云计算使用的主要技术范文

时间:2023-07-27 17:01:47

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云计算使用的主要技术

篇1

关键词:云计算;高职;学生管理

云计算是新技术领域应用的领跑者,它以其灵活性、共享性、安全性等方面占据着互联网络。高职院校在多年的信息化管理中,随着数据量增大、软硬件不足、重复建设等情况的发生,将云计算应用到学生信息化管理中已势在必行。如何合理有效地运用云计算,使学生信息化管理的方式和方法更加协调,对管理者更有利,仍是一个值得思考和探索的问题。

一、高职院校学生工作信息化建设现状

职业院校学生信息化管理工作主要包括:学籍管理、档案管理(含党团关系)、双员制管理、职业素质考评管理等。伴随着高职教育的改革,及国家对技术型人才的需求,高职学生人数逐年递增,与之对应的数据信息成几何倍数增加,传统的硬件存储方式难以满足目前庞大数据的要求。

重复建设,共享度低:学生工作信息化建设初期,由于缺乏经验且设有长远规划,学校很多部门,如: 学生处、招生就业处、教务处等各自为政,只根据本部门需求购置相应软件,互相独立互不通用。导致人力、财力、物力的极大浪费,也极易造成数据信息不一致,这阻碍了学生信息的整合,数据约束完整性难以把控,无法实现学生信息的完整记录。

学生信息化管理队伍参差不齐、人员培养缓慢:大部分从事学生管理工作的一线人员,如辅导员、书记、行政人员等,大多文科出身较多,且有一些老教师。对计算机的应用较差,信息化以上薄弱,安于现状,传统模式根深蒂固,不愿意接受新生事物。使得信息化建设难以推进。然而,信息化发展最大受益者,正是一线学生工作信息化管理人员。

信息化难以在网络终端实现:随着电子终端设备的迅猛发展,学生不再使用单一的PC机了。智能手机、平板电脑、无线网络的普及,使得单一的资源供给方式难以达到多样化网络终端的需求。

二、云计算及云计算服务优势概述

云计算的定义很多,从这个词诞生之日起,人们就赋予它多种多样的含义。无论哪种,都离不开动态可伸缩、虚拟化、共享这几个词。它其实是一种商业计算模型。通俗一些讲就是把以前需要本地处理器计算的任务交到了远程服务器上去做。将网络中庞大的任务分解成若干子任务,将其处理后放入资源共享池(网络、服务器、存储、服务、应用软件)中,以备用户或各种应用系统按需获取。

1.虚拟化技术的使用

云计算通过虚拟化技术,可以将海量信息分布式存储,从而弥补硬件的不足,满足更多用户的需求,用户的使用过程就好像在本地PC机上一样。

2.数据存储管理

采用动态存储方式对大数据进行管理,数据可以随时采用某种方式进行移动。如:大家熟知的Google的Big Table。

3.安全性高

云计算是利用网络存储技术,将数据存储在大量的存储设备中,而这些设备可能位于世界的某个角落,用户摸不到、看不见,人们很形象地把它称之为“云端”,所以用户就无需将数据放在本地PC机上。这样即使用户的PC机出现故障,也不会影响到云端数据。另外,由专业团队进行维护和管理,采用科学有序的管理方式,要比用户自身存储的安全性高很多。

4.高可伸缩性

“云”的负载情况是动态变化的,通过云平台的负载预测,随时进行调整以满足用户规模增长的需要。而对于用户来讲,减少了自身对硬件的依赖,大大降低了成本。

三、云计算在高职学生信息化管理中的重要作用

本文认为目前云计算在高职学生信息化管理中的作用可以体现在如下几方面:

1.彻底解决硬件设备限制

众所周知,很多高职院校经过多年的信息化建设,已经有了一定的软硬件条件,但需求大幅度增加后,则难以维持,后续资金投入令学校非常烦恼。云计算应用后,将大量信息存储在云端,即便自身设备一般,但也能获得与世界一流大学一样的配置环境。

2.减轻管理者工作负担,提高信息管理效率

“云”是一种共享资源,数据以安全的方式进行分类处理、存储、利用。如:学校某部门,将学生数据信息上传到云端,其他各个部门均能共享,数据信息实时更新,保证信息的可靠性、一致性。这样,减少了很多重复性工作,提高了工作效率,也解决了设备维护更新问题。

3.满足用户健康体验和安全需求

信息的安全性,是信息化管理一个重要任务。引入云计算后,将身份识别统一,用户不再需要记住各种管理系统的不同账号密码,一站式访问。为不同身份的人开设权限,更大大提高数据安全性。否则,学校各部门,不论何人均能查看学生信息,信息泄露,造成很大安全隐患。

4.构建适合高职院校学生信息化管理平台

结合云计算的优势条件,将学生信息化管理与云计算有机配合,构建基于云计算的学生信息化管理模式。

四、结语

云计算作为互联网应用的重要组成部分,是高职信息化管理的重要方向,将其引入到高职院校信息化建设中具有重要的现实意义。本文通过分析高职院校学生信息化管理所面临的问题和现状,引入云计算使用的优势。结合云计算的技术特点,设计构建基于云计算的学生信息化管理模式,为促进高职院校的发展提供更多的技术支持。

参考文献:

[1]刘丁慧.云计算在高校学生信息化管理中的应用[J].深圳信息职业技术学院学报,2013.

篇2

关键词:云计算;Google;水利信息系统

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2012) 06-0000-02

一、云计算

美国国家技术与标准局(NIST)是这样定义云计算的:云计算是对基于网络的、可配置的共享计算资源池能够方便地、按需地访问的一种模式。所谓的共享计算资源池包括网络、服务器、存储、应用和服务。这个共享计算资源池,就是我们所说的“云”[1]。

从云计算服务的封装方法上讲,云计算可以提供三种类型的服务:IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)、PaaS(Platform as a service,平台即服务)和SaaS(Software as a Service,软件即服务)。

图1-1 云计算的服务类型

如图1-1所示,IaaS将虚拟化的计算资源直接按需提供给客户;PaaS在虚拟化的云计算平台上建立支持多种业务的应用平台,再将开发环境、运行环境提供给客户;SaaS在虚拟化的云计算平台上提供按需定制和快速部署的应用软件服务。

二、Google云计算的关键技术

Google云计算技术的关键技术包括:分布式文件系统GFS、分布式编程模型MapReduce和分布式数据库Bigtable等。其中,GFS提供了海量数据的高效存储和访问的能力,MapReduce提供了一种简单、高效的海量数据的并行处理方法,Bigtable为海量数据的组织和管理提供了方便。

(一)GFS

Google文件系统(Google File System,GFS)是一个大型的分布式文件系统。它为Google云计算提供高效的海量数据存储和访问能力,GFS的系统结构如图2-1[2]所示,GFS将整个系统的节点分为三种角色:Client(客户端)、Master(主服务器)和Chunk Server(数据块服务器):

图2-1 GFS的系统结构

如图2-1所示,GFS系统为上层提供文件服务的过程是:Client首先访问Master节点,获得GFS分配的、将要为其服务的Chunk Server节点的信息,然后Client直接去访问这些Chunk Server以完成数据的存取。

GFS的这种设计思想实现了数据流和控制流的分离。首先,Client与Master节点之间只有控制流,而没有数据流,这就极大地降低了Master节点的负载;另外,Client与Chunk Server之间直接传输数据流,同时由于文件被分成多个Chunk进行分布式存储,Client可以同时访问多个Chunk Server,从而使整个文件系统的I/O高度并行,系统的整体性能得以提高。

(二)MapReduce

MapReduce[3]是Google提出的一种提供海量数据处理的并行编程模型,用于对大规模的数据集(大于1TB)进行并行处理。MapReduce的核心思想是将需要运算的问题拆解成“Map(映射)”和“Reduce(化简)”这样两个简单的步骤来进行处理,用户只需要提供自己的编写的Map函数和Reduce函数就可以在系统上进行大规模的分布式数据处理。如图2-2所示,是MapReduce的运行模型,假设共有M个Map操作和R个Reduce操作。

(1)Map:一个Map操作就是对部分输入的原始数据进行指定的操作。每个Map操作都针对不同的原始数据,因此Map与Map之间是互相独立的,从而实现并行化的处理。

(2)Reduce:一个Reduce操作就是对每个Map所产生的一部分中间结果进行合并操作,每个Reduce所处理的Map中间结果是互不交叉的,所有Reduce产生的最终结果经过简单的连接就形成了完整的结果集,因此Reduce的执行也是并行化的。

图2-2 MapReduce的运行模型

具体地,在使用MapReduce开发并行处理程序时,用户需要编写以下两个函数:

(1)Map:(in_key,in_value){(keyj,valuej)|j=1…k};

(2)Reduce:(key,[value1,…,valuem])(key,final_value)。

Map函数和Reduce函数的输入参数和输出结果根据具体应用的不同而不同。Map的输入参数是in_key和in_value,它表示了Map需要处理的原始数据。Map的输出结果是一组对,这是经过该Map操作后产生的中间结果。在进行Reduce操作之前,系统已经将所有Map产生的中间结果进行了分类处理,使得相同key对应的一系列value能够集合在一起提供给一个Reduce进行统一处理,则Reduce的输入参数就是(key,[value1,…,valuem])。Reduce的工作就是对这些对应相同key的value值进行归并处理,最终形成(key,final_value)的结果。这样,一个Reduce就处理了一个key,所有Reduce的结果合并在一起就是问题的最终运算结果。上述过程中,无论是各个Map还是各个Reduce,都是并行执行的。

