何 彰 曾昭江

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院，廣東 東莞 523960）

基于云計算的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究

何 彰 曾昭江

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院，廣東 東莞 523960）

隨著科學(xué)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在近幾年的迅速發(fā)展，云計算技術(shù)開始出現(xiàn)在大眾眼中，其靈活性以及便捷性使得云計算的相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展。本文從云計算的概念入手，分析基于云計算的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及其發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，以更好地推動云計算技術(shù)的發(fā)展。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；云計算

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷進(jìn)步，世界進(jìn)入了以信息時代為特征的高速發(fā)展階段?！笆濉币?guī)劃建議明確提出了拓展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”的行動方向，即互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用將進(jìn)一步廣泛滲入到生產(chǎn)、生活等各個領(lǐng)域，這將深刻影響社會的生產(chǎn)生活方式，加速我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。以云計算為中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行業(yè)的數(shù)據(jù)采集與集成、構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺、加快信息傳遞等應(yīng)用中發(fā)揮更大的促進(jìn)作用。云計算的迅速發(fā)展為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。

2 云計算概述

云計算(Cloud Computing)是隨著并行處理(Parallel Computing)、分布式處理(Distributed Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)綜合發(fā)展的應(yīng)用研究方向，其基本原理是使分布在各地大量的分布運(yùn)算的計算機(jī)相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)計算任務(wù)，將企業(yè)的數(shù)據(jù)中心放在云端，然后企業(yè)或者用戶根據(jù)需求訪問云端計算機(jī)和存儲系統(tǒng)。云計算通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件與服務(wù)，加入云計算不需要安裝服務(wù)器或任何客戶端軟件，只通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器界面就可以實(shí)現(xiàn)在任何時間、任何地點(diǎn)、任何設(shè)備（前提是接入互聯(lián)網(wǎng)）上隨時隨意訪問，這種服務(wù)模式也叫“軟件即服務(wù)(SaaS)”，而對大多數(shù)用戶來說，它只不過是一個網(wǎng)絡(luò)。

云計算有狹義和廣義之分。狹義是指像IT基礎(chǔ)設(shè)施一樣的交付和使用模式，接入云端的用戶可以按需獲得所提供的各種資源如硬件、平臺和軟件。提供的網(wǎng)絡(luò)資源被稱為“云”，在用戶看來“云”中的資源是可以無限擴(kuò)展和隨時獲取、按需使用、按實(shí)際使用付費(fèi)，這就像使用普通的IT基礎(chǔ)設(shè)施一樣。廣義是指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的軟件、服務(wù)器集群、寬帶資源等互聯(lián)網(wǎng)的其他服務(wù)資源。這種資源池也被稱為“云”，云計算是將所有的計算資源集中起來，并由軟件實(shí)現(xiàn)自動管理、高效運(yùn)算，讓用戶無需注重繁瑣的細(xì)節(jié)，只需專注于自己的業(yè)務(wù)，這有利于降低經(jīng)營成本。

3 云計算技術(shù)的分類

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)的發(fā)展中，根據(jù)云計算的性質(zhì)，云計算可以分為公共云、私有云和混合云。公有云是指用戶自身沒有所需資源，只是通過分享的方式使用他人資源，公有云通常是由專門的服務(wù)提供商提供，處在企業(yè)防火墻以外的對所有客戶服務(wù)的云計算系統(tǒng)。在私有云中，用戶通過自身需求來操作云平臺，它通常處在企業(yè)防火墻內(nèi)部，并且只為本企業(yè)內(nèi)部員工開放的系統(tǒng)。一般來說，公共云和私有云在建設(shè)費(fèi)用上公有云成本低，架構(gòu)方便，而私有云成本高，但是穩(wěn)定性好。其次是公有云因為其數(shù)據(jù)的共享，導(dǎo)致其安全性比私有云更差些。

