云计算涉及的关键技术范文
时间：2023-12-25 17:54:02
导语：如何才能写好一篇云计算涉及的关键技术，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：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
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关键词：云计算；数字图书馆；建设模式；服务模式
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0066-02
Abstract： Cloud computing is called the next revolution of science and technology， will bring revolution change on people's life style . From the mass data processing to the data storage to the software application， cloud computing is not a concept. On the other hand， Cloud computing is still in the initial stage， the combination of cloud computing and digital library is a significant problem.By analyzing cloud computing 'advantages，this paper proposes the application of cloud computing in library construction and service mode.
Keywords：cloud computing；digital library；construction
大数据时代的来临，给图书馆的数据存储量带来指数形式的增长，图书馆需要提高数据存储能力来应对这一方面变化。传统形式下，存储数据就需要增加新的服务器，然而购买新设备不仅需要高昂的费用，而且新的存储设备之间的可融合性、可衔接性也给图书管理人员造成了很大困扰。 云计算的发展为解决数字图书馆出现的问题提供了很好的思路，数字图书馆技术上的异质，存储空间的成本，人机交互的落后，都可以通过云计算解决。除此之外，云计算使得用户个性化信息需求得到满足，用户体验得到很大的提升，数字图书馆的服务效率得到增强。结合云计算的优势和当前数字图书馆发展遇到的瓶颈，数字数字图书馆具有对云计算的现实需求[1]。
1 数字图书馆面临的问题
数字图书馆是由传统图书馆发展来的，它将需要储存的文本、影像、科学数据和图片等多媒体信息经过加工后，通过收集、编码进行信息组织和管理，然后利用计算机网络提供服务。综合来说数字图书馆利用相关特有的技术手段组织管理数字资源并通过网络提供服务，数字资源、网络服务和特色技术三大特征缺一不可[2]。
随着大数据时代的来临，数字图书馆的信息量极速增加，图书馆的存储成本对经费本就紧张的图书馆而言，更加捉襟见肘。更新和增加计算存储设备，一方面设备的维护和管理带来的人力成本的附加费用，使数字图书馆难以承受；另一方面，不同存储设备和系统间有着较大的差异，不同设备之间不好融合，这种情况导致存储资源很难得到有效管理和充分利用。与此同时，数字图书馆在提高自身服务水平的时候，也遭受不少的困难和问题，比如服务器端受到黑客恶意病毒的入侵、相关硬件配置不合理带来的困扰，这些情况一旦处理不当，很可能会使得图书馆不能提供正常服务，严重的话甚至会造成重要信息的丢失，从而造成难以补救的损失[3]。
2 云计算概述
2.1 云计算的内涵
云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing ）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization ）、负载均衡（Load Balance）[4]等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算使得计算不再集中到本地计算机，而是将计算分散到云中大量的分布式计算机上。用户或企业可以根据自己的实际需求，通过云计算的应用接口访问计算机和存储系统。
云计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器，用户通过需求将资源切换到需要的应用上，这是一种革命性的举措，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。[5]用户只需要通过移动或电脑终端，就可以通过网络服务获得自己需求的服务，用户成为云计算的最终拥有者。云计算全新的服务模式，给互联网带了全新的变革。
2.2云计算的主要服务模式和典型应用
云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）[6]。