(三)Bigtable

Bigtable[5]是Google开发的,以GFS、MapReduce、Chubby为基础的分布式存储系统。

如图2-3所示,是Bigtable的基本架构。其中,Google WorkQueue是一个分布式的任务调度器,主要用来处理分布式系统的队列分组和任务调度。

图2-3 Bigtable基本架构

如图2-3所示,逻辑上,Bigtable主要由三个部分组成:客户端程序库(Client Library)、一个主服务器(Master Server)和多个子表服务器(Tablet Server)。客户端需要访问Bigtable的服务时,首先要使用其库函数执行Open()操作,通过Chubby打开一个锁(即获取文件目录),锁打开以后客户端就即可和子表服务器进行通信。

三、基于Google云计算的水利信息系统

(一)水利信息系统的特点

水利信息系统的业务管理范围较广,主要包括水雨情信息、汛旱灾情信息、水量水质信息、水环境信息等。系统规模较为庞大,各个模块之间存在着较大的信息关联性,同时要处理图形数据和常规数据,还需要保证海量数据的准确性和及时性。云计算作为一种新的技术提供了更高的效率、巨大的可扩展性和更快、更容易的软件开发。因此,水利信息系统需要云计算。

(二)基于Google云计算构建水利信息系统

基于Google云计算的水利信息系统总体框架包括物理资源层、虚拟化支持层、服务管理层、信息资源层、应用层、表现层六个层面,见图3-1,主要为政府、企业、公众提供服务。

图3-1基于Google云计算的水利信息系统总体框架

Google云计算关键技术在构建水利信息系统时可以从以下几个方面得以应用:

1.编程模型

MapReduce是Google开发的java、Python、C++编程模型,它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型,用于大规模数据集(大于1TB)的并行运算。严格的编程模型使云计算环境下的水利信息系统编程十分简单。

2.海量数据分布存储技术

水利信息系统数据量大,其存储由大量服务器组成,同时为大量用户服务,因此系统采用分布式存储的方式存储数据,用冗余存储的方式保证数据的可靠性。在水利信息系统云计算系统中可采用GFS和Hadoop团队开发的GFS的开源实现HDFS。所有数据方面的通信都直接和块服务器联系,这大大提高了系统的效率,防止主服务器负载过重。

3.海量数据管理技术

水利信息系统需要对分布的、海量的数据进行处理、分析,因此,数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。因此在水利信息系统中的数据管理技术可以采用BT(BigTable)数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase,提供灵活高效的服务。

4.虚拟化技术

在水利信息系统框架中的虚拟化支持层采用虚拟化技术实现软件应用与底层硬件相隔离,它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式,也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。

5.云计算平台管理技术

基于云计算的水利信息系统资源规模庞大,服务器数量众多并分布在不同的地点,同时运行着数百种应用,Google云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协同工作,方便的进行业务部署和开通,快速发现和恢复系统故障,通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。

(三)基于Google云计算的水利信息系统的优势和不足

基于Google云计算的水利信息系统与传统水利信息系统相比有很多优点:

(1)成本低。由于应用程序在云中,故各终端电脑并不需要传统的桌面软件所要求的处理能力和硬盘空间。

(2)性能高和计算能力强。在云计算中,用户计算机的启和运行速度将会更快,因为他们只需将少量的程序和进程加载到内存中。云计算使用了数据副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的可靠性,使云计算比本地计算机更可靠。

(3)存储容量大和数据高效安全。所有数据存储在云中,容量比现有的台式机或笔记本电脑大很多。此外,云计算在一定程度上保持了数据的安全性。

(4)兼容性和群组织间的协作较强。云计算不针对特定的应用,在云的支撑下可以构造出各种应用,增强了多用户间的协作能力。

(5)扩展性强及用户使用方便。云的规模可以根据实际情况进行伸缩,满足用户和应用增长的需求。同时也消除了用户对特定设备的依赖。

由于云计算计算本身还有很多需要改进的问题,例如需要持久的网络连接。利用云计算,必须链接到因特网上才能利用自己的应用和文档,失效的网络连接就意味着用户在此期间内不能工作及访问云中的内容。一些因特网连接很少或本身不稳定的地区,也是可能影响云计算使用的决定性因素[6]。

参考文献:

[1]刘鹏.云计算[M].北京:电子工业出版社,2010

[2]Sanjay Ghemawat,Howard Gobioff,Shun-Tak Leung.The Google File System[A].SOSP'03[C].Bolton Landing,NY,USA: ACM,2003:29-43

[3]Jeffrey Dean,Sanjay Ghemawant.MapReduce:Simplified Data Processing on Large Clusters[J].Communications of the ACM,2008,51(1):107-113

[4]Mike Burrows.The Chubby lock service for loosely-coupled distributed systems[A].OSDI’06[C].CA,USA:USENIX Association Berkeley,2006:335-350

[5]Chang F,Dean J,Ghemawant S,et al.Bigtable:a distributed storage system for structured data[J].ACM Trans ComputSyst,2008,26(2):1-26

篇3

(1.海南工商职业学院,海口570203;2.海南大学,海口570228)

摘要:云计算是在分布式计算、并行计算、网格计算的基础上提出的一种新型计算模型。它提供了可靠安全的数据存储、强大的计算能力和方便快捷的互联网服务。云计算将给IT行业带来重大的变革,同样将对旅游产业信息化产生深远影响。本文介绍了云计算的相关概念并指出了云计算的主要技术特点,最后重点提出了云计算在旅游景区气象预测的应用。

关键词:云计算;气象服务

中图分类号:TP393.09 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 15-0000-02

Travel Weather Services Research Based on Cloud Computing

Lu Kai1,Gao Ye2

(1.Hainan Business College,Haikou570203,China;2.Hainan University,Haikou570228,China)

Abstract:Cloud computing is distributed computing,parallel computing,grid computing based on the calculation of a new model.It provides reliable and secure data storage,computing power and convenience of Internet services.Cloud computing will bring significant changes in the IT industry,the tourism industry will also have a profound impact on information technology.This article describes the concepts of cloud computing and pointed out the main technical characteristics of cloud computing,cloud computing last highlighted in the tourist area weather forecast application.

Keywords:Cloud computing;Weather service

一、引言

云计算这一新名词大约出现在2007左右,在IBM,Google等IT界巨头的大力推动下开始进入公众视野。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展。通俗的讲,云计算是一组提供特定服务的服务器集群,它能够通过Internet将客户端的服务需求动态的分配到位于各地的数量巨大的服务器,这些服务器组成的集群能大大提高资源的服务效率和利用率,同时避免跨节点划分应用程序所带来的低效率和复杂性,能够在目前条件下达到实用化要求。可以说,云计算是对传统事务处理模式的变革。旅游业是极具发展潜力的产业,随着旅游业的发展,社会对旅游气象服务提出了越来越高的要求,在这个情况下,本文探讨了云计算在旅游气象服务方面的应用研究。

二、云计算的特点及其技术框架

(一)云计算的特点。学术界对于云计算的定义尚未统一,但是对于云计算所具有的优势,大致有以下几个方面的共识。1.超强的计算处理能力。云计算平台一般都由数万到数十万台服务器组成,这些数以万计的服务器拥有单个计算机无可比拟的运算能力,其超强的计算能力可以处理海量数据和巨大的服务请求,其性能堪比超级计算机。作为云计算的大力推广者Google公司更是有拥有100多万台服务器,这为Google提供全球搜索及相关服务奠定了坚实的硬件基础。2.虚拟化。云计算的物理设备被放置在“云端”,经过授权的游客可以在网络覆盖的任意地点、通过任何终端设备连接和使用云计算服务。游客无需关心其在何地,只需要将精力放在应用本身,大大的提高了应用的效率。3.负载均衡。云计算可以合理的分配资源和带宽给各个节点从而达到负载均衡,同时能对处理过程进行全程监控,使整个“云平台”高效平稳运行。4.易用性。通过云计算平台的API接口,开发者可以按照自己的需要选择开发环境和打包的服务。终端游客只需通过Web浏览器,可以方便访问和定制服务,工作程序大大简化,并且减少了硬件设备投入和管理运营成本。这种开放性使得云计算很容易被广大游客接受。5.动态可扩展性。在云计算体系中,可以将服务器实时加入服务器集群中,以增加新的应用功能,提高云平台的处理能力。如果某一节点出现问题,可以通过修改相关策略放弃该节点,并将任务分配给其他节点,在节点恢复后可重新使其加入服务队列,继续完成操作。

目前,IBM、Google、微软、Amazon等IT巨头公司大力推广云计算及其应用,云计算已经从科学研究进入到行业应用阶段。图l为亚马逊弹性云计算使用模式。

图1:亚马逊弹性云计算使用模型

(二)云计算的技术框架。云计算是一个超大的网络,连接了大量并发的网络计算和服务,利用虚拟化技术可以扩展每一个服务器的能力,将各自的资源通过云计算平台结合起来,提供超级计算和储存服务。通用的云计算体系层次如表l所示:

