云计算的技术基础范文
时间：2023-07-13 17:31:11
导语：如何才能写好一篇云计算的技术基础，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：大学计算基础；云计算；教学案例
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 15-0000-02
1 引言
大学计算机基础课程是各高校为非计算专业的学生开设的一门公共基础课程，其目标是为学生提供计算机基础知识的能力与素质方面的教育，使学生掌握计算机操作，网络及其它相关信息技术的基础知识，培养高校学生利用计算机处理事务的能力，使学生具有对基本应用软件的操作能力、应用能力以及掌握简单的软件开发技术，提高学生的计算机素质，为将来应用计算机知识与技术解决相关专业的实际问题打下良好的基础[1]。
目前，由于我国高校在信息技术教育方面的基础还较为薄弱，同时信息技术具有显著的发展迅速和更新速度快的特征，致使国内的大学计算机基础教学面临一些问题的挑战，如：教学难以兼顾不同层次的学生、学生信息技术的掌握程度参差不齐[2]、教学难以跟上最新的信息技术发展和教学方式过于单一等问题。
最近兴起的云技术正对信息技术产业产生前所未有的冲击，并将在近几年内成为信息技术教育中的主流技术，从而引起教学方式及学习方式的重大变革。为了促进大学计算基础课程教学中以上存在问题的解决，将云计算技术引入到大学计算机基础课程中是一个非常有价值的研究领域，论文首先对云计算技术进行介绍，然后论述将云计算技术引入大学计算机基础课程中的优势，最后给出相应的教学案例。
2 云计算技术
云计算（Cloud Computing）是并行计算（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）和效用计算（Utility Computing）等分布式计算技术发展和融合的产物。我们认为云计算是指利用高速的互联网传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器转移到互联网上的计算机集群中（由云计算服务提供商拥有的大型数据中心或服务器农场），用户只需要提出服务请求就可以得到根据需要可动态伸缩的计算资源，而用户只为所使用的计算资源付费。
从云计算基础设施的隶属关系来看，可以将云计算平台分为公共云（为广泛的普通用户提供云计算服务的公共云计算设施，如Google和Amazon）、私有云（属于某一个机构的专用云计算服务设施，不对外提供服务）和混合云（将公共云和私有云结合来共同为用户提供服务）。目前，云计算已经被广泛应用于互联网应用、科研、天文信息计算处理、医学、网络安全、教育和电子商务等众多领域[4]。
3 将云计算技术引入大学计算机基础课程的优势
根据The New Media Consortium与EDUCAUSE Learning Initiative联合发表的2009年Horizon Report 分析和预测，云计算将在近几年里成为学校应用的主流技术，它将影响教师的教学方式和学生的学习方式，在报告中提到，云计算技术对教育的影响日趋明显。在国内，上海师范大学的黎加厚教授首先提出云计算辅助教学（Cloud Computing Assisted Instructions，简称CCAI）的概念，其含义是指在云计算环境下，利用云计算服务平台构建个性化的信息化教学环境，以辅助教师的教学，促进教师和学生之间的交流，促进学生协作学习的教学方式，是计算机辅助教学的延伸和新的发展[5]。
自2007年Google与IBM合作将云计算带入到全球多所大学后，云计算与大学的关系日益密切，众多云计算巨头与国内外的多所大学展开了云计算合作，为这些大学的计算机专业学生和研究人员提供硬件、软件和服务支持，推动新的软件开发方法，帮助高校学生获得相关云应用编程方面的技能，帮助他们应对未来大规模互联网应用的挑战。如美国亚利桑那州立大学与Google的云计算合作项目和戴尔与广州大学的云计算合作项目。
我们认为将云计算技术引入大学计算机基础课程教学有以下优势：
（1）不受时空限制的学习方式。教师可以将学习内容（课件、学习材料、教学案例和学习视频材料放在云计算平台中，由于大多数学生都有自己的台式电脑、笔记本电脑或智能手机等上网设备，因此可以在任何时间、任何地点访问所需要学习的内容，从而打破了时间和空间的限制，不再将学生的学习限制在机房和上课时段，学生可以任意的存取学习资料和实验中产生的文件，而不需要再进行数据同步。
（2）自主和互动式学习。在大学学习环境中，学生的学习安排较为宽松，可以较为自由的安排自己的学习时间，但在学习中还是需要有教师及时的辅导，以提高学习效率和学习效果。在以往的教学模式中，学生只能根据教师的教学安排来进行学习，教师也不可能做到及时的对所有学生进行辅导。在云计算平台中，学生可以根据自己的基础和学习情况自主的选择相应的教学模块进行学习，还可以和教师进行文字、视频互动，或对学生进行远程协作，能比较及时帮助学生解决学习中遇到的困难。通过建立虚拟学习社区，还可以增强学生和学生之间的互动。互动式学习有助于师生和生生之间和谐关系的建立，提高学生对课程学习的积极性。
（3）增强学生在云计算技术方面的知识和能力。由于云计算技术应用范围越来越广泛，使学生了解和掌握云计算知识，能增强学生的就业能力和为社会服务的能力。
（4）增加学生对计算机课程的学习兴趣。将云计算这一全新和前沿的技术引入到教学中，增加了学生对大学计算机基础课程中计算机网络和网页设计等章节的学习热情，以及对后续程序设计课程的兴趣。
4 教学案例
目前在国内的高校中，还没有规模较大和较为成熟的私有云计算平台，因此在我们的教学中，我们主要采用了公共云计算平台作为教学中的云计算技术实验平台，同时利用校内的Elearning学习平台作为教学中的师生讨论平台。主要进行的云计算应用有以下几项：
（1）结合大学计算机基础课程中的计算机网络和网页设计章节，对学生进行云计算知识的介绍，并讲解常见免费云计算服务的应用方法。由于国内对于Google云计算平台的访问不太稳定，因此主要采用了国内的“千脑云电脑”平台作为教学资料的共享以及学生在线编辑和存储文档的平台，云计算中的软件应用以金蝶的云计算软件“随手记”作为实例。
（2）在线资料共享和在线文档编辑。教师将课件、学习材料、教学案例存放在千脑云电脑平台中，学生可以随时进行下载，并根据自己的学科基础和学习进度来进行学习。在课程学习中，学生将教师布置的Word、Excel和PowerPoint作业的文件在线地的存储在云计算平台中，学生可以在机房完成作业，或将部分作业放在宿舍或家中的电脑上完成，由于文档存储于云计算平台中，学生在不同的计算机上访问的是同一个云计算平台中的文件，因此不存在学生需要用优盘来进行文件拷贝和数据同步的问题，这也解决了学生经常出现的优盘损坏、感染计算机病毒和遗失所带来的作业不能按时正常提交的问题。
（3）使用云计算软件实现个人理财记帐。利用金蝶云计算软件“随手记”让每个学生将自己生活中所有的财务收支情况进行记录，随手记是金蝶理财网推出的个人理财记账软件，可以通过浏览器以B/S方式进行访问和使用，手机版则分为iPhone版本，Andriod版本，其中iPhone版本分为标准版和专业版。由于学生的财务数据存储在云计算平台内，因此不会产生手持设备（如手机和PDA）中的记帐软件存在的设备损坏或遗失所带来的数据丢失问题，而且“随手记”所提供的提醒功能和动态图文报表功能让学生很好地对自己的各项支出有详细的了解，有助于学生养成良好的消费习惯，培养学生的理财能力。
5 总结
云技术正对信息技术产业产生前所未有的冲击，其应用将日益深入和广泛，云计算技术也将在近几年内成为信息技术教育中的主流技术，从而引起教学方式及学习方式的重大变革。将云计算技术引入大学计算机基础课程教学中是必然的趋势。论文对云计算技术进行介绍，阐述了将云计算技术引入大学计算机基础课程的优势，并给出了相应的教学案例。论文在将云计算技术引入大学计算机基础课程教学中作出了有益的探索。
参考文献：
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关键词 计算机网络；安全存储；云计算
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）08-0070-01
云计算技术融合了负载均衡、网络存储、效用计算和分布式计算等计算机网络技术，具有扩展性、通用性、大规模、虚拟化等特点及可提供可靠、廉价的服务。云计算的服务包括IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）及SaaS（软件即服务）3种模式。据艾瑞咨询数据显示，2016年中国企业云服务的市场规模或达520亿，同比增长31.9%，且在未来几年中，云服务市场仍会以超过30%的年复合增长率高速发展。在这一背景下，社会非常关注云安全的问题，具体涉及云端、应用服务层和基础设施层的安全层次。针对这一问题，中国建立了BIM云计算中心、360、绿盟、启明星辰、瑞星等公司制定了网络安全解决办法，并出现了阿里云、BIM云和百度云等，从而为云计算技术应用的安全性提供了重要保证。
1 网络安全存储的关键技术
1.1 身份认证