IaaS（Infrastructure-as-a- Service）：基础设施即服务。云计算将分布式计算机的内存、存储和计算整合到一起，为用户提供存储和虚拟服务器的服务。这一模式在亚马逊公司已经得到过很好的应用，他们推出的AWS（Elastic Compute Cloud）系统，运用按需收费的理念为用户提供服务，用户只需要为自己使用的部分付费即可。
PaaS（Platform-as-a- Service）：平台即服务。云计算服务商把开发坏境和计算环境以平台的形式提供给用户，用户可以通过云计算提供的操作系统平台、应用开发环境，开发自己的软件产品和应用程序
SaaS（Software-as-a- Service）：软件即服务[7]。SaaS服务是一种全新的软件应用模式，云计算服务商通过互联网向用户提供基于Web的软件，用户无需另外购买就可以利用云计算提供的服务进行运用。它是云计算领域发展最成熟、应用最广泛的服务。SaaS模式使得企业应用和购买软件的成本大大降低，Salesforce是SaaS模式的典型代表[8]。
3 基于云计算的数字图书馆的建设模式与策略
3.1云计算下数字图书馆的建设模式
建设数字图书馆需要将数字资源、网络服务器基础设施、系统管理平台、各类服务软件与应用接口有机结合起来。笔者结合“云计算”对数字图书馆建设带来的优点，提出基于云计算的数字图书馆建设模型和平台设计结构（参见下图）。
结合上图可以看出，云计算提供的PaaS、IaaS、SaaS三种服务模式都可以应用到四个层次中，每个层次由云计算实现后，图书馆面临的信息资源重复建设问题、服务器硬件配给不当问题、硬件与应用开发技术不匹配问题、海量信息存储成本问题，都可以得到完美解决。
3.2 云计算下数字图书馆的建设策略
1）云计算可以在数秒内进行数以亿计的信息处理，通过云计算的海量信息处理功能，对数字图书馆中存储的信息进行大量分析，用户可以在瞬间获取大量的检索信息。这就要求数字图书馆在建设中，建立一个与云计算完美衔接的信息搜索系统。图书馆要通过完善自身的索引和检索逻辑，为不同需求的用户提供服务。
2） 数字图书馆接入云计算，需要更加完善的硬件设施。如同从电厂取点，用户接收效果，不仅靠电厂的供应能力，用户本身的接收设备很大程度上决定着用户的使用体验。因此，需要图书馆合理地将已有的软硬件设施利用起来，实现资源整合。
3） 构建合理的信息安全保障体系。由于设备和信息存储在云上，云计算模式存在着信息安全的问题，关于云计算安全的相关法律和协议尚不完备。图书馆需要加强安全意识，通过数据加密、备份等方式，建设相应的安全保障措施，以保障云计算下数字图书馆的顺利运营。建设是为了更好地服务，数字图书馆的建设策略与数字图书馆的服务模式密切相连，更多建设策略，我们将在服务模式中做进一步探讨。
4 基于云计算的数字图书馆的服务模式
4.1 移动式服务模式
移动阅读是数字阅读的深化阅读方式，随着手机、手持阅读器的推广与普及，用户已经不仅仅满足于电脑以及固定场所才能阅读的限制。基于云计算的数字图书馆，可以帮助用户在只利用平板电脑、智能手机等移动终端的情况下，接入图书馆的云端服务器。当设备更新、设备丢失时， 所有我的搜索、我的收藏、我的最近浏览、我的定制服务均不受影响[8]。
4.2 一站式服务模式
“一站式服务”是指用户只要进入服务站点后，无需寻找第二家，就可以解决自身所有的需求。云计算强大的计算能力，进行智能推理与演算。利用数据分析的反馈，合理配置自身云端的资源，便捷准确地给客户提供服务，用户无须访问别的站点就能轻松实现自己的阅读需求，实现良好的阅读体验。
4.3 个性化服务模式
随着生活水平的提高，人们不再仅仅满足于生存和温饱问题，精神上的需求和心理上的满足感成为现代人新的追求。云计算的出现为图书馆个性化服务提供了新的途径和方法，图书馆可以建立用户模型，通过对用户的需求分析，为用户提供完善的信息定制与人机交互界面，使图书馆知识交流的功能得到加强，拉近用户与数字图书馆的距离。
4.4 资源共建共享模式
云计算下数字图书馆要注重用户生成内容，用户不仅仅是图书馆内容的使用者，同时也是图书馆内容的提供者。这种模式下，要注重调动用户的积极性，合理高效的抓取用户制造的有用数据和信息，做到聚合用户资源 、发掘用户资源以及让用户创造资源[9]。
除了用户的共建共享外，云计算环境下图书馆要注重与国内众多的图书馆加强联系，利用高速网络合理调配馆际之间可以共享的资源，从而避免了用户和图书馆双向的硬件重复建设与投资，并节约了时间，提高了效率[3]。
5 小结
图书馆的资源与当前互联网上的资源相比，更具专业性，图书馆所需的资源在互联网上往往很难找到，这些资源与服务从现有的云计算服务提供商那里往往也是找不到的[10]。通过云计算平台，构建一个基于云计算的数字图书馆的建设与服务模式，可以很好的整合大量数字资源，开发信息增值服务提供给读者。虽然云计算的应用还不算成熟，但是云计算与现有数字图书馆技术相融合必将是未来数字图书馆的发展趋势。
参考文献：
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[8] 赖永波. 移动数字图书馆服务功能拓展与实现途径[J].图书馆学研究，2011（3）：42-45.