表1:云计算体系层次

三、云计算在旅游气象服务的应用展望

云计算是一种新联的商业计算模型。它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、存储空间和各种软件服务。推进云计算于在旅游气象服务中的应用,可以预见的有以下几点:

(一)气象数据计算能力增强。云计算系统可以碰用在对大数据集进行处理,分析向大量不同游客提供服务。并行计算是云计算的关键技术之一,可以将计算任务分配给不同的结点,再将结果反馈给游客。针结气象行业是个资源极其丰富、数据极其庞大,需要大量的科学计算、面向社会大众提供服务的行业,云计算可以完成复杂的气象数据公式计算。

(二)解决海量气象数据存储问题。云计算采用分布式存储的方式来存储数据,以为Big Table例,这是一种为了管理结构化数据而设计的分布式存储系统,简化事务管理,这些数据可以扩展到非常大的规模,例如在数千台商用服务器上达到PB的数据规模。

(三)推进气象服务个性化。气象行业的服务在“云”中除了保存原有的公共气象服务外,为了给最终游客提供最佳的服务质量,可以进行游客的定制化。游客可以根据自己的需求来定义特殊的气象服务和应用。改变以往气象行业呈现的产品单一化、内容一致化、接收被动化等状态,而且可以为气象事业的发展带来更多的业务种类和服务类型。

(四)气象信息传输终端多元化。云计算对客户终端的要求大大降低,像手机这样的典型瘦客户机将成为今后计算的发展趋势。特别是3G技术的出现以后,突破了网络通信速度的瓶颈,使手机联网普及化成为可能,也为云计算平台的搭建成为可能。在云计算系统的支持下,大量的计算和存储工作放在后台服务器来完成,手机的软件功能、计算能力、存储能力将出现质的飞跃。因此可以预见,云计算技术和手机的结合将使我国已有的几个亿的手机用户可以随时、随地、随身享受到云计算所带的气象服务,游客可以更方便的得到所需要的气象信息。云计算的产生,将使气象传输媒介进一步扩大,游客可以使用任何拥有浏览器的终端设备进行交互操作。

(五)消除时间与空间的局限。使不同时间和不同空间的气象数据实现共享成为可能,基于WEB的服务器、存储、数据库和其他云计算架构、软件和服务能够为全球各地的气象工作者及气象研究者提供一个有吸引力的合作平台。无论是先进的处理遥感信息、卫星资料、雷达图像等专业商业软件,还是高端气象设备收集到的不同地区不同时间的气象都可以放在云中,供全球的气象工作者来使用,时间与空问的局限将会消除,气象工作者可以第一时间拿到除自己本单位外其他单位珍贵的气象资料,增强了气象资料收集的空间广度和时问宽度。

四、云计算在旅游气象服务的应用需要注意的问题

(一)海量数据的计算速度和更新效率问题。云计算是数据密集型计算模式.当海量的数据都放在云中,必须有服务器负责调度及负载平衡,这计算速度、更新效率的要求就很高,特别像气象行业,现在每时每该雷达、卫星等许多的先进的气象设备都在产生大量的气象数据,怎么保证信息的更新效率、处理速度等是必须要考虑的问题。

(二)云安全问题。云安全问题是目前云计算发展中必须要认识到的一个难点,“本质是游客方与资源提供方的信任管理问题”。因而将气象数据放在云端是否安全,哪些气象数据可以放在云端,面向哪些游客,怎么对游客施行收费,怎样维持游客与云资料提供者之问的信任等,都是将来要解决的问题。

(三)技术上的融合及运行。云计算融合了虚拟化、分布式计算、Web2.0等许多众新技术。可能对绝大多数的用户来说,只是刚刚接触云计算这一概念,对它所提供的应用及功能还处于云雾笼罩的状态,从观念和习惯上还需要一个长时间的过程。对大多数的企业而言,也不可能⋯瞬问将已建成的基础架构与服务迁移到云中,都必须经历一个过渡时期。

(四)整合气象数据。目前气象数据库,特别是省以下的气象数据库建设,多是为了完成某一项任务或目的而创建,处于分散、各自为政的状态。不同单位、同一单位的不同部门、甚至同一个部门都可能存在着多个数据库系统。而且,可能分别为SQL Server、oracle、DB2等不同类型的数据库系统,彼此之问独立工作,所存储的数据存在重复等现象,如何实现这些数据库的融合共享,实现这些异构、分布、自治的数据资源的整合,实现各气象机构之问的无问合作,也是要考虑的问题之一。

五、结束语

云计算是分布式处理、并行处理和网格计算不断向前发展的结果,“它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉,它是通过互联网传输的”。可以想象,云计算的产生和发展必将对将带动整个IT产业甚至整个社会的发展变化。

云计算具有使用方便、可扩展、灵活可靠、经济等特点,将带气象行业许多暂新的变化,同时,我们必要注意它所带来的一些问题,随着云计算与气象行业的不断融合,必将使气象行业提供的服务更加贴近百姓生活,满足社会需要。将云计算与气象信息服务行业的融合,可以为游客提供最优的个性化服务,同时为旅游业的蓬勃发展提供新的助力。

参考文献:

[1]Lenk A,Klems M,Nimis J,eta1.What’S inside the Cloud An Architectural Map of the Cloud Landscape[C].f Proceedings of the 2009 ICSE Workshop on Software Engineering Challenges of Cloud Computing.2009,23:31

篇4

【 关键词 】 云计算;云存储;数据安全;加密算法;安全策略

1 引言

近几年来,云计算已经逐渐成为人们热衷研究和开发的领域,受到了多个领域、多个行业的人们的普遍关注。所以,本文对基于云计算模型的数据存储服务模型进行广泛研究,在充分考虑云计算模型具有成本低且实现灵活的特点的基础上,提出了一种面向服务的数据存储和传输方案,该方案通过将对称加密和费对称加密算相结合,实现对数据的加密和解密,为云计算服务在应用中的数据安全问题找到一种行之有效的方法。

2 云计算相关概念

从其本质上来看,云计算其实就是一种分布式系统,该系统能够成分借鉴互联网将分散的超大规模计算能力实体和各种存储资源进行有效整合,然后再将该系统所能够实现的服务反馈给用户。在这些过程中,采用高安全性的云存储是实现云计算所有服务的基本条件,通过互联网上的各种存储设备,可以构成庞大的云存储系统,这也是云计算环境下对数据进行存储和调用的基础,这样,云存储就可以通过分布式的系统来实现将分散存储设备整合为一个高性能整体的目的。

2.1 数据容错管理

在众多的性能要求中,可靠性是存储系统的最根本要求。而对于具有大量节点且系统结构复杂的云存储系统来说,系统的可靠性更加重要。在云存储结构中,可以充分利用分布式数据的备份功能,并将其作为提高系统可靠性的有效手段和方式,同时,还可以通过增强系统的容错能力来确保数据的一致性。

2.2 云存储运行效率

云计算过程中,对数据进行存储和备份会极大地导致系统整体输入和输出的延迟,因此,如何提供云存储系统的运行效率也是应该考虑的问题。

2.3 数据的安全性

在云计算理念的应用过程中,数据的安全问题早就成为人们关注的问题,所以,为了能够从根本上提高数据安全性,彻底解决数据在存储处理中的安全问题,从根本上提高云计算的防护能力,然后再根据云计算系统中可能存在的安全威胁和安全请求,从确定数据的安全策略。

3 云计算的数据安全存储分析

云计算不仅能够给人们带来极大便利,还有可能由于数据的集中处理而危及到用户的数据安全性。在众多现在已经广泛应用的云计算系统中,数据的安全性问题一直为人们所担忧,这也是云计算在应用过程中所面临的巨大挑战。现在,云计算的基础是应用广泛的分布式网络,在这种体系下,每台网络终端都可以看成是一个节点,所以,如果没有完善的安全保障,理论上,可以通过任何节点对其他节点进行访问,给云计算的数据安全带来隐患。一般而言,云计算体系中的数据安全主要涉及数据传输、恢复、长期生存等诸多问题。

4 云计算环境下的数据安全存储策略

现在,经常使用的数据加密算法主要为对称加密算法和非对称加密算法等两类。统计表明,对称加密算法的理论比较成熟,应用较为广泛,且由于该类算法的加密和解密的实现比较容易,而被广泛的应用于大数据量的数据传输,在基于对称加密的算法中个,数据的接收和发送发可以利用同一个密钥对数据进行加密和解密。相对于对称加密算法,就是非对称加密算法,该类算撒可以将传统的密钥分为加密钥和解密钥,从而实现对数据加密和解密的分开控制,从而在计算复杂度上确保的安全性。