身份认证是保护计算机网络存储系统安全的第一道关口，其主要采用下列几种技术方式：一是口令核对验证，即在身份认证时，用户仅需输入事先建立的合法用户名与口令，便可校验用户是非法的或是合法的；二是智能IC卡，即事先在智能IC卡中录入用户的合法信息，而在身份认证时，仅需输入合法的用户名与口令，便会由智能卡向认证服务器发送随机数，以验证用户身份的合法性；三是Kerberos身份认证，即先利用授权服务器、资源访问机制使用户口令生成密钥K，再经授权服务器提供的票证认证身份，并在获得合法凭证后获得相关服务；四是PKⅠ身份认证，即通过利用彼此匹配的密钥，实现加、解密，并采用密钥备份、更新与恢复机制，以提供计算机网络安全服务。
1.2 数据加密
数据加密是先运用加密密钥、加密算法使明文变为密文，再在解密时采用同样的办法使密文为明文。目前，数据加密技术的常用方法包括对称、非对称加密算法。其中，对称加密算法使用的密钥加、解密数据相同，详见图1。
结合图1，对称加密算法要求发送方、接收方知晓全部数据的加密密钥或具有访问权限，因此密钥在传递与管理上的难度很高。不对称加密算法的运用可有效弥补对称加密算法的不足，即其会使用一对公、私钥组合，且唯有私钥能解密经公钥加密的或公钥能解密经私钥加密的密文，其中公钥对外公布，而私钥由自己保存。
1.3 纠删码
在计算机网络存储系统中，可运用纠删码技术来应对误码信息位置的未知性、不确定性，且其要素包括分组码、码集、码字、监督与信息码元等。目前，常用的纠删码技术包括级联低密度纠删码、无速率编码和RS纠删码，从而实现了加速编、解码及保证计算机网络安全的目的。
2 云计算技术的应用
在计算机网络安全存储中，云计算技术的应用条件是规模化的分布式存储技术，即其适合用在声音、图像、视频和文档等文件中，且可保证这些文件存储的稳定性与可扩展性，同时要求用户按需付费。在这一应用过程中，一般通过副本、编码冗余存储和备份数据，以保证云计算技术的安全应用。
2.1 可取回性证明算法
可取回性证明算法是一种基于“挑战-响应-验证”机制的算法，其运用冗余纠错编码，以帮助需求用户验证云计算中数据的状态，即：在查询数据时，先由用户向云端发起挑战，再由云端据此作出响应，而用户通过验证云端响应信息，便可确定归档数据是否处在安全状态下。倘若验证未能通过，表面归档文件受损，要求尝试性恢复，而若破坏值处在阈值范围内，则可用编码冗余信息恢复原始数据，同时亦可利用副本冗余安全存储保障，以使恢复错误数据的几率更高。应用表明，可取回性证明算法可验证云中数据的完整性，可准确定位错误数据及进行深入的分析与处理。但若在原始数据的冗余编码中运用RS纠删码，会在一定阈值范围内出现数据丢失或错误现象。为此，通过可运用冗余数据进行修复，并分开放置，以使提取归档文件的速率更高，从而使得系统应用功能的便捷性更高。
2.2 MC-R应用策略
在计算机网络安全存储中，云计算技术在应用中采用的MC-R策略包括：一是用户端MC-R策略或用户端MC加密算法，即：针对数据伪装与隐藏能力较差的应用现状，运用用户端MC加密算法，可构建数据伪装、隐藏和标记模块，且这些模块的协同状态影响着云计算的安全应用；二是云端MC-R策略或云端RSA，即其仅加密核心隐私数据，以免云端RSA陷入大数据量消耗的状态中，其中对于加、解密模块，其应用流程如下：先由需求用户生成、保存一组RSA公、私密钥，再采用MC加密算法处理数据，并连同密钥传入云端，然后先云端加密数据，而在下载加密文件及用密钥解密数据时，要求需求用户的下载请求满足一定的条件。对于恢复、利用初始数据的问题，可先用云端数据标记模块寻找隐藏数据，再撤除伪装。
3 结论
在本案，笔者结合云计算技术的理论知识，探讨了其在计算机网络安全存储中的具体应用。研究表明，云计算技术具有性能高、可扩展性等优点，因此有助于保证网络数据的隐私性与完整性，同时通过运用M-POR、MC-R安全存储策略，可实现对网络数据的完善、保护及实现部分数据的安全共享。总之，云计算作为一种新起的商业计算模型，其为下一代网络计算平台提供了可靠的数据存储、优质的网络服务。换而言之，为了适应互联网的深入发展，在计算机网络安全存储中引入云计算技术及保证云计算的安全存储具有现实意义，值得高度重视。
参考文献
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[3]左琳.云计算技术背景下的计算机网络安全存储系统设计与研究[J].电子技术与软件工程，2016（8）：216.
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关键词： 云计算；云存储；机房管理；计算机；病毒防控
中图分类号： TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）16-0062-02
Abstract： In view of the present situation and problems of higher vocational colleges computer operation， combined with the development and application of cloud computing" technology， is put forward based on the "cloud computing" technology under the computer room of campus construction， analyzes the advantages of the technology in computer room construction， problems to be solved and the follow-up development.
Key words：cloud computing； cloud storage； The management of computer room； computer； virus prevention and control
1 关于“云计算”
1.1 “云计算”的定义和特点
云计算（Cloud Computing）是由Google 提出，分为广义和狭义两种：广义云计算是指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务；狭义云计算是指IT设施的交付和使用模式，是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源[1]。所以云计算是一种既有技术特点，又有商业特点的服务模式。这种模式利用虚拟化技术将若干个计算机置于一个机群中，把设备虚拟成资源池，通过配置信息进行合理调度，给用户提供所需服务。
云计算的特点：1）规模超大：数十万甚至数百万的服务器，提供给用户前所未有的计算能力。2）技术虚拟化：用户可以在任何地方，使用任何终端，通过网络获取服务。3）可靠性高：使用数据多副本容错、计算节点同构可互换技术保障服务的高可靠性。4）通用性强：在“云”的支撑下可以构造出千变万化的服务和应用；5）可扩展性强：根据用户的要求可以动态伸缩，任意加减。6）按需服务：庞大的资源池，用户可以按需购买，避免资源浪费，造成经济损失。7）价格低廉：“云”的自动化集中式管理，使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理费用，“云”的通用性，使资源的利用率极大提高，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势[2]。
1.2 “云计算”的发展
云计算的原型可以追溯到1983年SUN公司提出的“网络即电脑”的构想；第一个被认可的云计算服务平台是2002年亚马逊推出的Amazon Web Service；云计算这个概念是由Google首席执行官埃里克・施密特在2006年提出，并在2008年了App Engine云计算平台。紧接着微软也提供了 Windows Azure 和SQL Azure两个云计算平台。2011年美国了《联邦云计算战略》，日本提出计划于2015年完成的《霞关云计划》。到了2008年，云计算技术才受到我国的重视，陆续推出了蓝云管理平台、虚拟桌面、“乐云”云计算服务等。目前我国20多个城市开展了云计算技术相关的研究和项目建设，如北京的“祥云工程”、上海的“云海计划”、无锡的“云谷”等等[3]，云计算技术开始在我国大规模的立项和研究。
2 高职院校机房现状和问题
2.1 机房使用率问题
高职院校的机房是广大师生进行实验教学、科研、各类计算机培训和考试不可或缺的重要场所。学校机房的建设也是一项投入较高而且需要持续投入的工程。一般机房的建设都是分批、分次完成的，这样就导致同一所学校的几个机房的配置不尽相同，因为不是同一时间购买，所以这些计算机在品牌、配置及硬件上各有差异。在这样的硬件条件下，机房的排课就需要根据机器状况是否能满足实验要求进行安排。一般配置较低，机器老化的机房安排的课时比较少，而配置高，机器新的机房课满为患，机器超负荷运转，无论从机房安全角度，还是从机器维护保养的角度出发，这都是个棘手的问题。
2.2 机房硬件问题
