姜雪玲

[摘 要]云計算作為大數(shù)據(jù)時代的新技術(shù)，在提高信息技術(shù)水平以及降低信息化成本方面發(fā)揮著越來越大的作用。本文重點就云計算技術(shù)基本特點及其包含的核心內(nèi)容進行分析并就其在電子信息中的應(yīng)用展開探討。

[關(guān)鍵詞]云計算技術(shù)；信息；影響分析

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0340-01

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)和信息處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用在人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。近幾年互聯(lián)網(wǎng)和信息存儲技術(shù)飛速發(fā)展，促使人類進入了大數(shù)據(jù)和云信息處理時代。

一、云計算技術(shù)的概念及特點

所謂云計算技術(shù)，是指基于互聯(lián)網(wǎng)且面向用戶提供更加快速、安全，更加易于網(wǎng)絡(luò)計算和數(shù)據(jù)存儲的服務(wù)模式。作為新型的IT技術(shù)使用模式，云計算技術(shù)是以并行計算、網(wǎng)格計算以及分布式計算為基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來的。我們也通常認(rèn)為，云計算技術(shù)實際上就是根據(jù)用戶的需求通過網(wǎng)絡(luò)以易擴展的方式來獲得用戶實際需要的軟件、硬件以及平臺的各類資源和服務(wù)，我們把能夠提供資源的網(wǎng)絡(luò)就叫做云，使用資源的用戶通常都會認(rèn)為云中的資源是可以無限擴展的，并且在任何時間都是可以獲取的。在網(wǎng)絡(luò)中分布著大量的計算機系統(tǒng)以及存儲設(shè)備，云計算技術(shù)就能將它們很好地聯(lián)系集中起來形成一個虛擬的資源庫。這樣通過網(wǎng)絡(luò)，云計算技術(shù)就可以為用戶提供高質(zhì)量的計算和存儲服務(wù)了。

云計算技術(shù)的特點如下：（1）規(guī)模較大。“云”實際上就是由網(wǎng)絡(luò)上數(shù)量眾多的服務(wù)器所形成的一個龐大的服務(wù)器群，其主要包括軟件服務(wù)器、存儲服務(wù)器以及計算服務(wù)器等，群組中的計算機會及時地更新數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)。借助于較為先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，“云”可以快速地搜索數(shù)據(jù)庫中的各類資源，并且為用戶提供準(zhǔn)確詳細(xì)的數(shù)據(jù)和結(jié)果?！霸啤本哂蟹浅姷拇鎯陀嬎隳芰?，能夠輕松地完成海量存儲和計算等工作。（2）虛擬化。云計算技術(shù)中的操作平臺以及安全、計算和存儲等方面的內(nèi)容都是虛擬化的，用戶通過云計算技術(shù)使用網(wǎng)絡(luò)上的資源時就好像使用自己的本地計算機一樣，對于“云”提供服務(wù)的整個過程用戶也是不需要知道的。這種虛擬化的技術(shù)大大地提升了網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。（3）易擴展。云計算技術(shù)通過計算機網(wǎng)絡(luò)向用戶提供存儲和計算的服務(wù)，它的服務(wù)規(guī)模是可以動態(tài)伸縮，這樣才能與用戶規(guī)模的不斷增長相適應(yīng)。在云計算技術(shù)的架構(gòu)體系內(nèi)，在現(xiàn)有的資源庫中使用云計算技術(shù)可以實時加入新的資源，其處理能力會得到很大的提升。如果網(wǎng)絡(luò)上某一個節(jié)點出現(xiàn)了問題，那么“云”就會立即停用這個節(jié)點，將任務(wù)轉(zhuǎn)交給別的節(jié)點，當(dāng)問題解決后，便會將該節(jié)點恢復(fù)。（4）可定制性。云計算技術(shù)可以根據(jù)用戶自身的需求進行定制和購買，用戶可以定制自己所需要的服務(wù)、資源以及應(yīng)用，云計算技術(shù)就會做出相應(yīng)的部署，因而用戶就可以得到自己所需的各類服務(wù)。此外，云計算技術(shù)在成本以及安全性等方面也有著一定優(yōu)勢。

二、云計算的支撐技術(shù)

云計算技術(shù)是由眾多技術(shù)融合的綜合體，其中主要包括虛擬化技術(shù)、資源管理、安全性技術(shù)、分布式編程技術(shù)及數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。

（一）虛擬化

虛擬化是云計算的基石，它有效地分離了硬件與軟件，而云計算則讓人們將精力更加集中在軟件所提供的服務(wù)上。在云計算模式中，用戶并不知道私有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確位置，用戶和云計算服務(wù)提供商之間進行協(xié)商，由服務(wù)提供商來負(fù)責(zé)管理。各個用戶的私有數(shù)據(jù)都存儲在“云”中，共享底層的存儲資源。通過增加一個虛擬化層，可以將物理站點用于多個獨立的虛擬機，而這些虛擬機可能由不同的用戶擁有和管理。這項技術(shù)可以極大地提高資源利用率，因為低計算需求的任務(wù)可以共享一個單獨的物理站點（如服務(wù)器）資源。虛擬機的部署和調(diào)度還能簡化負(fù)載平衡，從而達(dá)到云計算的全局性能最優(yōu)化。在云計算模式中，需要實現(xiàn)計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和存儲虛擬化3個基本的技術(shù)。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用場景，較典型的有：集群服務(wù)，小應(yīng)用隔離，生產(chǎn)、開發(fā)、測試環(huán)境隔離，資源利用管理等。