4.1 加密处理

在对数据的加密过程中,可以通过对称加密算的密钥生成器器,来随机生成包含校验信息的密钥,然后再将包含给校验信息的密钥通过非对称加密算法进行加密。这样,就可以将经过加密算法处理后的数据信息和对称加密算法的密钥密文,统一打包后发给用户端。此外,在实现数据加密过程中,可以将数据量巨大的用户数据通过对称的加密算法对其进行加密,不仅如此,还可对数据量较小的对称加密算法的有关密钥通过非对称算法进行加密,可以将这两中的加密钥和密文数据一起存储在云存储中心,而在用户终端,只对非对称加密算法和解密密钥进行保存就可以。

4.2 解密处理

在对数据进行解密的过程中,用户首先应该利用非对称加密算法的有关密钥对对称算法的密钥进行解密,以此来还原密钥;然后,在根据还原的密钥通过对称算法对数据包进行解密,这样就可以对全文进行还原。通过对两种加密算法的结合使用,能够充分发挥两类算法的优点,最大限度的避免算法缺陷给数据安全带来的影响,可以在保证密钥安全的同时,利用对称密钥来对所有数据进行加密,还可以利用非对称密钥对数据非常小的校验信息进行加密。通过这种复合算法,希望数据安全性在达到非对称密钥算法水平的同时,是算法的效率接近或达到对称密钥算法的加密水平,彻底解决现代云计算中所面临的数据安全性问题。

5 结束语

云计算已经逐渐成为人们热衷研究和开发的领域,受到了人们的普遍关注。本文对基于云计算模型的数据存储服务模型进行广泛研究,采用一种面向服务的数据存储和传输方案,该方案通过将对称加密和费对称加密算相结合,实现对数据的加密和解密,为云计算服务在应用中的数据安全问题找到一种行之有效的方法。

参考文献

[1] 刘新华,胡纯蓉.云计算中数据安全关键技术和解决方案[J]. 全国商情(理论研究), 2011(04).

[2] 章功干.面向云计算的安全数据关键技术研究[J].科技信息,2011(30).

[3] Armbrust M, Fox A, Griffith R,etal. Above the clouds: A Berkeley view of cloud computing. 2009.

[4] Bellard F.QEMU,a Fast and Portable Dynamic Translator[A]. 2005.

[5] 吕骥,张尧学,周悦芝.云计算环境中P2P计算的优化组织模型[J]. 清华大学学报(自然科学版),2011(11).

[6] 孟庆伟,刘婷.基于云计算的网络教学系统的设计与实现[J].信息与电脑(理论版), 2011(11).

[7] 沈文杰.基于云计算的关键技术在高校中的应用与研究[J].信息与电脑(理论版),2011(11).

[8] Rangan K,Cooke A,Post J,et al.The Cloud Wars:100+billionat stake[J]. 2008.

作者简介:

篇5

[关键词]云计算 医学信息 集成

中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)04-0285-01

引言

过去,医学信息交流、共享范围之所以被限制,原因是研制出的集成、管理的系统,要么是面向特定的领域,要么是只针对局部的单位。整个互联网可看作是虚拟的一个数据来源,而人们希望的是从网上取得数量更多、质量更高的医学信息。在云计算技术的环境下,将医学信息进行集成管理的办法为解决这样的问题提供了可能。

1、云计算简述

云计算是分布式计算、网格计算、虚拟化、网络存储等一系列传统的计算机技术与网络技术融合后产生的[1]。它是把多个计算的实体进行整合,形成一个计算能力非常强大的系统。并且借助于平台服务、软件服务、基础设施服务的模式,把这种计算的能力分布给用户[3]。

2、云计算技术下医学信息的集成简述

传统数据库已无法兼容当下衍生的大量的新数据,因此这些有着巨大差异的数据,如何被集成就成了必须快速解决的新课题。尤其医学数据不仅数量大,而且非常复杂、数据类型也颇多,造成医学信息被集成或者重用都极其困难。

可喜的是云计算技术的出现,为医学信息在集成、管理上提供了有力的技术保障。云计算技术是把各种各样的资源进行整合,并实现了抽象化及虚拟化。从而使用户能从复杂的底层逻辑、网络协议、软件架构中解放出来[2]。运用数据服务把各类医学数据整合,解决了数据不一致的问题,对用户的服务更加透明,医学信息被共享、资源的配置达到最优都得以实现。

3、云计算技术下医学信息的模型

3.1 数据层的工作原型

通过SDO模型的使用,运用数据服务的基本方式,运用PACS网络接口对医学数据进行读取。为了在耦合、松散的环境下实现对对象访问,则必须有一系列相关的协议,在传输层数据服务采用的是HTTP协议。医学数据由于非常特殊,最好使用XML对数据提供描述。而SOAP是基于XML下的一个消息协议,依靠该协议,数据服务可实现信息的互相转换。M-WSDL的作用是对数据服务相关的功能特性进行描述,它对XML的语法进行定义,服务被描述为可实现信息交换的通信端集合。以此向数据服务的注册中心,用统一的描述、发现及集成方式去注册并且数据的服务。

3.2 服务层的工作原型

服务层是采用Hadoop平台,对分布式存储以及计算的平台进行构建。Hadoop运用分布式的文件系统对资源实施管理,其中包括:故障检测与恢复、负载均衡、监视统计。并对诸多应用任务实施调度,让资源为应用提供服务更加高安全。而云计算的能力被封装起来作为标准服务为应用程序提供服务,同时要对提供的服务实施管理、调度。

实现并行计算使用的框架模型是MapReduce。MapReduce由两部分服务器组成:作业服务器、任务服务器。作业服务器是系统任务分配的核心,对所有的作业进行管理、调度。任务服务器是对用户的操作进行执行,而每个作业又会被分为几个任务,任务中包括Map、Reduce两种任务。执行过程中,任务服务器必须发送心跳信息给作业服务器,对每个任务执行的状态进行汇报,让作业服务器能够收集作业在执行中整体的情况,为下一次分配任务提供可靠依据。

3.3 应用层的工作原型

应用层的核心功能主要是给用户提供服务,根据用户需求开发出具体的相关的应用,并提供相对统一的一个人机界面的接口给用户。用户通过已注册、的服务,按需求查询医学信息,并且运用CCMedⅡ进行分布式处理、分析。

4、验证与分析

4.1 服务请求处理的程序

通过用户的界面,用户可查询了的应用服务。当用户发送比如是对大脑图像的所有信息进行查看的请求时,此请求会在数据层的、所有的医学数据中对大脑图像服务的描述进行查询,并且返回结果。这样,在返回的列表中,用户可查看部分或全部服务。处理的程序如下:

(1)发送读具体服务的请求,迅速读取在PACS中存储的医学数据;

(2)为服务去访问主节点,并发出需要相关的、已存储的数据的请求,从而取得需要服务的存储块位置、存储块副本位置;

(3)为应用服务返回来第一数据块、其它副本存储的位置;

(4)应用服务会传送相关的信息到数据层并且请求读取有关的数据;

(5)通过已注册、的服务,数据层会查询服务,从PACS中获得相关信息;

(6)名称节点传送控制信息,数据节点通过这些信息,读取数据并把数据存储至指定位置;

(7)返回结果给应用程序,并且在用户界面显示

若用户想要进一步处理、分析已取得的结果,可再一次发出应用服务的请求,应用服务便依然通过主节点给数据节点传送具体命令,程序的处理会在数据节点上直接运行,然后返回运行的结果给用户。

4.2 云计算下计算速度的测试

通过医学图像的运行,计算、分析处理速度的实验,可验证在云计算下计算、处理的能力有多强大。实验方法:将数据节点上存储的、浏览器却无法显示的医学图像(DCM格式),转换成浏览器能够显示的图片(JPEG格式)。

本实验依旧运用Hadoop平台,计算框架依旧选取MapReduce。数据块副本的个数为2个,数据块的大小是64MB,而总的数据大小是19.8GB,内含医学图像共44933张。实验的结果显示:运行任务时,只运行一个数据节点,用时1678.34s,而8个数据节点一同运行,用时仅仅只有203.65s。

结语

综上,本文通过对医学信息的集成模型进行构造,并在有效性上作了验证。这充分说明云计算的利用,不仅对规模颇大的医学数据很好地集成、管理以及分析,使医学数据的资源得以共享、配置达到最优效果,而且在计算机科学与医学的发展上都起到了推动作用!

参考文献

[1] 黄庆藏.基于云计算的医学信息集成方法研究[D].浙江工业大学,2012.