计算机的使用周期一般是3-5年，但机房机器的更新速度一般会在5-8年甚至会更长，更新计算机需要资金投入，这是个让人头疼的问题，而老机器的处理也让学校费尽心思。现在软件更新换代速度非常快，一些专业的软件，每次出现新版本对硬件的要求也随之增高。机器老化的机房无法适应这种变化。从学校的角度出发，用机房硬件更新速度去跟上软件的发展是不可能的，这样的运行成本会远远超出学校的经济负担能力。如此，很明显，学校机房的硬件条件会逐渐不能满足教学、实验、考试的要求，也势必会影响正常的教学效果和质量。
2.3 机房数据存储和病毒防控问题
计算机病毒是机房的大敌。为了防止病毒入侵，机房一般都会安装还原卡。而安装还原卡又带来了另外一个问题就是数据不能在计算机上进行存储。一些需要保存的数据只能通过移动设备或者网络上传至网盘或者服务器。但使用移动设备和网络也是病毒传播的一个重要途径[4]。一旦通过移动设备或者网络将病毒传播至机房，并大面积扩散，机房将面临瘫痪，短时间内无法保证正常的使用，势必会影响正常的教学。为了防止病毒入侵，机房要及时更新杀毒软件，还原卡的存在会使工作量增加一倍。所以解决存储和病毒传播也是机房面临的问题。
3 云计算技术在机房的应用优势
面对机房的使用和管理问题，结合云计算技术的特点，将两者有机融合，是解决目前机房机器更新速度快，维修费用高，存储和病毒等问题有效手段。利用云计算技术，只要你在终端机器安装了一个简单的操作系统和浏览器，通过网络，就可以随意使用云端的一切资源。所以云计算技术在机房的应用研究具有现实意义。
3.1 降低的机房资金投入
为了满足教学需要，学校不得不对超过使用年限的计算机进行更新换代，而处于淘汰边缘的计算机弃之可惜，用之又问题频出。如果使用云计算技术，只要计算机能正常启动，通过互联网接入云端，就能获取、使用云端的资源[5]。这样，计算机就不会因为配置低而被过早淘汰，这就是云计算技术的最大优势。云计算技术是把强大计算和储蓄能力集中起来，终端机器不需要很高的配置、安装很多软件，就能享有同等的处理和存储能力。因为云计算技术对终端计算机硬件配置要求不高，这样就可以节省大量的硬件建设费用。由于云计算技术的存在，机房使用性能提高了，各个机房的使用率也趋于平衡。对于软件的使用，我们也是按需购买，学校不需要花大量的资金去购买各种各样的正版软件，也不必考虑软件的升级速度，只要购买云端的软件服务就可以了。学生只要在云端，就可以使用云中所有的服务，按需购买，省去了很多正版软件、硬件升级、维护的费用。
3.2 解决的数据存储和病毒入侵
云计算技术也可以有效地解决机房上课教师和学生数据存储的问题。云计算技术将数据存储在云服务器中，用户可以凭借自己的账号和密码对自己的数据进行读、取、存、改、写等操作，就像在本地计算机上操作一样方便快捷[6]。由于数据存储在云存储服务器中，采取的是数据多副本容错，计算节点同构互换技术，保障了数据的安全和可靠性。不必担心因为个人计算机存储设备（硬盘、U盘）损坏或者如删除或病毒入侵，造成的数据丢失。“云”采用的是自动化集中式管理，就像我们把钱存在银行比放在家里安全是一样的道理。云服务器上的防火墙设置、病毒软件的安装，也会有效地阻止病毒的入侵，有了“云”安全服务，机房面对病毒的能力也大大提升了。
4 云机房运行的保障措施
云计算技术为机房的方便、高效运行提供了方便，但为了保证机房的正常运转，我们要从两方面加强支持。第一，网络基础建设。云计算技术的各项服务都是依托网络进行，所以网络的带宽要足以保证云服务的顺畅运行，否则云所带来的惊喜将大打折扣[7]。一旦网络出现问题，导致终端无法访问云中心，将直接影响机房的正常教学。因此，网络基础设施的建设是保证云计算技术是否能在机房正常运行的重要保障 。第二，信息保密性。教师的教学资源和师生的个人信息均放在“云”中，也就意味着暴露给“云”。一旦账号和密码被盗，个人信息将被一览无余，所以要注重账号和密码的安全性，也对服务商提出了个人信息的保护要求[8]。
云计算技术的产生，势必会对高职院校机房建设产生影响，如何科学合理的应用好云计算技术为机房建设出谋划策，是每个机房管理工作者应该思考的问题。
参考文献：
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篇4
【关键词】云计算技术；云计算服务；海量数据挖掘；分布式处理
1 云技术技术的定义
对于云计算的定义一直以来没有一个统一的定义， 狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。广义的云计算指厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。通俗来讲，云计算是将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软硬件服务[1]。
从不同的方面，对云计算有不同的理解，从资源方面讲，云相当于无限的软硬件资源，可以随时扩展，随时随地被访问。从用户的角度看，用户可以借助于各种智能设备和网络传输方式、按需使用软硬件资源，从提供的服务来看，云计算技术是计算系统的公用事业化，像使用水电一样使用软硬件资源。
2 云计算技术的产生
云计算技术的产生是受“电厂”模式的启发，“电厂”模式即为电厂集中供电模式，我们每天都用电，但是我们不是必须自己购买发电机去发电，同理，我们每天都喝水，但是不需要我们自己去打井，而是来自自来水公司的水。云计算技术是一个公用事业的概念，就是将主要的计算资源都集中到公共的云计算中心，并且遵守公开的协议，类似于电力的220v/110v和通信的7号信令，企业和个人都能非常方便的使用[2]。这种模式因为在规模上面有极大的优势，使得其运营成本非常低，而且因为主要由本国大型的电信企业运营，使得它们能得到用户充分地信任。云计算机技术改变了人们的使用观念，由原来的直接购买软硬件变为按需购买服务，减轻了个人维护软硬件资源的开销，也可以按需定制自己的私有云服务。
3 云计算技术的现状
云计算技术受到各大IT巨头的青睐，Amazon、Google、IBM等各大公司推出自己的云计划和云产品。例如Amazon使用弹性计算云（EC2）和简单存储服务（S3）为企业提供计算和存储服务。Google组建了超过100万台服务器提供了功能强大的搜索引擎服务。IBM推出了“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台，微软也推出了windows Azure操作系统。
4 云计算环境下的数据存储体系构建
4.1 服务器架构
云存储体系构建之前，应当先构建云存储服务器架构，它是云计算IAAS 中重要组成部分，可通过多样化的架构技术实现，常见的是附网存储（NAS）以及存储区域网（SAN）。NAS 属于分布式架构系统的文件存储系统，是一种松散结合型集群，实践中可有效满足以云存储为主体的环境要求，而且在该系统集群中，任何一个节点都是相对独立的实体。在此系统中，最小单位即为文件。当文件被保存在该集群之中时，其数据信息会被有效地保存在集群中的特定节点上，虽然文件副本很多，也可能会被重新定位到另外的节点上，从而形成冗余，但该节点提供的文件单实例却是唯一的。
实践中可以看到，SAN 为集群架构块存储系统的一种，即为紧密结合型集群系统。当文件请求产生时，每一个节点都会访问该文件中的不同数据块，并对用户的请求进行及时的处理。
4.2 主要服务
4.2.1 云服务
云计算的主要服务形式有：SaaS（Software as a Service）， PaaS（Platform as a Service）， IaaS（Infrastructure as a Service）。
4.2.2 基础设施服务（IaaS）
IaaS提供硬件基础设施服务，它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池提供硬件相关服务，例如：Amazon租用虚拟服务器（AWS）就是基础设施服务。IaaS的优点是用户不需要考虑硬件上的开销和维护，降低了硬件成本，只需要按需租用第三方提供的硬件设备。
4.2.3 平台即服务（PaaS）
PaaS服务商将开发平台和服务器平台等资源提供给用户，用户根据自己的需要在平台上开发应用程序的平台，PaaS实质上是将Internet上的资源作为可编程接口提供给用户，这种服务完全颠覆了用户自己搭建、部署、运营基础平台的观念，用户获得了更多的可编程资源，为开发者带来了便利，提高了开发效率，节约了开发成本。
4.2.4 软件即服务（SaaS）
SaaS是指服务商向用户提供应用软件服务或者提供订制应用软件服务。用户只需要接入Internet，可随时随地通过浏览器接入远程服务器使用软件，用户无需下载安装相应的应用软件，比如：Zoho office、Google Apps等属于SaaS服务。这就减轻了用户对软件人力、财力上的维护费用，特别是对于对硬件需求比较高的软件，避免了用户对硬件的顾虑。目前是提供SaaS服务最有名的公司。
4.3 核心技术
云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。其主要技术包括以下几个方面的内容：
4.3.1 海量数据的存储的挖掘
