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關鍵詞:云計算技術,關鍵技術,應用前景
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 21-0000-02
互聯網時代信息和數據的迅猛發展,科研、工程和商業方面都需要處理大量的數據,自身IT架構的計算能力已經不能滿足計算能力的需求。云計算是分布式計算、并行處理和網絡計算進一步發展的必然結果,云計算是一種動態的易擴展且通過互聯網提供虛擬化資源的計算方式,用戶不需要對云計算的內部進行深入了解,只需要通過與瀏覽器交互就可以得到自己需要的信息。自從云計算概念的提出,就引起各方面的極大關注,目前已經成為信息領域的熱點話題之一。
1 云計算的定義
云計算的定義有狹義和廣義之分,狹義云計算是一種IT基礎設施的交付和使用的模式,通常指通過網絡按照需求和容易擴展的方式得到所需的資源,提供資源的網絡稱為“云”,使用者眼中網絡中的資源和信息可以無限擴展,并且可以隨時獲取,按照自身的需求進行使用,隨時進行擴展。
廣義云計算是服務的交付和使用的模式,指通過網絡按照需求、易擴展的方式得到所需的信息服務。這種信息服務可以是基于互聯網的軟件服務、帶寬服務、也可以是其他的任意服務。這些網絡服務可以理解為網絡資源,網絡資源的總和稱為“云”,它們是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源,通常是一些大型的服務器集群,包括計算服務器、存儲服務器以及寬帶資源等。云計算把所有的計算資源集中起來,不需要人為參與,軟件自動進行管理。這為應用提供者節省了時間和成本,不必為細節而操心,從而專注于自己的業務。
不管是狹義概念還是廣義概念,都可以看出,云計算是并行計算、分布式計算和網格計算等相關技術融合的產物。
2 云計算的特征
2.1 支持虛擬化。通過在一個服務器上部署多個虛擬機和應用,從而提高資源的利用率;當一個服務器過載時支持負載的遷移。
2.2 云計算系統提供的是服務。云計算系統的管理對用戶來講是透明的,不同的管理任務是自動完成的,系統的硬件、軟件、存儲能夠自動進行配置,從而實現對用戶按需提供,用戶不需要了解云計算的具體機制,就可以獲得需要的服務。
2.3 提供服務質量保證。云計算能夠向用戶提供滿足質量保證要求的服務,能夠根據用戶的需求對系統作出調整,如用戶需要的硬件配置、網絡帶寬、存儲容量等。
2.4 高可靠性、可用性和可擴展性。云計算保證向用戶提供可靠的服務,保證用戶能夠隨時隨地地訪問所需要的服務,并且用戶的系統規模變化時,云計算系統能夠根據用戶的需求自由伸縮。
2.5 經濟性。組建一個采用大量商業機組成的云計算機群比同樣性能的超級計算機的花費要少得多。
3 云計算的關鍵技術
云計算是一種新興的計算模式,以數據為中心,是一種數據密集型的超級計算,把強大的計算能力分布到終端用戶手中。
3.1 虛擬化技術。虛擬化是云計算實現的重要技術基礎,虛擬化技術實現了物理資源的邏輯抽象和統一表示,計算元件在虛擬基礎上運行。通過虛擬化軟件,單個任務的CPU占有率可以根據任務大小而自動調整,所以一個CPU上面就可以跑多個程序,一般這些任務對CPU的占有率都不高。通過虛擬化技術提高了資源的利用率,根據用戶的需求進行資源優化配置,實現動態資源平衡;虛擬化技術根據對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網絡虛擬化等,計算虛擬化又分為系統級虛擬化、應用級虛擬化和桌面虛擬化。