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随着现代网络信息技术的不断发展,网络逐渐成为大学生校园生活的一个重要组成部分。云计算概念引入中国后对教育领域产生了重要而深远的影响。利用“云计算”技术弹、资源池化、按需服务、实时性强等特点,构建全国高校网络社区团支部云服务平台既能满足当代大学生个性发展的需要,又能使各级团组织形成相互捆绑、信息共享、各具特色、优势互补的网络体系。可见,信息化背景下,基于云计算的网络社区团支部建设将为高校思想政治教育搭建新的平台,为各级团组织凝聚和引领青年提供新的思路。

一、云计算的概念及其在高等教育领域中的应用

云计算(Cloud Computing)是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,是一种新兴的商业服务模式。它将数据存储于云上、软件和服务置于云中、构筑于各种标准和协议之上,随时随地可以通过各种设备获得。云计算所具有的海量数据存储、强大计算能力、高可用性、资源共享等优势,是推进高等教育信息化建设的一种理想选择。

近几年,云计算技术在高等教育领域中的应用越来越广泛,它将高等教育所需要的一切软硬件计算资源虚拟化,向师生、教育管理部门、相关团体提供以租用资源为形式的计算服务,用户能够在任何时间、地点自由地获取所需信息,形成个人网络环境。由此可见,将云计算技术的应用延伸到高校网络社区团支部建设,通过云计算平台建立网络团支部,在网上过团组织生活,讨论团组织工作,开展志愿服务活动,选举团支部书记,能够使团组织网络覆盖全体青年,与各类青年学子牵上线、搭上话、交上心,更好地为大学生成长成才服务。

二、云计算应用于高校网络社区团支部建设的优势

1.增强高校网络社区团支部的互动性、开放性和共享性

在云计算模式中,“云端”的服务器群所具有的良好容错性、强大的计算能力和几乎无限的带宽,保证了信息数据的安全和高并发性,用户的请求可迅速得到响应。因此,基于云计算的高校网络社区团支部可以成为全国高校师生提供服务的SNS交流网站,大大提高了用户之间的交流效率,搭建了一个功能丰富、信息充足的用户交流互动平台。用户可以在各种终端之间迅速同步获取数据,并具备站内外资源分享功能,体现了良好的开放性、共享性。

2.促进信息资源的共享和共建

目前,全国校级以上的各级团组织都拥有自己的服务器,用于组织建设、新闻、日常工作等。但各地建设的资源库资源分布不均、共享程度低、缺乏相互协作。云计算使用的是集中存储方式,将所有数据存储在规模庞大的数据中心,形成资源池,由专业的团队负责数据的管理和安全工作,能满足资源库规模逐步地扩大和数据安全的要求。此外,云计算扩展性非常强,多个学校团组织将现有的信息资源共同加入到一个“云”中,将原来仅仅为本校、本地服务的优质信息资源拓展成为更多组织和师生提供服务的“云”资源,实现了真正意义上的资源共享,为网络共青团组织体系的构建提供了有力保障。

3.实现按需服务,构建云服务“生态系统”

高校网络社区团支部云计算服务平台可以为用户提供各种适合用户需求的应用服务,如资料共享、文化展示、互动交流等。这些服务需要各类软件环境的支持,高校网络社区团支部云计算服务平台可以为服务供给者和服务需求者提供一个服务交换的市场,服务供给者在平台上部署并提供服务,服务需求者在平台上购买并使用服务,形成一个云服务“生态系统”。

三、高校网络社区团支部的云计算服务平台结构

云计算时代的到来,为高校网络社区团支部的管理和建设提供了新的思路。构建云计算数据交换及共享平台要依据SaaS(Software-as-a-service)软件即服务的概念,以SOA架构设计为理念,采用传统的数据同步方式进行业务系统集成。根据云基础设施体系结构模型与高校网络社区团支部建设特点,将该平台分为物理资源层、虚拟服务器层、基础管理层、中间件服务层、应用程序层和服务层六个层次,如图1所示。

图1

四、基于云计算技术的网络社区团支部建设模式

由于开发云计算服务平台需要一定的基础投资、网络规模和资源协调,目前我国高校网络社区团支部建设主要是依靠人人网、腾讯QQ、新浪微博等大型公司,然而这些平台大多应用于商业目的,如果直接采用现有的云计算方案,固然短期成本低,实施简单,但随之而来的是自主性、安全与信任、政策问题。将各高校网络社区团支部的资源直接依赖于现有公司存储在云端是不安全的,一旦受到各种因素影响而出现问题,将会导致不可预测的后果。因此,高校共青团只有组建自己的云计算服务平台,同时进行自主创新才能从根本上保证云安全,提供共青团内自己的云服务。

1.建立政府参与下的公司管理模式

建立全国高校网络社区团支部的云服务平台必须依靠政府的支持。政府作为投资主体,能够采用多种筹资渠道,注入资金以保障高校网络社区团支部云计算核心服务器的建立、运行与维护。可以让高校和科研院所统筹规划云计算服务平台建设,选择专业技术团队搭建云计算平台,提供规范化、标准化的云服务。

2.成立教育部门协调下的分层管理模式

建设高校网络社区团支部云计算服务平台除了赢得政府的支持外,还要成立一个在国家教育部门协调下的“云计算服务组织”,采用“政府核心服务器――省市级信息资源模块共享――校级特色资源组件共建”的三级管理模式,如图2所示。在全国范围内搭建若干个云计算服务中心,每个中心承担一个区域的云计算服务,可以在高校共青团现有IT基础设施的基础上协同构建,逐步将当前信息化基础设施及应用移植到地区云计算平台。成立地区云计算服务平台管理中心,组织中心进行总体规划、制订标准规范、协调地区管理机构、与云计算技术厂商以及应用服务提供商建立协作关系。

图2

3.倡导高校混合云建设模式,形成高校间公用云平台

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【关键词】体育成绩;管理系统设计;云计算

1.前言

体育成绩是教学管理的重要部分之一,云计算信息系统已经广发的应用在高校体育成绩管理中。建立在云计算信息管理系统上高校体育成绩的管理中,可以处理高校体育成绩的管理系统中的大量信息数据,将这些数据统一处理、计算和存储,达到提高体育成绩管理的安全性。

2.云计算的概述

为了传送和储存海量的信息数据,实现数据的共享和实时传播,提高工作效率云计算得到发展和完善,先后发展了效用计算、分布式甲酸核心技术和互联计算等云计算理念。具体划分为数据即服务、软件即服务和平台即服务等不同层次。

2.1特点

第一,扩展性。云计算的扩张性可以看作是搭建了一个信息资源池,给体育教学管理提供多种服务,实现资源的优化配置。

第二,通用性。在云计算使用的过程中,具有普遍性高和局限性小的特点,使多种应用正常发挥。

第三,独特的稳定性。云计算在系统中传递和保存数据时具有可靠性的特点,运用多种技术对数据进行保护。

第四,安全性。云计算的安全性能可以进步以提高数据管理的可靠性,对系统中的数据进行保护,防止黑客侵入的状况发生。

第五,虚拟化技术。系统中的数字和物理资源都是虚拟的,运用云计算进行规范处理,将用户终端的数据中心相连,就可以实现数据的处理。

第六,费用低。运用云计算管理教务系统,可以减少管理人员的工作量,提高工作效率,节约成本的投入。

3.高校体育成绩的管理系统设计

3.1高校体育成绩系统界面

系统界面设计时,要简单、清晰且易于操作,给系统用户在信息处理时提供输入和输出界面。

云计算在体育教务管理的登陆的过程中先输入用户名和密码,再点击进入,之后系统会解析用户名并确认用户身份,再输入验证码进步验证身份的安全性,提高系统的可靠性。

3.2高校体选课系统设计

学生选课系统划分为用户登录、学生信息管理模块、课程信息管理模块、选课成绩管理模块、用户管理模块这五个管理模式。

基于云计算的高校体育教务管理系统分为以下几个内容:

第一,学生成绩信息数据库,其中有不同学生的成绩,以供学生自己对选课成绩查询。

第二,数据库表单。运用“USERS”进行相关数据的处理。

3.3高校体育考试管理的设计

第一,这部分设计的内容主要包括考试科目管理、考试日期管理、监考人员管理、监考日程管理以及补考的各项工作管理。

第二,在考试管理模块中最重要的是考试日期的安排和监考日期的安排,通过编排课表模块的功能,对考试进行安排,增加各个时间阶段的考试教师和相应的监考老师最优化的安排,最后确认无误后拟定出清单并公布。

3.4高校体育成绩管理设计

第一,成绩录入。考试结束后,教务管理人员将学生的考试成绩录入成绩管理系统,系统自动生成总评成绩。

第二,成绩查询系统。该系统包括查看成绩和补考成绩两部分。教务管理人员完成成绩录入工作后,经教务处和学院的批准公布成绩,系统用户就可以在管理系统中查看成绩。

3.5高校体育教务学籍管理

第一,学籍管理框架设计,主要设计新生学籍注册、在校生学年注册、学生学生学籍管理等内容。

第二,学籍管理的实现效果。通常包括学生家庭信息、年龄、综合实践等信息的录入,教务管理人员通过学号、姓名、班级就可以进行学籍信息的查询的系统。

第三,学籍异动管理。在教学工程中,经常会有学生的转学、辍学、休学等不同的学籍异动处理。

3.6高校体育教学计划管理设计

第一,开设教学计划。体育教师根据学校要求和学生的实际情况制定教学计划,将课程名称、课程代码、具体的教学计划录入教学管理系统中,建立与计算系统上的高校体育教学计划管理系统的设计。

第二,教学计划维护。每个教师根据学校制定的教学大纲设计了教学计划,按照教学计划有序的进行教学任务,之后嗨哟啊哦进行教学计划的维护,形成高校体育教学计划维护管理系统。教学计划的维护主要包括课程学分和考核方式。

4.结语

数据信息化是这个社会发展需要的必然结果,各个行业都在运用计算机技术,高校体育成绩的管理也不例外,只有发挥云技术在信息处理和管理的优势,才能有效的整合教学和教务管理,提高管理工作水平和效率,使高校体育成绩管理系统不断科学化、合理化、规范化。

参考文献:

[1]李春峰.高职学生体育成绩管理系统的设计与实现[D].厦门大学,2014.