云存储将网络中各种存储设备通过应用软件连接起来协同工作，向外提供数据存储和访问业务，大量的数据存储在不同的服务器和存储设备构成的集合上，采用分布式数据存储方式进行管理。具体来说。主要是Google的BT（BigTable）数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase[3]。
4.3.2 分布式处理技术
云计算平台包括了大量的服务器，在服务器集群中包括了一个主服务器和大量从属服务器，主服务器和大量从服务器相互协调进行工作，使用户只需登录到一台服务器上，就能实现访问服务器集群中的资源，并且能实现负载均衡，保证大量用户随时随地高速的访问和使用云平台中的资源。
4.3.3 虚拟化技术
虚拟化技术包括存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化，通过虚拟化技术可以实现底层硬件资源和软件的相分离[4]，采用虚拟资源的聚合和裂分模式进行资源的管理，使用户只要登录到云技术平台，不但像操作本地机器的一样访问资源，并且保证了资源访问的高速、实时、可靠性。
5 云计算技术发展的制约因素
5.1 数据的安全和隐私的保护
云计算技术在提供了发展平台的同时，数据的安全和隐私的保护方面将是面临的最大隐患。大量的公共信息资源分布在多个服务器上，加大了云计算平台的风险。因此对于云计算使用者和服务者提出了严峻的考验，是影响云计算平台安全性的关键因素。针对这一问题，我们就要采用先进的信息安全技术来保证信息共享的安全性。另外，国家要建立健全相关的法律法规体系，对于泄露隐私的人，要受到相应的惩罚，甚至要受到法律的制裁。
5.2 云计算平台标准的不一致
云计算现在还处于发展期，在相关领域还没有完全形成统一的技术与标准。标准不一致，云计算平台很难进行大规模的扩展和应用。一方面，云计算技术自身没有建立和形成一致的规范和标准，不利于用户的认可和推广[5]。另一方面，云计算技术在相关领域也没有形成共同的技术标准和数据规范，在行业的信息化管理系统中，软件公司根据不同的情况设置不同的标准和规范，制约了云计算平台的扩展和完善，使软件公司开发的软件无法聚合到云计算平台中，难以形成城市化的云服务器集群。使云计算平台在规范化和产业化面上临着巨大阻力。
【参考文献】
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篇5
关键词：计算机；云存储；数据迁移
中图分类号：TP333
同传统的虚拟化信息储存网络硬盘中，可以窥见信息存储之于计算机应用有多么重要的作用。在单个的存储环境之下，数据间要实现有效传输，对云存储的需求也在加大。数据之间，要想从完全虚拟化的场景中走出来实现高度动态的存储，就必须对其数据迁移进行详尽分析。
1 计算机云存储数据迁移的要求
云网络的连接功能，是数据迁移中，面临的首要挑战。数据迁移中的网络来接，是实现企业与云数据间快捷切换的有效途径。从其操作模式和格局来看，云数据在相当长的一段时间内，并不能完全实现数据的迁移的有效传输，同样的，对于网络连接能力的高低和本机的网络状况以及内部网络的安全现状必须实施仔细的分析。
数据云迁移在实现企业与云供应商之间数据的有效传输上，对于企业的核心数据以及一些不允许复制或者依靠其他方式迁移的数据，在云端，还必须实施安全防护和采取敏感措施防止秘密外泄。在实现企业数据迁移时，要以满足不同企业的要求，进行数据的传输迁移和链接选择。满足一般企业的相关要求时，云迁移供应商可通过人工模式满足一般企业的数据传输和迁移要求。
2 数据迁移的实现方式
云迁移工具的使用，是数据库到结构化数据使用中数据分析工具及迁移问题有效解决的必要措施。数据迁移工程中，数据的筛选和数据的转换，都是相当重要的问题。搭建云平台，实现应用程序和系统数据的兼容性，在后台使用中，对数据库的容量进行详尽的把握。
同传统的网络硬盘相比，云存储实现数据迁移是从其战略定位上来分析的。比如说金山快盘，全球首创的云桥设计、云相机等功能降低了普通用户的使用门槛，以其快速、安全、易用、实用的特性赢得了用户青睐，利用无需数据线即能实现跨平台同步数据迁移。
比如说数据迁移方案，使用表空间迁移。将表空间的元数据导出，和数据文件一起，复制到新库。执行元数据导入。一般来说，整个导入导出的数据量不到5M。速度相当快，但使用限制比较多。
导出时间：1分钟
导入时间：3分钟
导出文件：60M + 数据文件1.5G
3 数据迁移中存在的问题及对策
云存储的优势很多，但是，在使用过程中，不能忽略它的劣势产生的消极作用。云数据存储中的主要问题就是对其性能的考验。就连计算机IT行业的专业研发人员，也不能完全消除其性能这个瓶颈问题。首先是从宽带到web的连接中，对宽带性能的考验。网速对宽带性能的约束是最主要的，用户选择的宽带服务水平与其网络服务供应商的网络设备的性能，都会使云存储的速度较慢。
同本地存储和网络磁盘存储相比，使用本地存储复制两千兆字节的数据需要花几分钟，而对于云存储，同样的操作可能需要花几个小时来完成。云数据中心本身提供的性能以及整个网络的性能都会对云存储的速度设限。整个网络的性能，还受来自其他客户的web流量、共享基础设施和转移到远程数据中心的数据量，都会使云存储同其他丧失同本地存储和网络磁盘存储等量的价值。解决此种问题的主要原因是，以本地存储和云存储共用的双存储模式，实现远程用户或者分公司用户访问的异地访问记录。
安全问题，是云存储数据中，实施有效管理的重要考虑内容。尽管大多数云存储都提供VPN、加密或者其他的安全措施，但是，通过登录凭证就能通过任何网络端点实现数据迁移，也是比较常见的内容。尽管这不是云存储本身的问题，而是同大多数云存储设备相同技术的来接模式在其作用。其安全威胁和拦截威胁也在进一步加大。
采用安全性数据转移方案，除了云供应商的努力外，还要是实施监控功能。这要求使用云存储的用户必须谨慎考虑潜在的安全问题，并且部署适当的安全技术（例如额外的加密层或者两步骤身份验证），实施加密处理。
数据所有权问题，是云存储甚少考虑的问题。因为云存储的理论渊源是本地存储，IT专业人员对数据具有绝对的控制权，但是当数据迁移以后，数据中心根本就料及不到数据迁移的地点，未经授权的个人访问数据情形就会发生。在对其服务性质进行管理时，只能依靠专业人士制定的服务水平协议（SLA）来确定数据的状态。在停机事故发生后，云存储供应商来重新建立对用户数据的访问连接，就无法维持正常的工作。
从云存储的缺点进行了上述分析，对其可行性也进行了相关探究。建立在适当规划基础上的云存储设备，是当今企业最有利的信息化工具。他的逻辑性应用能够实现远程用户和移动用户建立文档、电子表格和其他文件的协作共享。 因为云存储的备份方案，对于一些计算机灾难事件，可建立迅捷化恢复方案保护数据免受自然灾害或者设施故障的影响。对于企业而言，还缺少备份替代。
4 服务商之间数据迁移的成功实现
因为云储存在实现供应商与企业间数据传输迁移的高端化服务场景中，有许多优缺点，不可避免的会遭遇到企业的不满意服务现象，这也是企业当前普遍遭遇到的问题。目前的云数据迁移，要实现更换迁移，还必须实施措施实施防护。
比如说：一客户换了邮件服务商，邮件的转换问题――问一家企业原来使用35企业邮箱，后来因不满意客户端是imap收信系统，想更换263供应商，实现邮件搬家，如何实现快捷化省时工程。可根据企业规模和资本，实施有效地服务器传输设备以规避数据迁移风险。根据数据量实施云存储迁移。
关于云终端故障处理方法则在云终端的登陆界面开机密码，隶属于windows 系统的内部密码，一旦设置。可以更改。但是一旦忘记密码，网络厨师化就会失效，就会影响云储存的正常使用。云登陆界面的MA地址的修改，会影响云终端的网络访问，密码一旦修改，操作界面就会相应的出现问题。
计算机云存储中数据迁移情况分析，很大一部分得益于云存储技术。同“超级计算机”相比，云存储处理技术通过数据迁移，由分布式处理和合并时处理以及网络计算收纳箱综合性技术，透过网络计算处理自动化程序自动分拆成无数较小的子程序，最终经由云服务端的系统处理将数据系统传导给用户。当然了。这在一定程度上，是个相当抽象化的概念，但同时又涵盖了云存储的价值和使用规程，比如说皆用广域网和互联网的结构互动，实现云存储的公用。就局域网来说，除了明确的知道其型号和配置外，对于交换即、端口、路由器和防火墙以及系统服务器中安装的操作系统和软件，他们之间采用的连接线缆等等，都要综合考虑。换言之，互联网和广域网云存储，正是只需要了解到接入网（运营商）用户名和密码，就能轻易实现数据的迁移传输。在现有的网络服务中，云存储的功效，就是无论在何时何地，只要通过简单的网络接入线缆和一个用户、密码，就可以接入互联网和广域网。在长项网络服务带来的足够便利的同时，通过应用软件或者应用接口，为用户提供一定类型的存储和访问服务。
5 结束语
云存储技术是计算机发展过程中的一项重要技术，其中数字迁移是从完全虚拟化的场景中走出来实现高度动态存储的必然条件，因此就必须对计算机云存储数据迁移进行详细的研究。对云存储中数据迁移的分析，主要是为了实现云供应商和企业间有效运作。
参考文献：
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[3]秦秀磊，张文博，王伟.面向云端Key/Value存储系统的开销敏感的数据迁移方法[J].软件学报，2013（6）：225-226.
