云计算技术分析篇（1）

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 04-0000-01

Cloud Computing Security Technology

Li Shaobiao

(Qingyuan Senior Technical School,Qingyuan511517,China)

Abstract:Cloud computing is Internet-based computer network technology,the Internet as the center is to provide reliable and secure data storage,fast and convenient Internet services and information center is very powerful computing capabilities.In the cloud computing environment,how to ensure the safety of stored data on a cloud,cloud computing is a major problem facing the system.In this paper,the basic principles of cloud computing and characteristics of paper expounds the security of cloud computing and security technologY to address these methods.

Keywords:Cloud computing;Security issues;Virtualization technology;Cloud service

一、云计算的原理及特点

云计算一种基于Internet的计算，是把数据处理交由网络进行，由数据中心处理终端的数据，这样就可以通过数据中心向不同设备的用户提供数据服务。云计算是由分布式处理、并行处理及网格计算共同发展的产物，是通过网络使计算分布在大量的分布式计算机上，而非在本地计算机或远程服务器中，数据中心的运行将更与互联网相似，这使得终端能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算一般具有以下特点：虚拟化技术、高数据量、高扩展性、高安全性、高可靠性、容易管理、终端要求低、灵活定制等。

二、云计算的安全问题

（一）虚拟化问题。虚拟化技术为云计算的平台提供了资源灵活配置，同时，它也为云计算带来了安全问题。首先，若主机出现问题，所有虚拟机都会有问题，此时客户端服务器有可能被攻克。其次，若虚拟网络出现故障，客户端也随之被损害。再次，客户端和主机之间的共享可能被不法分子利用其漏洞获取，数据安全得不到保障。

（二）开放性问题。客户端数据的存储、处理以及网络传输等等都和云计算系统有密切联系。为保证云计算服务的灵活性和通用性，云计算系统为用户提供开放的访问接口。而云端存放着大量重要数据，只要利用其开放性攻击云系统，就能得到大量需要的数据，若云系统被成功攻击，则会带来重大的数据安全威胁。

（三）服务性问题。为了保证客户端数据的高可用性和服务商的云平台服务、SLA及IT流程、安全策略、事件处理及分析服务的连续性，且云计算系统需要为客户端提供容错备份服务，而且各类软件本身可能存在漏洞等问题，如何使云计算服务不中断且在系统发生故障时能够快速恢复客户端数据也是云计算系统安全性问题的一个挑战。

（四）法律性问题。由于云计算系统的应用地域性较弱、数据流动性较大，云计算服务或客户端数据可能跨区域，甚至延伸到不同的国家，而在政府的信息安全监管等等方面可能还存在这各种各样的法律差异和纠纷，同时由于虚拟化、数据共享等技术而引起的客户端之间物理区域模糊而可能将导致的司法问题也是不可忽视的。

三、云计算的安全保障方法

（一）文件加密及解密的算法。无论是在客户端，还是云计算服务的提供商，都应该对待传输的数据进行加密，这样才能保证文件的保密性和隐私性。使用PGP、TrueCrypt等程序能够加密文件，这样一来就只有使用密码才能读取该文件。只需要把文件保存到网络上之前先进行加密保护，内容就不会被窃取。而对于电子邮件可采用Hushmail进行加密。它还可以自动对用户收件箱的电子邮件进行加密，从而保证那些保存在Hushmail服务器上的电子邮件不会被遭到不法分子的偷窥。

（二）正确选择云计算服务提供商。云计算安全是云计算服务提供商和客户端之间共同的责任。IaaS 云服务提供商主要负责为用户提供基础架构服务，云计算基础设施的可靠性、物理安全、网络安全、信息存储安全、系统安全是其基本职责范畴。PaaS云服务提供商主要负责为用户提供简化的分布式软件开发、测试和部署环境，云服务提供商除了负责底层基础设施安全外，还需解决应用接口安全、数据与计算可用性等。SaaS云服务提供商需保障其所提供的SaaS服务从基础设施到应用层的整体安全。

（三）使用虚拟化技术隔离。在云计算系统环境下，物理边界基本消失，因此物理隔离方式已经没有保障了。因此需要设置逻辑安全边界。在安装虚拟服务器时，为每一台虚拟服务器分配独立硬盘分区，使各个虚拟服务器从逻辑上隔离。虚拟服务器系统还需要安装防火墙、杀毒软件、IPS（IDS）、日志记录以及恢复软件，并构成多层次防范体系。而对于每一台虚拟服务器还应该通过VLAN划分不同的IP网段进行逻辑上的隔离。需要通信的虚拟服务器之间通过VPN的方式来进行，以达到虚拟化技术隔离的效果。

（四）使用服务前慎重考虑。只要把数据存放在客户端中就本身有潜在风险，云服务共享数据更让这种风险加剧。在使用云计算服务前要判断哪些数据可以转移到云计算服务中和如何保护重要数据，需要了解并核实供应服务商的标准，弄清楚是否可以对数据进行修改。在使用各种服务的同时，需要对重要信息特别注意，以确保在重要文件中内置安全加密保障措施。而无论把数据存放在哪里，客户端用户都要慎重考虑数据丢失风险并最好提前备份。

四、结束语

云计算系统的安全是权衡用户是否选择使用云计算服务的重要方面之一。只有为用户提供高可靠性、高可信性、高性价比的云计算服务，才能推动云计算的发展。本文在分析云计算的原理及特点基础上，对云计算服务所面临的安全问题进行了分析与研究，并提出了云计算的安全保障方法。。云计算系统未来的发展还是面临着各种各样的挑战，安全问题更是重中之重，相信云计算的应用和服务会朝着健康、高效的方向发展。

参考文献：

[1]黄维真,何荷.“云计算”时代的国家安全[N].中国国防报,2010

[2]阮立志,许凌云.一种基于网格计算环境的安全实现研究,2009,5

[3]米勒.云计算[M].姜进磊.北京:机械工业出版社,2009

云计算技术分析篇（2）

1 云计算的基本概念

互联网时代，云计算已经成为了一种商业的计算模式，通过将计算任务分布给众多计算机构成的“云”里即资源池，云计算系统为各种应用系统根据其需要提供计算机、信息服务、存储空间。维基百科（）对云计算作出了如下定义：一种基于互联网的计算机新方式，利用互联网上的异构、自治的服务给企业和个人用户提供了按需求即取的计算。从这一概念中能够看到，计算能力已然成为一种“商品”，它主要通过互联网进行流通、传输，就和我们日常生活中的水电、煤气一样，使用方便且价格低。

从另一个角度来说，云计算是一种新兴的共享基础架构的方式，将大量的物力资源进行统一化管理，然后对其虚拟化，从而形成了一个巨大的虚拟化的资源池。所谓的“云”，其实就是这一系列相互连接的虚拟计算机而构成的并行和分布式的系统。“云”中的虚拟计算机均是基于服务级别协议并由系统进行被动部署的，其存在的形式为一个或多个统一的计算资源。本质上来说，云计算是这样一种形式：用户终端利用远程连接，从网络中获取存储、计算、数据库等资源。

2 云计算的特点

纵观云计算技术发展的现状，跟传统的单机应用模块、网络应用模块相比，云计算模式具有以下特点：

（1）虚拟化，这是云计算中尤为重要的特点之一。虚拟化既表示应用虚拟化，也表示资源虚拟化。在云计算中，各个应用的部署环境和物理平台之间没有必然联系，对应用的管理及相应的操作都是基于虚拟化层次进行的。

