程明 方祥毅

試論云計算及其關(guān)鍵技術(shù)剖析

程明 方祥毅

中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300

與傳統(tǒng)計算模式相比，云計算能夠?qū)?shù)據(jù)信息開展科學化的分析和處理，滿足人們對數(shù)據(jù)信息的多元需求。就云計算的概念及特征進行闡述，并從數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、相關(guān)安全技術(shù)以及虛擬化技術(shù)等方面入手，對云計算的關(guān)鍵技術(shù)及核心內(nèi)容進行探究，旨在提升云計算及其關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用水平，僅供相關(guān)人員參考。

云計算；關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)據(jù)管理；業(yè)務(wù)接口

引言

云計算的發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò)計算機為支持，以數(shù)據(jù)為核心。云計算的科學化應(yīng)用，能夠整合資源?；趥鹘y(tǒng)計算方式之上實施云計算，為用戶提供多元化服務(wù)，保證數(shù)據(jù)處理的可靠性。數(shù)據(jù)精準度得到明顯提升，數(shù)據(jù)處理服務(wù)效率也得到明顯改善。云計算及其關(guān)鍵技術(shù)所具有的經(jīng)濟性也得以凸顯出來。

1 云計算簡介

1.1 云計算的概念

作為一種現(xiàn)代化的計算模式，云計算與傳統(tǒng)計算模式相比更具先進性。這種先進性主要體現(xiàn)在分布式計算機和并行網(wǎng)絡(luò)上。云計算實際上就是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持所實現(xiàn)的信息分析處理模式，能夠?qū)⒂嬎闾幚沓绦蚣毣癁樽映绦颍诜?wù)器的支持下對子程序進行處理，進而促進系統(tǒng)構(gòu)建，便于用戶搜尋信息，在分析處理之后將數(shù)據(jù)信息傳遞給用戶。在當前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，云計算的應(yīng)用較為廣泛。用戶只需輸入相關(guān)信息，就能夠獲得所需的信息，可見云計算操作的便捷化程度較高。云計算作為一種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有動態(tài)化和可擴展性，在計算機硬軟件資源的支持下，能夠滿足用戶的多層次服務(wù)需求，保障數(shù)據(jù)信息處理的時效性[1]。

1.2 云計算的特點

云計算的特點在于可靠性較高，具有超大規(guī)模，支持用戶基于任意位置通過任意終端來獲取應(yīng)用服務(wù)，因而云計算具有虛擬化的特征。云計算的可擴展性較強，但在云計算存儲服務(wù)方面，用戶信息是保密的，而在云計算服務(wù)過程中存在一定危險性。

2 云計算的關(guān)鍵技術(shù)及核心內(nèi)容

2.1 編程與計算

就云計算的應(yīng)用情況來看，其在編程方面比較簡單，能夠為用戶使用帶來極大的便利。在簡單的編程模式下，用戶能夠更高效地運用云技術(shù)來處理信息[2]。云計算的適用性良好，尤其是谷歌提出的MapReduce編程模式，能夠滿足用戶的編程需求。在編程模式運行過程中，需要將后臺并行執(zhí)行與任務(wù)調(diào)度展現(xiàn)出來，便于用戶及編程人員更清晰地掌握編程模式的應(yīng)用方式，進而開展科學且準確的云計算。當前提到的云計算，大多以MapReduce編程模式為原型。在實際編程與計算的過程中，必須要明確Map中函數(shù)進項的具體特征，以函數(shù)進項為支持，由程序員進行分塊處理。在科學處理后，能夠獲得精準可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果；在總結(jié)并歸納數(shù)據(jù)結(jié)果后，即可順利完成編程與計算。從本質(zhì)上來說，云計算的編程與計算的實現(xiàn)，就是以指定Map與Reduce函數(shù)為基本條件。編程活動的開展主要在這一范圍內(nèi)，以滿足用戶的數(shù)據(jù)信息處理需求。

2.2 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

從計算方式來看，云計算以數(shù)據(jù)為對象，在存儲方面主要通過分布式存儲來實現(xiàn)。實際計算也主要通過吞吐和傳輸來實現(xiàn)，但必須保障吞吐與傳輸?shù)母咝浴４朔N技術(shù)應(yīng)用方式能夠保證數(shù)據(jù)準確度，發(fā)揮數(shù)據(jù)的使用價值，滿足用戶對云計算的現(xiàn)實需求。此種情況下數(shù)據(jù)的可用性更強。在當前科學技術(shù)條件下，GFS、HDFS都是比較常用的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。GFS是由谷歌開發(fā)的非開源數(shù)據(jù)存儲技術(shù)；而HDFS是由Hadoop開發(fā)的開源數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)