3.2 數據存儲技術。云計算系統由大量服務器組成,同時為大量用戶服務,因此云計算系統采用分布式存儲的方式存儲數據,用冗余存儲的方式保證數據的可靠性。如:Vmware公司和戴爾公司聯合推出的數據存儲租賃服務戴爾云,是按需數據存儲租賃服務。在“安全的戴爾數據中心”向客戶出售空間,以及提供咨詢、數據安全和其他服務。
3.3 數據管理技術。云計算需要對分布的大量數據進行分析處理,并為用戶提供高效可靠的服務;因此,數據管理技術必須能夠高效的管理大量的數據。如:VMware的vCente的管理控制臺,以此幫助企業構建軟件定義的數據中心,提高IT部門異構云管理能力,同時實現云計算的高效性、敏捷性和便捷性。
3.4 編程模型。為了保證給用戶帶來輕松地云計算服務,讓用戶利用編程模型編寫簡單的程序來實現特定的目的,云計算的編程模型不能太復雜,必須使后臺復雜的并行執行和任務調度向用戶和編程人員公開化。
3.5 云計算平臺管理技術。云計算資源規模巨大,服務器數量眾多并分布在不同的地方,同時有數百種運行著應用,如何有效的管理這些服務器,保證整個系統提供不間斷的服務是巨大的挑戰。云計算系統的管理技術能夠使大量的服務器協同工作,方便的進行業務部署和開通,快速發現和恢復系統故障,通過自動化、智能化的手段實現大規模系統的可靠運營。
4 云計算的應用前景
云計算作為目前的研究熱點問題之一,是IT的一種發展趨勢,它被視為科技業的下一次革命,它將帶來工作方式和商業模式的根本性改變。
4.1 云計算在大企業的應用前景。大企業有完善的基礎設施和相當數量的專業IT管理人才,對現有的IT基礎設施進行高效的利用。如果將云計算的強大功能引入企業的數據中心,將傳統的IT基礎架構為私有云,使IT的基礎架構作為可以輕松訪問的服務來交付。這將極大地降低成本并且最大限度地提高IT效益。
4.2 云計算在中小企業的應用前景。云計算意味著巨大的商業機遇,他們可以借助云計算在更高的層面上和大企業競爭。自1989年微軟推出Office辦公軟件以來,我們的工作方式已經發生了極大變化,而云計算則帶來了云端的辦公室——更強的計算能力但無須購買軟件,省卻本地安裝和維護。那些對計算需求量越來越大的中小企業,不再試圖去買價格高昂的硬件,而是從云計算供應商那里租用計算能力。在避免了硬件投資的同時,公司的技術部門也無須為忙亂不堪的技術維護而頭痛,節省下來的時間可以進行更多的業務創新。
4.3 云計算在家庭的應用前景。智能家庭是未來家庭的發展方向,如果將云計算提供的服務引入智能家庭之中,建立家庭中心,也就是云的家庭終端,把所有的家庭里的數據同步起來,每一個智能家庭組成了智能家庭云,并且智能家庭云可以向外界提供不同的服務。
5 結論
隨著全球化和信息化的發展,云計算必定會迎來廣泛的發展機遇和應用前景。云計算是基于多種技術的新興計算模式,它具有虛擬化、高可用性、高可靠性、低成本等特點;云計算是互聯網之后的第四次IT產業革命,將對IT業產生深遠影響。
參考文獻:
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1計算機大數據分析中云計算技術作用分析