篇3
【关键词】高校数字档案馆建设；高校档案信息化；云计算
高校数字档案馆建设中所需的经费支持力度不够、设备技术条件不好、人员配备不足等因素导致很多高校的数字档案馆建设只能是纸上谈兵。而云计算以其低成本、高效能的优势无疑可以优化高校数字档案馆建设模式，加快高校档案信息化发展步伐。
一、云计算概述
根据业内共识，云计算是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT信息资源，实现大规模计算的信息处理方式，是一种可以随时随地方便而按需地通过网络访问可配置计算资源（如网络、服务器、存储、应用程序和服务）共享池的模式。云计算的基本原理是将多个成本相对较低的计算实体通过网络整合成一个具有强大计算处理能力的系统，以服务的形式将软件、平台、基础架构等提供给用户。用户所处理的数据并不存储在本地，而是保存在互联网的数据中心里面，并且云计算服务提供商提供大量专业人员对数据中心进行专业化管理，维护硬件、安装和升级软件、防范病毒和各类网络攻击。
二、高校数字档案馆建设概述
随着信息技术的迅速发展，建设高校数字档案馆已是高校信息化的必然趋势。高校数字档案馆是信息时代高校档案馆新的存在形式，是信息时代保存高校记忆的重要方式。目前，国内一些知名大学已经在档案信息化建设方面取得了显著成效。例如，南京大学档案馆从1983年就开始在国内首次采用计算机管理科技档案信息。先后自主研究和开发了多套档案管理软件，其中“南大之星”档案管理软件已为湖北省内多所高校档案机构使用。上海交通大学档案馆联合多个单位开发和研制的《上海交通大学数字档案馆》项目，于2008年顺利通过了由上海市档案局组织的成果鉴定，标志着全国高校第一个数字档案馆建设成功。
近年来，高校数字档案馆建设取得了可喜的进展，但也存在一些亟待解决的问题。一方面，一些高校档案意识薄弱，档案管理理念滞后，未意识到高校建设数字档案馆的必要性。另一方面，在高校数字档案馆建设中，设备技术支持、专业人员配备、后期扩容维护等方面经费投入很大，不是所有高校都具备建设数字档案馆的实力。
三、云计算应用于高校数字档案馆建设的优点
从建设成本方面看，高校无需投入大量资金购置、安装、管理维护数字档案馆建设中所需的设备，只需配备接入云平台的简单用户终端，由云端统一管理软硬件资源，高校档案馆可按需使用云端ICT资源，按量支付服务费用，从而实现数字档案馆建设成本的降低。
从信息存储方面看，云存储为高校数字档案馆日益增多的馆藏资源提供海量存储空间。传统的存储方式要避免客户端和服务器的瓶颈，而云存储应用灵活而先进的分布式算法，在存储量和分布式规模增加的时候尽量保证检索的效率。
从资源共享方面看，云计算实现了ICT资源的集成，高校档案馆能够共享云平台上的服务器、存储空间等，使用统一规范的应用软件系统，避免各高校“孤岛”式档案信息化建设带来的ICT资源重复建设。
从利用服务方面看，数字档案馆的云服务平台能实现多种服务形式的开展，如个性化服务、知识服务等，充分体现以用户为中心的服务思想。高校档案馆借助云服务平台能够实现为校内各部门及社会提供多元化档案服务，不断提升高校档案利用服务工作水平。
四、云计算环境下高校数字档案馆的构建
（一）系统功能需求分析。需求分析是基于云计算的数字档案馆设计、开发与实施的重要依据。需求分析的准确性、科学性是影响基于云计算的数字档案馆系统工程成功的重要因素。
1.收集功能。档案收集是高校档案馆面向校内各个档案形成部门开展的主要工作，也是高校档案馆信息资源不断丰富和积累的源头。在进行需求调研时需要确定：高校档案馆与其他各部门内部的业务流程、任务分工方式；高校档案馆接收其他部门电子信息的约定（例如移交途径、格式等）；档案收集工作与馆内其他业务工作之间的信息流关系；档案接收处理过程中产生的所有信息，哪些需要记录、跟踪、管理等。