（2）动态扩展特性，即可以随时调整服务器数量实现调整云计算系统的运算能力。

（3）根据需求进行部署，云计算系统、平台会根据用户终端运行的应用特性，考虑其需求的大小部署相应的资源和运算能力。

（4）高灵活性，指的是云计算时代各种IT资源（硬件、软件、操作系统、存储空间、网络）均对虚拟化有了一定的支持。同时，不同硬件厂商之间的产品、不同配置的机型之间均能得到很好的兼容。

（5）可靠性高，当云计算系统中某台机器出现问题的时候，用户的应用和计算并不会因此而受到影响，因为通过动态扩展功能，云计算可以方便地扩展其他服务器来完成这一任务。

（6）性价比高，虚拟化技术的应用，使得云计算系统能够整合大量的廉价PC，而这些PC综合起来的性能却可以超过一台大型机。

3 云计算的实现形式

目前，云计算主要的商用形式有以下几类：软件即服务（SaaS）、网络服务、平台即服务、实用计算（Utility Computing）、管理服务提供商（MSP）、商业服务平台、互联网整合等。

（1）软件即服务（SaaS），SaaS类的云计算是指利用浏览器将程序、应用传给需要该项服务的用户。这种形式的优势在于，用户无需支付服务器和软件授权的费用；同时，供应商只需关注维护一个程序即可，Google Apps就是这种服务形式。

（2）网络服务，指的是给开发者提供API，让他们自行开发基于互联网的应用，这和传统的单机程序是不同的。

（3）平台服务（PaaS），这种形式提供的服务为开发环境。通过使用中间商的设备进行自己程序的开发，同时利用互联网和服务器供用户下载。

（4）实用计算（Utility Computing），此形式旨在创造虚拟的数据中心给IT行业服务，这个虚拟的数据中心也称为虚拟的资源池，包括整个网络中的内存、存储、I/O设备和运算能力，这些资源集中于网络，也为整个网络进行服务。

（5）管理服务提供商（MSP），这是云计算最古老的一种运用形式。但是，这种形式并不是面向终端用户的，而多为面向IT行业的，比如邮件病毒扫描、程序监控等。

（6）商业服务平台，即SaaS与MSP两者的混合应用，这种形式的云计算能够给提供商和用户之间建立了一个互动的平台。

（7）互联网整合，也就是将互联网上提供相似服务的公司进行有效整合，进而方便终端用户选择适合自己的服务提供商。

4 云计算平台的实现机制

云计算的体系结构可以分成四层：资源池层、物力资源层、管理中间件层和面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture， SOA）构建层[4]。资源池层主要是指大量相同类型的资源集中形成的资源池，如数据资源池、运算资源池等，对物理资源进行管理和集成是这一层的主要工作。物力资源层主要包括计算机、存储器、数据库、软件、网络设施等。云计算资源的管理主要由管理中间件层来完成，，这一层主要为了确保资源高效、安全的为应用服务。将云计算能力封装为标准的Web Services服务主要由SOA层来负责，同时，这一层才负责将云计算能力纳入SOA体系进行使用与管理。资源池层和管理中间层可以说是云计算技术中最为关键的部分。此外，SOA构建层的功能实现受限于外部设施。

图1为典型的云计算平台实现机制。其中，用户交互接口（User interaction interface）以Web Services这样一种方式向应用提供访问接口，其目的主要是用于获取用户的需求。服务器目录里（Services catalog）存放着用户能够请求的所有服务目录。对于可利用资源的管理和分配由系统管理模块完成，而节点上任务的运行环境则是通过配置工具实现的。监视统计模块能够监视节点的运行状态，也能统计出用户使用节点的情况。其实，云计算的整个执行过程并不那么复杂，当用户从目录中选择并调用服务时，用户交互接口便能将该接口传递给系统管理模块，之后，管理模块负责为用户分配合适的资源，而相应的运行环境则由调用配置工具完成[4]。

5 结语

科技的创新与人才的推动作用，使得高新技术取得了突飞猛进的进步。计算机云计算技术作为信息社会革命性的发展，为科技时代的科技生活贡献了巨大的力量。云计算是计算机技术和网络技术的结合，是虚拟化的网络新技术，以其高速的运算能力、海量的信息资源等优势必将成为信息科技发展的重要方向，也必将推动信息化、智能化生活的发展。

参考文献

[1]孙伟龙.基于IasS云计算的Web应用技术研究[D].南京理工大学.2011.学位论文.

[2]刘晓乐.计算机云计算及其实现技术分析 [J].电子科技.2009，22：100-102.

[3]蔡键，王树梅.基于Google的云计算实例分析[J].电脑知识与技术，2009，5：7093-7095，7107.

[4]郑仲尼.云计算环境下前端移动设备实施密集型计算实现技术研究[D].云南大学. 2011. 学位论文.

[5]庞伟伟，简述计算机"云计算"技术的实现[J].计算机光盘软件与应用，2012，8 ：172-17.

作者简介

云计算技术分析篇（3）

随着计算机的迅速发展，智能化控制终端以及网络联网功能的实现，移动设备与互联网相结合，这意味着云计算中形成巨大的资源池，可以有效完成对信息功能和信息储存空间的扩展，云计算它是基于计算机互联网的新型产业之上的，通过完成商户及相关用户的讯息所求，存储技术不断提升，服务器功能上要逐步增强，信息资源整合利用，进行新的互联网渠道的拓展与传输运行工作。是有效将互联网的资源共享性和虚拟化进行系统分布与部署，实现终端连接数据库及相关数据存储的远程操控功能。

1.2云计算的特点

云计算是不同于传统单机的联网计算的模块功能，其具有鲜明的特点：

（1）虚拟化技术，作为云计算应用与部署的虚拟化关键性资源，结合部署情况与完成管理应用的虚拟化操作过程。

（2）动态扩展。随着服务器完成拓展虚拟服务的相关层次与增强处理功能。

（3）灵活配置，实现计算机信息资源对不同客户需求的有效结合与配备，完成的虚拟化在客户端的有效运用。

（4）需求部署，按照不同客户及商家的运用管理模式，对先关的数据资源的整合与用户分析管理，实现合理资源的部署与计算功能。

（5）可靠性能强。对通过物理服务器对虚拟化的动态拓展，信息资源与技术的有效结合，完成云计算的正常进行。

2云计算实现形式

2.1SaaS(软件即服务)

通过简化服务器及相关软件，来节约开支，仅依靠一个单一程序即可的实现浏览全部功能及用户分享传达工作。

2.2实用计算(UtilityComputing)

将存储功能与服务器的虚拟结合，实现数据创造与数据储备的集约性能，完成虚拟内容联网服务。

2.3网络服务

基于互联网使用情况，提供API相关服务,实现联网功能。

2.4平台即服务

开发环境使用程序上，以用户为主导，进行互联网与浏览器的有效传输过程

2.5MSP(管理服务提供商)

在IT行业中出现的病毒与程序监控功能。

2.6商业服务平台

实现用户与商家的的制定与完成支付功能，协调互动创建平台。2.7互联网整合通过资源整合，完成服务商家建立分享自身服务的良好的沟通平台。

3云计算关键技术

云计算的部署工作，是虚拟技术的核心。通过的动态组合、自动化分布等虚拟服务系统技术，来完成储存联网功能。把系统自治与敏捷框架相结合，即通过智能与自动化实现部署技术管理，将需求信号与速度集中继续，对计算平台互联网络进行快速整合。云计算平台体系结构中，要将用户互动交流界面设定上，完成相关服务功能，进行数据资源的统一管理及相关部署，并对系统情况进行虚拟化监督，建立系统管理的服务器集约群。