云計算技術可以給提供計算機數據傳遞與共享的條件,融合軟硬件數據保存,促進計算機處理工作更好的開展。云計算技術可以給用戶提供良好的網絡環境與保存空間,處理數據傳遞環節的各項問題。與傳統大數據分析技術相比,云計算計算可以提高大數據分析質量。人們借助云計算技術獲得云終端的數據,切實滿足人們對于數據的需求。現階段計算機市場形成完善的結構體系,圍繞云計算技術推動計算機大數據分析工作的開展,奠定后期云計算技術發展的基礎。目前,人們生活中全面運用云計算技術,基于云計算技術研發的服務器及操作系統方便人們處理各類信息技術。同時,云計算技術數據保存有著較強的安全性,極小可能出現數據丟失情況,滿足人們的實際需求,直接體現出云計算技術的優勢。優化云計算環境下計算機的數據處理中心,就可以不斷提升計算機的云計算能力,讓云計算不僅為網絡信息所用,還在計算機網絡安全中發揮極為重要的作用。目前,計算機的使用人群更為注重的是在高速發達的信息社會,自己的信息,也就是使用計算機網絡的安全性能是否能得到保障,這時候考驗的就是云計系統的完善性。目前存在的最主要計算機安全問題就是黑客問題和系統漏洞問題。系統漏洞這一人為因素可以通過不斷檢索進行漏洞的發現和修補,面對黑客的攻擊,能夠做的就是防患于未然,不斷地升級和優化系統,最終達到完善的數據處理效果。
2云計算技術下計算機大數據分析面臨的問題
2.1網絡技術安全
由于相關技術的不斷發展,云計算環境下的網絡安全技術正在朝著穩定和成熟的方向發展,但在具體的應用過程中依然表現出一定的網絡安全問題,因此用戶在使用過程中應該做好相關的應對工作。網絡安全問題具體表現在用戶在使用信息傳輸的過程中,一旦出現服務性中斷問題,難以保證數據的安全性,啟動被動保護模式的情況使信息的安全性更加難以保障,這也成為云計算模式下的網絡技術安全中的重點問題,一旦得不到及時有效的解決,用戶在使用過程中就會受到不同程度的威脅。
2.2網絡環境安全
網絡環境安全是保證網絡正常使用,信息傳輸質量有保證的重要前提,一旦網絡環境存在不安全因素,將會引發病毒的入侵和黑客的攻擊。因此網絡環境安全也是云計算技術價值得以發揮的重要前提。計算機在使用過程中如果長期受到病毒的困擾和黑客的威脅,將會降低人們對計算機的信賴性,甚至在工作和生活中將會在網絡環境安全方面投入更多的成本。
3計算機大數據分析中云計算技術的具體應用
3.1數據傳輸安全分析
在云計算的作用下,云安全含義逐漸形成,具體來說,云安全主要指在用戶借助云計算技術來實現計算機大數據分析時,讓數據安全性得到了保證。用戶端數據和數據安全往往呈現出正比關系,隨著應用群體數量的增多,涉及的計算機數據范疇將不斷擴充,假設計算機遭受病毒的攻擊,可以在云計算技術的作用下實現病毒的攔截,以此讓計算機數據安全性得到保證。從云計算技術自身角度來說,其提供的各個服務均是由IaaS基礎設施級服務以及PaaS平臺級服務兩項內容構建而成。首先,IaaS基礎設施級服務其作用在于,可以給用戶提供對應的服務,也就是對各個計算機基礎設備進行操作和應用,其中包含了CPU處理、數據保存、數據傳遞等。其次,PaaS平臺級服務則是指,把云計算中各個服務器及開發環境當作服務,通過PaaS平臺用戶能夠結合自身需求實現對應操作流程的部署和應用。
3.2監督數據資源共享
網絡資源在傳輸過程中遭遇到的安全威脅是用戶時時刻刻關注的問題,因此在具體的工作和管理中,需要提高云計算網絡安全技術的應用程度,通過不斷創新安全模式,完善相應的防護體系,從而有效消除安全性問題,提升數據傳輸的安全性和穩定性。具體在應用過程中,可以借助云計算技術的優勢,對數據傳輸的整個路徑進行監控,保證傳輸通道環境的安全性,一旦出現問題及時進行預警,有效預防黑客的攻擊,降低網絡安全事故發生的概率。對此,有關部門應該提高重視程度,同時完善相應的監督管理制度,采用科學的管理方式,實現預期的監測目標。
3.3提高數據使用安全