大數(shù)據(jù)時代下數(shù)據(jù)量較大，處理分析與處理的難度也明顯加大。為保障數(shù)據(jù)服務(wù)的高效性，要注重數(shù)據(jù)管理技術(shù)的科學化應(yīng)用。這是云計算領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。在數(shù)據(jù)管理技術(shù)應(yīng)用過程中，要從存儲、讀取與分析等方面入手，對海量數(shù)據(jù)實施科學化處理，滿足用戶對特定數(shù)據(jù)的現(xiàn)實需求，確保數(shù)據(jù)更新速率可靠，以促進云計算技術(shù)水平的提升。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的科學化應(yīng)用能夠明顯改善數(shù)據(jù)隨機讀取速率，實現(xiàn)云技術(shù)應(yīng)用價值的最大化。在云計算技術(shù)應(yīng)用過程中，技術(shù)管理中心必須高度重視數(shù)據(jù)更新速率與隨機讀速率這兩個事項，為云計算的長遠發(fā)展提供可靠的支持。在科學技術(shù)水平不斷提升的大環(huán)境下，要注重研發(fā)現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理模塊，切實提升云計算技術(shù)水平，更好地為用戶提供服務(wù)。

2.4 業(yè)務(wù)接口

在科學技術(shù)的支持下，云計算的現(xiàn)代化水平得到顯著提升。作為一種計算方式，云計算為IT系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了可靠的技術(shù)支持，在云計算技術(shù)應(yīng)用過程中，業(yè)務(wù)接口應(yīng)用價值的發(fā)揮，能夠滿足用戶的現(xiàn)實需求，與用戶之間的聯(lián)系較為緊密。此種情況下有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效化管理，在云集合范圍內(nèi)，用戶能夠結(jié)合現(xiàn)實需求來搜尋數(shù)據(jù)，從而切實提升云計算的服務(wù)水平。就當前云計算業(yè)務(wù)接口的應(yīng)用情況來看，主要通過Web Service業(yè)務(wù)模式來實現(xiàn)[3]。

2.5 相關(guān)安全技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在為社會帶來極大便利的同時，其開放性大環(huán)境下也存在一定潛在風險。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在諸多不確定因素，環(huán)境的安全系數(shù)較低，尤其是在信息技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下資源類型豐富，數(shù)據(jù)量較大，網(wǎng)站運行過程中也面臨著諸多風險。此種情況下云計算安全技術(shù)的科學化應(yīng)用，有助于保證整個互聯(lián)網(wǎng)的安全運行。在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何保障網(wǎng)絡(luò)安全是云計算模式應(yīng)用過程中的重要問題。為保障用戶網(wǎng)絡(luò)安全，必須注重云計算服務(wù)專業(yè)化與集約化水平的提升，突破傳統(tǒng)殺毒的局限性，保障病毒查殺的實效性，從而將病毒對用戶網(wǎng)絡(luò)安全所造成的威脅控制在最小范圍內(nèi)，并通過云備份的實現(xiàn)來降低互聯(lián)網(wǎng)風險。

2.6 虛擬化技術(shù)

云計算實際上就是一種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有動態(tài)化特征，可擴展性較強；而可擴展的實現(xiàn)，離不開虛擬化技術(shù)的支持。從宏觀層面來看，云計算涵蓋的范圍廣闊。虛擬化技術(shù)是云計算關(guān)鍵技術(shù)體系中的重要組成部分。在數(shù)據(jù)信息處理過程中，虛擬化技術(shù)能夠促進資源優(yōu)化整合，并提升所存儲資源的實際應(yīng)用價值，通過資源有效利用來滿足用戶需求，提升云計算服務(wù)水平。云計算的虛擬化技術(shù)的獨特之處在于能夠在虛擬化條件下對數(shù)據(jù)展開計算，而傳統(tǒng)計算方式下無法實現(xiàn)這一操作。云計算的虛擬化技術(shù)實際上就是資源的轉(zhuǎn)化過程中，將復(fù)雜資源換算為虛擬資源，并通過資源整合等方式來實現(xiàn)資源價值的最大化，為用戶提供高效的數(shù)據(jù)信息服務(wù)。云計算的虛擬化技術(shù)具有優(yōu)良的應(yīng)用價值，主要包含以下幾種類型。

一是虛擬服務(wù)器。在云計算領(lǐng)域下，以硬件資源為對象，對其進行分配和管理的過程，就是虛擬服務(wù)器的應(yīng)用過程；以軟件為對象，在分配管理硬件資源的基礎(chǔ)上，開展虛擬化處理，促進服務(wù)器功能的發(fā)揮。在這一過程中應(yīng)注意，物理服務(wù)器在實際應(yīng)用過程中能夠保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，以物理服務(wù)器為載體，能夠滿足多個虛擬服務(wù)器的運行需求，并且這種運行是同時的。在云計算虛擬化技術(shù)的應(yīng)用過程中，虛擬服務(wù)器使用功能的發(fā)揮，能夠保證管理的統(tǒng)一化和科學性，并滿足快速部署與故障恢復(fù)需求，為用戶提供多元化的服務(wù)，促進云計算服務(wù)效率的改善。

