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云计算的关键技术范文1
【关键词】云安全；安全测评；关键技术
美国NIST提出，云计算（CloudComputing）是一种在互联网环境下按需付费、便捷地访问共享资源池的新型计算模式，其具有按需服务、经济廉价、高扩展性、高可靠性、虚拟化、通用性及超大规模等优势。但随着云计算的普及应用，潜在的隐患却威胁到了云计算信息的安全。据此，为了进一步推广云计算的应用，保障云安全是当前迫切需要解决的问题。
1云安全
依据美国NIST制定的云计算服务标准，云计算的常用服务模式包括基础设施即服务（IaaS)、平台即服务（PaaS）及软件即服务（SaaS），详见图1。据此，不同的服务、服务供应商及用户所处的层级并不相同，且要求其承当相应的安全责任。依据现行的云计算信息安全测评标准，云计算安全可按测评内容划分成物理与环境安全、应用安全、平台安全、网络安全、数据安全及虚拟化安全六个层次。综上，对于云计算的IaaS、PaaS及SaaS服务模式，其服务提供商负责的安全任务涉及上述六个层次的安全，其中物理与环境安全、应用安全、平台安全及网络安全的安全问题已有可直接使用的安全测评机制，而因云计算具有多租户共享、虚拟化及按需付费等特点，则在数据安全与虚拟化安全上面临新的安全隐患。为此，笔者仅从数据安全、虚拟化安全的角度解析云计算信息测评中的关键技术。
2云计算信息安全测评中的关键技术
2.1数据安全测评
云计算数据安全主要包括数据的传输、访问、存储、删除安全及备份、恢复。其中，传输安全测试要求通过数据抓取、分析和检验来测试通信中传输方法的安全，以减少或消除传输方法存在的风险问题；访问安全测试涉及权限管理、身份认证与鉴别、访问控制等内容，即检验数据是否可能在传输中被未授权用户截获、访问和获取，其中对于访问控制测评，其要求检验用户只能访问权限范围内的资源，同时要求由云计算平台在用户访问系统时进行识别和验证；访问安全测评涉及权限控制、身份鉴别等内容，以验证无权限用户在通信中无法篡改、截取数据等，其中对于权限控制，其要求检测用户仅可访问云计算平台的资源，同时要求云计算平台具备身份认证功能及用户标识具有唯一性；存储安全的目标是保障数据的保密性、安全性及敏感数据不会在未授权用户访问数据时被篡改、获取、移除等，而存储安全测评涉及数据的保密性、完整性、备份及恢复等内容，其中对于数据的完整性，要求云计算平台校验数据的完整性，同时要求校验数据完整性的方法有效且与国家规范相符；删除安全测试涉及数据清除机制的执行；数据备份与恢复安全测试要求用户不得在记录备份时使用明文数据，检查备份数据的内容、恢复周期及备份情况，同时通过记录数据的恢复程序来验证数据是否可用。
2.2虚拟安全测评
在云计算中，虚拟化技术主要包括服务器、存储及网络虚拟化，即其安全测评表现在下列方面：2.2.1服务器虚拟化服务器虚拟化安全测评关注的重点是安全审计、三权分离机制、软硬件隔离、平台监控及平台间隔离的有效性等内容。其中，隔离有效性要求物理服务器与虚拟服务器间、不同用户的虚拟服务器间及虚拟服务器在访问外部公共网络时加以控制；软硬件隔离测评通过判断若干台虚拟服务器资源的相互隔离、干扰状态，可验证其CPU、内存等资源的彼此影响。2.2.2网络虚拟化网络虚拟化安全测评应涵盖带宽管理、访问控制及网络隔离等内容。其中，网络隔离测评涉及流量监控、网络结构探测及端口扫描等；带宽管理安全主要验证虚拟服务器流量控制的信息、带宽管理与安全设计标准是否相符及对虚拟服务器带宽的约束力；访问控制安全的控制对象是虚拟网络间采用的访问方式。2.2.3存储虚拟化存储虚拟化安全测评应包括逻辑隔离、存储限制、安全审计、剩余信息保护、备份恢复支持及数据访问控制等内容。其中，对于剩余信息保护，其要求在释放虚拟存储资源后，清除资源占用的内存及物理存储空间，以保障用户数据的安全；对于逻辑隔离安全，其要求验证若干台运行中的虚拟服务器彼此间是否能互访存储空间，同时验证当某一虚拟服务器被逻辑卷挂载后，其余虚拟服务器是否无法挂载。
3结束语
综合前文，云计算的快速发展适应了现代科技发展的要求，但如何保障云计算信息安全却异常紧迫。为了解决云计算信息的安全问题，深入探究云计算信息安全测评变得尤其关键，同时要求尽快完善云计算平台及其软件、基础设施，从而创建一个有效、安全的云计算环境，这是促进云计算健康发展的必然要求。
参考文献
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[2]顾欣,徐淑珍,高员.云计算信息安全测评中关键技术研究[J].现代计算机(专业版),2017(09):74-77.