計算機用戶本身的安全意識也是當前需要關注的重要方面,為了進一步提升用戶數據信息和計算機系統的安全系數,需要重視身份認證工作的提升,具體可以使用實名制的方式進行認證處理,從而不斷提升整個網絡結構的安全性。對于網絡應用過程中涉及到的安全問題,可以通過實名追蹤的方式進行可疑目標鎖定,從而有效控制惡意攻擊情況的發生。但在應用過程中也需要重視假人名情況的出現,提高網絡數據信息竊取的預防水平。計算機網絡環境算是一種相對開放的環境,在使用過程中會面向大量的用戶,通過重視用戶的身份認證,可以有效避免用戶對數據的非法訪問。同時在使用者進行計算機登錄和使用的時候,需要對用戶名和密碼進行核實。按照權限的不同,確保數據庫信息的安全有效性。通過對數據庫信息加密處理,可以確保數據庫信息的安全性。這種加密處理可以在原有數據信息的基礎上進行算法的處理改進,使用者可以通過自身的權限獲取想要了解的信息,如果沒有解密方式,不法分子將會難以獲取數據的原始信息。
3.4網絡安全等級防護
在云計算環境下的安全管理中心具備系統管理、安全管理和安全審計等功能,能夠滿足不同云計算環境下不同安全等級的保護要求,并且通過服務層的安全保護框架,實現對不同等級云服務客戶端的安全保護,為使用者提供安全可靠的資源訪問服務。在訪問云服務商時,用戶可通過通信網絡、API接口和Web服務方式訪問云服務器,但是用戶終端系統的安全防護不在網絡安全等級保護框架體系內。在保護框架體系內,資源層和服務層安全是云計算環境安全保護的重點,資源層包括物理資源安全和虛擬資源安全,應按照安全設計要求構建資源層安全保護框架。云計算環境下的網絡安全等級保護要針對不同等級云計算平臺確定不同的安全目標,一般情況下安全保護等級最低為二級,并根據安全目標和等級要求實施安全設計步驟,具體包括:第一步,根據云平臺的租戶數量和業務系統情況確定云計算安全保護標準,制定云計算平臺的安全保護策略,以避免在云計算平臺上發生安全事件;第二步,細化安全技術要求,針對安全計算環境、安全區域邊界、安全通信網絡以及安全管理中心制定出相應的安全保護策略;第三步,根據云計算功能框架中的各層功能和保護要求,制定安全技術機制,使其滿足云計算功能框架的安全保護要求。在完成云計算環境下的網絡安全等級保護設計之后,還應增加虛擬化安全、鏡像安全、接口安全等安全控制點,并采用訪問控制技術、身份識別技術等安全防護技術,實現與云計算平臺上各功能層次的對接,提出各層的安全保護措施。
3.5重視相應程序開發
網絡安全應用程序需要隨著技術的進步和人們生活和工作的需要進行逐步提升,從而及時對病毒程序進行開發和處理,確保計算機系統可以敏銳捕捉到病毒的活動跡象,提升自身的防御能力。通常情況下,對于計算機的服務,內網隱蔽處理,可以提升網站平臺的訪問速度,可以避免不安全網址帶來的不良效應,從而為計算機的安全防御提供一定的屏障。在計算機數據的使用中,由于安全性威脅導致的數據丟失問題,可以通過備份和恢復改善。這種恢復性功能也可以保證數據的一致性和完整性。通常由邏輯備份、動態備份以及靜態備份等幾種情況。計算機黑客數量增多,凈化網絡環境顯然存在較大難度,但通過必要的防范措施依然可以在數據庫信息的保護中起到關鍵作用。而使用防火墻保護工具就能很好的為計算機網絡提供一種安全保障。通過防火墻,可以在一定程度上防止黑客的侵害。
本文結合計算機行業的發展,對計算機網絡云計算技術進行了分析研究,希望能為計算機技術的進步提供一定的理論支持。
一、計算機網絡的云計算技術概念