2.管理功能。为了改变目前一些高校各类档案信息单独建立数据库文件、档案信息检索及利用等方式比较落后的现状，应对高校档案馆内各档案门类之间的信息进行关联，实现档案信息的系统化管理；将各类档案信息按照各部门的权限进行配置，实现馆内全部档案信息的集成化管理和权限范围内信息资源的共享。
3.保存功能。云环境中数字档案馆能够实现数字档案长久的安全保存，包括数据的长期保存以及安全的海量数据存储空间。高校档案馆保存的是学校的历史、文化、记忆，档案信息的安全保障是至关重要的。同时，随着数字资源的不断增多，高校档案馆应适应高校档案工作未来发展需求，不断扩展数字资源存储空间，从而确保能够不间断地记载学校历史，传承学校文化。
4.利用功能。高校档案馆应将学校发展过程中形成的重要信息资源进行系统化整合、编研，为学校各级部门提供多元化利用服务，提高档案服务工作水平。云环境中高校数字档案馆应当实现以较低的用户端设备要求，满足利用者对档案信息的快速、准确、全面的查询要求，实现开放档案信息的共享和网络化利用，实现档案信息智能编研、深度挖掘，实现参考咨询服务、个性化服务等多种服务方式，实现用户统计管理、权限管理、日志统计等功能。
（二）基础架构。笔者曾经在《基于云计算的数字档案馆建设与服务研究》一文中根据云计算服务体系结构，设计了基于云计算的数字档案馆基础架构，该架构同样适用于云环境中高校数字档案馆的建设。高校可以结合自身需求对各层服务进行选择及调整，以便服务于本校档案工作，但总体框架不脱离该基础架构。
1.基础设施层。该层提供数字档案馆所需的计算、存储等资源来装载相关应用。该层利用虚拟化技术实现一台物理机上运行多个虚拟机。例如，虚拟化技术将服务器资源逻辑切分，形成虚拟资源池，为高校数字档案馆提供档案存储、网络传输等所需的相应资源，并且有利于进行档案数字资源的备份、移动和复制。
2.平台层。该层是一个应用程序的共享平台，可运行多种应用程序的所有负载，支持现有应用程序的整合并且高效地构建新应用程序，实现高校档案馆对应用程序的有效控制，包括档案接收、虚拟库房管理等。例如利用多租户技术，能让一个单独的应用实例为高校内多个档案移交部门服务，并且对各部门移交的数字资源保持良好的隔离性和安全性。
3.应用层。该层提供可扩展服务接口，根据用户需求提供相应的应用接口，实现用户对应用层的访问。例如，该层整合了平台层所提供的应用软件，由于支持公开协议（如HTML4、HTML5），高校档案馆只需配置一个简单用户终端接入网络后就能访问该层的应用，无需安装和升级软件，按需求量服务，按服务计费，从而节省数字档案馆建设成本。
4.终端用户层。云环境中高校数字档案馆的用户终端不需要强大的运算能力即可响应用户操作，保证用户的良好使用体验。用户可以利用多种终端设备接入网络，直接访问应用层，获取相应服务。例如，使用移动终端设备比如手机、平板电脑等接入网络后，即可获取高校数字档案馆云平台提供的各种服务。
近年来兴起的云计算技术给数字档案馆的建设带来了新机遇，也给高校数字档案馆的建设提供了新思路。云环境中高校数字档案馆建设方案的实现，在技术上没有太多障碍，但实施起来是一项长期且艰难的工作任务，但可以肯定，云计算技术的迅速发展将对高校档案信息化进程产生越来越大的影响。
【参考文献】
[1]胡大平，王留军.智慧城市关键技术与产业发展[M].武汉：长江出版社，2014（11）.
[2]吴骊.基于云计算的服务型数字档案馆应用研究[J].兰台世界，2014（3中）.
