陳懷宇

摘要：云計算作為一種基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，技術(shù)的發(fā)展方興未艾，和一般的計算機網(wǎng)絡(luò)硬件服務(wù)相比較，云計算在可靠性、可擴展性以及成本方面都有一定的優(yōu)勢，本文探討了云計算的一些特點，分析了公有云和私有云的區(qū)別，指出了在高職院校中建立私有云需要的一些關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：云計算；IaaS PaaS SaaS；私有云；高職院校

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）12-0021-02

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，今天已經(jīng)進(jìn)入移動互聯(lián)和大數(shù)據(jù)的時代，一方面用戶的訪問互聯(lián)網(wǎng)的終端越來越豐富，不再局限于傳統(tǒng)的PC，還有智能手機、PAD智能手表和各種可穿戴設(shè)備，以及未來VR設(shè)備等，用戶對于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)需求也不斷的提升，本質(zhì)上是對計算力需求的不斷提升，在未來所有的應(yīng)用軟件和終端服務(wù)都將通過網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)，這就是“云計算”技術(shù)的基本思路。

1 云計算的定義

云計算作為一種計算模式，是在并行計算，網(wǎng)格計算和分布式計算的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，幾個IT巨頭國際上如谷歌、IBM、微軟、亞馬遜，國內(nèi)的BAT和華為等都提出各自的云計算的解決方案，人們從不同的角度去理解，有的從技術(shù)方面，有的從應(yīng)用方面，得到的結(jié)論也不盡相同，因此關(guān)于云計算的定義也是眾說紛紜，難以統(tǒng)一。

筆者在這里采用的定義是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）定義：云計算是一種可以通過網(wǎng)絡(luò)以便利的、按需付費的方式獲得的計算資源（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)等）并提高其可用性的模式，這些資源來自一個共享的、可配置的資源池，并能夠以最高效和自動的方式獲取和釋放。[5]從中可以看出云計算具有這些特質(zhì)：分布式計算和存儲、高可用、高性能、高彈性伸縮的計算服務(wù)、用戶界面良好、便于管理、按需付費等。

2 云計算的類型

云計算讓開發(fā)人員和 IT 部門可以全身心投入最有價值的工作，避免采購、維護(hù)、容量規(guī)劃等無價值的工作分散精力。云計算已經(jīng)日漸普及，已經(jīng)出現(xiàn)幾種不同的模型和部署策略，以滿足不同用戶的特定需求。每種類型的云服務(wù)和部署方法提供了不同等級的控制力、靈活性和管理功能。理解基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù)和軟件即服務(wù)之間的差異，以及可以使用的部署策略，有助于根據(jù)需求選用合適的服務(wù)組合。

1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) （IaaS）

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)有時縮寫為 IaaS，包含云 IT 的基本構(gòu)建塊，通常提供對聯(lián)網(wǎng)功能、計算機（虛擬或?qū)Ｓ糜布┮约皵?shù)據(jù)存儲空間的訪問。基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)提供最高等級的靈活性和對 IT 資源的管理控制，其機制與現(xiàn)今眾多 IT 部門和開發(fā)人員所熟悉的現(xiàn)有 IT 資源最為接近。

2）平臺即服務(wù) （PaaS）

平臺即服務(wù)消除了組織對底層基礎(chǔ)設(shè)施（一般是硬件和操作系統(tǒng)）的管理需要，讓您可以將更多精力放在應(yīng)用程序的部署和管理上面。這有助于提高效率，因為您不用操心資源購置、容量規(guī)劃、軟件維護(hù)、補丁安裝或任何與應(yīng)用程序運行有關(guān)的不能產(chǎn)生價值的繁重工作。

3）軟件即服務(wù) （SaaS）

軟件即服務(wù)提供一種完善的產(chǎn)品，其運行和管理皆由服務(wù)提供商負(fù)責(zé)。通常人們所說的軟件即服務(wù)指的是終端用戶應(yīng)用程序。使用 SaaS 產(chǎn)品時，服務(wù)的維護(hù)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的管理都不用您操心，您只需要考慮怎樣使用 SaaS 軟件就可以了。SaaS 的常見應(yīng)用是基于 Web 的電子郵件，在這種應(yīng)用場景中，您可以收發(fā)電子郵件而不用管理電子郵件產(chǎn)品的功能添加，也不需要維護(hù)電子郵件程序所運行的服務(wù)器和操作系統(tǒng)。

3 公有云和私有云

根據(jù)云計算服務(wù)性質(zhì)的差別，我們一般可以將云計算區(qū)分為三種類型暨公有云、私有云和混合云。公有云一般是指由第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云服務(wù)，公有云一般可通過公共網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)訪問和使用，成本低廉甚至是免費的，這種云有許多實例，可在當(dāng)今整個開放的公有網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)，如AWS、阿里云等都是比較著名的公有云提供商。私有云（Private Clouds）是被某一單一的組織擁有和使用，客戶提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效控制，私有云可部署在組織數(shù)據(jù)中心的防火墻，屬于客戶的基礎(chǔ)設(shè)備，并可以控制在此基礎(chǔ)設(shè)施上部署應(yīng)用程序的方式。也可以部署在異地（如ISP一個安全的主機托管場所的機房內(nèi)），私有云從本質(zhì)上是一種專有資源?；旌显频幕A(chǔ)設(shè)施是由兩種或以上的云組成，每種云仍然保持獨立的實體，但用標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ械募夹g(shù)將他們組合起來對外提供服務(wù)，是近年來云計算的主要模式和發(fā)展方向。有些機構(gòu)的業(yè)務(wù)主要是面向企業(yè)用戶，出于安全考慮，這些機構(gòu)更愿意將重要的數(shù)據(jù)存放在私有云中，但是同時又期望能獲得公有云的計算資源，在這種情況下混合云能滿足用戶對安全和成本的綜合考量，它將公有云和私有云進(jìn)行混合和匹配，以獲得最佳的效果，這種個性化的解決方案，達(dá)到了既節(jié)約又安全的目的。支持公有云的人認(rèn)為，公有云部署具備更好的靈活性更高可擴展性和更優(yōu)的性價比；而支持私人云的人則認(rèn)為私有云更加安全而且便于的控制。