二是虛擬存儲。虛擬存儲在云計算技術(shù)應(yīng)用過程中，以云計算的存儲資源為對象，對其進行統(tǒng)一化處理，并在資源整合與科學管理的基礎(chǔ)上，為用戶數(shù)據(jù)查詢帶來極大便利。云計算的分布式存儲資源管理具有一定復(fù)雜性，在資源整合與統(tǒng)一化管理的基礎(chǔ)上，要注重提升云存儲系統(tǒng)化水平。用戶接口訪問來保證虛擬存儲的規(guī)范性，為用戶數(shù)據(jù)信息云存儲帶來極大便利。此種虛擬存儲的方式，有助于減少不必要的能源消耗，并且達到良好的節(jié)能效果。加密方式有助于提升數(shù)據(jù)信息的安全性與可靠性。安全認證的應(yīng)用，也是云計算的虛擬存儲過程中必須高度重視的內(nèi)容，旨在通過此種方式來降低用戶在云計算過程中的數(shù)據(jù)信息風險，保證云存儲系統(tǒng)的硬盤化與本地化，切實提升數(shù)據(jù)信息利用的安全性與可靠性[4]。

三是虛擬應(yīng)用。就云計算虛擬技術(shù)的整體情況來看，操作系統(tǒng)與硬件之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。底層系統(tǒng)對硬件的依賴性較強。通過虛擬應(yīng)用價值的充分發(fā)揮，令操作系統(tǒng)與硬件之間的應(yīng)用關(guān)系得到合理轉(zhuǎn)變，通過虛擬化方式來展現(xiàn)底層系統(tǒng)與硬件之間的依賴關(guān)系，便于開展虛擬化本地運行，為云計算下應(yīng)用程序的規(guī)范化操作提供可靠的技術(shù)支持。就虛擬應(yīng)用的實際操作情況來看，一旦存在應(yīng)用沖突，就能自動屏蔽沖突內(nèi)容，并實現(xiàn)合理兼容，從而發(fā)揮云計算虛擬技術(shù)的應(yīng)用價值，提升云計算服務(wù)水平。

四是虛擬平臺。在云計算技術(shù)應(yīng)用過程中，以開發(fā)資源為支持，將其進行虛擬化應(yīng)用之后，模擬統(tǒng)一接口，能夠為應(yīng)用開發(fā)與傳輸帶來極大便利，并保證開發(fā)與傳輸?shù)谋憬菪耘c高效性[5]。此種操作方式下，資源開發(fā)人員的任務(wù)量明顯降低，云服務(wù)更新的時效性也比較強，這就能夠為用戶更好地應(yīng)用云計算提供極大的便利。虛擬平臺在上述過程中扮演的角色就相當于一個載體。正是由于虛擬平臺的存在和應(yīng)用，才能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用開發(fā)與傳輸，令云服務(wù)得以更新。虛擬平臺的應(yīng)用，主要依靠開發(fā)工具與軟件來實現(xiàn)。云計算的虛擬平臺在實際應(yīng)用過程中能夠滿足用戶的多元需求，通過自身環(huán)境測試、排名打分以及升級更新等功能的發(fā)揮，為用戶的云計算操作提供極大的便利。

3 結(jié)語

綜上所述，在計算機領(lǐng)域，云計算相當于一項巨大變革。作為一種計算模式，其應(yīng)用價值顯著。在大數(shù)據(jù)時代下，云計算及其關(guān)鍵技術(shù)得以快速發(fā)展，為保證云計算系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，要把握云計算的具體特征，改善數(shù)據(jù)處理時效，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平，從而滿足用戶在數(shù)據(jù)處理方面的多元需求，保證數(shù)據(jù)處理的準確性與可靠性。

[1]初勇. 云計算及其關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 信息與電腦（理論版），2018（4）：1-2.

[2]蔡榮茂. 試析云計算及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 通訊世界，2017（19）：37-38.

[3]陳仁太. 云計算架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2017（1）：180.

[4]胡瑩. 云計算及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 軟件導(dǎo)刊，2016，15（8）：159-161.

[5]劉國. 云計算及其關(guān)鍵技術(shù)淺談[J]. 信息安全與技術(shù)，2015，6（9）：41-43.

On Cloud Computing and Its Key Technologies

Cheng Ming Fang Xiangyi

China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd., Tianjin 300300

Compared with traditional computing models, cloud computing can scientifically analyze and process data information to meet people’s diverse needs for data information. The paper explains the concept and characteristics of cloud computing, and starting from the aspects of data storage technology, data management technology, relates security technology and virtualization technology, and explores the key technologies and core content of cloud computing, aiming to improve cloud computing and its application level of key technologies, which is for reference only.

cloud computing; key technologies; data management; business interface

TP311.1

A