另外，按照服務(wù)類型可把云計算分為基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)三類。IaaS(Infrastructure-as-a-Service)，是將基礎(chǔ)設(shè)施如硬件資源進(jìn)行虛擬化，把計算基礎(chǔ)設(shè)施如CPU、內(nèi)存和外存、操作系統(tǒng)等出租給用戶的服務(wù)模式。PaaS(Platform-as-a-Service)是由云計算服務(wù)提供商為用戶進(jìn)行程序的開發(fā)、部署和管理的服務(wù)模式而搭建的開放的云計算資源服務(wù)平臺。SaaS(Software-as-a-Service)是云計算服務(wù)提供商通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶公開提供的軟件應(yīng)用能力，用戶按照服務(wù)提供商提供的服務(wù)量和時長付費(fèi)的服務(wù)模式。近年來，繼IaaS、PaaS、SaaS之后又提出了一個新的服務(wù)概念，即數(shù)據(jù)即服務(wù)DaaS(Data-as-a-Service)，DaaS通過對資源的集中管理而提升IT效率以及系統(tǒng)性能，DaaS包含的主要技術(shù)有數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)虛擬化、SOA、BPM和PaaS等。

4 云計算的特點(diǎn)

(1)超大規(guī)模：由于云計算技術(shù)要儲存和處理大量數(shù)據(jù)，云計算中心一般是由一排排規(guī)模龐大的數(shù)以萬計的服務(wù)器組成。

(2)通用性：由于云技術(shù)兼容于不同的應(yīng)用，使用戶的每個應(yīng)用都能夠與云互動。

(3)虛擬化：用戶可以在任何時間任何地點(diǎn)用任何設(shè)備接入云中心并且使用云技術(shù)提供的各種許可服務(wù)。

(4)高可靠性：進(jìn)入“云”的數(shù)據(jù)會被系統(tǒng)備份多次并儲存于不同的服務(wù)器中，保證了數(shù)據(jù)的安全可靠性。

(5)高可擴(kuò)展性：云技術(shù)本身可以進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，并適用于用戶的各種需求。

5 云計算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

圖1 云計算的實(shí)現(xiàn)過程

其中，用戶通過用戶交互接口以Web Services方式接入云交互界面，獲取云端的各種服務(wù)。

服務(wù)目錄是為用戶提供的服務(wù)清單，用戶可以訂制或退訂清單中提供的各種服務(wù)。

部署工具負(fù)責(zé)在分配的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行環(huán)境的準(zhǔn)備。

管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理、調(diào)度和動態(tài)分配所有可用的硬件、軟件和數(shù)據(jù)等資源，同時實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和對用戶的登錄、權(quán)限等管理。

資源監(jiān)視負(fù)責(zé)監(jiān)視節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，并對使用節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息形成統(tǒng)計數(shù)據(jù)并上傳給相關(guān)的管理系統(tǒng)。

計算/存儲資源是大規(guī)模的服務(wù)器集群，處理用戶大量并發(fā)請求信息，并且以并行方式上傳或下載用戶的大容量數(shù)據(jù)。

云計算的實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包含Web界面交互、海量數(shù)據(jù)存儲、虛擬化、分布式計算模塊。整個執(zhí)行過程就是用戶通過交互接口先從服務(wù)目錄中選取一個服務(wù)，然后將該請求傳遞給系統(tǒng)管理模塊，由管理模塊為用戶分配合適的資源，最后調(diào)用部署工具為用戶準(zhǔn)備好運(yùn)行環(huán)境，最終完成用戶的服務(wù)請求。

6 云計算技術(shù)的挑戰(zhàn)

云計算技術(shù)的未來發(fā)展前景很好，但它發(fā)展中所面臨的挑戰(zhàn)也是不容忽視的。

(1)數(shù)據(jù)的安全問題

數(shù)據(jù)的安全包含兩個方面，一是保證用戶數(shù)據(jù)不被丟失，二是保證用戶數(shù)據(jù)不被泄露和非法訪問，這是用戶最關(guān)心的問題之一。它如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失、被泄露和非法訪問，都會給用戶帶來重大損失。雖然云計算提供了無限的計算能力，并且為存儲數(shù)據(jù)提供了無限的空間，但是用戶在使用時往往不知道自己數(shù)據(jù)存放的真實(shí)位置，這樣就會使用戶擔(dān)心數(shù)據(jù)安全。要有效地解決數(shù)據(jù)的安全問題，就必須制定有效的、全方位的安全解決方案，為用戶提供更安全的多架構(gòu)的良好設(shè)計，同時還要建立確實(shí)可信的云計算運(yùn)營公司。另外還要建立相關(guān)法律，為云數(shù)據(jù)的安全使用提供法律和政策保障。