[3]蔡艳.云计算信息及数据中心安全关键技术研究[J].山东工业技术,2016(10):146-147.
云计算的关键技术范文2
关键词：云计算环境；分布存储关键技术；容错技术
中图分类号：TP274 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0043-02
1 分布存储关键技术在云计算环境下的产生背景
在网络信息时代，互联网技术、信息化技术以及智能化技术已经成为了时展的三大技术，随着网络化的不断普及与信息化程度的不断加深，各类信息数据不断涌现，传统的存储技术显然已经无法适应当今社会的发展，以及信息数据不断增加的速度。为此，云计算技术便就此应运而生，通过利用计算机技术所创造出的环境，对现代化社会发展过程中存在的各类信息进行有效整理，在满足社会大众需求的基础上，增加了相关数据信息的层次感。
从云计算的本质上来说，其属于一种以网络化为基础的计算方式，能够实现基础信息资源的优化配置，减少了服务商与客户在交流过程中存在的问题与麻烦，从而完成相应的任务。从云计算系统构建的情况来看，网络节点在其中起到了十分关键的作用，是大部分数据中心相互连接的纽带，从而有效形成了一种大型的网络数据库，从而满足不同用户对不同信息数据的要求与服务。
云计算在使用的过程中，具有规模大、价格高、种类多等特点，是一种新型的计算模式，云计算的使用，不仅实现了不同领域间的数据信息共享，还提高了数据的转移效率。而软件技术与硬件技术的使用，通过自身不同作用的发挥，逐渐在云计算环境下占据了十分重要的地位，为进一步开发和共享相关资源信息提供了有利的保障。
2 分布储存技术在云计算环境下的基本构成
2.1 服务器
服务器的出现于使用，是现代互联网技术不断发展的结果，也是现代网络技术突破传统服务模式的重要体现。在云计算环境下，为网络的接入提供了必要的保障。服务器结构存在的目的在于实现互联网环境下的数据转发，实现计算机单体设备与互联网平台之间的相互连接，不仅内部结构简单，而且操作极为简便。然而，服务器结构在使用的过程中，也存在着一定的问题。其中，数据储存空间狭小，在数据储存连接服务当中，极易产生大量的冗余，从而造成数据储存过程中，出现较为严重的遗漏现象。
2.2 交换机
交换机设备的使用在云计算技术出现以前，在云计算技术体系中主要起到了数据中心的作用，是实现网络服务商与用户之间形成数据交换的纽带。不仅是在数据信息的交换方面，在数据信息的处理及储存方面，交换机也具有十分明显的优势。在实际的使用过程中，交换机可以通过与计算机服务器设备间的物理连接，实现各项信息数据在互联网中的传递与发送，其内部结构主要包括以下三个部分：第一部分，是数据与信息相互交换的边缘层；第二部分，是能够实现数据与信息储存的聚合层；第三部分，则是交换机的核心层次。
2.3 服务器与交换机相结合
无论是服务器还是交换机，在单独使用的过程中，都无法将其功能最大程度的发挥。二者的相互结合，不仅是技术上的相互融合，也使二者之间形成了有效互补，扩大了自身的优势，弥补了自身存在的不足，从而有效提升了云计算环境下数据信息的储存能力与交换效率。
3 储存技术在使用中存在的问题
从储存技术的实际使用情况来看，云计算环境下的储存技术还存在着一定的问题，若不能采取有效的方法解决其中存在的问题，必将会导致该项技术在今后的使用过程中受到阻碍，确保其使用后的实际效果。
3.1 容错性问题
在计算机运行过程中，容错性问题既是其常见的问题之一，也是计算机系统中急需解决的问题。从实际的来看，计算机容错率的问题始终难以解决，原因便在于相关的科学技术水平较低所导致的。例如：RAID技术、高性能与专业服务器设备的使用等方面。然而，在云计算的大环境下，计算机系统中的各个节点都在不断增加，从而导致许多原有信息的连接出现了失败。在实际的使用过程中，一旦容错性问题得不到有效解决，势必会对相关企业单位或个人造成严重的经济损失。
3.2 拓展性问题
