理。
图3所示为虚拟资源对应用实现异构的方法。此方法的核心在于4个方面:ivmm、业务调度器、业务系统针对不同的资源池架构提供应用功能相同的不同版本、ivmm和业务调度器之间的occi扩充接口。
在业务应用层面,针对业务系统,本文增加业务调度器模块。业务调度器根据业务的繁忙程度,向ivmm申请增加或减少虚拟机资源,并调整负载均衡策略。业务系统针对不同的资源池架构,需要准备与之对应的功能相同的不同版本。occi扩充接口的工作流程为:
业务系统的业务调度器通过occi接口向云计算平台申请资源,同时向云计算平台提供业务系统可以支持的操作系统等信息,并提供优先级信息。
云计算平台根据业务系统的请求和云内资源的空闲情况,分配计算资源,通过occi接口通知业务调度器云计算平台向业务系统提供了何种架构的计算资源。
业务调度器根据申请到的资源情况,将业务处理机的操作系统、业务版本等模板信息通过occi接口通知云计算平台,由云计算平台进行操作系统和业务程序的部署,完成后提交给业务系统进行使用。
3 分布式技术
分布式技术最早由google规模应用于向全球用户提供搜索服务,因此必须要解决海量数据存储和快速处理的问题。其分布式的架构,可以让多达百万台的廉价计算机协同工作。分布式文件系统完成海量数据的分布式存储,分布式计算编程模型mapreduce完成大型任务的分解和基于多台计算机的并行计算,分布式数据库完成海量结构化数据的存储。互联网运营商使用基于key/value的分布式存储引擎,用于数量巨大的小存储对象的快速存储和访问。
3.1 分布式文件系统
分布式文件系统的架构,不管是google的gfs还是hadoop的hdfs,都是针对特定的海量大文件存储应用设计的。系统中有一对主机,应用通过文件系统提供的专用应用编程接口(api)对系统访问。分布式文件系统的应用范围不广的原因主要为:主机对应用的响应速度不快,访问接口不开放。
主机是分布式文件系统的主节点。所有的元数据信息都保存在主机的内存中,主机内存的大小限制了整个系统所能支持的文件个数。一百万个文件的元数据需要近1g的内存,而在云存储的应用中,文件数量经常以亿为单位;另外文件的读写都需要访问主机,因此主机的响应速度直接影响整个存储系统的每秒的读入输出次数(iops)指标。解决此问题需要从3个方面入手:
(1)在客户端缓存访问过的元数据信息。应用对文件系统访问时,首先在客户端查找元数据,如果失败,再向主机发起访问,从而减少对主机的访问频次。
(2)元数据信息存放在主机的硬盘中,同时在主机的内存中进行缓存,以解决上亿大文件的元数据规模过大的问题。为提升硬盘可靠性和响应速度,还可使用固态硬盘(ssd)硬盘,性能可提升10倍以上。
(3)变分布式文件系统主机互为热备用的工作方式为1主多备方式(通常使用1主4备的方式),通过锁服务器选举出主用主机,供读存储系统进行改写的元数据访问服务,如果只是读访问,应用对元数据的访问将被分布式哈希表(dht)算法分配到备用主机上,从而解决主机的系统“瓶颈”问题
对于分布式文件系统,外部应用通过文件系统提供的专用api对其进行访问,这影响了分布式文件系统的应用范围。对于标准的posix接口,可以通过fuse的开发流程实现,但将损失10%~20%的性能。对于网络文件系统(nfs),在实现posix接口的基础上,可以直接调用linux操作系统的nfs协议栈实现。
3.2 key/value存储引擎
key/value存储引擎最大的问题在于路由变更后,数据如何快速地实现重新分布。key/value存储引擎如图4所示。可以引进虚拟节点的概念,将整个key值映射的ring空间划分成q个大小相同的bucket(虚拟节点,key的映射算法推荐采用md5)。每个物理节点根据硬件配置情况负责多个bucket区间的数据。同一个bucket上的数据落在不同的n 个节点上,通常情况下n =3。我们将dcache的q设定成10万,即把整个ring空间分成了10万份,如果整个dcache集群最大容量为50 tb,每个区间对应的数据大小仅为500 mb。对500 mb的数据进行节点间的迁移时间可以少于10 s。图4中,n =3,bucket a中的数据存储在b、c、d 3个节点。
4 结束语
云平台的构建是一个具有挑战性的课题,本文详细描述了虚拟化和分布式架构两大核心技术。在基础设施即服务(iaas)层面,着重描述了虚拟化技术,以及异构的虚拟化云计算平台的建设和应用,同时介绍了云管理平台的功能。在分布式技术方面,介绍了分布式文件系统和key/value存储引擎。对于分布式文件系统,本文着重介绍了主机“瓶颈”解决方案及存储接口标准化的想法;对于key/value存储引擎,本文提出了用于目录化存储的解决方案。
5 参考文献
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收稿日期:2010-05-28
云计算技术及其应用篇（4）
云计算技术是以计算机网络技术为基础发展而来的一种现代化科学技术，这一技术在实际生活及工作中的应用为人们提供较大便利，尤其在当前大数据时代，云计算技术的应用可使数据存储及数据分析更加高效安全，因而促使计算机网络云技术技术的进一步良好发展也就十分必要。研究中主要针对新时期计算机网络云计算技术，以促使相关人员对这一技术更好认知及了解，并且为该技术的进一步应用及发展提供支持。
1概述
1.1计算机云计算
所谓云计算所指的就是在当前互联网服务器中所存在的各种不同资源，常见的主要包括软件、存储卡以及CPU等相关类型。在云计算的运行过程中，其主要就是在利用计算机网络基础上进行相关需求信息的发送，在这种情况下远程计算机能够依据请求发送适当的针对性信息，其中信息服务构建，主要就是供应商的云计算提供。依据当前云计算实际应用中的相关服务模式可知，云计算实际上是以计算机网络为基础的提供服务资源的一种形式，在计算机网络中利用资源整合及资源配置等相关方式，对于计算机数据资源可实现信息反馈，同时，云计算是大数据时代的发展为背景的，其所面对的用户数量比较多，通过云平台及云服务向用户提供帮助，从而使用户的有关信息需求能够得到满足及保障。
1.2计算机网络云计算的类型
就目前计算机网络云计算技术的应用而言，依据其不同标准，在云计算分类方面有一定差异性，但是，目前大部分情况下都是依据服务性质对云计算实行分类，主要将其分为两种不同类型，分别为私有云与公有云。其中，对于私有云而言，其所指的就是客户单独构建的相关计算机云服务平台，并且可依据客户不同需求，将个性化云服务提供给客户，由于私有云的这种特点，也就能够将更加安全高质的相关信息服务提供给客户，并且能够使客户不同需求得到较好满足，可实现计算机网络服务效率的有效提升，满足实际需求。对于公有云而言，其所指的就是通过他人所构建的云平台提供相关云计算服务，因而公有云相对于私有云而言，具有更加开放性的特点，因而其安全性相比于私有云也就较差，用户可依据自身的需求对不同类型云计算技术进行选择。