（二）資源管理

云計算資源包括存儲資源、計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、基礎(chǔ)設(shè)施資源以及其它資源。云計算資源管理系統(tǒng)的基本功能，是接受來自云計算用戶的資源請求，并且把特定的資源分配給資源請求者。合理地調(diào)度相應(yīng)的資源，使請求資源的作業(yè)得以運行。一般而言，云計算資源管理系統(tǒng)應(yīng)提供4種基本的服務(wù)，即資源發(fā)現(xiàn)、資源分發(fā)、資源存儲和資源調(diào)度。資源分發(fā)和資源發(fā)現(xiàn)以及資源存儲是資源調(diào)度的前提條件，資源調(diào)度實施，把所需資源分配到相應(yīng)的請求上去，包括通過不同結(jié)點資源的協(xié)作分配。云計算的資源管理方法，涉及到云存儲架構(gòu)、計費、資源模型和調(diào)度等方面。由于云計算的資源在地理上是分布的，形式上是異構(gòu)的，并且各個組織和管理域有各自的資源管理策略和不同的訪問代價模型。因此，云計算的資源管理必須處理好存儲架構(gòu)問題，解決資源部署、監(jiān)控和調(diào)度策略等問題。

（三）安全技術(shù)

安全性是用戶選擇云計算時的首要考慮的因素，也是云計算實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。云計算的開放性、復(fù)雜性、按需服務(wù)、虛擬化資源池、快速彈性架構(gòu)和多租戶等特點，也直接影響云計算環(huán)境的安全和相關(guān)的安全保護策略。云計算為信息安全領(lǐng)域帶來了巨大的挑戰(zhàn)，主要包括：①利用虛擬化技術(shù)能夠隔離軟件與硬件、應(yīng)用軟件與底層系統(tǒng)之間的直接依賴關(guān)系，能夠提供比操作系統(tǒng)更強的隔離性，然而虛擬化技術(shù)也會帶來主機受到破壞及虛擬網(wǎng)絡(luò)中斷等安全問題。②在云平臺中運行的各類云應(yīng)用，沒有固定不變的基礎(chǔ)設(shè)施，沒有固定不變的安全邊界，難以實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)安全與隱私的保護。

（四）分布式編程模式

云計算實際上是一種處理大規(guī)模密集型數(shù)據(jù)的并行分布式計算技術(shù)。為了使用戶能更輕松的享受云計算帶來的服務(wù)，讓用戶能利用該編程模型編寫簡單的程序來實現(xiàn)特定的目的，云計算上的編程模型必須十分簡單。必須保證后臺復(fù)雜的并行執(zhí)行和任務(wù)調(diào)度向用戶和編程人員透明。當(dāng)前IT廠商提出的“云”計劃的編程工具，均基于Map-Reduce和Dryad的編程模型。Map Reduce的主要思想，是將要執(zhí)行的問題分解成Map和Reduce兩個過程：先通過Map函數(shù)將問題分解，并將數(shù)據(jù)分割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配給服務(wù)器并行處理；再通過Reduce函數(shù)將結(jié)果歸約匯總輸出。微軟于2010年底發(fā)布的分布式并行計算平臺Dryad，可以使開發(fā)人員在Windows或者.Net平臺上編寫大規(guī)模的并行應(yīng)用程序模型，并能夠方便地將單機上編寫的程序運行在分布式并行計算平臺上。

（五）數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

云計算系統(tǒng)需要同時滿足大量用戶的需求，并行地為大量用戶提供服務(wù)。因此，云計算的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)必須具有分布式、高吞吐率和高傳輸率等特點。目前數(shù)據(jù)存儲技術(shù)主要有Google的GFS以及HDFS，這兩種技術(shù)已經(jīng)成為事實標(biāo)準(zhǔn)。

總之，作為新一代IT變革的核心，云計算的發(fā)展將對整個IT產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，包括計算機體系結(jié)構(gòu)、硬件和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)、中間件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等等。隨著云計算模式的應(yīng)用普及，將加快軟件服務(wù)化進程，促進虛擬化、并行計算、海量存儲與管理等技術(shù)的更加成熟和商業(yè)化應(yīng)用，并加快推進IT產(chǎn)品從生產(chǎn)工具向隨身伴侶；從大型固定設(shè)備向微型移動設(shè)備；從高價商用產(chǎn)品到底價普及產(chǎn)品；從基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)到基于新型多通道互聯(lián)網(wǎng)；從終端應(yīng)用向云計算的方向發(fā)展。

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