从计算机运行的角度上来看，解决其拓展性问题的最佳办法就是增加预留磁盘的存储空间。然而，在云计算环境下，计算机在运行过程中会产生大量的数据，完全依靠预留磁盘储存空间的扩展已经无法满足实际需求。近年来，虽然我国在计算机技术的研发领域已经取得了较大的突破，但是，在解决其拓展性问题的方面，始终无法找到有效的解决办法。采用冗余磁盘预留的方式，虽然也能够在一定程度上解决数据储存空间不足的问题，然而，在面对大规模的数据储存问题时，依旧无法彻底将其解决。
3.3 成本控制问题
通常情况下，分布储存结构只能实现小规模信息数据的储存于计算，并且在使用的过程中，会造成大量的能源损耗。然而，在网络信息技术为主体的现代化进程中，网络信息技术不断发展与充实，数据信息的规模也在不断增加，传统的数据储存结构显然已经不适用，务必需求技术方面的改进与突破，从而解决分布存储结构在使用过程中，信息处理能力差，储存空间小，消耗成本高等一系列问题。
4 云计算环境下优化存储技术的措施与方法
从云计算环境下，存储技术在实际应用中存在的问题来看，需要利用分布存储关键技术的优势，对存储技术的主体进行优化，从而有效地解决云计算环境下存储技术中存在的问题，促进相关领域技术的不断发展。
4.1 容错性问题的解决方法与技术手段
在容错性问题解决的过程中，主要是针对计算机网络运行过程中存在的数据激活错误，以及用户在数据储存与处理的过程中存在的难题。因此，可以通过优化容错性技术的方法，来对其进行解决。随着我国信息技术的不断发展，在云计算环境下，容错问题可以通过解决存储方面的问题使其得到有效解决。容错性技术的存在于优化，不仅使计算机系统运行的稳定性得到了有效保障，还能使系统内数据的应用性能得到有效提升。从内容方面来看，容错性技术是一项十分复杂的技术手段，主要包括了两项重点内容，分别是：复制容错技术与纠删码容错技术。
所谓的复制容错技术，是针对单个用户系统所开发出的一种容错技术。通过在独立的用户系统中创造多种相同数据模块与节点的方式，来防止系统中的数据信息出现问题，在实际的使用过程中，效果较好。而纠删码容错技术，则是针对多个不同用户所开发出来的容错技术。其目的在于实现多个不同用户之间的数据信息储存与处理，然后利用数据编码生成全新的数据对象，从而有效地降低数据储存过程中产生的数据规模，最终达到减少数据信息处理过程中出错几率的目的。
容错性技术在使用的过程中，最大的好处在于其能够确保系统在遇到数据错误时，依然能够保持稳定有序的工作，并在继续工作的过程中，逐渐对出现错误的数据进行修复，并对存储系统中的一些冗余信息进行自动化清除，突破了现有数据处理技术的局限性。
4.2 软件节能技术的使用
使用软件节能技术的目的，是在确保数据服务系统正常运行的情况下，将信息数据储存设备所消耗的能源降至最低。软件节能技术的关键是对于节点的控制，以及对数据管理层面实施相关的管理控制操作行为，并通过这些管理控制行为，从而使整体技术设备体系实现节能的发展目标。
4.3 硬件节能技术的使用
与软件节能技术不同，硬件节能技术使用的过程中，主要是针对网络信息数据服务系统的设备建设层次，并对其展开具体的层次分析。为了使硬件节能技术在使用的过程中具有层次性，可以按照建设层次将其分解成两种基本的技术类型，一种是数据中心技术，另一种则是计算机整体技术。所谓的数据中心技术，就是在实际的运用当中，使用节能高效的设备来替换高能耗的设备。而计算机整体技术，则是通过使用新型的技术结构，来降低设备体系总体能耗的水平。
分布存储关键技术节能效果的实现，有效地提高了云计算环境下相关硬件与软件的技术形态，使其应用范围更加广泛，适用性与实用性也越碓角俊4由缁岱⒄沟慕嵌壬侠纯矗节能效果的实现，有助于现代社会环境保护事业的发展。
5 结束语
综合上文所述，在当今社会的发展过程中，云计算的应用范围十分广泛。因此，相关工作人员在使用云计算的过程中，务必要根据分布存储技术自身的特点，来解决其使用过程中存在的问题与缺陷。充分利用分布存储关键技术的优势，优化数据储存方式，扩展数据信息的储存空间，确保系统设备始终保持安全、稳定的运行。
参考文献：
[1]王思宁，石亚平.基于云计算的智能电网信息平台的研究[J].科技创新与应用，2016（11）：78-78.
[2]许晓娟，顾莹莹，许玲俐.云计算环境下分布式服务器容错技术研究[J].科技创新与应用，2015（06）：54-54.