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关键词:云计算Web 应用 前景
中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
云计算(cloud computing)是分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统,经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。云计算使得Internet变成每个人的数据存储中心、数据计算中心。
云计算带领我们进入一个全新的信息化时代――云时代。云时代,可以抛弃U盘等移动设备,我们再也不用担心因PC硬盘的损坏而发生资料丢失事件。它的出现,将会使用户从以桌面为核心,转移到以Web为核心,使用网络存储与服务。有了云计算,信息资源和信息处理能力都可以从互联网上获得,用户无须自己买软件、买硬件,只要向服务提出需求,就可以得到需要的资源。云计算还将改变信息产业的格局,软件行业和信息服务业会更加规模化、集中化和精细化,端设备会更加简洁、丰富、轻量化和个性化。很多专家认为,云计算会改变互联网的技术基础,甚至会影响整个产业的格局。正因为如此,很多学者和科研机构都在研究云计算技术和基于云计算的服务。最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见,例如搜寻引擎、网络信箱等,使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。
云计算有以下几个显著特点:首先,云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心,用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。其次,云计算对用户端的设备要求最低,使用起来也最方便。此外,云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。云的用户终端可以是个人电脑,手机,电视,汽车,PDA等。数据可在不同终端任意转化。
图书馆历来是IT应用的重镇,“云”时代也不外。OCLC已经将“基于云”的服务引入了图书界。这是一种最具颠覆性的引进。不光会影响到图书馆的上游――出版发行服务商,对于数据信息知识的组织、整合提供方式,使其与图书馆的界线更为模糊,职能更复杂;而且还会影响到图书馆与用户的交互,使图书馆提供服务更为个性化、更为贴近读者日常信息接收和知识交流的方式。从图书馆内部的业务工作来看,由于现代图书馆的业务流程除了实体图书的服务端(指借阅、流通与参考咨询工作),几乎经完全建立在计算机和网络基础之上,如果整个架构向“云”中迁移,传统的业务流程将被逐一分解,然后组合、外包、虚拟化。OCLC目前所提供方案,就是这个模式。
结合云计算的特点及图书馆工作的实际,笔者认为云计算技术将给图书馆的工作带来以下深刻的变革:
1云计算的应用,能大大减少图书馆在软硬件方面的资金投入
图书馆要在软件硬件方面投入大量的资金用于科研及日常办公。而且硬件更新换代很快,造成硬件设备每年都要添置,以适应需求,而旧的设备又处于丢弃与继续使用的两难境地,各种应用软件的使用费用也是一笔不小的开支,且软件比硬件的更新速度还快。这些都给图书馆资金的使用带来了不小压力,而一旦应用云计算。这种情况就不复存在了,云计算能把大量的分布式计算机上的内存、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池,并通过网络为用户提供服务。而且软件的升级维护、版本控制都由相关服务提供商负责。使用方无需再花费大量资金购买商业软件授权,用户只需要一台配置很一般的计算机接入互联网即可实现低配置设备享受高性能的服务。这样就极大的减少了图书馆在软硬件方面的投入及维护成本,节省下来的资金可以用于其它方面的发展。
2确保服务器的可靠运行,最大限度地降低服务器出错概率
在现行的图书馆中,图书馆中的数据都集中在馆内的服务器上,而一旦服务器出现故障,轻则使图书馆无法进行正常的工作不能给用户提供正常的服务,重则将导致重要数据, 如借阅记录等的丢失。 在云计算模式中, 因为“云” 中有百万台服务器,因此即使“云”中的某台服务器出现故障,“云”中的服务器也可以在极短时间内, 快速利用克隆技术将某台服务器中的数据完全拷贝到别的服务器上, 并启动新的服务器来提供服务,从而使图书馆真正实现无间断的安全服务。
3以极低的成本投入获得极高的运算能力,克服服务器访问限制的瓶颈
普通的服务器的相关硬件资源都有一定的限制,若服务器同时响应用户的数量超过了自身的限制将导致服务器的瘫痪。因此,为确保服务器内数据资源的安全性及服务器的可靠运行, 图书馆对服务器的最大服务响应数量及接入终端数量等都进行了一定的限制。 例如,有数万用户同时使用图书馆中的电子资源,有的用户的访问将出于安全的需要而不被响应,如果图书馆想满足这部分被限制的用户的请求就不得不花费大量的资金购买更高级别的服务器。 而应用云计算技术, 通过支付少量的费用,图书馆就可获得云模式中百万台服务器提供的服务。 用户的请求便可在毫秒的时间内获得响应,从而使图书馆以较低的成本获得较高的效益。与花费巨资购买专用的服务器相比,使用云服务显然更经济划算。能在更大程度上进行信息资源共享。
4通过云计算模式,有关的图书馆之间可以共同构筑图书馆的信息共享空间
云计算模式使得众多的图书馆可以分享由大量系统连接在一起而形成的基础设施,而不必更新相关的硬件,图书馆的运行成本在大大降低的同时效率却大幅度的提高。对于参加合作的图书馆来说,在“图书馆云”中,通过云计算技术,他们可以实时地获得其他图书馆的资料,使用户的信息需求获得极大的满足。在云计算中,图书馆的相关电子资源将存储在“云”中成百上万台服务器中,而不是存储在某台计算机中。图书馆的相关信息可以全球存取,也可以由某一个图书馆群共享,或单由本馆用户使用。用户可以如同使用一个图书馆一样在全球世界各地的图书馆中漫游。
5云计算的应用,降低有关的维护费用
为了确保图书馆工作正常平稳的运行,图书馆人员需要经常对图书馆的计算机、服务器等终端进行维护、升级和更新。 由于云计算模式对于用户终端的配置没有限制。 因此,有关的技术人员不必在升级图书馆的相关硬件上煞费苦心,另外服务器的日常维护也由云服务提供商来提供,这样相关人员的工作强度就会大大降低,从而能有更多的时间开展其他的工作
6 最大限度地发挥图书馆的作用
在传统的图书馆服务模式下,用户一般必须使用计算机才能利用图书馆的电子资源。 而运用云计算模式, 用户使用手机、PDA等设备也可以使用图书馆。
云计算对于数字图书馆改善用户体验,实现以用户为核心的理念这一目标是革命性的应用。目前在“云”图书馆的构建中,还有一些问题需要考虑:一、数字资源的版权保护问题。将自己的数字资源提供给全体互联网用户使用,在目前对于数据库服务提供商而言是无法做到的,而且涉及到目前电子资源整个供应链的重新整合,知识产权的保护条例也会造成一定的阻碍;二、用户身份验证与数据安全问题。开放的“云”图书馆面对世界各地的海量用户,必须要采取全新的用户身份验证机制,如果身份验证过于严格,则失去了“云计算”开放的特性,如果验证过于宽松,则不利于数据安全;三、数字资源整合框架问题。究竟采取怎样粗细的整合粒度以及按照怎样的方式进行整合是“云图书馆”底层架构需要考虑的重点问题。这里的整合包含了时间、学科、作者、供应商等许多维度,需要一种多维的机制进行整合。
作为一种最能体现互联网精神的计算模型,云计算必将在不远的将来展示出强大的生命力,并将从多个方面改变我们的工作和生活,改变图书馆。
参考资料
[1] 编著:张为民,唐剑峰,罗治国,钱岭.《云计算:深刻改变未来》科学出版社2009年12月.