3.1自动化部署

虚拟资源池对相关服务进行有效可进行服务的状态区分，自动配置，实现网络储存于更多的服务操作功能。然而，系统资源的部署工作具有多样性的特征，对其不同的商家装备及服务内容配置工作，进行有效的调用实现部署，避免人机操作繁杂步骤，的实现资源池与文件库的快速运作。对工作流引擎和数据模型，进行合理调配及自动部署，进行的相关的流程资源的合并，对工作流数据库的操作，实现联网与配置工作。将相关的服务器以及应用工作，适时进行资源部署，确保高效安全服务。

3.2资源监控

在资源监控过程中，云计算是将服务器的管理功能与相关的有效数据结合，并将动态化的数据信息合理进行整合，形成更为快速的数据服务依据，将更多的动态资源合理转化，进行资源监控管理，实现数据有效分析，完成对云资源情况的有效分配，对于动态资源的部署工作，也是系统的适时跟进的关键部分。所以，在计算资源池的系统信息，信息数据传送至数据仓库,监视服务器数据仓库中的各环节的服务器上的程序，进行精准性、系统性的资源数据的分析，调用，通过云计算来完成信息监督与配置服务器的数据整合传达，对其故障问题及时给予检测与排除工作。

3.3自动化部署

自动化部署中要进行相关自动化功能，建立的工作流引擎和数据模型，实现自动部署，在脚本的功能实现，有利于对工作流的触发数据，形成合理的分类调度，在软件与硬件功能等模块，实现资源库与文件库的核心地位，进行服务器存储准备，系统引导准备及OS安装系统管理工具，实现网路部署及软件安装的整个过程，就是快速部署工作流以及工作流引擎的过程，将快速加建立数据模型，最终实现自动化部署与管理。其管理工具是标识相关资源及分类的重要形式，对自动脚本流程及数据建立，服务器及系统等储备数据资源整合与配置任务。

云计算技术分析篇（4）

【关键词】

云计算；网络技术；数据中心；虚拟化

伴随科学技术的进步，云计算技术的发展取得了令人瞩目的成绩。在网络技术中，云计算概念被提出后，受到了业界的高度关注，云计算能够通过虚拟化和分布式技术，对零散ICT资源进行集中，并根据需要来进行分配和使用。通过云计算技术，极大的提高了信息资源的利用率，推动了网络信息技术的进一步发展。本文对云计算背景下的网络技术进行了分析。

1云计算网络技术框架分析

对于云计算技术来说，数据中心是云计算的基础，而伴随云计算的发展，作为载体的数据中心也得到了有效的发展，具有规模化、虚拟化的主要特色。对于传统的数据中心来说，主要承载的是用户和服务器的数据交流，而服务器间的数据交流较少，因此并不适合云计算发展的特点。云计算需要进行较大规模的服务器数据交互工作，因此需要对数据中心进行更新［1］。

2云计算环境下对网络的新要求

对于云计算技术来说，主要有“一虚多”、“多虚一”两种模式。传统的云计算主要是在网格和分布式计算的基础上发展的，利用数台服务器联合技术，来达到超级服务器的工作效果，即“多虚一”模式。而“一虚多”模式主要指的是以一台服务器为基础，而衍化出多个虚拟服务器，从而达到增加利用率的目的。这两种云计算模式对网络的发展产生了较大的影响。

2．1横向流量的增大产生的新问题

由于分布式计算方式，服务器和服务器间的数据交流急剧增大，而横向流量变大后导致当前数据流量模型方式发生了改变。在过去的数据中心中，数据流量主要是纵向流量方式，即用户和服务器之间的数据交流，而在云计算的环境下，则主要是服务器和服务器之间数据的横向交流。横向交流的信息数据具有较大的突发性，网络易发生拥堵情况，从而引起网络分组丢失，增大数据中心传输压力等［2］。

2．2虚拟机动态迁移产生的新问题

对于数据中心来说，应用虚拟机动态迁移技术能够显著的提高其灵活性，加强设备运行的稳定性，减少能源消耗。但当前，应用该技术时，对IP地址和MAC地址都有比较严格的要求，要求这两个地址不能发生变化。另外，对于跨域场景来说，当动态迁移产生后，很可能对原网络配置产生较大影响，造成不能通信，业务连接也可能出现断线问题。所以，对于跨域传输来说，一定要设立统一二层网络，来保证数据传输的效果。

2．3虚拟机流量监控产生的新问题

在云计算背景下，服务器转变成了虚拟平台，而接入层的接入方式也发生了改变，过去的接入方式主要从物理端口开始，最终连接到服务器内部，再为数据传输和交流提供服务，并通过虚拟机进行关联。而当前，虚拟机负责进行数据交换，接入层从以前的物理端口延伸到服务器内部，为不同虚拟机之间的流量交换提供服务，将虚拟机同网络端口关联起来。目前业界虚拟机之间的数据交换通常由虚拟交换机来完成。虚拟交换机能够对通信流量进行有效的监管，同时，虚拟交换机的管理范围由于被约束，不能提供端到端的服务。对于单一的服务器来说，数据流量通常混杂一起离开服务器，而在原有的网管界面上，在虚拟环境中，很难解决多流量共用端口问题，也不能对数据流量进行有效的监控。

2．4网络规模扩大产生的新问题

伴随网络规模的增大，网络中服务器的数量也不断增多。当前，网络主要采用两种网络架构，一种是扁平化的二层架构，一种是三层架构。相对于三层结构来说，扁平化的二层结构能够增强数据中心信息数据的转发率，减小组网的成本。另外，网络规模扩大后对二层网络的稳定性和包容性都产生了较大的影响。

3云计算环境下新型网络技术分析

3．1虚拟机本地互访技术分析

当前，在实际应用中主要通过虚拟交换机来处理相关的网络互访问题，对于不属于同一服务器的虚拟虚拟机进行互访时，此时传统交换机对相关问题才进行处理。虚拟交换机主要在服务器的内部进行运行，通过软件达到运行目的，应用起来比较容易。但同时，虚拟交换机的使用也存在问题。首先，虚拟机使用时，流量监控不够准确，对于传统网管系统来说，很难在服务器内部展开精确监控，从而埋下了安全隐患;其次是虚拟机使用的性能问题。二是性能问题，当网络流量较大时，虚拟交换机需要更多的资源来对报文进行转发，因此减弱了虚拟机能力了。

3．2数据中心二层互访网络技术分析

对于传统的数据中心网络架构来说，一般都采用的是三层架构，即核心层、汇聚层和接入层。对于不同服务器来说，服务器之间的访问要通过核心层进行，这种方式提高了访问的时延，目前，在横向数据交流量剧增的情况下已经无法适应云计算的要求。另外，对于三层架构来说，一旦设置防火墙设备，那么会建立VLAN，而如果虚拟机被出现在VLAN范围外时，很容易造成虚拟交换机工作的异常。而扁平化网络结构能够较好的解决相关问题。扁平化网络结构主要指的是网络结构由传统的三层转变为二层，去掉原有的汇聚层。这种结构方式较好的增强了服务器的互访效率，同时也能保证虚拟机迁移的正常。