云计算的关键技术范文3
关键词：云计算；大数据；数据容灾
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）32-7574-02
1 概述
当代云计算数据中心的存储节点数量少则几十万多则上百万，在规模如此庞大的海量存储系统中，节点失效或磁盘损毁已然成为一种常态，此外，由于网络设备或者传输线路故障等原因导致的数据丢失或短时不可用现象也常有发生。如果用户或企业不能随时随地存取自己所需的数据，甚至发生数据丢失的现象，将大大影响客户满意度，甚至给企业带来巨大的经济损失，因此，必须采取有效措施及相关技术策略来保证云端数据的可靠存储。
2 云端数据中心拓扑结构
云端数据中心是大数据存储的基础平台，数据的可靠性及访问效率与网络节点的拓扑结构紧密相关。按节点功能类型的不同，可将数据中心节点的拓扑结构分成三种类型[1]：①以server（服务器）为为中央节点的星型结构；②以 switch（交换机）为中央节点的星型结构；③混合结构。三种拓扑结构的特点如下：
以server为中央节点的结构将多台server通过传输介质直接互连起来，在这种结构中，server兼任switch的角色，一方面承担数据的加工处理工作，另一方面承担分组的存储转发工作，以server为中心的结构增加了服务器之间的网络带宽，摆脱了对交换机的过度依赖，提高了吞吐量；但是server之间的链路带宽的不均衡增加了布网的复杂度。
以switch为中央节点的结构将各台server通过switch进行互连，switch和server各司其职，switch负责分组的路由转发，server负责数据的存储加工，这种结构布网简单，操作方便，可扩展性强，在现代企业数据中心应用较广泛；但以交换机为中心的结构存在底层server利用率低、switch资源浪费较为严重、网络带宽容量有限、灵活性差等缺点。
混合结构是以上两种结构的一种扩展，其设计融合了这两种结构的优点并有效避开了各自的缺陷。
3 云端数据容灾技术
容灾技术是云端大数据可靠存储的一种关键技术，良好的容灾策略不但能有效提升大数据存储系统的可靠性，还有助于提升系统的访问效率。容灾策略一般都采用冗余备份技术来实现，以确保当出现某种突发状况导致存储系统中的文件、数据、片段丢失或者严重损坏时，系统可准确而快速地访问冗余数据来维持系统的稳定运行[2]。一般来说，容灾技术按策略的不同主要分两种：①复制冗余策略；②纠删编码冗余策略。
3.1 复制冗余策略
复制冗余策略为系统中的每一个数据都建立一个或多个副本，并把若干个副本分散存储在不同的网络节点上，当遇到某个数据损毁或失效不能正常使用时，可通过访问最近的存储节点来获取与原件完全一致的副本数据[3]。基于复制的冗余策略主要关注2个方面的问题：（1）副本数量设置；（2）数据放置方法。
3.1.1副本数量设置
副本系数设置主要采取两种方式： ①静态设置副本数量，目前主流的分布式文件系统Hadoop的HDFS、谷歌的GFS都采用3副本策略，这种静态设置方法操作简单，但灵活性差；②随机动态设置副本数量，即系统根据数据的访问频率、出错概率及网络状况等动态因素随机地确定副本系数，动态地删除或添加副本，这种动态机制能大大增加存储空间的利用率，但动态计算过程增加了系统的开销；
3.1.2数据放置方法
巧妙的数据放置方法能通过提高并行访问量来提升云端大规模数据的访问效率，目前，数据放置方法一般采用顺序放置和随机放置[4]。
①顺序放置方法把数据副本按顺序分布存储在不同节点上，使得排列数目相对较少，针对系统的随机失效有一定的防护性，顺序放置方法技术简单、易于实现和维护，但在具体应用时，因失效具有很强的相关性，局部的网络故障或节点失效就有可能导致整个机架的数据不可访问。
②随机放置方法是在可放置节点中随机地选择一系列节点来存放数据副本，此方法能够降低关联对系统可靠性带来的负面影响，但在实际应用中，由于节点的存储、计算能力各不相同、数据的访问热度也不尽一致，往往达不到理想的均衡负载效果。
3.2纠删编码冗余策略
3.2.2 LDPC编码
LDPC码是从蒙特卡洛及图论演进而成的编译码技术，因其稀疏检验矩阵（少量元素是1，其余部分全是0）特性，被研究者广泛用于设计复杂度低的解码算法，LDPC码可以有效提升系统的容灾能力，但是构造不规则码字的难度也相应成倍地增加。
3.2.3阵列编码
阵列码的编译码过程只涉及基础的二进制异或运算，技术实现相对容易，而且在采用同等编译码的前提下，阵列码比RS码更能有效地提高系统的可靠性，与此同时保持其计算域不变大，阵列码技术一直是大数据可靠存储关键技术的研究热点，被广泛的应用于磁盘阵列及网格存储系统中。
3.2.4 RS编码
RS码是一种高效的纠错码，既可以纠正突发错误，又可以纠正随机错误，在通信领域中有极其广泛的应用，近年来，随着大数据存储技术的快速、多元化发展，有研究者对RS编码行了改造，并将其应用于数据存储领域以提高系统的容错性。
4 云端系统节能减耗技术
数据存储是各种云计算服务赖以施展的基础，在云计算环境下，底层数据中心节点的规模庞大，使得数据存储成本极高，主要源于添置各种网络硬件设施（大型服务器、交换机、路由器等）以及支付各种存储设备的高额电能消耗等。高涨的能耗开销不但增加了系统的运营及维护成本，更催化了大气温室效应，严重破坏了自然界的生态环境，因此，不论从服务商盈利的角度，还是从环境保护的角度出发，节能减耗技术都显得尤为必要。
当前，分布式存储系统的节能减耗技术主要集中在两个方面：①硬件节能策略，主要致力于降低存储系统中的硬件设备能耗；②软件节能策略，通过使用一些专业软件来实现系统资源的有效分配及使用。
参考文献：
[1] Popa L， Ratnasamy S， Iannaccone G，et al. A Cost Comparison of Data Center Network Architectures[Z]. 2010.