2新时期计算机网络云计算机技术的应用
2.1计算机网络云计算技术的应用特点
随着现代信息时代的不断快速发展，计算机网络信息技术也得以快速发展，并且在网络信息技术的实际发展过程中，云计算技术的应用及发展已经成为重要内容，并且在现代化的信息技术发展中也属于具体的体现。就目前计算机网络云计算技术的实际应用而言，其所表现出的应用特点主要包括以下6点：（1）在云计算技术的实际应用过程中，其规模相对而言比较大，可以将较大规模的有关计算机服务向用户提供，从而使用户对数据的计算需求得到满足。（2）云计算技术具有虚拟化特点，在云计算技术的实际应用过程中，可使传统计算机模式中存在的不足之处及缺陷得以改变，可使用户在任意时间及地点获取信息资源，获取更好的服务，从而使用户的信息需求能够得到更好满足。（3）云计算机技术具有服务质量较好且安全性比较高的特点，在私有云平台得以有效应用的基础上，可将更加安全可靠的信息保障提供的用户，确保用户能够更好获取所需的相关信息。（4）云计算技术具有通用性特点，在云计算技术的实际应用中，对于不同方面的应用均能够支持，且通过云运行的实现，可确保多个应用实现同时运行，在此基础上可使各个应用的实际运行效率得以较大程度的提升，满足各种应用的实际需求。（5）云计算技术的扩展性比较理想，就目前云计算技术的实际应用情况而言，可表现出十分理想的自动伸缩特点，可将用户需求作为基础，实现自动化扩展服务的构建，从而使服务质量能够得到较好的保障，将更好质量的服务提供给用户。（6）云计算技术的应用成本相对而言比较低，并且云计算技术的发展速度比较快，随着云计算技术越来越成熟，在今后各种类型的应用中，云计算技术必然会发挥着越来越重要的作用，为各种应用作用的更好发挥提供有效支持与保障。
2.2计算机网络云计算技术在应用中的不足及缺陷
就目前计算机网络云计算技术的实际应用及发展情况而言，虽然得到一定的发展成果，然而这一技术在实际应用中仍有一定不足之处及局限性存在，在云计算技术的实际应用及发展中仍旧存在一定问题。在云计算技术的应用及云计算服务方面，对于相关信息资源的获取，其来源为供应商数据库，这种情况的存在会导致对于有关的数据资源，用户端无法实现直接获取以及控制，因而在实践应用中对于有些数据资源，用户往往会不具备访问权限，信息获取也就存在困难。就当前云计算技术的实际应用情况而言，数据完整性的实现仍旧比较困难，由于云计算技术在实际应用过程中对于数据的存储通常都选择分布式存储方式，这种存储方式会导致数据存储比较分散，也就很难使数据完整性得以有效实现，对于数据存储及利用会产生不良影响[1-2]。
3新时期计算机网络云计算技术应用的进一步完善措施
在目前计算机网络云计算技术的实际应用过程中，由于仍旧存在一定缺陷及不足，也就需要对网络云计算技术进行完善，以实现计算机网络云计算技术的更好应用及发展，具体而言，需要从以下几个方面入手进行完善。
3.1访问权限的合理设置
在新时期计算机网络云计算技术的实际应用过程中，为能够实现其更好应用及发展，首先需要注意的一点就是应当对数据访问权限的合理设置。就目前实际情况而言，云计算服务的提供方主要就是相关供应商，为能够使信息安全性得到更好的保障，供应商应当对用户的实际需求充分了解及把握，在此基础上依据用户的实际需求及实际情况，对相关的访问权限进行科学合理设置，从而使相关信息资源能够实现安全共享，使用户的信息需求得到满足。由于目前的互联网开放式环境的影响，作为供应商一方面需要对访问权限进行科学合理的设置，使资源的合理分享及应用得以加强，保证资源得以更好应用。另一方面而言，有关供应商也需要有效开展相关加密及保密工作，供应商及用户均需要对信息安全防护加强注意，积极网络安全的构建，从而使用户安全能够得到理想的保障。所以，在今后云计算技术的应用及发展过程中，对于安全技术体系构建需要进一步强化，在对访问权限进行科学合理设置的基础上，使信息防护水平有效提升，从而使云计算技术的应用具有更好的环境基础与保障。
3.2有效提升数据信息完整性
在计算机云计算技术的实际应用中，数据信息的存储技术属于核心内容，因而有效进行数据信息存储，实现数据信息完整性的进一步增强具有重要的意义，这在云计算技术应用及发展方面也是十分重要的内容。（1）对于目前的云计算资源而言，通常都是通过离散方式在云系统中分布，因而对于云系统内的相关数据资源需要加强安全保护，且需要使数据完整性得到较好的保障，这对于数据信息资源应用价值的进一步提升十分有利。（2）对于数据存储技术，需要进一步加快其发展，尤其在当前大数据时代背景下，为能够实现云计算技术的更好应用及发展，对于数据存储技术创新构建需要加强重视，以实现数据信息的更合理存储。（3）在目前云计算技术的实际应用过程中，对于其发展环境需要进一步优化，在理念创新及技术创新得以实现的基础上，与新时期的发展环境更好适应，从而使云计算技术应用价值能够得以有效提升，这一点在云计算技术的应用及发展中属于重点内容。
3.3提升用户的网络安全意识
云计算技术及其应用篇（5）
2.云计算安全:架构、机制与模型评价
3.云计算访问控制技术研究综述
4.云计算采纳行为研究现状分析
5.Google三大云计算技术对海量数据分析流程的技术改进优化研究
6.大数据、云计算技术对审计的影响研究
7.虚拟化云计算平台的能耗管理
8.云计算环境下的分布存储关键技术
9.推动中国云计算技术与产业创新发展的战略思考
10.云计算:体系架构与关键技术
11.我国云计算教育应用的研究综述
12.云计算及云计算实施标准:综述与探索
13.云计算:系统实例与研究现状
14.云计算环境下的联网审计实现方法探析
15.云计算和云数据管理技术
16.基于云计算的多源信息服务系统研究综述
17.云计算安全问题研究综述
18.云计算系统相空间分析模型及仿真研究
19.云计算时代关键技术预测与战略选择
20.云计算方案分析研究
21.基于云计算的B2C电子商务企业价值链优化
22.面向图书馆的云计算研究综述
23.云计算时代的数据中心建设与发展
24.基于Hadoop的云计算辅助教学平台研究
25.云计算研究现状综述
26.基于云计算的智能电网信息平台
27.云计算资源调度研究综述
28.论云计算的服务质量
29.我国云计算教育应用的现状与发展趋势
30.云计算及其关键技术
31.云计算技术发展分析及其应用探讨
32.云计算应用服务模式探讨
33.云计算的发展及其对会计、审计的挑战
34.构建云计算平台的开源软件综述
35.云计算安全研究
36.云计算和虚拟化技术
37.基于企业视角的云计算研究述评与未来展望
38.云计算数据中心的新能源应用:研究现状与趋势
39.云计算环境下的电子文件迁移模型研究
40.云计算:构建未来电力系统的核心计算平台
41.移动云计算的应用现状及存在问题分析
42.云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化