4 搭建私有云對于高職院校的意義

那么作為高職院校該如何選擇呢，筆者認(rèn)為雖然公有云可以提供的服務(wù)越來越多樣也更加的可靠，但是作為高職院校還是有必要建立自己的私有云。原因有以下幾點：

1）搭建私有云有利于數(shù)據(jù)的安全和管理，目前和運營“云”的有關(guān)法律、法規(guī)還不夠完善。高職院校的內(nèi)部的一些重要的甚至需要保密的信息，如果存儲在公有云，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題的時候容易出現(xiàn)無法追究責(zé)任的情況，也就是說在數(shù)據(jù)的主權(quán)性方面存在缺失。

2）搭建私有云有利于相關(guān)科研和教學(xué)的開展，學(xué)校一般都有自己的數(shù)據(jù)中心，有的還有計算機專業(yè)的學(xué)生，通過建立私有云也可以為教育和科研提供實踐的平臺。

3）搭建私有云有利于提供更多教學(xué)科研服務(wù)，學(xué)校的信息化可以分成兩個方面一個是管理的信息化如OA辦公自動化系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)等，一個是課程的信息化，如精品課程建設(shè)、慕課、微課等網(wǎng)絡(luò)課程，高職院校對于數(shù)據(jù)和服務(wù)的多樣性要求也更多，這些也是需要搭建自己的私有云。

5 搭建私有云需要的一些關(guān)鍵技術(shù)

1）虛擬化技術(shù)：虛擬化技術(shù)是以某種用戶和應(yīng)用程序都可以很容易使用的方式來表示計算機資源的過程，而不是根據(jù)這些資源的實現(xiàn)、位置或物理包裝的專有方式來表示他們，也就是說，它為算力、數(shù)據(jù)、存儲器和其他資源提供了一個邏輯的視圖，而不是物理視圖。它可以方便的擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)。它實現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，虛擬化技術(shù)包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化目。具體來講目前常用CPU虛擬化的技術(shù)：Intel的VT-x，AMD的AMD-V；虛擬化的軟件有：VMWare，Hyper-V，Xen，KVM，OpenVZ等。

2）分布式海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)：云計算系統(tǒng)底層物理架構(gòu)是由眾多的服務(wù)器，提供大量用戶的并發(fā)服務(wù)，數(shù)據(jù)在云計算系統(tǒng)中采用分布式存儲的方式存儲，為確保數(shù)據(jù)的可靠性需要采用冗余存儲的方式（包括集群計算、分布式存儲和數(shù)據(jù)冗余）存儲。云計算系統(tǒng)中通過任務(wù)分解和集群，用較低配置的機器的聚合也能夠發(fā)揮較高的性能，從而可以替代超級計算機來降低成本，這種方式保證分布式數(shù)據(jù)的高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲多個副本。在業(yè)內(nèi)成熟的分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)有Google的GFS和Hadoop團(tuán)隊開發(fā)的開源項目HDFS，這兩個技術(shù)在云計算系統(tǒng)中被廣泛使用。

3）并行編程技術(shù)：并行算法是用多臺處理機聯(lián)合求解問題的方法和步驟，其執(zhí)行過程是將給定的問題首先分解成若干個盡量相互獨立的子問題，然后用多臺處理機同時求解它，云計算由于采用了分布式的計算模式，必然要求用分布式的編程模式與之相匹配。目前云計算的解決方案中大多采用了一種思想簡潔的分布式并行編程模型Map-Reduce。Map-Reduce是一種編程模型和任務(wù)調(diào)度模型。它主要用于數(shù)據(jù)集的并行運算和并行任務(wù)的調(diào)度處理。在該模式下，用戶只需要自行編寫Map函數(shù)和Reduce函數(shù)即可進(jìn)行并行計算。其中，Map 函數(shù)中定義各節(jié)點上的分塊數(shù)據(jù)的處理方法，而Reduce函數(shù)中定義中間結(jié)果的保存方法以及最終結(jié)果的歸納方法。

6 結(jié)束語

云計算作為今天被廣泛應(yīng)用的計算模式，在可用性、可擴展性和成本方面具有的眾多的優(yōu)勢，目前應(yīng)用的類型有公有云、私有云和混合云三種形式，本文通過介紹云計算的架構(gòu)，論述了高職院校搭建私有云平臺的必要性和關(guān)鍵技術(shù)，相信能夠為高職院校搭建私有云平臺提供技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)：

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[4]何為云計算？[DB/OL].https：//aws.amazon.com/cn/what-is-cloud-computing/？nc1=f_cc AWS 與云計算.

[5]云計算[DB/OL].http：//baike.baidu.com/link？url=uEZWanQEfT0tbZmXful9oRdpPyhSa24tVaa9-2wDYpBQKBAiwNX74o gcDd_xB-V83EqDH25IHfpx4tzP6fXmnq.