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[3] 郭仁东.网络数据容灾备份技术及其应用浅析[J].电脑知识与技术，2012（31）.
云计算的关键技术范文4
【关键词】云计算 智能监控 安全防护 技术研究
智能安防监控系统是保证人民生命财产安全的重要跟踪系统。安全防护问题随着我国经济的发展应该越来越被重视。文章将从智能监控的研究背景出发，深入探讨智能安防监控视频跟踪系统如何在云计算的平台中得以发挥重要作用。
1 智能监控发展现状
在信息化技术不断提高的背景下，智能监控技术也有了巨大的发展；目前，该技术已经广泛应用于各大领域，其中包括工业生产、生活社区、交通要道等地方，为防止生产安全问题造成员工伤亡、居民社区发生刑事案件、道路出现拥堵和交通事故起到了关键性作用。在监控过程当中，对监控目标的实时跟踪成为了视频监控中较为重要的环节，因为只有这样，才能最快最准时的发现犯罪目标或者是受害人，从而把受害方的损失降低到最小。准确的追踪位置是需要摄像机进行焦距放大的，如果焦距不能进一步扩大，对于监控目标的身体特征就没有办法观察仔细，之后的行动也会造成阻碍。
然而，就目前来说，智能视频监控系统对目标的即时跟踪和焦距放大方面都是远远不够的，需要技术人员努力跟进，利用云计算来不断更新智能监控系统技术，从而使得智能监控能够扩大监控时间，在焦距上能够成功识别目标主要特征，进而能够保证以后的工作顺利进行。
2 云计算l展现状
云计算是一种新型的信息化技术，于2007年被首次提出。简单来说它是三种计算模式的结合，并行化、网格式和分布式三种运算方式结合在一起形成了云计算这种新的运算方法。云计算可以为监控提供全方位的、透明的、随时可以利用的计算数据和资源。另外，目前，云计算主要针对的对象主要就在于智能监控系统方面。云计算不同的编程模式、云共享和数据平台为智能视频监控提供了强大的技术支撑，并且这些领域衍生出了更多的开源技术构架和更多数据平台，这就使得，云计算这种运算方法能够在当前的现代科技领域（尤其在智能监控环节）占据相当大的比重。
因为云计算逐渐发展成熟，被应用的领域较多，云计算发展较快的公司，比如谷歌，将这门技术运用到了仓库数据管理、日志的有关分析和机器学习等方面，为该公司实现新技术的更快发展奠定了一定的基础。云计算对多媒体领域的作用主要体现在视频影像和图片处理的方面。例如对视频进行转码处理，视频通过处理之后，呈现的影响就会更加清晰，并且在目标移动中也能够实现准确追踪和提取视频中的重要信息；而对于视频中截下的图片，通过云计算的作用，可以更好的实现清晰化，进而能够保证相关部门在确认目标的过程中，更加快速识别目标的主要特征。
3 云计算对监控技术的作用
3.1 在图片处理中的作用
在视频监控的过程中，有关部门有时候会在目标出现时按下暂停键，比起视频的转瞬即逝，图片的证据似乎更加有力，但是视频截下的图片是模糊的，无法清晰辨认出目标的主要特征，这个时候，就需要通过云计算的简单解码，从而实现图片处理。对图片进行转码是提升系统准确性的重要方式。云计算提供有关的函数计算方法，进而使图片经过数字化处理之后，将自身关键的内容提取出来，目标中的人像特征相比处理之前更加明显，图片处理就算是基本完成了。
3.2 在视频处理中的作用
在视频监控的系统中，对运动目标的观察和锁定是监控的重要环节。而在这个过程中，技术人员应当适时进行处理，处理的内容主要是周围环境中的干扰内容，比如在交通监控中，视频中十分吵闹的汽笛声；相似于目标的其他运动物品；光线变幻对视频监控的干扰等。
云计算中的视频处理系统，将视频数据的重新归类，并且将数据进行解析为适合的键值，这样，把视频内容转化为理想数据，更好的避免外界干扰和视频目标的清晰化。
云计算提出的目标核心算法，是对传统算法的发展和进步，但是，由于对目标的追踪技术只是视频监控的最基础环节，所以在视频处理过程中，还应该在云计算的基础之上，研究其他的运算方法并逐渐优化。
3.3 云计算的意义
云计算模式也改变了近几年以来国内信息技术领域的低谷状态，开拓了新型的云计算模式和云服务系统，也进一步提升了国家的先进生产力。不同于传统的运算模式，云计算是基于目标跟踪算法来实现云计算和视频解析处理的。在监控信息繁复较多的情况下，云平台的解码方式，将视频分为关键的几个节点，从而帮助监控系统顺利观察运动目标的情况。另外，针对监控视频存在的情况，云技术的普及运用能够为安全防护监控提供更加直观清晰的数据。
4 结束语
当前智能安全防护已成为全体国民都关心的问题，在这样的背景下，有关部门应当及时跟进系统技术，实现监控的优化，而技术人员也应当积极引用云计算这一新兴科技成果，使得安全监控视频的质量得以提高，监控力度变大，使安全隐患无所遁形，减少安全事故的发生次数，进而更好的维护大众利益。
参考文献
[1]高俊祥.智能视频监控中目标的检测与跟踪[D].北京：北京邮电大学，2011.