3．3用户接入网络分析

对于二层网络架构来说，在用户接入网络时，主要存在以下的问题:(1)对于多站点的分布式计算来说，用户接入的数据中心选择问题;(2)当业务虚拟机被迁移后，用户怎样才能更快速的展开切换;(3)在IP地质维持不变的情况下，虚拟交换机在进行迁移时，多站点的选择技术将更困难。当前，云计算背景下，主要通过DNS技术以及路由发现技术来实现相关功能的使用。对于DNS技术来说，用户利用IP地址就能够接入不同的服务器和数据中心。而当虚拟交换机发生迁移时，则要通过外加NAT设备来保证用户访问功能的实现。

4云计算网络发展的重要意义

当前，传统的网络技术仍然能够满足用户的使用需求，但伴随科学技术的进步以及人们对于生活水平的更高要求，传统网络技术将会逐渐表现出难以适应性，而云计算网络能够很好满足用户对于数据传输速度和规模的需求。对于数据中心的内部网络结构来说，要尽快实现三层架构向二层架构的转变。另外，目前网络技术领域对于数据中心的迁移缺乏认同感，同时如果信息数据在不同的数据中心间进行较大规模的迁移，很容易造成数据丢失情况的出现。目前，从世界范围内来说，数据中心间的信息交流规模不断增大，因此加强光纤直连工作非常关键。

5结语

在云计算背景下，网络技术的发展也产生了很大的变化，推动了新网络技术的发展。目前，云计算网络已经成为了网络技术发展的主流趋势。在实际工作中，相关科研机构要加强对云计算的研究，积极探索应用云计算技术的方法，从而为网络技术的发展做出贡献。

作者：白云光 单位：中国电信股份有限公司榆林分公司

云计算技术分析篇（5）

关键词： 信息技术外包；云计算；分析；影响

Key words： information technology outsourcing；cloud computing；analyse；influence

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0178-02

1 信息技术外包和云计算

信息技术外包（Information Technology Outsourcing，ITO）是指企业专注于自己的核心业务，而将其IT系统的全部或部分外包给专业的信息技术服务公司。信息技术外包对欲外包信息技术的企业来讲主要有以下的好处：①资源在商业战略和企业部门中被重新分配，非IT业务的投资得到加强，有利于强化企业核心竞争力，获得对市场做出有效反应的能力；②有利于信息技术人才不足的企业获取最好最新的技术，与技术退化有关的难题得到解决；③由于是信息技术厂商提供专业化服务，信息技术服务的效率会得到较大提高，服务的成本也会得到一定的节约等等。

云计算的定义分狭义和广义两种。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可以是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

云计算的特点主要体现在：①超大规模的数据存储和网络计算能力；②所提供的服务是虚拟的，云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务，用户无需了解、也不用担心应用运行的具置，即对用户来说是透明的；③云计算对用户端的设备要求低，使用方便；④高扩展性，云的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要；⑤经济性，用户无需一次性大量投资，根据使用服务的种类、质和量来付费。云计算具有多种模式，即基础设施及服务（infrastructure as a Service，IaaS）、平台即服务（Platform as a service，PaaS）、软件即服务（Software as a Service，SaaS）等。

云计算这一全新的服务模式出现之后，部分原来采用信息技术外包的企业可能会考虑转向云计算服务。根据2010年埃森哲对主要是大企业和政府机构的超过100位IT高管的调查，43%的受访者正在有限地尝试或使用云计算，88%的受访者计划在未来2年内使用云计算。

2 云计算和信息技术外包对照分析

云计算和信息技术外包作为推动IT企业信息化建设的关键力量，两者有很多共同点，主要集中在：

首先，两者的产生背景类似。云计算和信息技术外包都是基于我国中小企业在信息化进程中，由于自身资金短缺、人才缺乏等因素导致不能高效地进行信息化建设，而产生的一种信息化建设的有效途径。其次，云计算与外包都是分配资源重要工具。云计算和信息技术外包都是CIO实现IT变革，推动企业业务发展的关键工具。通过采用云计算或者信息技术外包，都能使资源在商业战略和企业部门中被重新分配到对组织最有价值的工作中，非IT业务的投资得到加强，有利于强化企业核心竞争力，获得对市场做出有效反应的能力。再次，信息安全的风险。不管是信息技术外包还是云计算，用户的最大顾虑都是信息安全的风险。不管是由于服务商和用户之间的信息不对称，还是产业环境不成熟抑或是相关法律法规的不健全等原因，信息安全都是不容忽视的问题。

两者虽然在诸多方面存在共同点，但是云计算作为近几年刚兴起的一种服务（技术），和信息技术外包还存在诸多不同，主要集中在：

2.1 服务方式 信息技术外包内容广泛，涉及信息技术设备引进和维护、通信网络管理、数据中心运作、信息系统开发和维护、备份和灾难等；外包的层次与类型各异，服务方式灵活，能够满足众多企业对信息化的个性化需求。而云计算提供相对统一标准的服务。公共“云”计算，其规模一般都比较大，软件和基础设施为服务于任何外部公共用户而设计的，其专用性比较差，不能满足企业的个性化要求。虽然也有私有“云”，其规模相对较小，软件和基础设施按服务于企业或组织内部需要而设计的，可为企业或组织内部提供专用服务或应用，但是一般企业部署私有云所耗费的成本太大。

2.2 成本 由于是信息技术外包商提供专业化服务，信息技术服务的效率会得到较大提高，服务的成本也会得到一定的节约。但是，云计算是提供服务，用户按需购买、按使用资源多少或时间长短付费，所以云计算在成本更具优势。

2.3 企业的参与度 云计算和信息技术外包相比更需要企业管理人员尤其是CIO的参与。由于云计算服务提供商极有可能无法理解用户的业务目标，更不用说用户的需求了。因此，为了采用云计算模式，企业不仅要在内部推行类似于云计算的管理方式，并且还要业务流程以商业化的方式管理不同功能和流程的整合，企业肩负的任务和信息技术外包相比要大得多。

3 云计算对信息技术外包的影响

从上面的对照分析我们可以看出，云计算作为一项新的技术和商业模式，和信息技术外包相比，在很多方面都有着优越性。因此云计算的产生必然会对传统的信息技术外包产生影响，主要集中在以下几个方面：

一方面，云计算会对信息技术外包产生一定的消极影响，在一定程度上替代信息技术外包，进而减少企业对信息技术外包需求。由于云计算和信息技术外包相比，提供信息服务的功能属性类似，能满足同一种信息化建设的需求，因此云计算在某种程度上可以替代信息技术外包。但是，由于云计算提供相对统一标准的服务，在提供定制化个性化的服务方面不具备优势，因此，云计算不可能是信息技术外包的完全替代品。并且，信息技术外包的层次越高，个性化、定制化要求越强，受云计算的影响越小。未来，客户在多大程度上愿意用牺牲个性化定制化的代价以换取低成本和易用性，直接决定着云计算和信息技术外包在IT服务市场所占的份额。近日，在Gartner针对IT机构和用户的2012年及未来重大预测中提到，到2015年，低成本云服务将蚕食外包服务提供商15%的收入。可见，云计算将会给信息技术外包带来严峻的挑战。