[2]沈炜.绍兴职业技术学院体育成绩管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,2012.

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关键词:开源云计算;openstack;高校计算机;机房管理

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)31-0082-02

信息技术和互联网技术的发展和应用,不仅大大便利了人们日常生活与工作,给高校教学工作和计算机房也带来全新变革,高校计算机房建设就是在这样的背景下产生的。同时,为促进计算机房更好运营和发挥作用,建立完善的管理系统,提高管理水平,为教师教学和学生学习提供支撑是十分必要的。为此,各学校都普遍重视高校计算机房信息管理系统的设计和开发,根据机房具体工作需要,合理设置相应的管理系统,推动传统管理方式向现代管理方式转变,推动计算机房管理水平提高。也为教学活动有效开展,提高学生的学习效率创造条件。本文结合高校计算机房实际情况,就开源云计算openstack的应用进行探讨分析,希望能为具体工作开展提供启示。

1 开源云计算和openstack概述

随着云计算技术的创新发展和不断改进,开源云计算出现并得到越来越广泛的应用。在高等教育事业不断发展,整个社会对高校人才培养质量要求越来越高的背景下,加强高校计算机房建设,提高学生的实践技能和动手操作能力是十分必要的。通常高校普遍注重加大基础设施建设投资,扩展教学场地,改善办学环境,但是对计算机房设备的投入可能存在不足的情况,设备更新缓慢,管理维护工作不足,制约学生接触和掌握先进的计算机技术,也影响学生综合素质提升。为弥补这种不足,将开源云计算openstack应用到计算机房当中,有利于更好部署云,确保机房性能稳定,促进计算机房有效运行和发挥作用。

1)开源云计算概述。云计算是一种利用互联网实时、随地、按需、便捷访问的共享资源池模式,包括基础设施、平台、软件服务层。开源云计算在此基础上发展和演进而来,较为流行的管理平台有Eucalyptus,OpenNebula,OpenStack,CloudStack等,应用最多的为OpenStack,并且前景广阔,深受人们的喜爱与关注。

2)openstack概述。Openstack是一个开源云计算项目,其目的是方便部署云,为各项工作开展提供操作平台。组成架构包括计算、存储、网络、共享服务、仪表板,有效完成存储、网络连接等各项功能。同时,openstack包括云计算和云存储两个项目,可以提供计算资源,提供自动创建和管理服务。并且存储空间还能够扩展,为用户使用提供方便。

2 _源云计算openstack在高校计算机机房中的应用对策

高校计算机房系统以提高管理效率、促进教学水平提升、方便学生学习为目的。通过合理应用计算机技术措施开发而成,更好服务于实验室教学、管理、学生学习等工作。机房管理是高校日常管理工作的重要内容,同时也是一项系统、复杂的工作,复杂程度高、任务繁琐,需要耗费大量人力与物力,但对高校正常教学秩序、学生学习和发展等都会产生重要影响。随着新任务和新要求出现,原有管理方式逐渐显示其滞后性,难以满足高校计算机房管理需要。因此,设计和开发新的管理系统是十分必要的,开源云计算openstack是重要的技术措施,满足机房日常工作需要,实际工作中从以下方面采取应用对策。

1)建立大规模网络存储。传统实验教学中,大容量文件拷贝与高宽带传输加大单机服务器负荷,对不同机房存储服务器开展集中管理是迫切需要解决的问题。Openstack提供云存储技术,可以便捷、迅速的构建大容量存储。收集现有可用的存储服务器,以5台为单位组成节点区,结合需要扩展多个节点区。并融入身份认证节点,对用户访问进行控制,组建云存储,满足管理工作需要。

2)建立虚拟计算机云系统。传统计算机房管理效率低,耗费大量人力物力,安装过多软件会影响计算机性能。而openstack可以构建虚拟计算机云,有利于提升计算机性能,减少人力与物力消耗,提升计算机房管理效率。以4台计算节点为单位,使用交换机组成一个区,管理员根据需要增加区。每台计算机节点连接内网与外网,内网管理云计算,外网访问虚拟计算机。还可以增加管理端和监控点,实时监控计算机服务的各项工作,确保计算机运营安全。利用openstack虚拟化后的网络架构,虚拟计算机和物理计算机一样。

3)落实安全保障措施。一方面,为保障计算机房的安全,让开源云计算openstack有效发挥作用。与Internet连接设置防护墙技术,进行用户权限设置,设置安全密码,安装防病毒软件,去掉测试账号和共享账号。另一方面,为保障计算机房数据库系统安全,严格限制管理权限和用户访问权限,使用安全的密码,设置强度高密码,重视记录数据库日志审核与管理。另外,为保证权限级别安全,计算机房还给不同用户分配不同访问权限,禁止未注册用户访问,对用户名和密码进行校验和审核,防止非法访问,确保计算机房的数据信息安全。要建立并落实安全管理控制制度,加强用户管理,杜绝不法分子篡改数据,实现有效保障计算机房数据信息安全的目的。

3 开源云计算openstack在高校计算机机房中的应用实例

通过上述介绍,对开源云计算openstack计算机房系统设计和实现有基本了解,为促进系统功能和作用充分发挥,要将其有效应用到计算机房具体管理工作当中,以证明其实用性,为提高计算机房管理水平,推动教师教学和学生学习顺利进行奠定基础。下面将对系统应用进行介绍,以掌握开源云计算openstack的功能,为推动其有效利用和作用充分发挥提供借鉴。

3.1应用实例

某高校计算机房日常运营和管理中,通过开源云计算openstack的应用,设置以下模式,促进机房作用有效发挥。

1)页面框架。系统开发时采用的是框架结构,以增加系统灵活性,方便操作和用户使用。页面头、左边导航、右边正文分别置于不同框架结构中。为实现对右边正文内容有效控制,具体使用和操作过程中,只需要移动左边导航部分即可,提高使用的灵活性,有效满足用户需求。为方便计算机房管理,用户只需要在左边导航选择不同功能菜单,就能实现刷新右边正文内容的目的。也让整个页面结构变得清晰合理,方便用户观察和使用,为开展具体的各项操作提供方便。

2)系统登录。登录界面为用户登录和进入机房提供平台,输入用户名和密码即可登录界面。对用户输入的登录信息,系统进行身份识别,根据用户不同的身份信息进入不同界面,管理员进入管理员界面、教师进入教师界面、学生进入学生界面。将用户合理分配到应该进入的页面,然后用户可以根据自己需要开展各项操作。系统根据用户名和密码确认身份,验证登录信息,只有通过验证后才能登录到用户界面,并在该界面上浏览用户信息,进行相应操作,还可以了解用户身份信息以及可以操作模块。如果登录信息未通过验证,则禁止登录,表明该用户不符合访问身份条件,避免非法访问和入侵,保证计算机房安全。

3)管理员登录管理。为提高计算机房管理水平,避免相关信息资料泄露出去,实现对用户信息严格保密的目的,管理员有权限管理和维护系统。考虑计算机房管理工作需要,方便管理人员登录系统开展系统管理及维护工作,开源云计算openstack应用和计算机房设计时,将管理员登录信息存放于数据表ex_adm中,该数据表建立时添加管理员记录,用户名和密码均为admin。管理员登录界面,包括用户名和密码输入框,输入并提交登录按钮后,进入管理员用户界面,根据需要开展各项操作。

4)用户管理模块。该模板对用户登录信息和资料进行管理,决定用户是否拥有登录权限,并为用户使用系统设置相关内容。具体来说,主要功能为:对不同用户登录权限操作开展管理,添加、修改或删除用户。添加用户时要填写新用户资料以及用户名和密码,根据是学生、教师还是管理员对其进行分类,提交并确认后添加成功,从而在管理模块当中新增用户。如果提交失败,需要重新添加,直至符合要求,_认后为止。

3.2应用效果

计算机房通过开源云计算openstack的应用,实际应用结果表明,openstack能便捷、迅速的部署云,还可以确保性能处于较为稳定的状态,能满足一般高校计算机房管理工作需要。同时,在openstack支持下,还有利于整合计算机房资源,为管理者、教师、学生提供较丰富的信息资源,甚至还可以将开源云计算openstack用于虚拟实验教学,其重要的应用价值是不容忽视的,今后在实际工作中值得推广和应用。

4 结束语

总之,高校计算机机房中,通过openstack的应用,能够较为迅速的部署云,并确保系统的性能稳定,为人们开展管理和其它操作提供方便,对一般高校计算机房各项工作顺利开展也具有积极作用。同时它还有利于整合教学资源,对任课老师教学活动开展,学生获取丰富的信息资源也具有一定价值,甚至还可以将其应用到虚拟实验教学活动。因此,实际工作中应该重视openstack的应用,加强安全管理和系统维护,确保系统综合性能,促进openstack在高校计算机机房中发挥更大作用。

参考文献:

[1] 孙寒玉,顾春华.一种基于openstack的云应用开发框架[J].华东理工大学学报:自然科学版,2015(4):272-276.