(2)網(wǎng)絡(luò)的性能問題

云計算是伴隨著大規(guī)模的存儲技術(shù)和高速網(wǎng)絡(luò)興起的，提高網(wǎng)絡(luò)性能和加大網(wǎng)絡(luò)帶寬是用戶接入“云”的必要條件。但是當(dāng)前的接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬普遍較低或不穩(wěn)定，這些都會影響云的使用，使云計算的性能大打折扣，因此要大力發(fā)展接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。另外，在基礎(chǔ)設(shè)施層需要云計算集群服務(wù)器具備較高的性能以完成信息的高速、高效處理，同時網(wǎng)絡(luò)中通信設(shè)施也必須具備高性能以保證云計算的服務(wù)高質(zhì)量地傳給需要的用戶。

(3)互操作問題

在管理云計算系統(tǒng)時應(yīng)當(dāng)考慮云系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通問題。當(dāng)一個云系統(tǒng)需要訪問另一個云系統(tǒng)的計算資源時，必須要對云計算的接口制定安全、高效的交互協(xié)議，這又促使不同的云計算服務(wù)提供者相互合作，共同為用戶提供更友好的服務(wù)。

(4)公共標(biāo)準(zhǔn)的開放問題

目前，云計算還沒有開放、統(tǒng)一的公共標(biāo)準(zhǔn)，這給云計算的建立和用戶的使用帶來了許多的不便。用戶很難將使用的某個公司的云計算應(yīng)用程序遷移到另一家公司的云計算平臺上，這就大大降低了云計算服務(wù)的轉(zhuǎn)移彈性。因此，未來云計算要想更好地發(fā)展，就必須制定出一個統(tǒng)一的云計算公共標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語

隨著科技的進(jìn)步、互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的日益龐大使得云技術(shù)越來越重要，未來世界必定是信息的世界，云計算表現(xiàn)出了信息技術(shù)發(fā)展的主流方向。雖然云技術(shù)的發(fā)展還處于起步階段，但是卻顯現(xiàn)出了很高的實(shí)用性，為各個行業(yè)的運(yùn)行效率的提高保駕護(hù)航，同時也使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，因此它的發(fā)展越來越受到人們的重視。許多國家和企業(yè)也逐步加大對云計算的投資和研究。未來云計算的發(fā)展需要構(gòu)建大規(guī)模的能夠與應(yīng)用程序密切結(jié)合的底層基礎(chǔ)設(shè)施，另外，還要不斷創(chuàng)建新的云計算應(yīng)用程序、為用戶提供更多更完善的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)?？梢灶A(yù)見，云技術(shù)勢必會普及全世界。

[1]王亞周．現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的前沿技術(shù)分析[J]．科教導(dǎo)刊：電子版(上旬)，2015(8)：16 4．

[2]陳鑫，曹三省，徐磊，等．移動云計算系統(tǒng)架構(gòu)及其相關(guān)推進(jìn)技術(shù)分析[J]．網(wǎng)友世界·云教育，2014(3)：3-4．

[3]劉嚥辛，劉賽君，胡曉雯．構(gòu)建數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺的思考[J].圖書館工作與研究，2014(0 4)：3 0-3 2．

[4]陳臣，韓金倉．基于定制服務(wù)的數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺與云服務(wù)模式研究[J]．圖書館論壇，2013，3 3(1)：7 1-7 6．

[5]李麗萍．計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的安全管理技術(shù)分析[J]．科技與企業(yè)，2014(4)，9 7．

[6]李少飚．云計算的安全技術(shù)分析[J]．計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011(4)：7 1．

Research on Network Technology Based on Cloud Computing

He Zhang Zeng Zhaojiang
(Guangdong Innovative Technical College,Dongguan 523960,Guangdong)

With the rapid development of science and network information technology in recent years,cloud computing begins to appear in the public.This article introduces the concept of cloud computing,analyzes the realization of the network technology based on cloud computing and its development challenges,in order to better promote the development of cloud computing.

computer network;cloud computing

TP393.09

A

1008-6609(2016)10-0047-03

何彰（19 73-），男，江西贛州人，碩士研究生，講師，網(wǎng)絡(luò)工程師，研究方向為云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)。