另一方面，云计算将改变外包的方式，催生出一种探索性的新型外包模式——云计算信息技术外包模式，推动外包以更高效的方式运行。云计算信息技术外包是基于传统信息技术外包之上的一次商业技术创新，它是有实力的大型外包服务提供商，积极搭建自有云计算服务平台，逐步将传统外包服务转移到云平台之上，它既包含了云计算的可靠、通用、灵活、经济等技术优势，还具有传统IT外包服务的基于服务水平协议的可约束性和整体操作性。这种云计算IT外包模式可以说是信息技术外包和云计算整合的结果，具有方便操作、可靠性高、高扩展性、按需服务、经济实惠等优点。中国制造业也开始接触并且尝试这样的一种新型IT外包模式。尽管这一模式还处于探索阶段，模式比较新、存在一些不确定的因素，但国内已经有像海尔这样已经拥有一定IT能力的制造业企业，开始尝试将这种新型的云计算IT外包模式运用到企业运营中去，并且已经取得了很好的管理效益和经济效益。

此外，云计算还将为外包市场引入新的强有力的竞争者。部分在云计算领域处于领先地位的公司，将会依托自身的实力以及自身强大的云计算平台，进军云计算平台。比如实力雄厚的大型公司如Amazon、Google、Rackspace以及其他云计算提供商，目前已经在云计算领域形成了领先优势，它们依托自身雄厚的实力（相对于传统外包服务提供商）和强大的自有云计算平台，已经开始进入竞争激烈的外包市场，争夺外包业务。

4 结束语

虽然云计算技术和商业模式日趋成熟，客户从传统服务外包转向云计算服务的趋势也越来越明显，但是由于信息技术外包和云计算相比还有其自身的优势，并且传统的信息技术外包商在这场革命中会主动利用云计算平台进行开拓创新，因此云计算既不会彻底淘汰传统外包，也不能轻易以一种温和的方式逐步改变外包市场的秩序。外包服务提供商应当顺应IT产业的变革趋势，抓住机遇，主动改变，积极应对，实现在IT新时代的新生！

参考文献：

[1]黄浩.2012基于云计算的IT外包新变.中国信息化，2012.1.

云计算技术分析篇（6）

对于网络技术的发展，云计算技术是核心技术，它作为一种新兴资源使用模式，影响着网络的未来发展，并改变数据访问、应用模式，实现高效、安全的应用交付[1]。在电力系统中，云计算技术的应用，为电力系统的运行、电力企业的办公等提供方便，应用前景广泛。

一、电力系统中云计算技术的应用

（一）电力系统的运行方式

云计算具有强大的存储与计算能力，可扩展性强，便利软件的开发、资源共享，在电力系统中得到广泛应用。对于智能电网而言，其利用通信技术与现代信息，对电力系统的发电、变电、用电等环节的数据采集、存储、传输等进行不断深化，以此使系统达到数字化的数据采集、自动化的生产、信息化的经营管理等。近几年，随着电力工业的改革、优化，电力系统不断采用分布式电源，电力系统逐渐向分布式空控制发展。

（二）在信息处理方面的应用

将云计算技术应用于电力系统，利用智能云，拆分电力系统内网中庞大的计算，使其形成比较小的计算块，然后通过多台的服务器对其进行处理，并向客户反馈处理后的结果。通过这种方式，便可实现在极短的时间内，智能云对巨大信息的处理。此外，利用云计算，实现资源的共享，方便员工的信息利用与工作开展，而计算能力的强大也方便了系统中各种复杂的计算问题的解决，优化了系统控制。

（三）电力系统潮流计算

通过电力云的应用，可提高电力系统运行的潮流计算速度，优化潮流计算方法。利用最优潮流并行算法，在进行计算预想事故时，可对预想事故进行分组，将分为多个不同的组别，然后分配给不同的处理器，对其进行分析。同时，还可利用于牛顿法的并行潮流解法，通过分解、协调等技术手段，协调分类系统中出现的问题，将问题分解为多个子问题，通过多个处理器对其进行计算求解，通过这这种方式，提高了计算速度，对需要处理的预想事故数目进行准确的计算。

二、电力系统中云计算技术的重点

（一）海量数据管理技术

由于云计算平台为大量用户提供支持，而每个用户都有自己的数据，因此在系统内会产生海量数据。研究云计算在电力系统中的应用，根据电力系统与云计算自身的特点，合理优化应用技术。在电力系统仿真计算云环境下，数据的检索、存储、管理技术系统运行的关键。利用数据库、选择合适的分布式文件系统，可有效解决灾难数据恢复、数据分布式检索等问题。

（二）仿真数据安全技术

在系统运行中，为了确保数据安全，需要认真研究数据管理、用户管理、资源认证、权限管理等技术，确保电力系统仿真数据的安全性、完整性。因此，在系统运行中，云计算技术应加强对数据的保密，提高仿真数据的安全性，可通过数据加密技术，利用华为技术公司的IaaS层资源管理软件，使数据安全问题的到有效解决[3]。

（三）大规模分布式计算技术

在电力系统中，对于大规模分布式仿真技术的应用，包括仿真任务的动态分配、仿真时间的准确评估、仿真任务的优先管理等。在云环境下，对电力系统的仿真技术属于密集型与计算密集型应用，其数据的调度、技术需要遵守“就近原则”，充分利用计算资源，并降低数据的获取时间，使单个仿真任务性能得到最大限度地提高，优化云仿真系统的总体性能。

（四）一体化数据管理技术

对于云计算在电力电力系统中的应用而言，在系统的多级调度中，采用一体化数据管理技术与模型。在目前的的数据模型中，一般采用EICCIM国际标准，并用国网E格式规范数据交换，而对于计算输入数据而言，可采用BPA和PSASP兼容的模式。

三、结语

云计算作为一个新技术，各领域的应用还处于初步阶段，云计算技术的应用与技术发展还有待提升。云计算技术在电力系统中应用，为电力系统的运行提供了保障，电力云的提出与构建，对电力系统的计算、存储、信息交换带来影响，通过对信息资源的整合调度，为电力系统的运行、企业办公、计算等带来改变，提供了系统的存储、计算能力，使电力系统的整体性能得以提高。

参考文献

云计算技术分析篇（7）

在人类现代化建设进程的不断拓展中，应用云计算技术进行系统远程控制，并进行信息演算，已成为整体云计算的一项重要指标形式，面对虚拟化的基层建设设施，在进行服务器内部的虚拟化科技按需模式建设上，就原有的资源能力提升限度，还需要提高服务器自身的有效利用率等。下面针对其建设的技术要求进行简要分析。

1云计算虚拟化技术的发源

从现代信息化建设的形成模式来看，其发展应追溯到上世纪六十年代末，次啊逐渐形成，并在虚拟化的服务操作系统中，对硬件进行相应控制。在这样的控制环境下，允许其进行相应的移动等操作。而对于服务器的管理员，则通过虚拟机进行相应的操作，即可获得相应的硬件维护，而其时间主要定在周末的渗液进行定期的硬件养护工作。在进行单内核系统的操作中，应用单一途径进行服务器管理，并完善对服务器自身利用率的相应建设，在服务器内部版本的建设方面，应用基层版本进行对比解决，同时按照相应的操作系统进行问题内部的分析，在结合虚拟化服务器建设的过程中，根据应用程序的开发性进行服务调整，并保证在单一的服务器上，能够进行相应的程序运行，对于数据的中心空间影响调整，也应建立在对系统超负荷运转作用的电荷承载控制基础上。在进行信息服务的利用率调整上，根据全隔离状态下的安全性评定检测，同时根据虚拟化的服务保护装置进行硬件保护，并根据实际的利用形似进行多层次的保护，并结合硬件的保护作用进行工作负荷上的调整，同时保证在低碳足迹情况下的保护作用，同时根据虚拟化的全面改革进行系统化的系统管理，并根据存储的网络空间进行安全操作应用开发。