43.云计算:概念、技术及应用研究综述
44.基于虚拟散列安全访问路径VHSAP的云计算路由平台防御DDoS攻击方法
45.云计算集群相空间负载均衡度优先调度算法研究
46.电力系统云计算中心的研究与实践
47.云计算初探
48.随机任务在云计算平台中能耗的优化管理方法
49.基于“云计算”的数字图书馆服务模式
50.云计算与信息资源共享管理
51.云计算中调度问题研究综述
52.云计算给图书馆管理带来挑战
53.云计算安全研究综述
54.云计算中数据隐私保护研究进展
55.云计算应用及其安全问题研究
56.基于云计算的电力数据中心基础架构及其关键技术
57.基于云计算和极限学习机的分布式电力负荷预测算法
58.美国联邦政府云计算战略
59.基于云计算平台的新型电子取证研究
60.云计算信息安全分析与实践
61.基于Openstack的科研教学云计算平台的构建与运用
62.云计算安全关键技术分析
63.云计算技术研究与应用综述
64.基于云计算的义务教育学科课程资源共建共享模式
65.面向云计算环境的能耗测量和管理方法
66.基于云计算的实验室管理信息系统设计
67.云计算概念、模型和关键技术
68.云计算环境下的审计业务模式变革研究
69.基于Hadoop的分布式云计算/云存储方案的研究与设计
70.云计算环境中绿色服务级目标的分析、量化、建模及评价
71.基于云计算的图书馆建设与服务发展
72.物联网、大数据及云计算技术在煤矿安全生产中的应用研究
73.基于专利分析的我国云计算技术发展现状研究
74.云计算的价值创造及其机理
75.云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践
76.寄心海上云:云计算环境下的知识管理
77.基于云计算的居民用电行为分析模型研究
78.云计算环境下的数据存储
79.基于效用的云计算容错策略和模型
80.云计算环境下的智能决策研究综述
81.云计算安全风险因素挖掘及应对策略
82.我国云计算产业发展趋势及政策建议
83.云计算安全需求分析研究
84.智能电网中虚拟化云计算安全的研究
85.云计算架构下的移动学习
86.基于云计算的终身教育服务平台设计
87.云计算在电力系统数据灾备业务中的应用研究
88.云计算与图书馆:为云计算研究辩护
89.浅谈云计算技术
90.云计算研究现状与发展趋势
91.云计算环境下的著作权制度:挑战、机遇与未来展望
92.基于云计算的数字化信息资源建设模型的研究
93.云计算发展态势与关键技术进展
94.云计算技术在图书馆中的应用探讨
95.国外云计算发展现状综述
96.云计算对知识产权保护的若干影响
97.基于云计算的远程教学资源建设模式——以浙江开放大学为例
98.云计算在智慧校园中的应用研究
99.对云计算技术及应用的研究
100.云计算应用展望与思考
101.云计算给图书馆带来的发展机遇
102.云学习:云计算激发的学习理念
103.云计算环境下的信息资源云服务模式研究
104.云计算研究进展综述
105.云计算及安全分析
106.一种云计算操作系统TransOS:基于透明计算的设计与实现
107.基于等级保护的云计算安全评估模型
108.云计算:从概念到平台
109.云计算环境下信息安全分析
110.云计算技术简述
111.云计算综述与移动云计算的应用研究
112.中国云计算产业结构和商业模式
113.云计算安全问题
114.云计算下的国外图书馆联盟服务研究
115.云计算技术的应用及发展趋势综述
116.云计算在区域信息资源共享中的应用探究
117.基于云计算的图书馆信息平台的构建
118.云计算技术驱动下构建数字图书馆虚拟化环境的探讨
119.云计算支撑信息服务社会化、集约化和专业化
120.云计算环境下基于协同过滤的个性化推荐机制
121.云计算环境下的网络技术研究
122.云计算模式在电力调度系统中的应用
云计算技术及其应用篇（6）
云计算技术的应用给人提供了很大的方便，满足了人们的技术应用的要求。处在当前的数据发展时期，面对愈来愈大的数据，加强对数据的管理就显得比较重要，云计算技术的应用成为数据管理的重要技术。通过对云计算技术的研究以及对计算机安全问题的分析，就能为解决实际问题提供相应参考。
1云计算的优势特征以及产生的影响分析
1.1云计算的优势特征体现
其一，规模大的特征体现。云计算技术的出现成为数据管理的改革起点，云计算技术的应用主要是通过让计算分布在大量分布式计算机上，企业数据中心运行和互联网相似，这样就能被数据资源切换到需要的应用上[1]。云计算的技术应用下，就有着鲜明的特征，首先超大规模是其基础的特征，如谷歌的云计算有一百万台服务器，而对于微软以及雅虎等云也有着几十万台服务器，企业私有云通常有数百成千台服务器，这就大大提高了计算机的计算和存储的能力。其二，虚拟化的特征体现。云计算的特征还体现在虚拟化方面，云计算技术支持用户在任意位置使用各种终端进行获得服务，这样就是的云并非是有形的，而是虚拟的。用户也不用了解云的位置和具体运行，只要有终端就能在网络的服务下来完成相应的操作。其三，价格低的特征体现。云技术的应用价格比较低廉，其特殊的容错措施使用廉价节点来构成云的，自动化集中式管理方式就使得在应用云的时候不同担心管理成本，并且资源的利用效率能得到有效提高，用户在享受低成本的优势下，就能方便的进行工作生活使用。这也是云技术得以广泛应用的重要因素之一。其四，高扩展可靠特征的体现。云计算技术的应用过程中，其可靠性是比较突出的，云技术使用了诸多的数据多副本容错等保障服务的可靠性；同时能够在规模上精细红伸缩，对不同的用户规模增长的需要要求能有效满足[2]。
1.2云计算技术产生的影响分析
云计算技术的应用所产生的影响时比较大的，其中对软件的开发产生的影响就比较突出。云环境下软件的技术以及架构会发生变化，开发软件要和云相适应，对和虚拟化核心的云平台要进行结合，对其运算的能力以及存储的能力变化要能有效适应等。并要能对大量的用户使用的要求得以有效满足，其中就涉及到数据信息的处理能力以及存储结构等。还要能实现互联网化的目标，安全性要能得以加强。在云环境下的软件开发以及工作模式也会随之而发生变化，软件产品的祖自宏表现的形式会更加的丰富[3]。另外，云计算技术的应用对软件的测试产生的影响也比较突出，主要就是软件开发工作变化使得软件测试也发生了变化，软件的测试点就要进行适当的调整，对软件质量重视的基础上，对云计算环境提出的质量要求也要能得以满足，其中的多平台兼容性以及软件动态适应能力等方面都要能够满足其要求。软件的测试工具以及测试的工作模式和测试的环境也发生了变化，测试对不同形式的软件产品的测试也发生了变化，这些都是云计算环境所造成的。
2云计算的应用和云计算下计算机安全问题及建议
2.1云计算技术的应用