[2]赵春阵，潘泉，粱彦.视频图像运动目标分析[M].北京：国防工业出版社，2013.
云计算的关键技术范文5
关键词：云计算；网络体系；计算机；数据中心
[中图分类号]TP3 [文献标识码]A [文章编号]1009-9646（2012）8-0047-02
云计算把分布在不同地方、设备上的海量信息和大量处理器资源融合在一起，组成一个超级系统池，通过互相协同为外部提供各种各样的服务，它是基于Internet的超级化计算方法和模式，其特点在于通过基于互联网的多级协同模式，具有比单台计算机更强、更快的运算能力，组成集群的分布式计算机并不要求性能很强，但在数据处理中心的统一管理下，按客户的不同需求分配资源，在处理能力上可以起到超级计算机的作用；数据中心统一管理数据，负责分配资源、均衡负载、部署安全控制软件，由大量计算机构成的超级资源池承担复杂、繁重的计算任务，能够满足各种应用对计算能力、存储空间和其他服务的需求，它通过互联网将数据中心的各种资源打包后对外提供服务。云计算在网络体系构建中的关键技术与应用主要具有以下特征：
一、网络拓扑结构
从降低成本方面考虑，利用低造价交换机及商业级服务器来构建数据中心可以大大减少成本支出。另外，鉴于现在的PC机和服务器都具有至少两个网络端口，充分利用这些端口可以大大提高拓扑内节点的连通性以获得更大的网络吞吐量，这样的构建方案具有更好的性价比。
数据中心网络拓扑构是整个网络由同一型号的可编程交换机组成，中间的服务器将网络分割成两个对称的Fat—Tree结构的特殊变体，每个这样的Fat—Tree结构包含核心层、汇聚层和接入层3个层次，使用这样结构的好处是可以保证每台服务器的任意网络端口都可以同时以网络硬件接口所允许的最大带宽进行通信而不受网络通信带宽瓶颈的制约。
网络能够容纳的服务器数量取决于构建网络所使用的交换机的端口数k，网络中的服务器被分成k组，每组包含(k/2)2台服务器，网络被服务器分成上下两个部分，每部分的接入层和汇聚层对应每组都有k/2台交换机，每个接入层的交换机分别连接k/2台服务器，剩下的端口分别连接上层的交换机．核心层有(k/2)2台交换机，每台交换机的第i个网络端口连接到第i组的汇聚层的某台交换机，这样每个汇聚层的交换机都有k/2条链路与核心层的各个交换机相连接．使用具有忌个端口的交换机组建的网络可以容纳K3/4台服务器，我们提出的这种结构适用于任意端口数的交换机，如采用常见的48换机，那么按照本文提出的方法构建的数据中心网络可以包含27648台服务器，足够支持企业构建自己的私有云平台。
这种网络拓扑构建方式有以下4个优点：（1)虽然相较于传统树形结构使用了更多的交换机，但是由于无需在核心层和汇聚层采用造价昂贵的高端高性能交换机，因此减少了总体构建成本；（2)对于网络中任意的两台服务器之间都存在多条等长度的路径可供选择；（3)充分利用了服务器的两个网络端口，提高了网络的连通性和吞吐量；（4)在提出的网络结构中不存在像传统树形结构中的单点故障，因此容错性得到了加强。
二、对虚拟机迁移的支持体系
借鉴应用于Internet骨干网络交换机上的网络虚拟化技术，并使驻留在主机上的与可编程交换机的控制软件实时地交换网络运行时参数，以达到动态调整各虚拟网络带宽的分配及控制管理参数的目的，这样的协同工作机制使得不同的虚拟网络运行不同的网络层路由协议成为可能，这将能够保证运行于不同虚拟网络上的应用服务对于QoS的个性化需求。[4]
2.5层的另一个重要功能就是实现虚拟机的迅速迁移，设计2.5层的映射功能，通过将虚拟地址和实际地址进行一次映射以隔离上层应用使用的网络地址和底层网络进行交换时使用的物理地址之间的联系．不同的是文献E83映射的是服务地址和位置信息地址，我们可将每台主机上驻留的为每个虚拟网络创建一个映射表，用来记录网络内的虚拟机IP地址与物理主机MAC地址的对应关系．之间可以实时通信，通过类似路由发现的分布式通信机制，周期性更新运行于各台服务器上的虚拟主机与硬件网络地址的对应关系。