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关键词：云计算 分布存储 技术探析
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00
网络的大规模使用是目前的大时代环境。与时俱进是政府不断强调的技术进步的核心，计算机相关技术广泛应用在社会各个领域中，各种电子数据的数据量和数据类型均出现迅速增长。数据的存储及传输在数据应用中是一个颇为重要的分类，云计算与分布存储的结合应用是目前计算机技术的一个新的开拓方向。
1 云计算的定义及其特点
云计算是以互联网为基础发展的关于互联网络服务的交付与使用模式，通常是指一种虚拟化的资源。目前，对于云计算的基本定义仍然存在多种不同说法。对于云计算的定义，能够找到高达约100种解释。[1] 在现在这个阶段多为社会各界所接受的一般概念是美国国家标准与技术研究院（NIST）共同进行定义的，云计算是指按照其总使用量为计费标准来付费的模式，它能够有效快速地为用户提供可用性较高、可靠性更高、针对性更强的网络引擎访问，能够直接进入配备相关配置的资源共享池，使用户所需的资源能够更加快速、更加具有针对性的被搜索到，且由于是网络控制，因此只需要投入较少成本的管理工作，或者与服务的供应商进行少量的交互即可。云计算具有以下几个明显特征，也是其优势所在。
（1）规模大。“云”并不是指某一个具体的东西，而是一个概念。而云最明显的特征之一就是其超大的规模。Amazon、Yahoo等知名公司均拥有几十万台服务器，Google云计算已拥有100多万台服务器。而一般企业的私有云基本拥有成百上千台云计算服务器。成倍的扩大了用户的计算机处理能力。（2）可靠性高。“云”采用了数据同时拥有多副本制，计算机节点同为可进行互换等措施，有效的防止了数据的丢失和错漏，增加了其可靠性，也为用户带来更好的数据体验。（3）通用性和可扩展性。“云”是一个虚拟的存在，不特指某一个硬件或软件，具体来讲，“云”是一种将私人数据上传网络但不一定共享的一个模式或者一种状态。不同的“云”可以帮助缔造万千种数据应用，同一种“云”也可以同时支撑数种应用及多个数据的运行和应用。由于“云”的虚拟性，它的存在是动态可拉伸的，而不是固定不变的，因此具有较强的可扩展性与适应性。（4）成本低廉且针对性强。“云”计算采用的是特殊的容错结构，由成本极其低廉的节点构成，且“云”采用的是自动化集中式管理模式，企业只需投入少量的人力资本和资金投入。由于“云”是根据用户的实际需求来进行计费，因此其具有较强的针对性，同时也提高了资源利用效率，并有效地节约了企业在云计算方面的投资。[2]
2 分布式存储
目前，社会活动中仍以集中式存储技术为主要存储方式，集中存储，是指在建立一个大数据库的基础上，将各种信息存储于数据库，功能模块围绕其周围对数据信息进行录入、搜索等。区别于集中存储的分布式存储，则是利用网络便于沟通交流的特点，使用分散存储在企业个体计算机的磁盘空间的数据信息构成一个虚拟的存储中心。这种结构使数据分散存储在个体中，减少了成本投入，便于管理，同时可以帮助用户可以按照其实际需求来进行数据的录入、查询及输出下载。分布式存储是以网络为基础存在以实现资源的存储与共享。云计算技术背景下的分布式存储最大的优势之一是强调了用户能够按需对数据资源进行购买或租赁，这样可以使用户最大可能的在节约成本投入的前提下满足其对数据资源的需求。同时，由于分布式存储的存储是以各个单体计算机的硬盘存储为基础的，有效的减少了系统崩溃导致数据丢失的情况。
3 云计算环境下的分布式存储
（1）产生背景。随着社会各方面的深入发展，单独的数据库已不能满足社会生产的要求。云计算就是在这种困境下为适应现代计算机的技术进步及各行业对数据资源需求而产生发展的。云计算背景下的分不存储，强调的是用户按需购买，以实现在满足用户数据资源需求的前提下尽量节约成本投入。（2）以交换机为结构核心。云计算背景下的分布存储技术发展起来之前，多数用户均采用交换机作为其数据中心。其采用的架构是树形结构，包括核心层、聚合层、边缘层三个层面。其主要优势体现在具有可操作性，连接简单，扩展弹性大等特征，但其存储空间有限，并不能满足大数据环境下的今天人们对数据资源的要求。因此，云计算技术的发展可以很好地弥补这个缺陷。由于“云”是一个虚拟的存在，并没有固定的容量及存储空间，因此在存储容量上，它具有无限的可能。以交换机为结构基础的存储技术的可操作性结合云计算在存储空间上的优势，能够更好地满足用户的数据资源需求。（3）扩展弹性大。在云计算技术支持下的分布存储发展之前，用户采用的数据存储方式多以计算机服务器为主，这种方式的存储方式主要通过不断提高其扩展性增加存储容量以满足数据录入及输出功能。而云计算技术背景下的分布存储拥有天然的存储空间庞大的优势，在存储模式选择中具有相当大的竞争优势。现今，数据存储中心的数据资料一般以BP及EB为计量单位来进行简单运算。[3]云计算背景下的数据规模正在随着社会的发展呈指数型函数出现爆发性增长。云计算背景下的分布存储具有相当大的扩展弹性，能够根据数据资源及用户需求的实际情况对数据库进行调节。
4 结语
云计算技术的不断深入研究，带来更多在计算机领域上的拓展思路。发散的思维帮助云计算实现更多的可能。基于云计算技术基础的分布式存储的核心技术是计算机的兼容问题及数据存储的冗余问题，在探究这些问题的过程中，提高数据的筛选水平更是一个基础问题。准确有效地为用户提供数据服务是云计算环境下分布式存储的发展目标。
参考文献
[1]程宏兵.容淳铭.杨庚.曾庆凯.基于路径映射加密的云租户数据安全存储方案[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2015.06.02.