美國的網絡公司最早提出計算機網絡云計算技術的概念,隨著科學的進步與發展已經逐漸成為了一門成熟的技術,有著豐富的理論基礎與實踐經驗。現在的“云計算”技術是指能將網絡、硬件、設備相融合,同時實現規模性、安全性、虛擬性的技術。目前來看,對計算機網絡云計算的定義還沒有統一的趨勢,每一名研究人員都有自己的研究與看法,通過研究與分析,本文對云計算的觀點是:首先,每一個“云”都是獨立的計算機分布體系,基于網絡化、虛擬化的計算機服務層,與計算機中的資源保持一定的節奏,實現計算機資源的同步。其次,計算機網絡云是一個綜合體,并非是獨立的,計算機軟件的開發中離不開云計算的環節,其重點就是網絡云計算特征的研究。對于計算機網絡的使用者來說,計算機集成軟件層面,能被接受與理解的就是云計算,在本文重點突出的就是云計算的屬性。最后,計算機網絡的使用者沒有進行長期的規劃后使用,很容易出現浪費現象,目前的云計算技術可以實現分或秒內的數據計算,可以很好地避免資源過載或資源浪費現象。
通過研究可以看出,計算機網絡云計算技術可以定義成計算機網絡中進行的某種服務形式,其中相關的硬件設施與軟件系統統稱為計算機網絡云計算。定義中包括網絡計算機、超級計算機、集成技術等,相關的技術既有區別又有聯系。計算機網絡云計算技術的原理是:大量的數據分布于分布式計算機中,同時保證用戶的數據系統與計算機同步運行,進而實現及時將需要的資源切換到相應的應用中,根據使用者的訪問需求進行存儲系統與計算機系統的定位。計算機網絡云計算技術可以基于用戶服務需求及時提供所需的網絡信息資源。計算機網絡云計算技術適應性強,彈性好,專業技術性高,發展前景十分好,應用越來越廣泛。
二、計算機網絡云計算技術的分類
基于多樣化的標準,計算機云計算的分類也有多種方式。比較常見的是:根據服務方式的不同,云計算可以分為私有云和公有云。私有云是根據用戶的自身情況進行獨立使用,同時建立平臺,操作性與實用性十分好。公有云是ζ淥用戶的資源進行開發利用。在選擇私有云與公有云時,應該考慮的主要因素是:
1.服務的延續性
大部分情況下,公有云提供的服務容易受外界影響,如網絡故障等情況,而私有云則不會出現這種問題。
2.數據安全性
如果對于穩定性與安全性不存在過高要求,則比較適合使用公有云。
3.綜合使用成本
通常狀況下,如果對于計算資源要求不高可以選用公有云,如果對于計算資源要求較高則比較適合建立自己的私有云平臺。
4.監控能力
公有云可以將使用用戶對系統的監控能力屏蔽起來,這對于金融保險投資行業是十分有必要的。
三、計算機網絡云計算技術的實現
為了將計算機系統的系統處理過程進行簡化,通常將該過程劃分為預處理過程與功能實現過程兩大部分。對系統的各項功能進行分解,得到一些不需要進行功能實現過程與預處理過程的功能。對于可以進行預先處理過程的功能通常是一次性處理,在執行過程中,可以將預處理過程得到的結果直接使用,以此完成特點的系統功能。該方法與原則的采用,極大地簡化了系統,大幅度提高了系統運行效率。計算的云化中的系統就是計算云化系統,它的計算量十分巨大,系統計算運行效率極高。但因為計算云化系統為一次處理系統,只要計算云規則生成,計算云化系統的使命與任務也就完成,而不是在對計算機加以應用時需要該系統。通常在計算機網絡云計算中形成的系統就是云計算系統,是一個十分簡單的系統,對計算機的處理能力沒有過高要求,同時應用于各類計算機系統計算中。
四、計算機網絡云計算的計算與優勢