云计算技术的应用范围比较广泛，其中在物联网中的应用就比较广泛，物联网核心和基础是互联网，是在这一基础上的延伸扩展的网络。物联网的业务模式主要有两个，一个是．MAI（M2MApplicationIntegration),内部MaaS；一个是MaaS（M2MAsAService),MMO,Multi-Tenants(多租户模型）。物联网在近些年的迅速发展过程中，对数据存储的要求也愈来愈高，对云计算的技术应用需求也在加大，云计算的应用下能满足物联网的实际应用要求，从计算中心到数据中心在物联网初级阶段能够满足其应用的要求。云计算技术应用中，云存储的应用是最为基础和广泛的，云存储是通过集群应用以及网络技术等功能的应用，把网络中大量不同类型存储设备采用软件进行集合协同工作，对外提供数据存储和访问功能系统，这样就能大大提高存储的效率和安全性[4]。云计算技术在云安全领域的应用发展也比较重要和广泛，云安全主要是对网状大量客户端的利用，从而来对网络软件中的异常行为的监测，从中获得木马以及恶意程序最新信息，将其信息推动到Server端自动化的处理，将解决方案发送到每个客户端。云安全领域的应用有着诸多的方法，有管理密码的方法需要应用程序以及软件，在云技术的应用下通过LastPass就能对密码进行安全管理。
2.2云计算技术下计算机的安全问题分析
云计算的应用比较广泛，在云计算环境下计算机的安全问题也比较突出，解决实际中的安全问题就显得比较重要，主要的安全问题有以下几个层面：其一，云计算技术缺乏安全标准。云计算技术是新型的技术，在信息化的时展速度比较快，但是还没有形成完成的安全标准，这就说明云计算技术应用中，涉及到数据保密完整性等，都是通过云计算消费终端进行承担的，云计算服务上不承担责任。在法律层面对云计算技术的应用安全标准也没有进行细化规范和约束，这就必然会在实际中存在安全问题。云计算技术的应用中存在的不安全因素也比较多，有的云计算服务商受到利益的引诱，会不顾安全问题从中谋取利益。其二，数据安全的问题比较严重。云计算技术下的计算机安全问题的数据安全问题比较突出，云计算技术的应用愈来愈广泛，主要是其数据存储的方便。随着计算机技术的迅速发展，用户通过云端的应用进行存储数据以及调用数据的量就比较大，由于计算机监管的条件受到限制，这就使得在具体的监督管理执行过程中存在着难度，从而留给不法分子攻击的机会造成数据的丢失，这就存在着很大的数据安全隐患，对用户的合法权益以及经济利益会造成很大的威胁。云计算是虚拟的技术，对数据信息存储的位置不能得到确定，也缺少具体规范，这就会造成同一信息数据存在多个地方，在信息安全的保障方面受到很大影响，也比较容易发生信息数据窃取的安全问题。其三，用户权限安全保护力度有待加强。云计算下计算机的安全问题还体现在用户权限的保障力度不强方面。未能方便用户查看信息数据，就要活得相应权限，而在等级的不同因素影响下，用户权限也是不同的，获得的内容信息重要程度也有着不同。对有着权限的用户，股票中能调整自己持有股份的金额，不具备权限的用户就只能查看数据信息变化，在用户权限的不同下，一些不法分子就对云环境下的计算机采用病毒入侵的方式，通过不当方式获得用户权限获得相关信息，这就使得用户权限的安全受到很大的威胁，对用户会造成很大经济损失。
2.3云计算背景下计算机的安全保护建议
云计算背景下的计算机安全保障措施的实施要注重科学性，笔者结合实际安全问题提出几点保护建议：建议一：加强云计算用户自身的数据安全意识。云计算下的计算机安全保障工作的实施，首先用户自身的信息数据安全意识要加强，提高信息数据安全保护意识能避免留给不法分子可乘之机。如在网吧等公共网络场所不登录个人账号和存储重要信息。要提前进行电脑病毒的查杀，对信息存储和备份后，就要将信息数据的记录以及账号记录进行及时删除。对于个人的电脑应用就要安装必要的杀毒软件以及防火墙等，并能定期的进行电脑杀毒处理，管理好电脑，这样就能有效避免计算机安全问题出现。
3结论
综上所述，云计算环境下的计算机安全保障措施的实施，要充分注重方法的科学应用，并要对云计算技术有充分的了解，这样才能针对性的解决实际安全问题。在计算机技术迅速发展的环境下，云技术的应用将成为趋势，对计算机的信息安全的保护强度也会进一步加强。
参考文献
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云计算技术及其应用篇（7）
关键词 ：虚拟云；虚拟云实训室；虚拟云架构
引言
科技文明像车轮一样带动现实社会不断前行，虚拟计算机网络搭载这列火车也走出自己前行的轨迹，放射出大量信息引发人们心灵的震动。在这其中，虚拟云计算技术又借助当今网络服务平台的东风，将网络应用发扬光大，进而也为计算机网络带来光明的发展前景。
1、虚拟云计算技术的综述
IBM公司于2007年底宣布了虚拟云计算计划，“云计算一词既可以描述某一系统平台又或者是某种类型的应用程序。所谓“云”计算技术，其实是能够将网络、互联网、软件联合使用的一种形象的比喻说法，在云计算平台核心是服务器，它可以是物理的也可以是虚拟的。高级的虚拟云计算通常包括一些常见的计算资源，例如存储区域网络，网络设备，防火墙等其他安全设备。虚拟云计算在定义应用方面，它描述的是一种可以通过接入互联网Internet进行访问的可扩充的应用程序。“云应用”使用大数据中心或者功能强劲的服务器来运行网络应用程序与网络服务。所有用户都可以通过适当的互联网接入装置或者标准的浏览器来访问一个云计算应用程序。一个虚拟云计算的平台按用户需求进行实时部署、按需配置、更新配置以及撤销服务等。
首先，在虚拟云计算中的各种云都被看做是一种能够并行的分布形式，硬件是网络环境中的独立运行的计算机，支配和调度计算机中的软件和应用；其次虚拟云计算是有待探索的多技术体，一般情况下，当今计算机软件技术与虚拟云相互依存，相互扶持，共同发展、共同进步、共同获利，其侧重点是在计算机软件技术中应用计算机网络云计算的特点；最后是广大多网民用户群体，已经有很好的基础设施建设，不需要花费人财物，直接接入云应用畅游，既解决了计算机技术人员对网络资源库的负荷超载的烦恼，也解决了用户资源浪费的困扰。虚拟云计算具备规模大，安全性高以及虚拟性等等特点，虚拟云计算技术，凭借自身的优势，及用户之所需，智能分析用户需求，为用户提供意想不到的资料来源，为用户带来一个又一个惊喜，让用户对虚拟云欲罢不能，深深陷入对云灵活方便强大实用的依赖。
2、虚拟云计算技术的分类