[2] 马文杰.基于OpenStack的高校实验云平台的研究与应用[J].绥化学院学报, 2014(12): 146-150

[3] 宋凌怡.基于OpenStack的高校云数据中心研究与实现[J].赤峰学院学报:自然科学版, 2016(8):33-35.

[4] 肖飞,杨晶.基于OpenStack的计算机实验室自助服务平台的设计与实现[J].计算机与现代化,2013(7):201-207.

[5] 苏培华.基于openstack的高校数据中心应用研究[J].电子设计工程,2015(21),48-51.

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本次年会依旧在旧金山市中心的Moscone Center举行,上下两层的展览大厅被挤得满满的,共有252家公司展示了自己的广告产品和技术,从重量级的Google、雅虎、微软、AOL到初出茅庐的Get Glue、Goby、RichRelevance等,可谓八仙过海,各显神通,其中与数字广告平台(Ad Network)有关的就有40多家,展会还专门设立手机广告专区,近20家公司参展。

技术:丰富多彩

经过两天的交流学习,总体感觉是:欧美的技术丰富多彩,错落有致。首先,欧美大公司更注重产品用户体验,在应用上比国内产品要简单得多。就广告管理系统而言,欧美的界面设计非常合理,只要拥有一点基本常识,且无需太多培训,就能快速上手使用,复杂的功能都被隐藏起来,而背后则往往有非常复杂的技术作为支撑,个人觉得国内的产品设计人员应在这方面努力改进。其次,美国很多初创公司都非常专注地做某一方面的技术,这样可以避免来自大公司的直接竞争。譬如有一家公司只做图像识别技术,可以把该技术用在内容定向方面;另一家公司专注于汇总用户线上、线下的数据,供其他公司购买后用于行为定向;还有一家公司关注于发现和防止欺诈流量方面,据说此公司拥有一两百种计算方法,且能在极短的时间内发现非正常的流量。总之,类似公司的数量之多,让人眼花缭乱。

值得注意的是,这次我们并没有看到非常突出的手机广告技术,这一领域现在的模式仍是以Google收购的AdMob的中长尾推广模式和Apple的iAd高端品牌广告模式为主,其他的基本介于这两者之间,基本不成主流。我们在年会现场倒是发现有些公司在提供开发人员工具方面有些创新,譬如有一家公司可以快速地把任何一个网站转换成手机上的应用,这样的平台在美国有不少,在提供这种平台的同时,把手机广告植入其中,既帮助现有的互联网媒体转换到手机平台,又能通过广告盈利,不失为切入这一市场的有效途径。

手机广告:应有想象空间

基于位置的服务(LBS)仍然是大家谈论的一个热门话题,大家已不再局限于Foursquare以及类似的应用,似乎这样的应用和模式已经被大家熟知,没有新意。很多专家也认为手机广告不应该仅仅是互联网广告的平移,应该有更多的想象空间。有些公司从运营商基站定位(LBS)出发,这样能触及更广泛的手机用户,通过位置篱笆(Geofence)以及获取用户许可(Opt-in)来发送短信、彩信,传播信息,获得了比较好的效果,这种简单有效的营销手段获得了用户80%以上的接受度。二维码已经在市场上谈论很久了,但并没有看到广泛的运用。最近在美国的平面媒体上经常可以看到一种微软的tag码,理论上和二维码非常相似,只是背景为一张彩图,上面有些彩色的点,就是这么一个简单的创意,据说在美国已经获得了极大的增长,过去半年中就有30亿个tag被打印,2011年的前三个月每月按照250%的速度递增。这种理念来自把平面媒体和手机挂钩,拥有广泛的市场前景。

云计算:平台架构稳定

这次旧金山之行,我们不仅参加了Ad Tech会议,还与很多广告相关的顶尖公司进行了广泛深入的交流,包括Google、雅虎、Facebook、IBM、Vodafone、comScore等。通过沟通,我们发现一个共同的特点,即对数据的热衷,对云计算使用的平台一致性。整个雅虎的开发平台就是基于云的平台,由于各个公司使用了类似的技术,技术人员之间的交流也非常普遍,使得平台架构非常稳定,代码也非常健壮。这些既增强了我们使用类似技术的信心,也验证了互动通广告云计算平台的方法和方向的高度及准确性。未来我们也会直接通过这些合作伙伴获得技术上强有力的配合,这对互动通在技术上与国际接轨具有非常重要的意义。

就云计算及相关的NoSQL数据库技术而言,我们发现市场上存在两类公司:一类是专注于基础设施平台的建设,譬如开发先进的实时NoSQL数据库,速度更快的云平台等;另一类就是应用层面的公司,譬如Facebook、Twitter等。当然,你也可以说还有一类专注于运营及提供服务的公司,但这一类公司往往从平台设计、研发开始,并在运营的过程中不断改进平台的功能。现在,国内绝大多数公司都属于应用层面的公司,这和国内的商业环境有关,大家都希望能在最短的时间内实现盈利,因此没有人去关注基础平台的研发,这对整个产业链来说很不利。虽然基础平台的搭建在短时间内可能看不到效果,但这是产业和技术发展的基石。很多人认为Facebook只是有个非常好的SNS创意,但其内在平台系统也是非常超前的,Google、Twitter、Apple的成功无不是因为搭建在超越现有平台的基础之上。可以说,每一家成功的互联网企业背后都有一个领先的技术平台在支撑着。

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【关键词】云计算;CDN;发展;加速器

从PC时代到互联网时代,再到移动互联时代,技术的革新总是为行业发展提供催化剂。CDN伴随着互联网的发展已被越来越多的互联网企业使用,并逐步呈现出一些新的特点。近年来,云计算异军突起,由于其本身具有很多不可替代的优势,在互联网行业得到越来越多的关注与应用。IDC、CDN与云计算在一定程度上的发展与融合不仅造福了企业与运营商,而且对于信息时代的发展也起到了不小的推动作用。在此过程中,所面临的挑战和困难也是不可预期的,摸索中前进成为主要的发展方式。三网融合、云计算乃至移动互联网的发展将为CDN的发展注入新的动力。

1.CDN 、云计算的发展演进过程

CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络,是一种基于C/S结构的分布式媒体服务技术平台。通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构,将网站的内容到最接近用户的网络“边缘”,使用户可以就近取得所需的内容,解决了Internet网络拥挤的状况,并提高用户访问网站的响应速度。

云计算是在分布式计算(Distributed Computing)、网格计算(Grid Computing)、并行计算(Parallel Computing)等发展的基础上提出的一种新型计算模型,是一种新兴的共享基础框架的方法,它是超大规模的分布式环境,核心是提供数据存储和网络服务。是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。有三种服务模型:IaaS(Infrastructure as a Service)、PaaS(Platform as a Service)和SaaS(Software as a Service)。

作为一层建立在业务平台和基础网络之上的架构,CDN的诞生和发展与互联网和新技术的发展、应用有着密切的关系,其目的就在于满足应用需求。早期的CDN主要以实现静态文本和图片等静态内容的加速为主,CDN作为IDC的一个增值服务出现;以后随着流媒体服务的发展和Web2.0应用的出现,传统HTTP和下载、网络游戏产业以及网络视频等对服务器和网络带宽的需求压力加大,流媒体、Flash、视频和下载等网站内容及业务成了新的主要应用对象。为了给软件下载、视频流媒体、企业Web应用、B2B交易和Web 2.0互动等各种服务加速,传统的CDN技术又增加了压缩、流量整形、智能路由和网络优化等技术。随着CDN能够提供加速的内容类型不断丰富,其提供的服务也已从单纯的内容加速拓展到应用和服务的加速,但CDN仍然作为IDC的增值服务,CDN技术依然是DNS+Cache的模式,资源出租仍然是其主要的盈利模式; 随着云计算应运而生,云计算+IDC模式的出现,IDC向云计算方向的迁移成为不可阻挡的趋势后,CDN开始扮演成为云计算加速器的重要角色,拉近了用户与云端的距离,方便用户通过终端设备快速从云端读取所需要的数据,CDN技术不可避免地受到云计算的影响,呈现出新的发展趋势。一方面,很多云计算平台在对外提供服务时不可避免地会用到CDN的分发能力,另一方面,CDN的技术特点使得它本身就很像一种云服务,很多CDN服务商也开始积极尝试各种云计算技术在CDN系统中的应用。

在运营商方面,2000年年初,中国电信建设了自己的CDN网络,2004年,中国电信组建了自己的CDN流媒体分发网络。随后在中国电信推广IPTV业务时,为了使得用户获得良好的视频业务体验,又建设了部分CDN节点。目前,中国电信的CDN网络一方面为电信内部业务提供加速服务,另一方面为中国电信的互联星空,以及宽带和IPTV业务提供良好的资源和服务保障。 在企业市场,大型互联网网站成为CDN网络的青睐者,新浪、搜狐、腾讯等大型门户网站以及淘宝都采用了第三方的CDN加速服务。目前,蓝汛、网宿是国内领先的CDN服务提供商,建设了遍布全国范围的CDN网络节点。