2虚拟化结构体系的分析

2.1什么是虚拟化结构

就现代虚拟化的结构来看，主要在于对数据中心的多个层次使用层次，而对于不同数据中心结构，其中最少的七层虚拟化模式，也诸如图1结构所示。而对于服务器的虚拟化，还需要通过操作格式上进行实物与虚拟物之间的连接，并保证两者在连接过程中的各方位控制，根据软件的虚拟化平台进行综合评价，从而实现对不同层次上的信息应用。在操作中，需层层递进，并根据测试的开放目的进行整理调控，以此实现对虚拟模式结构的完整性调整。在测试的开发试用中，还需要满足图2的结构目的。通过图2的结构进行运行操作后，即可满足实际的操作应用，并建立健全的技术控制，为后续的性能应用等，都能够提供较好的性能保障。在进行存储的虚拟化应用上，应用虚拟硬盘进行数据存档，可更有效的确保信息数据的存储应用，极大的增加了信息数据的存储量。

2.2虚拟化体系的具体应用

在进行云计算的虚拟化运行中，根据数据中心的体系结构进行调整，不能够针对其虚拟化的本体结构进行信息分析。在使用这一结构进行虚拟化的应用过程中，需要内阁制特定的结构构造进行逐层调控，并根据物理层以及组间的层次资源进行资源控制，并结合不同的存储层进行虚拟化技术的调配分析，并结合虚拟的资源调控逻辑进行单元分析，完成对分配层内部的虚拟化服务管理应用。在不停层次的应用管理上，通过静态与动态结构的虚拟网络创建分配，从而在基层上完成对功能创建功能的有效建设，以此来完善对基层结构的有效创建。

3虚拟化技术的安全隐患问题

云计算技术为现代社会的发展提供了更加便利的发展空间方向，但是在这样的大环境下，自身的安全隐患，也就成为了最为主要的虚拟技术问题，在结构上，严重的威胁到了安全使用措施的自然实用性，并在资源的结构的管理中，不能更为有效的确保对虚拟服务产品的稳定性运用，对基层结构的框架保护，都有很大的影响，并且这一影响，对产品的生产规模等，都会产生较大影响。在进行安全防护应用中，其主要防护策略集中在以下几点。

3.1核心数据的保护

为完成对网络数据的保护，就需要针对数据库的核心数据进行备份，以保证在受到外来信息的入侵过程中，能够及时的恢复受攻击前的设备数据，并在一定程度上完善对不同信息数据的有效控制。这对于信息数据的安全性管理方面，是能够极大的促进数据库更新的一项重要安防措施。

3.2操作系统的保护措施

为保证系统操作正常，需要为主机的服务器系统进行最高等级的安全防护供应，并以此来确保整个网络的信息安全性，对外来入侵病毒引擎进行及时的查杀，从而确保云计算的虚拟操作系统的整体安全性。

3.3外部访问保护措施

在云计算服务系统的运行中，其主要目的就在于对外部信息的访问应用，并结合内部资源进行虚拟配置调控保护，一次来建设一个较为有效的管理措施，依据远程访问实现对虚拟环境的专网连接应用，根据安全套结的数据信息应用，从而实现对不同加密信息的有效管理，并以此实现对服务器内部服务信息的满足。综上所述，在进行现代云计算系统的安全运行中，需要结合实际的应用需求进行全面的安全体系建设，并减少因新环境下导致的严重事故发生。

参考文献

[1]李亚琼.宋莹.黄永兵,一种面向虚拟化云计算平台的内存优化技术[J].计算机学报,2011,34(4).

云计算技术分析篇（8）

云计算的概念源自于2007年，在当时被当做一个非常新颖的概念，在近十年的发展过程中，云计算被越来越多地应用到了各种各样的领域中，在互联网经济大行其道的现状下，创造了数额极为巨大的经济效益。云计算的应用在于对复杂计算的分散处理，通过网络技术将重要的计算程序划分成为可扩展的计算模块，从而打破传统的计算机单体运算模式，将计算上传到服务器，利用服务器的强大运算能力进行远程多浮点运算。

1云计算的发展现状

云计算的应用领域是在数据比较多的运算框架中才能充分体现出其运算的特点。目前大多数企业都有数据运算的需求，但是针对这些需求购置数据运算的相关设备就有些大材小用，因此负责专业数据计算的云计算公司就有了大量的商机，但是随着互联网企业的高速发展，越来越多的云计算企业在疯狂的掠夺着这片蓝海，因此如何在技术上取得突破性创新或者以更低成本吸引相关的用户才能在这个领域站住脚。云计算一般包括并行计算、分布式计算、网格计算等多个计算领域，同时基于先进的软件技术和网络服务，基于虚拟化技术和效用计算理念，云计算可以在多种平台上发挥相当巨大的作用。云计算所使用的大型服务器集群实现资源上的共享，就可以在普通用户调动的过程中耗费最少的计算资源达到最大的计算效果。在云计算的发展过程中，逐渐形成了狭义和广义的两种云计算概念，其中狭义的云计算概念是指云计算的服务提供商利用虚拟化技术和分布式计算的方法建设超级计算机进行计算，向有需求的客户提供服务，而广义的云计算则是通过建立大型的服务器集群，针对用户的各种计算需求提供云计算相关的各种服务。

2云计算服务器的网络系统升级技术研究

2.1网格计算的相关技术探讨

网格（grid）计算是互联网技术中云计算相关的分布式计算模式之一，随着云计算服务的不断发展，人们逐渐发现网格计算可以弥补以往云计算过程中出现的各种问题，网格计算很好地融合了互联网发展过程中的各种新技术，如对虚拟化技术、数据库技术、互联网以及远程计算机技术的融合，让比较高的计算力在各种设备之间共享，具有可伸缩和多架构的特点。网格计算的计算模式准确来说是一种偏向公共服务的计算模式，可以通过网络上的大量闲置计算能力进行集中计算。而根据目前的云计算发展趋势，网格计算将会在进一步商业化的基础上提高相关的计算效率，在技术的应用中，云计算和网格计算会进一步融合，最后形成商业化和应用程度都比较广的云格计算模式。

2.2云计算服务器的系统优化方向

云计算作为一种分布式的计算方式，在管理统筹方面要采取集中管理的模式，服务器的系统升级与优化也要向更加便于集中管理的方向发展。针对云计算服务器中的一些技术特征，应该对系统优化进行多方面的统筹与规划。云计算的服务器有着虚拟化、扩展程度高、任务分配可靠性强的特点，因此服务器的系统升级要侧重云计算的高校和灵活方面的特化，提高云计算服务的性价比，通过改善硬件和软件将云计算中服务器机组的可靠程度和维护成本做出一定程度的优化，从而实现云计算服务器的全面优化和升级。

2.3云计算服务器的海量数据管理技术升级

云计算需要在服务器端同时管理大量的数据，对数据管理的准确度越高，其计算的效率也就越高，所以数据库的性能也是云计算的过程中应该充分考虑的，数据库管理系统应该具有高效率和高容错率的特点，在异构的网络环境下也应该能够正常运行。传统的非云计算模式下的海量数据管理技术使用数据库服务，利用数据的索引与缓存以及数据分区的理念进行相关的数据管理工作，但是这一方式已经不再适用于云计算的发展模式。目前云计算服务器的网络系统升级技术主要基于谷歌公司研发的Bigtable数据存储与管理技术，通过列存储的分布模式，将数据管理和应用过程中的并发性和相应时间的管理模式提高，从而实现传统管理模式的革新。

3结语

云计算服务器的网络系统升级包括多个方面的核心技术购入和实践探究，对于云计算的相关企业来说，应该从企业自身发展的实际出发，在一些新的核心技术上投入适当的人力物力，实现云计算效率的增强和整体效益的提升。云计算服务器的网络系统升级应该注重整体的数据管理统筹与规划，力求在云计算服务的使用过程中尽量降低成本提高收益。

参考文献

[1]李丹,陈贵海,任丰原,蒋长林,徐明伟.数据中心网络的研究进展与趋势[J].计算机学报,2014(02):259-274.