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篇8
关键词：云计算 分布存储 关键技术
中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0094-01
进入信息社会以后，各行各业所涉及到的数据信息量都出现了爆炸性的增长，信息资源的地位越来越高，发挥的作用越来越大。一些高尖端行业，比如高能物理、生物学、气候地质监测，涉及到的信息量更大，对信息存储的要求也更高。云计算技术就是在这种背景下产生的。如果数据信息的分布存储出现了问题，比如安全受到威胁，就会对云计算的使用和推广造成阻碍。
1 云计算环境下分布存储结构类型
1.1 交换机
交换机的内部结构分为聚合层、边缘层和核心层三个部分[1]。在云计算技术普及应用之前，用户专用网络与互联网之间的数据传输主要是通过交换机来进行的，交换机是用户进行数据信息存储的主要场所。在云计算技术普及应用之后，交换机仍然在数据存储中占据了重要地位，形成了以交换机为核心的分布存储结构。这种分布存储结构呈一种树形结构，具有操作简便、连接便利、拓展空间大的优点，缺点是存储容量有限，存储技术水平比较低。
1.2 服务器
以服务器为核心的结构，就是通过网线把所有服务器当中的网卡连接起来而形成的分布存储结构。在这种分布存储结构当中，服务器扮演了核心角色，不仅要负责数据的存储和处理，还要承担数据包的转发职责。在以服务器为核心的分布存储结构当中，没有交换机设备，总体结构构成比较简单，具有服务器与网络交互性强、路由算法高效而且实用的优点。但是，这种分布存储结构同样存在这缺点，比如说线路连接经常出现冗余，服务器占用的计算资源数量大，给服务器运行带来了沉重负担等等。
1.3 混合结构
无论是单一的以交换机为核心的分布存储结构，还是单一的以服务器为核心的分布存储结构，都存在着各自的优点和弊端。所以，“交换机――服务器”混合的分布存储结构应运而生。这种分布存储结构能够综合以交换机为核心的分布存储结构和以服务器为核心的分布存储结构的全部优点，消除两者的弊端[2]。在网络结构方面，交换机和服务器可以同时进行数据的路由转发，大大增强了网络结构的灵活性；在可扩展性方面，混合结构的可扩展性受到每个服务器的网卡数量的限制，也受到数据中心节点规模大小的限制；在成本方面，由于混合使用交换机和服务器，能够有效降低花费的成本。
2 云计算环境下分布存储技术的种类
2.1 数据容错技术
数据容错技术技术能够有效提高信息系统的可靠性和数据信息的访问效率。数据容错技术的基本原理是增加数据冗余，利用数据冗余来寻找到已经丢失的数据，或者将已经失效的数据重新恢复效力。但是数据冗余增加的同时，会导致储存资源的消耗增加。所以，为了同时达到降低容错率和降低成本的目的，纠删码容错技术和复制容错技术就成为了常用的技术手段。
纠删码容错技术能够把数据信息分为几段，分别进行扩展和编码，然后储存在不同的位置当中。将数据信息分为不同的片段，在其中一个或者几个部分丢失或者失效以后，仍然不会影响数据信息整体的准确性。但是，这种技术需要进行大量的计算工作，数据修复的成本也比较高，经常用于大量数据的储存。
复制容错技术就是对同一个数据对象进行复制，创造大量相同的数据模块，然后分别存储到不同的节点当中。这样，即使某个数据对象发生了遗失或者失效，仍然能通过其他数据模块来获取数据信息。复制容错技术的实行要点有两个：数据的复制策略和数据的组织结构[3]。总体上说来，复制容错技术具有方法简便、读取效率高的优点，但是由于要复制多个相同的数据模块，对存储空间的占有率比较大。
2.2 节能技术
节能技术分为硬件节能技术和软件节能技术两方面。
硬件节能技术，就是从网络信息存储所用到的硬件设备入手，对硬件设备的安装、运行、维护情况进行改善，达到节约能源的目的。硬件节能技术在数据中心和计算机整体两方面实行节能措施，在数据中心方面，主要是在保持性能不下降的前提下，将高能源消耗的设备替换为地能源消耗的设备；在计算机整体方面；就是要改善硬件结构，降低设备体系的总体能源消耗量。
软件节能技术，就是要降低数据信息存储设备的能源消耗量，同时还要维持数据信息服务系统的正常运行。软件节能技术的实现要点在于改善对节点的管理和对数据的管理，利用各种控制操作行为来降低能源消耗。
3 结语
云计算技术是由于信息时代的发展而产生的。云计算能够按照客户的需求提供客户所需要的服务，包括网络、服务器、存储设备、应用软件、各类数据信息服务，是现代社会普遍采用的一种技术形式。为了确保云计算模式当中海量数据信息的安全，云计算的分布存储技术就成为了新时期的重点科研项目之一。云计算的分布存储技术是否能够保证信息数据的安全，很大程度上取决于数据信息的分布存储结构和相关技术的运用。云计算必须采取合理的数据分布存储结构，尽可能地增加数据分布存储的扩展性，降低消耗的成本，同时利用各种数据容错技术来降低数据出现差错的可能性，从硬件和软件两方面入手降低对能源和计算资源的消耗。
参考文献
[1]赵杨，宋倩，叶少霞，等.云计算环境下的电子商务服务平台构建与运行机制研究[J].情报科学，2014，02：7-10+20.
篇9
针对实际工作中政务应用需求与信息资源无法合理配置的现实问题，提出基于云计算的新型数据中心的技术设想，并对其基础平台进行设计，实现对计算、网络、存储、安全的统一整合、按需分配，提高了设备资源使用效率，减少了硬件投资规模，为业务工作开展提供灵活扩展和安全稳定的应用支撑平台。
【关键词】云计算 政务应用数据中心 基础平台 设计
近年来，云计算等信息技术服务新模式、新业态的迅猛发展，虚拟化等技术在数据中心建设中应用更加深入。云计算是分布式技术和网络技术融合发展的产物，这种模式不通过本地计算机或远程服务器，而是在大量分布式部署的计算机上实现计算，这使得数据中心服务与互联网极为相似。
从架构的角度来看，云计算通过一种更合理更有效的手段实现了资源调度，这种调度方式是面向业务需求的服务方式，而非传统的面向复杂多样的物理设施。这种方式对于解决实际工作中存在的政务应用需求与信息基础设施无法合理配置的现实问题，具有很好的借鉴意义和应用前景。在云计算架构中交互服务层是基于服务调用的关键环节，而数据中心基础平台就是交互服务层的具体实现，他是底层的物理设备通过智能服务功能，使得其上的业务层面看不到底层复杂的结构，不用担心资源的物理调度，从而最大化实现资源的共享、复用和合理调度。本文中我们将利用现有成熟的云计算、虚拟化技术，结合工作实践，提出新一代政务应用数据中心基础平台的设计方案。
1 传统政务应用数据中心存在的问题
随着信息化技术在各行业领域的深入应用，各地区各部门对于政务信息化逐步重视，投入逐步加大，随着政务信息化的深入推进，大量应用系统上线运行，这些系统都需要服务器、存储、网络及机房等硬件基础设施的支撑，传统的硬件设备统一托管、维护的数据中心应运而生。而这种以传统模式建设的数据中心存在以下问题：
1.1 资源利用率低下，业务需求增加迅速
为保证政务业务系统的可用性，系统设计中均按照业务繁忙期的峰值来采购服务器及相关设备，各业务系统繁忙期又不尽相同，因此大部分时间大量服务器的资源利用率均在10%以下，大部分计算、存储资源没有得到有效利用。与此同时，随着业务的推进、数据大集中等需求，计算及存储的需求增长迅速，若闲置资源无法利用，又需要通过新增设备方式满足，从而造成投入增加、资金浪费。
1.2 运维成本高，管理日益复杂
传统数据中心的运维方式繁琐复杂，现有服务器出现问题时，运维人员往往要先重新安装操作系统，接着还要安装程序服务软件，最后再测试运行。这些步骤往往不是一、两个运维人员就可以解决的，过程持续数天，时间成本和人员投入较大，管理不便。
1.3 扩展性、业务灵活性差
传统数据中心的一个服务器系统中往往杂糅运行数个甚至数十个政务应用系统，各个应用系统之间存在相同中间件应用时调配起来混乱，不能灵活的相互调整资源或者灵活的相互切换。
1.4 系统分散、安全性可用性差
政务系统之间相互独立，不能进行统一的管控，各自需要的安全配置无法在一个服务器上实现，导致无法确保应用系统的病毒防护网络安全。
2 新一代数据中心基础平台的设计
2.1 设计思路
新的政务数据中心采用云计算的设计思想，通过使用虚拟化技术将数据中心按照“池”的概念重新设计，并将这些“资源池”进行整合，采用该设计思路可以实现资源动态调整，提高数据中心的灵活性。
2.2 结构
目前云计算数据中心资源池主要分为计算资源池、存储资源池和网络资源池，同时也包括软件和数据等内容资源池。在服务提供方面主要以计算资源、存储资源提供为主，如为业务信息系统分配虚拟服务器、有储空间，提供应用服务器、数据库管理系统等应用系统运行环境。
按照政务工作实际，我们将云数据中心基础平台划分为四个资源池，分别为计算资源池、网络资源池、储存资源池和安全资源池。
2.2.1 计算资源池
计算资源池是基础平台中最核心的部分，从硬件上来看，日常接触的机架刀片式服务器均可作为计算资源池的一部分，软件上，核心则是云操作系统。目前常用的有Vmware公司的Vsphere和浪潮公司的Xen系列产品等，Vsphere专门为工作负载不足20台服务器的it环境设计，且系统技术比较成熟，目前使用该系统较为合适。