以虚拟云计算技术的适用范围、技术特点、功能指标以及其他要素，能够将虚拟云计算技术划分成各种相应类型。从其服务的用户的角色、用户对云的渴望来看，可以将虚拟云计算技术分为公共云和订制云。所谓订制云是说，以用户个人对云的依赖程度本身为切入点，为客户量身打造一个私人空间，完全实现私人定制，包括私有的应用设计，建立的私有平台等，一般这样的私有空间部署在用户数据中心的防火墙内，用户的数据安全、私密性和各种服务都得到最大化的有效控制；而公有云是指一些用户的使用不足以创建订制云，自身对云的需要有其局限性，开发一些适应普遍大众需求的公共云资源。一般来说，在公共云和订制云的分类上，必须要在以下几个方面加以识别：首先，不间断的服务。一般来说，社会大众对公共云的服务参与程度非常之高，影响非常之大，造成公有云的崩溃，甚至是停止服务，反而订制云建立在用户内部无需考虑这方面的困扰；其次是数据安全方面。如同公共场所的安全性和私人宅邸的私密性无法比拟一样；再其次是成本费用。订制云为了保证提供不间断服务和超高的数据安全私密，数据的稳固，就要以付出成本为代价，公共云在这个方面的费用成本相对较低；最后是监测能力。公共云因为有广大的用户群体，与生俱来的具有非常强大的受测能力，获取信息之后进行有效快速的分析，实时提供给用户。
3、虚拟云计算技术的实现
目前是按三个层次来划分计算机系统，也就是系统前期构建过程，以及系统功能实现、后期维护过程，目标是使得系统的整个处理过程变得更加简洁明了。过程不同，阶段各异，在系统实现中也有着不同处理方法和实现手段，贯彻这种分层理念、设计原则和实现方法，系统设计人员能够顺利的将系统的功能最大化发挥和实现，计算机系统的简单形象也随之实现，意味着用户操作简便易用，是系统运行效率提高的前提。信息化与我们的日常生活如影随形，虚拟云计算技术当之无愧成为日常生活中的主角。一般来说，虚拟云计算技术的实现形式大致有以下几种情况：首先，软件应用程序的使用，将企业使用频率非常高的管理程序放置在公共云中，企业利用接入端口获得专属信息，既满足了企业对虚拟云技术的使用又节省了大量的资金；其次是网络服务，这也和软件应用程序有着千丝万缕的联系。其主要的使用方法是招募有经验有能力有水平的软件程序研发者投身到虚拟云计算技术实际应用的开发；最后是提供管理服务，这是虚拟云计算技术最原始最初期最成熟的使用形式，和软件应用程序使用和网络服务相对比，其提供的是专业性非常强的信息技术服务，譬如系统瘫痪等等。
4、虚拟云计算技术在实训室管理中的应用
操作型应用人才是高职高专人才培养目标，操作型应用人才的培养离不开实训室建设，目前实训室普遍使用还原卡对实训教室进行管理，虽然还原卡对计算机环境进行了保护，但是也导致防毒软件不能及时升级，教学需要的资料不能及时保存，教学所需要的操作系统、应用软件不能及时更新，现在计算机更新换代迅速，实训室建设成本增加，面对这些问题，将虚拟云计算技术用于调配高职高专实训室的计算机硬件与软件资源，对高职高专信息化建设有着深远的影响。通过虚拟云计算技术在现有硬件环境上分区设置不同的虚拟云，适应不同的专业学科实验环境需求，提高服务器的使用效率与性能。完全改变了以前的实训教室管理人员在实训教室的每台物理计算机进行实际操作的麻烦，既方便了实训教室的维护，又节约了时间与成本。
有了虚拟云实训室，各学科实验数据、软件与人员等信息都可以放心大胆地交给虚拟云来维护管理，在虚拟云计算系统中存放着所有学生的相关实验数据，学生进入虚拟云实训室，动动手指登陆自己的用户帐号遨游在云计算系统中，即可按部就班获取实验数据，按照教师指导完成实验操作，在实验完成后，再将实验数据保存到云计算数据中心中，同时，虚拟云计算数据中心为数据保存提供安全安心之所。
通过虚拟云计算平台还有利于对实验资源的协调与整合，实训教室的硬件与软件资源的使用效率可以最大限度提高，将现有机器设备的性能发挥到极限。虚拟云计算管理系统具有动态合理地分配登录用户数量与使用限制，每个资源节点的负载均衡情况以及资源的性能特点对学生而言是透明的，学生只需知道满足其进行实验所需要的所有资源。
虚拟云计算技术实验平台的架构从技术应用角度出发，共分4个层次，分别是基础硬件层、虚拟云设置层、云管理层与云终端应用层，基础硬件层主要是看得几摸得着的物理设备，包括计算机、服务器、工作站、网络交换设备、机房管理设备等。物理硬件之间通过有线或者无线互联网络设备，全部实现物理上的网络连通。
虚拟云设置层主要是每个高校都可以根据学院的学科专业特点，课程性质去分配设置虚拟机，根据学院物理基础的配置的不同，按需分配物理设施的虚拟云环境，根据实验项目的需求、虚拟环境的性能等因素的需要，在虚拟化的计算机上安装不同的操作平台，在配套的操作平台上搭载安装实验所需的工具软件。所创建的虚拟化计算机建成一个或者多个虚拟计算机集群系统，由虚拟机管理系统来管理与维护。
云管理层主要包括云平台资源管理系统、云实验管理系统、动态用户管理系统、云安全保障系统与云数据中心系统，云平台资源管理系统主要是对云计算中虚拟机资源动态智能的管理，这个管理包括对于长期闲置的资源进行清理，长时间空闲的做到删除，监测到比较繁忙的资源分配更大的虚拟空间，对使用频率较高的资源及时更新，保障用户永远使用的是最新版本，出现故障的资源及时维护，添加新增软件。动态用户管理系统主要是负责云环境中的各个云资源节点使用分配是否平衡，使用动态分配策略管理、对于流量偏大的节点进行流量控制、对登录用户进行分流或者限制某节点登录数量等，云安全保障系统主要是负责对云计算平台上的系统安全方面的管理，最简单的安全手段是验证用户名、密码、设置用户保密级别、利用防火墙、入侵检测等网络安全手段管理用户访问、数据等。云数据中心系统主要是对虚拟云计算平台系统中的学生实验数据、用户登陆数据、软件操作数据、资源更新数据以及系统维护数据等相关数据的保存与维护。
云终端应用层主要是在物理PC机终端中只需要安装一个登录软件即可，登录软件安装在物理PC机的操作系统，使用形式上作为一个应用软件来进行安装，这样，用户可以在自己的物理PC机终端上通过该软件登录到实验云平台系统中。
5、虚拟云计算技术发展中遇到的难题
我们在享受云给我们的各种体验和惊喜的同时，也要关注到虚拟云计算技术发展中遇到的难题，云中数据能否保密，能否丢失，是否安全是用户最最关心的问题。主要表现在以下方面：首先，浏览器接入云端是虚拟云计算技术使用的普遍形式，而浏览器作为安全的第一道屏障多少有些不让人放心，用户的电子证书，以及电子认证秘钥很容易由于浏览器的安全漏洞让黑客们得手；其次是在云端中，不同的应用都要经过身份、级别的认证，那么在这个过程中，认证机制的高效安全又如何得到保证；再其次是在虚拟云计算技术服务提供层中，必须采取行之有效、针对性强的技术来确保用户的隐私安全；最后是在虚拟云计算技术物理基础层中，如何确保数据的不透明，不释放和不更改都是具有非常大的风险性。
6、结论
科学技术是第一生产力，尽管虚拟云计算技术仍是一个蹒跚学步的婴儿，刚发芽的小树，但是由于它的方便实用迅速得到了广大用户的认可，人们纷纷尝试这一新生技术，给人们的感觉是生活原来还可以这样精彩，同时在目前许多领域的应用都有明显的成效。另外，虚拟云计算技术是当前信息化技术的指路明灯，很多发达国家和先进企业想在这一方向上作出成绩获得利益，逐渐加大在虚拟云计算技术的投入和研究，使之成为了当前信息科技发展的主要方向。
参考文献：
[1] 陈康，郑纬民.云计算:系统实例与研究现状[J]. 软件学报，2009,5:1337-1339.