2.云计算改变了CDN的发展模式

2.1 技术的相互渗透与融合应用

2.1.1服务器虚拟化是云计算的核心技术,它同时被运用到CDN之中。虚拟化技术的采用,使得CDN系统可以根据用户需要快速调整服务器的设备数量和处理能力,可以提升资源配置能力和优化部署方法。

2.1.2除了虚拟化技术,云存储也同样被应用到CDN中。将云存储引用到CDN的边缘节点和中心节点,利用云计算的虚拟化,实现文件动态分布存储,这需要边缘域与中心域的全部服务器资源的设备相互配合,从而根据文件访问的频率程度和用户需求自动调整存储。高清视频存储的成功应用表明了云存储适合大文件的读取密集型访问的特点完全符合CDN的应用需求。

2.1.3采用了云计算技术的CDN系统还能具备智能化的日志处理能力,可以综合运用统计分析、数据挖掘及时跟进用户需求,进行针对性的资源调配。如果在CDN 系统的边缘节点部署具有分布式计算功能的分布式的云系统架构,基于新计算集群的分布式计算模型能够针对系统地采集的海量非结构化数据进行并行处理,使得整个系统具有强大的大数据的处理能力和更优化的扩展性。

2.2 网络层次及架构的改变

在网络层面,原互联网数据中心(IDC)、CDN的网络架构层次由传统的接入层、汇聚层、核心层三个层次优化为现在的数据层、共享层。数据流在互联网数据中心的实际流向是从接入层―汇聚层―核心层,然后往返于汇聚层与核心层之间。这种数据流向不仅增加了网络硬件设备的损耗,还造成了较明显的延迟。层次优化后,数据流向往返于数据层与共享层之间,即往返于本地与服务器之间,大大提高了数据访问的实时性。未来,随着技术的进步和网络整体性能的优化,网络架构将逐步演变成核心层与边缘层两级:由核心层连接云计算的中心服务器、存储和边缘设备,执行各边缘层流量汇聚及高速数据的转发;更或者互联网数据中心(IDC)、CDN的核心层与云计算数据中心的边缘层合二为一。

总之,云计算开启了CDN网络架构、设计、应用的新思路。CDN既是云计算的一种应用,也是云计算的加速器。一方面,CDN服务商可以构建自己的云计算模式的CDN平台。另一方面,CDN服务商可利用现有的云计算平台来辅助内容分发服务,按需取用资源,在保证分发效率的同时,提供可靠的服务质量保障。

早在2005年,亚马逊推出的“CloudFront”的CDN服务为中小型客户带来了前所未有的便捷和实用。此项服务将IDC、CDN和云计算相融合,为全球的互联网企业起到了示范作用。而我国在20011年已有互联网企业成功建设了一种基于云计算的CDN网络CloudCDN,采用分布式处理、并行化协同处理技术,实现了网络资源的共享和高效利用,它透过全球各地不同的CDN云(CDN Cloud)产生的一种新型CDN服务。它是CDN在云计算上的延伸和发展,是云计算在CDN上的创新应用成果。

3.CDN、云计算发展存在的问题及未来展望

3.1、存在的问题

3.1.1 CDN与云计算的发展遭遇规模瓶颈

由于中国的互联网起步较晚,国内的互联网厂商的服务模式还很单一,从原来的短信到现在的网络游戏;由于带宽租用成本在运营成本中占据较高比例,造成价格偏高,而若互联网厂商选择自己建设CDN,虽然节约了成本,但因缺乏专业的经验与规模效益,CDN建设后发挥的效果并不好;由于P2P的建设很便宜,因而很多企业选择采用P2P实现加速作用。这些都在很大程度上阻碍了国内CDN市场的发展。

尽管表面上看,人们对云计算与云服务有广泛的兴趣,但仅有低于20%的人完成了公共 IaaS或PaaS 项目,低于10%的人实施了SaaS项目;在实施了云服务的地方,都明显存在预期收益和实际收益的差距,比如在减少运行开支方面、IT的灵活性和灾难修复预备等方面。以上种种都在制约、影响着云计算及服务的广泛运用。

3.1.2 内容安全问题

由于云计算仅改变了服务方式,并未颠覆传统的安全模式,因此人们普遍担心云计算的安全问题。尽管云计算服务提供商郑重承诺安装多重安全设备、采取分级控制和流程化管理的方法等安全防范措施,但在特定的服务中,不同客户之间的数据溢出;云供应商系统遭到大量恶意软件攻击;“恶意人群操作”导致的资料外泄;共享信息的不安全性;以及黑客盗取供应商系统的数据等安全隐患仍然存在。对于互联网企业来说,云计算使用的终极目标是将海量的数据快速安全的传递给最终用户。而对于具有企业机密性的数据来说,企业去构建一个企业内部的私有云,则是最佳选择方式。由于海量的用户、业务数据传输时是通过普通的宽带进行传输的,云端的数据是所有企业共享的,因此,如何有效保证私有云里企业机密数据传输的安全性、共享数据的私密性等安全性问题成为目前云计算及服务推广应用过程中所遇到的最大难题。

目前有效的解决方案是:通过专业的云CDN平台进行传输;数据加密后放到云端保存;同时,数据备份和容灾技术保证云存储中的数据不会丢失,从而保证云计算及云存储自身的安全和稳定。

3.1.3 系统管理的问题

CDN、云计算系统本身的可靠性、系统性能和系统的可扩展性、可用性、可管理性等都是需要重点解决的问题。可靠性问题产生根源众多,如过载、代码问题、磁盘空间问题、服务器崩溃、数据库问题、带宽、硬件、云问题、CDN、数据中心问题等等;系统性能问题包括超负荷,就是常见的CPU、RAM 及IO 被大量占用;很多用户同时登录到客户网站造成了各种问题等;系统扩展问题如系统架构应实现负载的均衡等等。

CDN、云系统之间的互操作是必须要考虑的另一个问题,当一个云系统需要使用另外一个云系统的计算资源时,要能够提供跨云的管理策略,从而使得云系统之间能够自动交互,同时为了保证SLA(Service-LevelAgreement),系统必须能够进行SLA的监测;当有服务失败时,自动地进行资源的重新分配;在基础设施层次上,云计算系统要能够进行服务的动态迁移,目前的虚拟机只支持共享存储的迁移,如何将虚拟机迁移到没有共享存储的其他物理主机上也是云计算系统面临的挑战之一。

3.1.4另外,云计算应用的快速增长还带来了诸多其他问题,例如:应用终端距离不断增加、数据量增大、网络拥塞、网站访问速度降低等等。

3.2、未来发展前景的展望

3.2.1从长远来看,结合下一代最新网络技术趋势,构建融合、开放的CDN网络成为共识。

未来,CDN定位于“云计算+SDN”模式的出现,将实现从服务器虚拟化到网络虚拟化的CDN的横向整合,形成一个统一智能的融合CDN网络。未来CDN的发展前景是通过业务平台解耦,标准能力调用,内部模块独立,统一运营等能力的实现,构建能够适配所有业务的CDN“全能”网络。这是一张将业务和网络松耦合、将网络完全开放化、标准化并向上承载所有的业务平台,同时适应各类应用的交付网络。

由于融合CDN网络具有在任意时间、任意地点以及任意终端上看到任意内容的技术特点,以及统一性与智能性的特点,能实现业务内容在不同网络、按照不同既定策略向多种终端的快速分发,能够实现热门内容自动存储到融合CDN各云端的节点,而无需增加额外的承载网设备,大大降低了CDN服务商的建网成本,提高了投资收益率。例如高清视频业务向移动终端播放时,CDN网络需根据终端的类型、网络带宽等因素,自动调整视频类业务的分发策略,选择适合手机屏幕的编码格式,并采用预先设定好的手机视频Qos策略,使用户快速获得业务内容,降低承载网的流量压力,从而保证用户的业务体验。 同时还能动态适配用户和网络情况,对视频内容进行识别,实现智能管控,从而适时添加针对性的增值业务和广告,保证用户的业务体验。

3.2.2 CDN与云计算的融合业务、服务不断推陈出新

随着融合CDN网络的建设的日益完善,一方面,云计算“即需即用”的方式可以被CDN服务商用来为客户服务;另一方面,利用云基础架构重新构建的CDN的平台,无论是从成本还是技术与服务都取得明显优势;云计算的推广也使得CDN服务商实现了网络资源共享,降低设备闲置率的目的,同时还根据用户需求制定灵活和多元化的服务策略,实现双赢。内容丰富多彩的融合视讯类业务、融合在线网络游戏、手机视频监控、手机VOP等融合创新业务如雨后春笋般层出不穷。未来,无论是在产业链联合与重构方面,还是从最基本的互联网接入到各种丰富多彩的业务应用,都将给众多的CDN服务提供商、云服务提供商、运营商、SP、CP带来丰厚的利益。

4.结语

CDN与云计算的相互渗透发展引领了信息时代的潮流。站在互联网产业链的角度来看,云计算和CDN是相辅相成,密不可分的。CDN就是云端的一种形式,也是云端技术价值实现的基石所在。它们的融合提供了大量可以发展的新契机,未来其贡献值与发展潜力是不可估量的。

参考文献:

[1]鲁维.三网融合时代的机遇和挑战[J].电信科学,2011.(02).