虚拟化软件中的HA和Vmotion技术可以确保应用的高可用性，避免异常开关机造成的影响。
Vmotion可以使运行中的虚拟机从一台物理服务器实时迁移到另一台物理服务器，它实现了零停机时间和连续可用的服务，并能全面保证事务的完整性。Vmotion是一种用户创建动态、自动化、自我优化的数据中心的关键促成技术。如图1所示。
2.2.2 网络资源池
网络资源池的主要作用是将SAN、LAN、Infiniband等整合为一个统一的网络架构，以降低网络配置的复杂性和成本，并从技术上带来高带宽、低延迟和可管理性。
2.2.3 储存资源池
储存资源池本质上是一个可支持基于文件或数据块的NAS网络附加储存的网络化储存架构，这些多协议系统将通过串口甚至是光纤网络接入服务器。
在云计算平台的存储中，磁盘数据的读写速度是一个更重要的问题，因此需要对多个磁盘进行同时读写.这种方式要求将数据分配到多个节点的多个磁盘当中。为达到这一目的，存储技术有两个选择，一个是使用类似于Google File System的集群文件系统，另一个是基于块设备的存储区域网络SAN系统。
统一储存系统的使用可以提高储存设备的利用率并增强储存资源池的灵活性。
2.2.4 安全资源池
新一代的数据中心对安全问题更为关注，新数据中心在设计时就对整个虚拟化的软硬件进行统一考虑，在确保信息不泄密不损失的同时也保证数据的不被破坏。杀毒软件通过统一的配置保证系统不被攻击，通过远程数据备份方案保证数据永不丢失。如图2所示。
2.3 资源池的组合
如图3所示。
3 应用效果与未来展望
新一代数据中心与传统数据中心相比有如下显著进步：
3.1 可用性和灵活性大幅度增强
经过比较，采用传统数据中心新增一台服务器所用时间要经过1-3周，使用新的数据中心则将时间缩短至5分钟，管理员仅仅通过登陆后台管理界面进行虚拟机的分发即可实现。
3.2 运维复杂度大大降低
我们对比了两种数据中心上为某一政务应用添加内存的速度，在新的数据中心上，管理员一人在后台管理中用数分钟即可实现内存的扩充。
篇10
【关键词】云计算 IaaS PaaS SaaS 私有云 虚拟化
一、前言
云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。
云计算可以认为包括以下三个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
基于以上三种模式，真正的云计算平台应该具备以下三个方面的功能：
（一）提供资源：提供的资源包括计算、存储以及网络资源。
（二）提供动态数据服务：数据包括原始数据、非结构化和半结构化数据以及经过处理的结构化数据。
（三）提供云计算平台：提供的云计算平台应该包括软件开发API、环境和工具。
就广电系统而言，传统媒体面临的“云”是以私有云为主，新媒体面临的是私有云和公有云。
二、云计算技术的发展现状
Google在于2007年10月在全球宣布了云计划， IBM于2007年8月高调推出“蓝云（Blue Cloud）” 计划，亚马逊（）于2007年向开发者开放了名为“弹性计算机云”的服务， 2007年11月，雅虎也将一个小规模的服务器群，即“云”，开放给卡内基-梅隆大学的研究人员。
在国内云计算技术也得到重视，2010年10月18日《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中，将云计算定位于“十二五”战略性新兴产业之一。同一天，工信部、发改委联合印发《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》，确定在北京、上海、深圳、杭州、无锡等五个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作，让国内的云计算热潮率先从政府云开始熊熊燃烧。
目前在哈尔滨的平房区也建设了基于云计算技术的国际数据城――“云谷”。
三、广电系统中面临的实际问题
目前普遍采用的全台网技术架构如图1所示：
这种基于传统IT技术构建的全台网已经相对成熟和稳定，在一定程度上整合了全台的资源，但现有的全台网系统设计与建设过程仍然面临着诸多挑战，主要表现为以下几个方面：
第一，无法应对日益变化的业务需求。第二，无法满足业务服务质量的要求。第三，系统建设和后期维护成本很高。第四，业务系统庞大管理难度大。第五，旧系统升级困难。第六，业务需求日新月异，而系统建设周期较长。
上述问题和挑战的核心是整合。经过分析：业务与设备高度耦合是解决问题的关键所在。
如图2所示，云计算平台应用在广电行业上，不仅仅是给各个业务系统带来的方便，完成资源共享和利用，通过云计算平台的建立有利于广电媒体对系统的运用和管理，具体落实和解决遇到的一些困境问题，充分体现云计算平台的价值。
这种基于云的架构具有非常明显的优势：资源调配的优势；资产高利用率的优势；还有维护管理的优势。
四、构建广电特点的云计算系统
云计算系统的建设目标是让用户像在家里使用水、电、煤气一样使用计算资源、存储资源，按需分配，灵活调整。
在广电云计算系统中，要想把计算资源池化，就需要依靠虚拟化技术，将服务器硬件资源在逻辑上分为不同的区，再在不同的区上运行虚拟机来实现不同业务逻辑在同一主机平台上的整合。同时，虚拟机以文件的形式存储于数据中心存储体内，由虚拟化管理中心根据负载均衡策略决定该虚拟机在哪台服务器上启动。
虚实结合、云端结合是建设广电云的重要原则。通过云计算系统的虚拟化平台，整合所有无卡应用，对于有卡应用仍然采用物理主机进行部署，同时通过云计算管理门户进行统一管理。这个就是 “云+端”的模型。这个模型在充分利用云的特性的同时，针对广电自身的特点，也保留了“端”的功能，达到了整体系统的融合。
五、基于云计算体系整合全台资源
基于对现有全台网存在的问题和云计算优势的分析，我们提出了两种基于云架构的全台资源整合思路。
第一种整合思路是剥离用户、设备、操作系统、应用、数据之间的绑定关系，构建池化的新型IT架构。
第二种整合思路是构建统一的内容管理中间层，将系统结构和设备决定业务流程的传统模式改变为以统一的内容管理为核心的更灵活、适应性更强的业务模式，以内容为核心进行业务流程再造，业务流程也会由传统的制播存变成更高效的存制播。
（一）全台资源整合架构设计
根据全台资源整合的思路，我们需要构建全台共享的资源池，即全台的私有云平台。
全台共享资源池主要包括桌面池、计算池、存储池和应用池，全台现有的业务系统将是逻辑的系统。
1.桌面池
桌面池化的技术目前已经非常成熟，简单的描述桌面池化就是用一个标准的协议把一个计算机的界面用网络方式传送到某个远程终端上，然后展现出来。
桌面的虚拟化具有很多的优点：
（1）更灵活的访问和使用
（2）更广泛与简化的终端设备支持
（3）终端设备采购、维护成本大大降低
（4）集中管理、统一配置，使用安全
（5）降低耗电、节能减排
需要强调的是，桌面虚拟化的优势，是典型具有规模效应的，终端数量越多，上述的收益和优势越突出。
2.计算池
计算资源的池化也是非常成熟的技术，电视台的转码中心、打包中心、迁移中心、流服务器等都可以放到计算池里，以动态、易扩展的方式对外提供相应的服务，这个计算池甚至可以不用云计算，只需要做虚拟化就行。
3.存储池
存储的池化也就是我们常说的云存储，云存储通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等技术，将网络中大量不同类型的存储设备集合起来协同工作，共同对外提供统一的数据存储服务，采用云存储具有安全、灵活、可管理、海量、易扩展等好处。
在新媒体方面，存储的池化技术还可以被应用到CDN的系统中，用户不需要考虑访问文件的位置，编辑也不需要考虑文件到何处。所有的文件都会按照相应的规则发到指定的存储上，甚至一个文件可以碎化，到多个存储上。
4.应用池
把应用、操作系统和主机剥离之后，我们可以单独把所有的应用和配置文件部署在应用池中，每个虚拟机不用单独安装这个应用，当客户端发起请求时，平台会动态的进行组合，把应用、配置文件、虚拟机、系统资源组合在一起，最终呈现给用户，所有用户看到的桌面都是根据需要动态组合而成的，这将大大减轻系统维护的工作量。
（二）统一的内容管理中间层
统一的内容管理中间层，有目标，有引导的完成资源的流转和运行，这样不仅仅能提高工作效率同时也节省了系统资源。
全台的资源池化以及内容整合化，虽然一方面把各个系统资源都相互的融合在一起了，但是另一方面，各个系统任然以完整、独立的个体存在，满足各个系统单独的业务流程。在用户与资源认证体系中，用户在登陆后在相应数据库的支持下能够对相应的内容进行规划、整理。一般用户的桌面资源都已经平台化，只有通用的终端。但也有些是特别处理的，如：用户需要本地采集信号或者预览。这需要另外说明。而这个平台就是面向全台的私有云平台。
私有云平台的优势主要体现在以下几个方面：
1.系统维护简单化、软件更新，部署快速化。
2.资源动态调整的优势。
3.另外还有资产保值的优势，提高资源的利用率，方便资源池设备更新。