云计算技术及其应用篇（8）
近几年来，伴随着科学技术及其网络信息技术的快速发展，云计算在各个领域中均得到实施。信息网络技术已为人们的生产及生活带来较大便利，同时也带来了信息安全问题。企业网络安全问题日益凸显，云计算作为一种新型的核心技术，在各行各业中均得到广泛应用。
1云计算概述
云计算是2007年出现的新名词，只带现在还没有一个确切的定义。总的来说，云计算指的是把分布式计算，虚拟化等技术结合起来的一种计算方式，基于互联网为媒介，向用户提供各种技术说明、数据说明及应用，以方便用户使用起来更方便快捷。对于云计算而言，它是分布式处理、网络计算的发展，对分布式计算机中的数据、资源进行整合，实现协同工作。用户连上网络，运用云计算技术使标准化的讯息和数据更加的有效、精确、快速及多量化。云计算主要由计算与编程技术、数据存储技术、虚拟机技术、数据处理技术等技术构成。云计算技术不同于其他技术，它具有自身独特的特征，其中包括：超大规模、高真实性、高安全性、扩张性、按需求提供等。云计算技术具有独特的特征，即使用成本低，适应范围广泛、高效的运行速度，被各大企业广泛运用。云计算通过电脑进行数据，至电脑的算术功能更加强大，使那些繁琐的、量大的计算得到了提高。并且，启用云计算模式，使数据的储存更加的统一化，有利于数据在监管测试中更加的安全。在云计算模式的数据中心中，其对数据的统一化、资源配置的有效化、系统的优化、安全的监测环境和铺排软件，有效的提高了数据的完整性。并且，在云计算平台加入硬件、软件及技术资源，从而促进集中管理的实行，同时，增加动态的虚构化层次，促进了资源、硬软件的全面发展。云计算技术具有可持续性、虚拟化的特点，可持续性的特点，使系统的总体消耗费用在一定的程度上降低。云计算的种类可分为公共云、社区云、混合云及私有云。其中公共云主要用于公共服务的云平台，进而为公众提证供云存储及云计算的服务；社区云则是在某一区域内使用的云服务，进而为多家关联机构所提供的云服务；混合云是两种或两种以上的云所组成的；私有云是指企业内部所使用的云服务，适宜专网向结构采用。
2云计算在企业网络安全管理系统中的应用
随着科技的飞速发展和网络的普及，企业管理所形成的运用系统平台都向着规模化、多效用化、高效能、高机能的方向发展。以保障企业网络管理系统安全的正常运行、对其进行定时调度和维护，完善企业内部网络的建设发展，云计算技术在企业网络安全管理中的应用必不可少。基于云计算技术的应用将整合数据信息资源，可以确保企业安全管理系统数据的安全。
2.1云计算系统实现
作为多层服务的集合体系，电力云主要由物理存储层、基础管理层、高级访问层、应用接口层四个主要层次构成。云计算系统是在企业网络安全管理中，网络存储与设备是以物理存储层为基础的，其所分布的地理位置不同导致其云物理设备也不同，这些差异的地理位置及云物理设备之间的连接主要是通过内部网来实现的。基础管理层是采用集群式和分布式系统，促使云中的储存设备进行协同工作，在基础管理层中，还包括机密、数据备份内容。高级访问层主要包括管理系统的基础与高级应用，通过软件平台来实现安全管理软件快速有效的运行。云计算系统是在企业网络安全管理中，应用接口层是其最最活跃的部分，其系统中的运行管理机构信息及数据获取必需通过应用接口层完成。
2.2云计算的信息整合
云计算的信息整合很多都是通过云计算技术来实现的，如企业网络安全管理系统中的信息同享，利用公有信息模型，标准组件接口，让多个企业网络数据库中的数据进行交流、同享。同时，可利用自动分析与拆分技术，对系统中繁琐的资源进行统一，使其任务变成较小任务。经过企业网络安全管理系统中某个信息点将请求发云体系实现资源的统一，在请求接到后，将数据请求要求发送给企业网络安全管理中的公用信息平台，依照请求，对系统中的资源进行储蓄整理、推算。
2.3资源管理与调度
为了完成云计算技术在工作中的的有效使用，应该巩固对资源的处理、调度。其详细运行表现为：起初，为了保证企业网络安全管理系统的安定、稳固进行，应该对每一台使用云计算技术的计算机设施进行整合，对使用者权利、使用者因特网地址、用户终端级别进行整合。另外，描绘计算机资源近状，对Cache、MFLOPS等数据结构进行概述。最后，实现云内部任意终端的探问，运用云调度技能，有效处理云资源，完成对系统资源的灵验、科学整理，便于资源的询问、使用。企业网络安全管理系统与云计算的应用具有计算速度快、安全可靠性高、应用范围广的特点。为了使企业网络安全管理系统有效快速的运行，云计算技术还对技术标准合理的进行规范，利用数据模型，完成数据的平稳执行。
2.4云计算的关键技术
数据安全技术。在企业网络管理系统中采用云计算技术，数据的散落式储存保证了数据的安全问题、系统内的安全问题。在系统进行运行的过程中中，保障数据完好，应该对数据处理、用户约束、资源证实、权利管理等各技术的认真分析，保障应用数据的稳定性、整体性。因此，在系统运行过程中，云计算技术还要加强对数据的隐秘功能，从而保证数据的稳定性、整体性，可以通过数据加密技术进行维护。就像采用华为技术公司利用IaaS层资源管理软件，有用地解决了数据存在的安全问题。与此之外，数据的安全技术强化系统中的用户数据安全，保障用户数据的安全共享，保障了数据的交迭。动态任务调度技术。其于企业网络管理系统，其计算方式有暂态、静态等多样性，因为计算时间具有不稳定性因素，且计算之间是具有相互依靠关系，从而便增加了计算任务的调度的难度。因此，为了保证企业网络管理系统的高速运行，在系统的云计算中心，使用任务预分配与动态分配相配合，分布式文件与本地文件相配合的形式，从而提高资源的有效利用，促使数据运送、调整管理的时间损失降低了一定的程度。一体化数据管理技术。在系统的多种整理中，通过采用一体化数据管理技术与模型的方法来实现数据模型的统一化，以此减少不同模型转化的过程中所形成的数据丢失与失误，利用合并的计算数据准则。在当前的的数据模型中，大部分采取EICCIM国际标准，同时使用国网E格式标准数据替换，而关于计算输入数据而言，可使用BPA和PSASP兼并的方法。
3企业网络安全管理系统中云计算技术的应用
云计算在企业网络安全管理系统中的应用可分为三大层次，即：基础设施层、平台服务层及软件服务层。其中基础设施层是面向应用对象，平台服务层面向服务、软件服务层面向用户。在每一个层次中都能够根据功能需求加以细化。并且根据逻辑的顺序，在基础设施层上能够分为数据采集及其转化，并且根据硬件的不同，将其分为用户设备终端、存储设备及其服务器等。此外，在云计算的信息管理中，大多是通过虚拟化的技术来实现资源的形象化转变，并将数据传递到服务平台。同时根据设计及开发的相关流程，平台服务层可分为开发、测试及其运行。每一层都应根据相关设计来进行开发。如：在建立某企业的网络安全管理系统时，首先，应对该企业的业务类型进行全面调查分析，并给予分类，查看适合采用哪一种云计算分类。若企业的网络安全管理系统适宜采用私有云计算类型，则可采用私有云的管理系统。然后，企业应根据实际应用需求，需要配备足够的服务器设备等。再次，对企业内部IT资源、数据中心等加以整合，并选择较为合适的虚拟化方法，对存储设备及服务器给予虚拟化整合，将已虚拟化的集成管理器给予管理，并将其上传到云计算的平台之中。最后，在软件的服务层，应根据实际的应用对象及其需求进而用户终端提供不同的软件，并设置相应的操作系统。当企业采用云计算的技术后，应配置基础设施或功能软件等，最终向服务提供者提供费用，可有效降低计算成本。对于云计算的信息管理系统，其中影响较大的缺陷即所拥有的隐私保护力不够，且公享资源的较大则是服务提供者所拥有的任意数据，如何在确保资源共享的优点下，达到保护用户隐私的目的，是当前亟需解决的问题。