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【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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篇5
关键词：大数据；安全保护；隐私保护；关键技术；体系建构
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0062-02
大数据安全和隐私保护技术体系的关键技术包含大数据安全设施层关键技术、大数据安全数据层关键技术、大数据安全接口层关键技术、大数据安全系统层关键技术等方面。
1 大数据安全设施层关键技术
大数据安全设施层防护主要是对终端、云平台以及大数据基础设施设备的安全问题，包括：设备的失效、电磁破坏以及平台的崩溃等等。通常采用的关键技术包括终端安全防护技术、云平台安全防护技术以及大数据基础设施安全防护技术等。大数据的基础设施安全主要是对大数据的存储设施、计算设施以及网络设施等进行针对性地维护。
2 大数据安全数据层关键技术
1）大数据传输安全技术
在进行数据传输的过程中，虚拟专网技术极大地拓宽了网络环境的应用 ，可以有效地解决信息交互的过程中所带来的信心权限的问题。利用虚拟专网技术所建立起来的数据传输通道，可以将原始数据进行加密和封装处理再进行嵌入处理装入到另一种协议数据中进行传输，以此可以实现安全性的需求。大数据安全技术采用包括SSL协议、IPsec协议等，极大增强其安全性。现如今关于大数据安全技术的研究具有多样性：针对无线网络安全问题，研究并探索出了对隐私保护、用户认证以及安全网络通信等关键技术；针对SSL、VPN的安全性问题，分析出其中的安全漏洞，并提出了相应的改进方案；针对信息属性对空间数据传输过程中的建模问题，提出了适应空间环境的数据安全保护方法等。
2）大数据采集安全技术
数据在大规模的采集过程中需要认准数据的源头以此来保护数据的安全性，在数据的采集过程中有必要对数据进行保护，并且可以进行数据的加密处理。现如今新出现的安全数据融合技术，就是以技术计算机技术为基础，将来自多个传感器的观测信息进行综合处理、分析。这样一来将极大去除多余的无用信息、减少数据的传输量，以此提升数据的效率、准确性以及完整性。关于大数据采集安全技术有以下几项研究：基于计算机技术，建构一种安全的数据融合协议，在融合数据的同时保障感知数据的认证性以及机密性；针对无线传感器的信息观测以及数据安全问题，提出了一项基于时间部署的密钥管理方案。
3）大数据存储安全技术
将大数据进行存储的前提就是要保证大数据的机密性以及可利用性，大数据存储安全技术包括静态、动态数据加密和非关系型的数据存储安全最佳方案以及数据的备用、恢复等。所谓的静态数据指的是将数据先加密然后在进行存储，动态数据就是利用同态加密技术，将明文的任意运算和相应的密文进行对应，在整个过程中无需对数据进行再次解密，由此可以有效解决数据交给委托方出现的数据保密问题；非关系型的数据存储安全最佳方案指的是利用云存储分部技术为海量的数据的存储提供最优的解决方案；大数据的备用、恢复通常采用磁盘阵列、双机容错以及异地容灾备份等。关于但数据安全存储技术相关方面的研究有以下几项：从加密存储、安全审计以及密文访问控制等方面研究出最新的存储技术以及在此基础之上预测未来的发展趋势；针对云灾备数据中数据安全的机密性以及完整性问题，提出了一种基于该技术统一管理的海量云灾备安全存储建构。
3 大数据安全接口层关键技术
大数据提供者大数据应用提供者之间的接口安全防护需要利用的关键技术包括终端输入验证、安全数据融合技术、过滤技术以及实时安全监控技术等，以此来验证数据的提供者提供数据的完整性和真实性。
大数据应用提供者数据消费者之间的接口安全防护需要利用的关键技术包括防止隐私数据分析和传播的隐私保护技术以及遵循法律法规的敏感数据访问控制技术等，这些数据涉及一定的隐私和敏感性，政府对其控制十分严格。
大数据提供者大数据框架提供者之间的接口安全防护需要利用的关键技术包括身份识别、数据加密、访问控制、加密数据地计算、粒度访问以及粒度审计等。运用数据的加密计算对加密数据进行搜索、过滤以及对于明文地计算都十分有帮助的。访问控制采用合适的接入控制策略，保证只有正确的凭证以所需要的粒度才能进行数据访问。
4 大数据安全系统层关键技术
大数据安全系统层安全技术利用大数据对系统进行安全管理和防御，包括实时安全检测、基于大数据分析的安全事件管理、面向安全的大数据挖掘的监测和防范等关键技术。实时安全检测就是入侵检测、漏洞检测以及审计跟踪等，具有一定的传统性，但是其功能依旧十分强大，从数据的整个过程出发，在数据的产生、传输、存储以及处理等各个过程中及时发现数据存在的威胁，并及时解决。基于大数据分析的安全事件管理就是建立一套完善的事前预警、事中阻断以及事后审计的系统，在事前根据采集的各类数据，对其安全性进行预测，从不同角度进行防护。面向安全的大数据挖掘的监测和防范就是在事中建立多维度的安全防御体系，针对检测所发现的攻击和威胁进行快速决策和防范。
参考文献：
[1] 成城.基于Web的社交物联网体系架构、模型及其安全与隐私关键技术研究[D].北京邮电大学，2014.