[2]裘莹,霄,肖刚.中国云外包产业升级策略研究——基于全球价值链视角[J].宏观经济研究,2013(12):105-112.

云计算技术分析篇（9）

1 概述

随着物联网、移动互联网的迅猛发展，数据呈指数形式增加，当今时代已处于信息数据过载的海量数据时代，这对数据挖掘系统带来了难题。而云计算可以使分布在大量不同计算机的数据集中在统一的云端，便于各种应用系统的数据获取。云计算因为具有可弹性变化的计算能力和海量的存储能力成为解决海量数据挖掘的有效方式。

1.1 数据挖掘

数据挖掘也称数据库中的知识发现过程，是指在大量不完全的、随机的、模糊的、有噪声的数据中发现具有潜在实用价值或者新颖、有效的信息表示为模式、概念、规律、规则等形式的过程。数据挖掘的目标是找出事先不知道的数据关系，尤其是来源于不同数据库的数据之间的关系。

1.2 云计算

狭义上讲，云计算指的是通过网络以便于扩展、按照需求的方式获得资源（硬件、软件、平台），是一种IT基础设施的交付和使用模式，云就是网络中的软、硬件资源。广义上讲，云计算是指服务提供者根据用户需求、以便于扩展的方式提供服务，用户按需获取服务，是一种服务的提供和使用模式，而服务既可以是关于IT的，也可以是其他领域的。

云计算的特点：（一）资源虚拟化。云计算对用户的地理位置、接入时间方式、使用终端都没有严格要求，“云”中的资源是无形的、动态的，实际用户不会关心应用运行的具置。（二）价格便宜，速度快。“云”的构成节点极其廉价，所以降低了数据中心管理需要的成本消耗。“云”不仅成本低廉，资源利用率也大幅提升了，运行速度会更快。（三）服务器规模很大。“云”的规模巨大，而且能够提供强大的计算能力，Google云计算拥有的服务器已达到上百万台。（四）通用性较高。一个“云”可以支撑不同的、千变万化的应用，“云”可以根据自身资源形成多种应用，而且可以同时运行。（五）按需服务。“云”是个资源仓库，提供的服务很多，“云”可以像水电这样的基础设施计费，所以用户可以按需购买，按量计费。（六）较高的可靠性。“云”中采取了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施，使得云计算的服务更可靠，甚至高于本地计算机。（七）可以扩展。“云”的规模可以动态伸展来满足用户和应用数量的增长引发的需求。

2 基于云计算的数据挖掘技术

基于云计算的数据挖掘要进行数据预处理、数据挖掘、结果模式评价，这与传统数据挖掘过程一样。但是在数据的处理和存储方式上会不同，这是因为云计算中的数据格式与传统的不一致，它们大多来自于点击流。

2.1 数据收集处理

在进行数据收集和处理时，第一步要应用决策树判别出是Web机器人访问数据还是用户访问数据，第二步要把海量数据过滤、转换、清洗、整合，变成半结构化的XML文件保存。现在流行的是用Map-Reduce模式收集数据，但不足的是开发工具还不完善。今后结合分形维数和其他技术的方法是新的发展方向。例如：结合网络聚类和分形维数的思想产生的基于网络和分形维数的聚类方法（GFDC），是运用合计数法进行分形维数，可以改进为运用关联维数法进行。

2.2 数据存储

云计算系统运用最广泛的数据存储方式是分布式存储策略，同一个数据存储为多个副本，这保证了数据的可靠性。这不是冗余复制。 同时系统还要有错误隔离、心跳检测等措施。

3 基于云计算的数据挖掘技术优势

运用云计算进行数据挖掘的优点有：（一）因为要从海量的数据中挖掘出信息需要大规模的数据挖掘，而且挖掘的任务比搜索的任务更加复杂，更需要良好的应用环境和开发环境。考虑到这些因素，基于云计算的方法更合适。（二）基于云计算的数据挖掘隐蔽了底层，开发更方便，用户不用考虑数据划分、计算调度任务和计算分配等问题。（三）云计算提高了大规模数据处理速度和能力。（四）数据处理成本降低了，也不再需要高性能机器。

4 基于云计算数据挖掘面临的问题和挑战

云计算还处于初级阶段，发展还不成熟，还存在一些问题和挑战。主要包括以下几个方面：（一）算法选择问题。关键问题就是要选择合适的算法和并行策略来进行数据处理。（二）软件及服务的可信度。云环境下要突出考虑的就是隐私安全问题。（三）有太多不确定性。不确定的方面有：数据挖掘任务的描述、数据挖掘的方法和结果、挖掘结果的评价等。

[参考文献]

[1]Jiawie Han，Micheline Kambe，Jian Pei.数据挖掘概念与技术[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

云计算技术分析篇（10）

中图分类号:TM714 文献标识码:A DOI编码:10．14016/j．cnki．1001－9227．2016．02．187

0前言

我国用户的用电量对着经济社会的快速发展而呈现出快速增长的态势，往往还伴随着多元化用电需求的产生，电力供应与日益增长的节能减排、环境保护要求之间的矛盾也逐渐显现出来，所以有必要对用户用电行为进行分析，以便提供更安全、优质以及清洁的电力服务给用户。近年来，在电力用户分类方面已经有一部分学者展开了相关的研究，冯晓蒲［1］等基于传统行业划分，对用户进行聚类分析研究，但其不足之处在于忽略了用户间不同的用电方式;王璨［2］等主要从用户价值体现方面进行分类，不足之处在于划分方式过于宏观;李培强［3］等从变电站负荷出发，采用均值聚类方法进行用户用电的分类，该方法效果较好;阮文骏［4］等也针对电价进行研究，但并未把用户分类差别考虑在内。本文从先分析和整合了用户用电量的相关数据，然后基于云计算的聚类算法进行用户个性化分类研究;并在此基础上设计模型进行非介入式用电负荷分解与识别研究，以期挖掘出用户类型，帮助电网公司制定相应的需求相应，达到节能减排的目的。

1用户电量数据分析与整合

1.1用户电量数据分析

随着经济社会的不断进步，电力系统也得到了长足的发展，不仅接入了关键技术，还引入了相关的关键设备，随之势必也将产生海量的用户电量信息数据［5］。以现在的小区为例，用户的用电信息历史数据主要包含以下类型:家庭地址、单元门号等家庭基本数据信息;电表序号、居民用电量以及电量抄记日期等用户用电信息采集数据;天气、温度等相关环境数据;家电类别、用电量与用电时长等家居数据。假设有100万户家庭，仅仅一天产生的数据量就高达将近60GB的数据。本文希望能采用数据挖掘技术，从这些存储的海量数据中把其中更高价值的知识挖掘出来。