云计算技术及其应用篇（9）
随着信息技术的不断发展，云计算已经把计算机网络当中的软件技术和硬件以及相关的服务进行了整合，从而形成了一个非常大的资源库，同时在这个资源库中，通过新的计算方法，实现对于用户的相关服务。云计算是一种新的计算机互联网计算模式，所以，在进行云计算的时候，云服务是计算机软件能够有效运行的基本平台，也具备非常重要的意义。而且在云计算当中，我们还能够运用虚拟化的技术手段来不断实现资源的虚拟化计算。云计算存储技术，作为现代信息技术发展中的重要研究方向，它的开发研究不仅具有很大的应用研究价值，而且还具有很大的商业经济价值。
1 云计算概念及技术组成分析
1.1 云计算的概念简述
当前，现代信息技术在不断发展，云计算逐渐应用到现代信息技术领域中，以狭义角度分析，云计算作为一种动态的、可以扩展的计算的方式，其主要通过互联网来提供一种虚拟资源而进行的；以广义角度分析，基于互联网的中心作用，云计算属于一种应用服务的，而服务用户，没必要关注云计算内部细节，也没必要掌握云内部的专业知识，其属于一种计算用户应用服务，往往由云内部直接控制基础设置。从广义角度分析，云计算的应用与服务的类型有很多种，即基础设施服务、软件服务、平台服务等，这些服务基于互联网，结合用户的需求来定制的。
1.2 云计算的组成与核心技术介绍
对于信息技术领域，其中有一种是云计算系统，其以层次化为主，形成的一种架构形式，其层次有六个，即基础设施层、存储层、平台层、应用层、服务层、客户端层等。在云计算系统中，计算机基础设施部分，即基础设施层，其属于一种虚拟化的平台环境，实现用户的需求与服务。在具体服务应用的过程中，基于服务器端的强大计算能力，对其进行单位化，给用户个人PC机提供计算服务，因其不能实现海量数据的计算与服务；其二，在云计算系统中，存储层的任务是提供与支持、实现数据的存储服务，与计算机数据库的服务类似，计算的基础，即使用的存储量，其作为一种云计算的服务结果，也是数据的存储服务；其三，通过云计算的平台层，服务与计算平台与解决的方案；对于云计算的应用层面，凭借云计算的软件结构进行运行服务；而云计算的服务层体现了云计算的本质，在互联网信息技术、资源的基础上，来提供好的服务；其四，在云计算结构层中，有一个重要的组成部分，即云计算客户端，主要任务是承担与实施简单消息以及相应界面显示的任务。
一般而言，云计算的核心存储技术有很多，即虚拟化的存储技术、高性能的存储技术、分布式的计算存储技术等。
2 云计算中的虚拟化分析
在一些企业的信息化平台中，尤其是在系统的建设过程当中，数据中心建设一直是我们启用信息化平台的核心，特别是伴随着当前的信息化技术在企业中的运用得增加。在对于相关的数据资源进行高效的运用后，将这些数据进行灵活地配置后，这已经是企业进行信息化建设的关键。基于这样的背景下，虚拟化的概念和技术便出现了。在云计算中，运用虚拟化技术，这不但能够有效地简化信息资源管理的复杂程度，而且也能有效地实现信息资源的不断优化及合理配置，这对于增强信息资源的运用效率，有着非常大的功能。与此同时，在云计算服务体系中，倘若我们把虚拟化的技术当做是云计算的一种服务方式，提供给用户，这对于增强用户的计算能力，有着很大的帮助。
一般来说，在云计算中，虚拟化就是通过一种抽象化的方式，将物理资源进行转变为虚拟的资源，然而对于物理资源的抽象化方式，这同虚拟资源进行转化的实现手段以及相关的地理位置等方面是有着极大的联系的。资源进行虚拟化之后，完全能够通过有限的硬件进行重新的规划和分配，这对于扩大硬件容量有着很大的意义。在云计算中，虚拟化的应用技术，主要是通过使用虚拟机的监视器和相关的硬件通信设施进行设置的，基于虚拟系统的架构后，在物理资源和操作系统之间有效地实现操作转化，从而能够实现虚拟资源的控制和相关的管理。
3 基于云计算的虚拟化存储技术分析
基于云计算的虚拟化存储技术的实现，是在网络新技术以及产品不断发展的背景下，数据存储需求与存储系统存储空间之间的矛盾日益显现的情况下，为了提高数据资源的使用与存储效率，逐渐进行研究实现的。云存储是一种通过集群技术、网络技术和分布式技术等技术手段，把互联网中不同的数据资源存储设备，利用软件技术集合在一起进行工作的运行服务，其主要的目的是要让用户进行相关的数据存储，访问管理整个系统，以实现对于数据资源的存储，对于空间的维护方面，同时还要考虑建设成本的问题等。云存储过程中，应用的技术主要包括最开始应用的直连式存储技术，以及随着网络存储技术的发展应用，先后出现的网络连接存储、区域网存储和基于IP的存储等各种不同存储方式技术，在实际存储应用中，具有各自不同的特征优势。
4 结论
综上所述，在进行云计算的时候，对虚拟化的存储技术进行相关的研究是很有必要的，这不但能够顺应信息技术的不断发展，而且也能够增强云计算服务的存储力度，不断促进云存储的研究开l，起到了很关键的作用。
参考文献
[1]高翔.试论网络存储技术及发展趋势[J].中国新通信，2016（09）.
[2]宋显君.浅析计算机网络存储技术与应用[J].信息通信，2016（07）.
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作者简介
云计算技术及其应用篇（10）
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0035-02
云计算相关概念早在1961年就有一定的思想雏形，人们预言计算资源可以发展为一种公共设施被人们使用，随后出现的效用计算、服务计算以及网格计算等技术，均是云计算的发展基础。就一般情况而言，云计算习惯利用计算机集群构成相应的数据中心，用户通过付费获得相应的服务，具体模式与用水、用电类似。云计算对于服务弹性具有一定的要求，还需综合考虑经济性、可用性、运行可靠性等内容。
1 云计算基本特征分析
云计算具体特征与其实际使用要求关系紧密，具体包含弹、资源池化、可计费服务、按需服务、泛在接入等。
1）弹特征分析
云计算相关服务可依据业务负载实际变化，自动完成相应的快速伸缩变化，具有良好的服务弹性。这种弹可有效增强用户使用与业务需求的一致性，从而避免因服务器性能冗余或过载，造成的资源浪费或服务质量下降问题。
2）资源池化特征分析
云计算所有资源均通过共享资源池模式进行管理，以保障管理的系统性和统一性。这种管理模式借助虚拟化技术，实现不同用户的资源分享，并保障资源的管理、放置以及分配对用户完全透明。
3）可计费服务特征分析
云计算可自动完成用户实际资源使用量的监控，并依据相应的收费标准，对用户使用的服务进行计费。
4）按需服务特征分析
云计算系统可依据用户的实际需求，完成资源的自动分配，以资源服务的形式，为不同用户提供基础设施、应用程序以及数据储存等资源。云计算相关服务不需要系统管理员进行干预。
5）泛在接入
云计算系统对于终端设备并无具体要求，在互联网条件允许情况下，用户可使用笔记本电脑、智能手机以及PC电脑等设备访问云计算服务。
2 云计算体系架构分析
云计算以一系列的服务集合为主要表现形式，从而满足弹性资源、按需服务的实际需求，结合当前云计算相关研究、应用分析，其体系架构主要分为三层，具体包括服务管理、核心服务以及用户访问接口三部分内容，如图1所示。核心服务层主要负责间应用程序、硬件基础设施以及软件运行环境抽象为可用性高、可靠性高且规模可伸缩的服务，以充分满足云计算的应用需求；服务管理层负责给予核心服务层相应的支持，以提高服务的安全性、可用性及可靠性；用户访问接口主要负责实现用户端到云的有效访问。