在某个服务器上建立新的虚拟主机时，会记录新的虚拟IP地址与物理主机MAC地址的对应关系并在该虚拟网络内进行广播，这样各个上对应该虚拟网的映射表都将被更新．当虚拟机间通信时，请求通信的主机发送的ARP探测包将直接被捕获，检索本机上的映射表，如果有匹配项将直接返回对应的MAC地址，如果没有，将负责进行广播以获得正确的MAC地址．当出现服务器故障时，虚拟主机迁移到其他服务器上之后，服务器上的将会在网络中主动广播迁移后虚拟主机地址与服务器端口的对应关系从而加快虚拟机迁移后的恢复时间。
三、结束语
云计算的服务共享模式体现了以人为本和集约高效的发展理念，为信息技术更好的服务于人的生产生活提供了新的途径．尽管这一模式的运作还在不断的成熟之中，但是其发展方向是乐观的，云计算正如它美丽的名字一样，正在不断的将新的惊喜呈现在世人面前．而其服务共享模式也将与社会整体发展的人本取向一道共同促进人的生产与生活。
[1]陈全，邓倩妮．云计算及其关键技术[J]．计算机应用，2009，29(9)：2562-2567．
云计算的关键技术范文6
关键词：云计算；数字图书馆；应用
数字图书馆在经历了互联网时代、WEB时代、网格时代、WEB2．0时代后，正在悄然走进云计算时代。云计算技术以其强大的功能已在全世界的一些商业领域得到了初步的应用，也引起了图书馆界的广泛关注。在不久的将来，会有越来越多的图书馆试水云计算，通过云计算来提升图书馆网络信息管理与服务的水平，云计算将在数字图书馆中得到大规模的普及。
1 云计算的内涵
云计算指的是一种全新的计算模式，它依靠的不是个人电脑，也不是独立的服务器，而是一种用户无需关心其内部结构的“云”。云计算集成了所有的信息资源，并由系统软件对其进行管理，用户不用关注信息资源的安全性与可靠性等问题。在云计算的基本结构中，主体部分是由服务器集群构成的云，为了实现其计算能力的最大化，通常会使用虚拟化、集群化等技术。狭义的云计算是指信息技术基础设施的交付和使用模式，指用户通过互联网以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义的云计算是指服务的交付和使用模式，指用户通过互联网以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是信息技术和应用软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等优势。
云计算的特点主要表现在：（1）强大的计算能力。云计算为网络应用提供了强大的计算能力，完成普通计算难以达到的各种业务要求。（2）可靠的数据存储。云计算提供了可靠的数据存储中心，数据可以自动同步传递，并可通过Web在所有的设备上使用，避免了用户将数据存放在个人电脑上而出现的数据丢失或感染病毒等问题。（3）方便、快捷的云服务。云计算时代，用户不需要安装和升级电脑上的各种应用软件，只需要具有网络浏览器就可以方便、快捷地使用云计算提供的各种服务。（4）经济效益。云计算服务提供商的存储成本、带宽成本、计算处理成本等加起来也只有机构自身运营数据中心成本的几分之一，这将有助于一些机构以比较低廉的架构成本进行运作。
2 基于云计算的数字图书馆功能优势
2.1 技术优势。对数字图书馆的所有成员馆可以提供统一的访问方式和一致基础设施服务。这种统一的资源服务访问方式，不仅能够充分利用数字图书馆中现有的服务器资源、网络资源、存储资源，减少数字图书馆中的资源闲置问题，同时也避免了数字图书馆中各种硬件资源的重复购置。在这种统一的资源服务访问方式下，数字图书馆不仅可以直接通过数字图书馆主服务器来请求资源的调用，而不用管数字图书馆主服务器是如何去分发自己的请求，以及调配哪一个虚拟服务器所对应的物理服务器来处理自己的请求；也可以在知道内部块服务器访问接口的情况下，直接指定要访问的虚拟服务器所对应的物理服务器来处理自己的请求。
2.2 硬件建设优势。与传统的数字图书馆硬件建设相比，基于云计算的数字图书馆硬件建设具有一些优势。如对硬件的性能要求低，传统的数字图书馆硬件建设需要性能完备且价格昂贵的硬件设备不同，基于云计算的数字图书馆利用多个廉价服务器集群来实现强大的数据处理和计算功能。虽然使用廉价的服务器集群，部分服务器可能出现故障，但云计算集群服务所支持的冗余性，也就是同一个服务请求可以在某个虚拟服务器上失效的情况下转发给其他正常工作的虚拟服务器进行处理，保证了数字图书馆云计算服务的高可用性。