[2] 李晖，孙文海，李凤华，王博洋.公共云存储服务数据安全及隐私保护技术综述[J]. 计算机研究与发展，2014，07：1397-1409.
篇6
关键词:云计算;网格计算;计算模式
Discusses the New Computation Pattern - Cloud computation
Chen Jia
(Shaoyang College,Information&Engineering Department,Shaoyang422000,China)
Abstract:The cloud computation is near two year IT profession new computation pattern,it will have the profound influence to the future life way and working pattern.The article introduced the cloud computation's concept,the characteristic as well as its main form,searched have analyzed the cloud computation key technologies,finally has made the prospect forecast to the cloud computation's future tendency.
Keyword:Cloud computation;Grid computation ;Computation pattern
随着网络的日益普及和IT技术的迅猛发展,网络存储和网络计算等服务也不断深入到人们生活的方方面面,改变着传统的生活方式和工作模式。目前,PC依然是我们日常工作生活的核心工具―我们用来处理工作文档、存储数据、发送Email、业务计算或与别人信息共享等。然而,当PC硬盘出现问题而无法修复时,我们将束手无策而最终丢失所有个人数据。而在未来的“云计算”时代,“云”会替我们做存储和计算的工作。
一、基本概念和特点
(一)云计算是2007年才兴起的新名词,对它的定义和内涵众说纷纭,目前在网上至少有几十种说法。“云”的概念,对于计算机来说并不陌生,它是对那些网状分布的计算机的比喻,也是指那些由服务器按你的需要所进行的看不到的计算过程。随着对计算能力、资源利用效率、资源集中化的迫切需求,云计算应运而生。
(二)云计算的特点:从现有的云计算平台来看,它与传统的单机和网络应用模式相比,其特点如下:①虚拟化技术。这是云计算最强调的特点,包括资源虚拟化和应用虚拟化。每一个应用部署的环境和物理平台是没有关系的。通过虚拟半台进行管理达到对应用进行扩展、迁移、备份,操作均通过虚拟化层次完成。②动态可扩展。通过动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。可以实时将服务器加入到现有的服务器机群中,增加“云”的计算能力。③按需部署。用户运行不同的应用需要不同的资源和计算能力。云计算平台可以按照用户的需求部署资源和计算能力。
二、云计算的核心技术
按需部署是云计算的核心。要解决按需部署,必须解决资源的动态可重构、监控和自动化部署等,而这些又需要以虚拟化、高性能存储、处理器、高速互联网等技术为基础。所以云计算除了需要仔细研究其体系结构外,还要特别注意研究资源的动态可重构、自动化部署、资源监控、虚拟化、高性能存储、处理器等关键技术。
(一)体系结构。为了有效支持云计算,其体系结构必须支持几个关键特征。首先,系统必须是自治的,即需要内嵌有自动化技术,以减轻或消除人工部署和管理任务,而允许平台智地响应应用的要求;其次,云计算的架构必须是敏捷的,能够对需求信号或变化做出迅还的反应。内嵌的虚拟化技术和集群化技术,能应付增长或服务级要求的快速变化。云计算平台的体系结构:(1)用户界面:“云”用户请求服务的交互界面;(2)服务目录:用户可选择的服务列表;(3)管理系统:用于管理可用计算资源和服务;(4)部署工具:自治的,根据用户请求智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源;