1）核心服务层
就一般情况而言，核心服务层具有三个子层，分别是平台即服务层（PaaS，platform as a service）、软件即服务层（SaaS，software as a service）、以及基础设施即服务层（IaaS，infrastructure as a service）。
基础设施即服务层主要负责提供硬件基础设施相关的部署服务，根据不同用户的实际需求，为其提供虚拟或实体的网络、储存、计算等相关资源。用户在实际使用基础设施即服务层过程中，需将基础设施相应的配置信息提交给IaaS层的提供商，同时包含基础设施运行的程序代码及其他数据。就基础设施即服务层而言，数据中心是基础，其优化及管理问题一向是该部分的研究重c。随着云计算研究不断深入，IaaS层应用了虚拟化技术，以进一步提高硬件资源分配的科学性，同时为用户提供规模可扩展、可靠性更高的优质服务。
平台即服务层是指应用程序的具体运行环境，主要负责相关管理服务及程序部署服务的提供。借助平台即服务层的开发语言和相应的软件工具，应用程序开发者通过上传具体数据和程序代码即可获得相应的服务，有效避免了底层操作系统、存储以及网络的管理问题。
软件即服务层是一种在云计算基础平台基础上，开发的应用程序，主要用于解决企业的信息化问题。企业主要通过租赁的形式实现该平台的使用，以GMail为例，企业并不需要对服务器相关的维护、管理问题分心，均有Google数据中心负责。
2）服务管理层
服务管理层主要负责保障核心服务层的安全性、可靠性、及可用性，具体分为安全管理和服务质量保障两部分内容。
云计算用户客观要求其实现高可用性、高可靠性，且成本低廉的个性化服务。但云计算本身结构复杂且规模庞大的系统平台，提高了这些要求实现的难度。因袭，云计算服务提供商常需围绕服务质量与用户进行有效的协商，并通过服务水平协议的形式，名列双方的服务需求，以控制双方需求的一致性。如提供商未能遵照协议提供相应质量的服务，用户可依据协议内容获得赔偿。
安全性也是用户重点关注的问题。采用资源集中式管理模式会导致云计算平台出现单点失效问题，即发生停电、地震等突发事故时，可能导致数据中心的数据丢失问题。因此，云计算平台还需加强个性化安全管理相关探索，利用隐私保护、数据隔离等技术，提高平台使用的安全性。
3）用户访问接口层
用户访问接口层是云计算平台实现泛在接入功能的基础，具体包含Web门户、Web服务以及命令行等形式。其中Web服务和命令行模式，既可作为应用程序的开发接口，又具备多种服务组合的能力。Web门户则是另一种访问接口形式，借助Web门户，云计算可实现用户桌面至互联网的迁移，完成这种迁移之后，用户可借助浏览器完成相关程序及数据的访问，不受时间和空间的影响，从而极大地提高用户的实际工作效率。随着云计算的发展，其计算接口逐渐趋向统一化标准发展，从而实现了不同企业间的无缝合作。
3 云计算关键技术
云计算平台的最终目标就是低成本条件下为用户提供可靠、安全、弹性的个性化服务。为全面满足不同用户的使用需求，云计算广泛应用了虚拟化技术、数据中心管理技术、QoS保障技术等关键技术。
3.1 基础设施即服务层关键技术分析
IaaS层是整合云计算平台的基础，承担着海量硬件资源提供、按需配置硬件资源以及个性化基础设施服务的重要职能。该层应用的关键技术，主要包含以下几点内容。
1）数据中心关键技术分析
数据中心作为云计算的绝对核心，其运行可靠性及资源规模，关乎于云计算服务的整体质量。该部分内容的技术应用要点主要分为两点，其一数据中心网络拓扑应满足成本经济性、运行可靠性要求，其二加强节能技术研究，以减少环境污染。
就现阶段云计算数据中心而言，通常由近万个计算节点组成，且随着云计算平台不断发展，节点数量有进一步上涨的趋势。在这种背景下，传统的树形网络拓扑结构具有较大的应用局限性，包括可靠性地、可扩展性差以及网络宽带有限等。为解决数据中心网络拓扑问题，相关研究人员相继提出了PortLand、BCube、VL2等网络拓扑结构。这些创新性网络拓扑结构，通过类似mesh构造的融入，相同提高了节点间的容错能力和连通性，增强了节点负载的均衡性。此外，这种形式的拓扑结构通过小型交换机即可完成，进一步降低了建设成本。
云计算平台数据中心普遍规模较大，在实际运行过程中，涉及计算机设备、制冷装置、通风系统、不间断电源等多项耗电单元，会消耗大量的电力能源。因此，加强绿色节能技术的研究，具有重要的现实意义。
2）虚拟化技术分析
数据中心作为大规模资源的提供基础，需满足平台资源按需分配的实际需求，即虚拟化技术的应用，包括虚拟机快速部署以及在线迁移两部分技术内容。虚拟机模板技术的应用，极大地简化了其部署过程、缩短了部署时间；在线迁移技术具体是指保持虚拟机运行状态下，实现不同物理机转移的技术，其应用意义主要包括以下几点：（1）增强系统运行可靠性；（2）促进负载均衡；（3）便于节能方案设计。
3.2 平台即服务层关键技术分析
平台即服务层在核心服务层中处于中间位置，需同时满足上层分布式编程框架和下层复杂数据调度管理的双重需求，该层的技术重点在于数据的储存与处理。
1）数据存储技术分析
就云计算平台实际需求而言，其数据存储需综合考虑文件的可用性、可靠性要求，和系统I/O性能要求。以Google公司的数据存储技术GFS（google file system）为例，在其实际运行过程中，大文件被有效分为若干数量的数据块，每块数据块具有统一的标准大小，分布存储于节点对应的本地硬盘中，且每一块数据块均具有多个副本，以确保数据存储的可靠性。这种技术的优势在于：一，数据存储能力强，通过文件分块，GFS可满足PB级的存储要求；二，并行读取模式；三，可有效解决数据块副本同步的简化问题；四，数据存储可靠性提升。
2）数据处理技术分析
除数据存储外，平台即服务层还包括相应的数据处理功能，由于该平台建立在大规模硬件资源上，故而其数据处理要求相应的抽象处理过程，同时要求规模扩展功能。
以Google公司的数据处理技术MapReduce槔，是一种建立在GFS之上运行的数据处理技术。在实际运行阶段，可将完整的作业分解为多个Map任务及Reduce任务，从而通过两个阶段的数据处理过程完整相应的数据处理工作。第一阶段为Map阶段，该阶段主要读取Map任务，并完成相应的处理，其中间结果通常保存在对于的Map节点中；第二阶段为Reduce阶段，读取Reduce任务的同时，完成Map中间结果的合并。
3.3 SaaS层关键技术分析
SaaS层主要面向用户终端服务，负责互联网软件应用服务的提供，在Web服务、Mashup、Ajax等技术飞速发展的背景下，带动了SaaS应用的迅猛发展。
4 结语
综上所述，云计算是一种新型的信息技术，具有弹、资源池化、可计费服务、按需服务、泛在接入等特性。云计算体系架构主要分为三层，具体包括服务管理、核心服务以及用户访问接口三部分内容，分别对应不同的服务功能。同时为进一步满足不同用户的实际使用需求，云计算广泛应用了虚拟化技术、数据中心管理技术、QoS保障技术等关键技术。目前，云计算还处于研究发展阶段，针对其运行可靠性、可用性、成本经济性要求，仍需相关人员不断进行探究，以促进云计算的进一步发展。
参考文献：
[1] 罗军舟，金嘉晖，宋爱波等.云计算：体系架构与关键技术[J].通信学报，2011（7）.
[2] 黄晓雯.云计算体系架构与关键技术[J].中国新通信，2014（13）.