1.2用户电量数据整合

在整合用户电量信息数据时，本文以用电量为指标，建立了用电基本数据表、用电设备表以及用户信息表，分别从用电时长、用电家居信息以及用户数据方面存储并整合采集到的用户电量信息数据，为数据挖掘的开展提供数据基础［6］。用电基本数据表包括电表序号、设备ID、用电时长以及总用电量，据此可以建立数据仓库模型;用电设备表内容主要由设备ID、设备类型以及生产厂家等，便于对用户需求的进一步分析;用户信息表主要用来存储用户基本信息，其中的用户ID号与用电基本数据表中的电表序号相对应。

2用户个性化分类研究

2.1用户用电框架分析

本文在对用户用电信息数据进行个性化分类时，采用的是云计算与聚类算法并行的技术。在聚类算法中，本文选自了非常经典的K－means划分方法，在大规模数据聚类中，该算法具有高效的特点［7］。本文在对用户用电行为进行分析时，主要采用图1所示的框架图，包含以下三个模块的内容:数据采集、数据处理以及行为分析。数据采集主要是采集不同地点用户不同设备的用电信息数据;数据采集结束之后集中传输到云数据处理，进行数据的存储和管理，奠定最后分析用户用电行为的数据基础。

2.2基于云计算的聚类算法研究

传统的K－means算法步骤为:选取数据集中的数据赋给初始的聚类中心;计算样本点与聚类中心之间的欧式距离，进行获取该样本点的所属类别;重新计算聚类中心;重复上述两个步骤，直至准则函数收敛。而基于云计算的K－means算法更有助于大规模数据的开发和并行处理，不仅更可靠，而且还具备高效和扩容能力强的特点。其中的云计算平台是由分布式文件系统以及计算模型组成，通过前者可以把海量的信息数据存储在数据库中，后者可以提供类SQL接口对数据进行高效分析。并行K－means算法共包括初始类别、层次合并以及重新标记三个阶段:初始类别阶段通过计算模型处理输入数据集，并生成中间集合，并在中间库中存放运算结果;层次合并阶段是在本地将上阶段处理的数据实行层级合并，归类对应键的相同值;重新标记阶段是新中心店坐标的获得阶段，并在云计算平台的文件系统中更新阶段，并继续迭代至算法收敛。

2.3特征选择及权重计算

聚类的基础是在数据集合中相似性搜索出不同的数据对象，寻求得出数据间的相似程度，所以聚类算法在一定意义上来说也是相似性测度，只不过该相似度测度可信度更高、更为可行，形式更为新颖。本文选用的用户用电数据一方面用于用户家庭用电量的管理，另一方面提供给电力系统决策使用，所以在采集到的用户用电信息数据中，本文选取了峰时耗电率、负荷率、谷电系数以及平段的百分比四个特征。根据选取的特征用行向量矩阵来表示评价对象，并基于熵权法把特征项的指标权重计算出来，进而计算得出权重矩阵，对权重矩阵进行标准化处理之后，就可以根据得出的标准状态矩阵完成用户用电数据的分类。

3非介入式用电负荷分解与识别研究

3.1模型设计

本文设计的非介入式电力负荷分解模型主要用来完成两项任务:用电设备工作状态的检测和辨识;按照设备或设备类分解负荷总耗电量。其中式(1)和(2)分别是在t时刻的用电总负荷的有功总功率以及无功总功率，式(3)中变量表示电器的工作状态，是布尔型变量。值得注意的是，在该模型中，前两个公式的PL(t)和QL(t)都是已知量，是由实际中实测得到的;用电负荷分解的目标是每个用电设备的有功功率和无功功率;工作状态监测和辨识的目标是用户每个用电设备的工作状态标志;用电负荷分解的目标以及工作状态监测和辨识的标志均为未知量;用电设备在t时刻仅能表现出一种工作状态，还有总负荷不存在用电设备的情况，所以式

3.2分解与识别原理

对模型求解是为了估计用电设备功率和辨识用电设备工作状态。当已知用电设备工作状态时，常用分解法和差量估计法估计用电设备的用电功率，其中分解法是由公式直接估计每种用电设备的用电功率，差量估计法是在满足一定条件的基础上，由单位时间内的负荷功率变化量对用电设备的用电估计进行估计。辨识用电设备工作状态时，要明确LS是由何种工作状态产生的，还要确定在当前的用电总负荷中趋势有LS集合的一个子集存在。对于不同类型的LS，其处理思路和方法往往有所不同，本文不再赘述。

4模拟结果与分析

4.1指标定义

在对检测性能进行评价时，本文选用了以下指标:在估计用电设备的用电功率时，用到了功率检测绝对误差、功率监测相对误差以及功率监测绝对值，这些每一项指标都分为有功功率误差以及无功功率误差;在辨识用电设备工作状态时，用到了用电设备的准确辨识率、漏检率、错检率以及用电设备工作状态赚准确辨识率。

4.2模拟结果分析

本文选定某小区的600户用户作为实验数据来源，首先采集了用户的用电信息数据，然后运用并行K－means算法完成用户的分类。根据用电规律来看，共可分为五类如表1所示，分别命名为空置房用户(A类)、老人家庭(B类)、上班族家庭(C类)、老人+上班族家庭(D类)以及商业用户(E类)，其中A类用户的特点是用电量较低，波动不明显;B类用户的特点是白天用电量稳定，用电量下降趋势出现时段较早;C类用户的特点是有明显的波峰和波谷的用电量，夜晚用电量较多而且用电量下降趋势出现时段较晚;D类用户的特点是B、C两类用户特点的综合;E类用户全天都处在较高用电量的状态。本文还针对实际情况与聚类结果进行比对，发现所用聚类算法达到了90%以上的准确率，究其原因，主要是不管是哪一类用户，都可能会在某一时段改变用电规律。在非介入式用电负荷分解与识别模型中，用电设备的工作状态不同时，其用电负荷分解通常也有所不同，本文选取了典型家电，组合了多种组合的用电设备在工作状态不同时的测试结果。结果表明，模型能很好地把不同用电设备处在何种工作状态辨识出来，而且能较为准确地辨识出功率相近用电设备的不同的工作状态;对于综合型负荷的用电设备，要综合考虑其有功和无功模型，准确地把用电负荷进行分类;当用电设备功率和电流模式相近时，容易导致辨识错误。综合来看，该模型适用于用户电力负荷的分解，可以在工业或商业中使用。

5结论

随着经济水平的不断提高，用户用电需求和用电量也有所提高，同时用户用电信息数据也随着关键技术和设备的引入而有所增加。本文基于海量的用户用电信息数据，对用户用电行为进行了分析研究。在云计算平台基础上探讨了并行K－means算法，综合提出多个电力特征，通过特征权重的计算，对用电用户进行分类，实际情况与聚类结果进行比对，发现所用聚类算法达到了90%以上的准确率。同时还构建了非介入式用电负荷分解与识别模型，从分解与识别原理着手设计了模型，从模型出发分析了模拟结果，能很好地把不同用电设备处在何种工作状态辨识出来，适用于用户电力负荷的分解，证明基于云计算的聚类算法的用户用电行为智能分析模型是行之有效的。

参考文献

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