(二)自动化部署。自动化部署,是指通过自动安装和部署,将计算资源从原始状态变为可用状态。在云计算中体现为将虚拟资源池中的资源进行划分、安装和部署成可以为用户提供各种服务和应用的过程,其中包括硬件(服务器)、软件(用户需要的软件和配置)、网络和存储。
三、云计算的发展趋势
云计算被视为科技业的下一次革命,它的出现和应用范围的逐渐扩展,必将对未来用户的工作模式和企业的商业模式,产生根本性的改变和深刻的影响:
(一)云计算将赋予互联网更大的内涵并改变互联网企业的运营模式。过去几乎所有应用都是装在用户端或者局端数据库上运行,但今后通过云计算,更多地应用能够以互联网服务的方式进行。云计算的先驱者之一谷歌甚至强调未来几乎所有的软件都可以搬上互联网,以服务取代软件。
(二)云计算将扩大软硬件应用的外延并改变软硬件产品的应用模式。有一种流行的说法,将云计算比喻为电厂集中供电的模式,即客户不再需要己购买发电机发电,而只要去电厂买电使用就够了。也就是说,通过云计算,用户可以不必购买新的服务器和部署软件,就可以得到应用环境或者应用本身。
结语:伴随着云计算时代的到来,人们生活的交互性将越来越密切,创建一个全球对话和多层面的协作已经完全成为可能,并成为一种趋势。虽然,目前云计算的计划更多的集中在商用领域,并未真正涉及到普通的日常应用,而且还有诸多问题需要解决,但是只要IT技术在不断发展,不断进步,必将最终惠及到普通的消费者用户。
参考文献:
[1]孙颜珍.新型网络应用模式――云计算初探[J].电脑知识与技术.2008
[2]邓倩妮,陈全.云计算及其关键技术[J].高性能计算发展与应用.2009,(1)
篇7
关键词：物联网 互联网 关键技术 应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0041-02
世界科学技术发展日新月异，继计算机、互联网在信息领域掀起革命浪潮以后，物联网被看作是世界信息领域的又一次重大变革，在世界信息领域异军突起。物联网被确定为我国今后的七大战略性新兴产业之一，各省市纷纷表示进军物联网发展领域。但从整体上来看，物联网的研究还处于起步阶段，特别是在我国的物联网研究中，主要偏重于它在终端设备以及应用方案等应用上，相对于发达国家而言，我国的物联网研究比较缺乏硬件设备如MEMS（微电子机械系统）、传感器等的技术创新，对物联网的关键技术、体系架构等的研究还不深入。因此，加强物联网的关键技术研究，意义重大。
1 物联网的界定
狭义上的物联网是指物与物之间相连的互联网，包括物品到物品以及物品到识别管理设备的相连；广义上的物联网则是指物理空间与信息空间的有效融合，即是现实空间与虚拟空间的相互融合，将事件与物体网络化和数字化，从而实现物与物、物与人之间的信息交互，以达到物品的监控定位、自动识别以及远程控制的目标。本文立足于广义上的物联网进行物联网关键技术研究。
物联网在现有的互联网基础上进行信息传输，将互联网的终端扩展到了物品实物上，并与现有的物联网一起构成一个更智能广泛的网络，通过这一网络可以实现任何时间、地点以及任何物品的连接，从而达到远程控制联网物品的目的。
2 物联网的关键技术研究
2.1 物联网体系的架构
根据广义上的物联网概念，物联网的构架组成主要可分为三层：一层是感知数据的感知层、二层是进行数据传输的传输层，三层及最上层的内容应用层。各层情况具体如下。
（1）感知层。感知层是通过M2M终端、RFID移动终端、感知节点以及汇接节点等获取信息，从而进行网络的传输。感知层是使物联网进行全面感知的核心能力层，它的不同形态的终端都具有不同的功能，如感知节点可以进行随时随地的信息感知、测量与信息传递；汇接节点可以进行数据的汇聚、分析以及数据的处理和传送。此外，还包含了M2M终端、通信网以及传感网间的网管、末梢传感器等。感知层的主要特点在于它具有标识感知、嵌入智能以及协同互动的能力。
（2）传输层。传输层通常解决感知层获取的数据的长距离传输的问题。这些数据的传输可以通过国际互联网、移动通信网或者小型局域网等网络进行传输。传输层具有激活或终止网络的连接；路由的选择与中断；差错检测及其恢复；信息存储查询以及网络管理等各种功能，为建立网络连接服务。