建立計算機網絡云計算過程的第一步是服務器架構的建立,其對計算機網絡云計算技術中的IAAS部分進行充當。目前來看,仍沒有關于網絡云計算服務器架構的專門、統一的標準出現,這需要一定的相關技術進行支持,例如計算區域網SAN和附網NAS等,這都是應用比較多的服務器架構技術。NAS文件計算系統是松散結構型的集群,它的架構有很明顯的分布式特征。NAS文件系統集群中的各個節點具有互補與相互影響的特點,文件是最小的單位,因為只要在集群存儲文件就可以計算出文件的數據信息,直接減少了很多計算的冗余性。它的拓展性很高,同時成本較低,安全控制系統安全穩定。如果客戶發出過多的請求,NAS系統的限制就表現出來,二級計算就可以通過NAS的云服務完成。
SAN是一種緊密結合類型的集群,在集群中存儲文件之后,可以分解成很多個數據塊。相比于集群之中的節點,各數據塊之間能夠進行相互訪問。節點可以借助于訪問文件間的數據塊針對客戶的請求進行處理。SAN系統之中可以通過節點數量增減來響應請求,同時提升界定本身的性能。為了能夠將以SAN為基礎的OBS發展起來,就需要更好的性能與更低的成本。而SAN計算建構的硬件價格十分高,同時依托于SAN的服務價格,因此可以適當地降低一下性能,保證更好的性能與更低的成本。
五、實例――基于谷歌云計算技術的AlphaGo亮點分析
AlphaGo通過谷歌云計算技術,擁有與人類棋手類似的“棋感”,其技術遠勝于1997年IBM公司研制的超級電腦“深藍”。“深藍”面對的是相對圍棋簡單多的國際象棋,設計理念為根據棋局情況不斷演算各種可能的步驟,最終從各種步驟中選定走棋方案。AlphaGo背后的云計算技術,可以讓AlphaGo無需“暴力”分析演算所有步驟,只需要把運算能力都集中在“棋感策略”網絡中最有可能的情況上。其背后的深層算法,具備三大亮點:(1)深度卷積神經網絡學習技術:“棋感策略”網絡的本質學習人類圍棋大師走法思維。AlphaGo藉此擁有強大的盤面評估能力。(2)增強學習算法技術:此算法可通過自我對弈來持續提升AlhpaGo的棋感策略和盤面評估能力,并且給出落子選擇。(3)蒙特卡洛搜索技術:“評價網絡”的核心,可以融合棋感策略和盤面評估能力,修正落子選擇而最終給出落子方案。
六、計算機網絡云計算技術發展遇到的問題
在目前計算機網絡云計算技術廣泛地運用到各個領域的過程中,云計算技術也存在一些缺陷與不足還需要引起我們的重視,同時在云計算的應用過程中應采用足夠的措施來對數據信息的安全性進行可靠的保障,這是計算機網絡云計算技術發展過程中十分重要的一項課題。現在的大部分云端是通過瀏覽器進行接入的,瀏覽器是計算機系統中非常薄弱的地方,存在著很多的缺陷與漏洞,因此用戶的云端接入瀏覽器時,用戶證書與認證密鑰特別容易因為瀏覽器漏洞而產生泄密。同時由于不同的應用都需要在云端中進行認證,這就需要保證認證機制的高效性與安全性。在應用服務層之中,應該采取安全有效的措施來保護用書的隱私安全,在基礎設施層中要采取安全可靠的方法保C數據的安全性。
七、采取措施保障網民數據安全
如果數據的安全不能得到保障,就會對云計算的發展產生不利影響,所以為了能夠保障網民數據的安全。就需要采取切實可行的手段來保證數據的安全性。
1.隔離操作系統與數據
為了能夠切實有效地保障網民信息的安全,就需要充分使用Hypervisor,從而將網民的操作系統與數據資源隔離起來,從而有效地保證了計算資源的安全性,避免了網民操作系統所帶來的可能的不利影響。
2.重置API保護層
服務商提供給用戶API,用戶根據需要進行應用。但同時第三方也有可能對這些API進行使用。為了保證數據的安全性,就需要你安裝API保護層,重疊保護API。
3.嚴格身份認證
服務商應嚴格的執行身份認證,防范冒充網民身份的行為,加強對賬號與密碼的管理控制,確保網民只訪問自己的程序與數據,從而保證數據資源的安全性。