2.3 资源整合优势。整合最丰富的数字图书资源，实现资源的高度共享，是云计算时代数字图书馆的重要特征。在云计算技术对数字图书馆的有利支持下，可以更好、更充分地发挥互联网的自身优势，最大限度的实现资源聚合。进入云计算时代，数字图书馆不但可以聚合全国各地的数字图书资源，甚至可以将全世界范围内的数字图书资源都聚合到云端的存储服务器中，供读者查阅、使用。数字图书馆这些功能的实现，既依赖于云处理技术和互联网技术的不断进步，也展示了云计算时代信息处理和交流协作方面的优势。云计算环境下的数字图书馆几乎完全消除信息孤岛，不断完善数字图书馆资源整合，真正实现信息资源共享。
2.4 用户服务优势。云计算时代的数字图书馆服务更加关心用户需求，致力于为读者提供更加全面和更加优质的服务。提供数字图书资源的过程中，一方面是数字图书馆将大大提高资源的共享效率，另一方面数字图书馆将随读者个人需求的不同将继续向更加个性化、自由化、多元化的方向发展。读者上数字图书馆平台可能不是为了阅览或者不仅仅是为了获取图书资料，读者可能是为了进行交流或者使用数字图书馆的其他方面功能，所以“读者”称为客户或用户更合适。云计算环境下的数字图书馆不仅在功能上有很大的扩展，而且可以为用户提供更加快速、便捷、优质的服务。用户只要接入“云”端，就可以不受时间和空间的限制进行自我学习，从而满足用户的个性化需求。
3 云计算在数字图书馆中的应用
3.1 基于云存储的数字图书馆服务。基于云计算的数字图书馆以云存储为核心，图书馆所有的信息资源都将存放于“云”上，由“云”来管理和调度这些海量数据，用户通过网络接入并动态部署虚拟硬件提供的存储和计算能力。云计算通过分布式存储实现对图书馆海量数据的存储，冗余存储的方式保证存储数据的可靠性，与之相关的虚拟技术使得整合后的图书馆海量数据更加统一有序，最终实现对数字图书馆资源的完全整合。
云计算技术最大限度的降低了服务器的出错概率，确保了海量数据存储系统的可靠性和数据安全性。其次，基于云计算的图书馆海量数据存储方式提高了信息资源的更新速度，只要“云”中的图书馆修改和添加新的信息资源，用户就能在第一时间内获取。此外，云计算的出现使图书馆存储系统的扩展能力得到大大的提高，“云”提供的近乎无限的空间和计算能力。而且，云计算模式的出现大大降低了海量数据存储系统建设和维护成本，可以通过少量的费用让图书馆获得“云”中上百万台服务器提供的服务。
3.2 基于云计算的图书馆自动化。云计算环境下，图书馆自动化系统应用的各项功能已进行细化拆分，系统提供商按照标准协议提供功能包，图书馆用户可按本馆需求选择理想的功能包，不同厂家的功能包数据标准统一、相互畅通。图书馆用户可按照自身的需求将这些功能包整合为一个具有本馆特色的自动化系统。对于计算机能力强的图书馆，可以采用云计算环境下的各种Open API，直接读取互联网上的特色数据：如利用Google maps提供图书馆各馆分布的地图、根据豆瓣网中的图书评论考察图书质量、在Amazon网上书店的直接订购图书资料等。云计算时代的数字图书馆自动化系统，将图书馆的馆藏资源与全球的其他相关数字资源整合，拓展了图书馆的读者服务形式和内容，构建成更加贴近读者服务的数字图书馆。
3.3 基于云服务的数字图书馆设施整合与建设。通过云服务，对现有资源的整合，将数字图书馆分散的数据资源、IT资源进行物理集中，形成了规模化的数据中心、虚拟服务器等基础设施。尤其对于数图书馆联盟，通过规划、管理以标准化等措施，把分散在子图书馆的数据源进行迁移、整合、集中，建立基于云计算的数据中心。在数据集中过程中不断实施数据和业务的整合，使大多数图书馆的数据中心基本完成自身的标准化，既使原先信息服务得到扩展又将开发新项目的部署和实施。解决原先联盟馆数据业务分散时期的资源杂乱无序的问题。数字图书馆通过不断的标准化体系建设，将形成统一的信息平台、统一的基础数据、统一的信息服务规范，这样数字图书馆的资源和服务进行了整合和统一，将其演进到“云”上使消灭信息孤岛成为可能。
4 结语
云计算的发展使得云计算开始深入各个行业，并给各个行业带来了巨大的发展空间和商业空间，也使得各个行业向着网络化方向迅速发展。云计算下的数字图书馆为行业提供了全新的潜在市场，将云计算技术充分应用到数字图书馆中对数字图书馆的产业发展产生深远影响，相信云计算的应用必将成为图书馆行业的里程碑。
参考文献