（3）应用层。应用层主要利用经分析处理后的感知数据，为物联网用户提供服务，这一层主要解决人机界面问题以及信息处理问题。发展物联网技术的根本目的就是为用户提供服务，应用层将个人以及行业信息的需求与物联网的技术结合起来，提供更广泛的应用服务。应用层的应用服务类型可以分为远程抄表等的查询型应用、远程医疗等的控制型应用、物流监控等的监控型应用以及扫描型应用等。
2.2 物联网的关键技术研究
物联网在诞生的初期，关于它的关键技术研究相对较少，但随着经济和科学技术的发展，关于其关键技术研究数量急剧增加，物联网的技术细节涉及各方各面，例如RFID（射频识别）、WSN（无线传感网）、IVP6技术、云计算、纳米技术、传感器探测技术、认知计算机和智能控制技术等等，技术涉及范围广。
（1）无线传感网。无线传感网是物联网的核心以及神经，是进行物联网研究的重点。由于多数的物联网终端都具有随机分布性和移动性，因此就决定了无线传感器必须要有高效智能、快速稳定的特性，从而满足高密度、大规模、低成本、低功耗、强容错、节点对等、动态拓扑的基本要求。
（2）IPV6技术。现目前的IPV4地址已经出现了地址枯竭的现象，而IPV6技术的出现，能够为物联网的终端提供足够的且满足条件的IP地址；同时IPv6内嵌的安全机制提供的安全环境比IPV4网络更安全，在IPV6的协议栈中内嵌了IPSec协议，此协议可以提供两端数据的加密通信，而且IPV6所支持的子网节点的数量非常巨大，增大了黑客扫描的难度，因此，相较于IPV4而言，IPV6更加安全；此外，IPV6的数据采用了一个20位Flow Labe字段以及一个8位Class字段进行识别传输，传输质量远远高于IPV4的传输，而且就IPV6本身的属性而言，如地址的自动配置、动态家乡地址等，决定了IPV6在解决高速率以及移动性等问题上更具优势。因此，物联网要实现广泛应用的要求，IPV6技术必不可少。
（3）传感器探测技术。传感器是感知物联网自身的内外部运行环境中最为关键的部分，传感器技术为物联网进行信息的传输、信息的分析以及反馈提供了有效的技术支撑。由于科学技术的日新月异，新时期的传感器发展的主要趋势越来越倾向于网络化与智能化，并且向着智能嵌入式的Web的传感器方向发展。各类微型的传感器节点有效地布置在监测区内，利用无线通信的方式，有效地链接为一个有序的组织网络，从而组成了无线传感器网络，实现了传感器的网络化，是物联网发展的一个重要的标志。在我国，传感器技术的发展方向主要有传感器底层协议及网络组织结构研究、传感器的网络安全问题及其自身检测和控制研究、网络化控制与先进测试技术等传感器探测技术的研究。
（4）认知计算机和智能控制技术。当前，人工智能技术的主要研究方向就是认知计算机，它主要通过对人脑感觉意识、行为能力进行模仿，从而实现控制的目的，它具有消耗能量低、空间占用小的优势。在物联网的发展过程中，具有能够从环境中获得物体自身的行为，才能有效地控制连接物体，为物联网提供大量的判断依据。
（5）RFID技术。RFID技术又称射频识别技术，它利用射频信号并通过电磁场或者交变磁场（空间耦合）以达到无接触的信息传递的目的，并利用所传递的信息进行识别。物联网RFID技术兴起以后，被广泛应用于零售、物流等行业。
（6）云计算技术。随着物联网的应用发展，其终端的数量会大量增加，这就需要借助于强大的信息处理中心，为了适应这一需求，云计算应运而生，它可以为物联网提供高效的计算与存储能力，并提供网络引擎给物联网。
3 物联网的应用研究
物联网具有广泛的应用前景，从物联网发展以来，进行了各个领域的物联网应用研究，其中最为典型的应用有智化城市社区建设、智能交通建设等。
（1）智能化城市社区建设。物联网的智能化城市社区建设是利用现有的网络融合技术、系统集成技术以及物联网技术，科学地扩展当前建筑的服务好及功能，是社区建设集人性化与智能化于一体，形成高档的智能城市社区，从而满足人们居住环境成本低、质量高的需求，为人们提供一个更舒适的居住环境。
（2）智能交通建设。智能交通建设主要利用数据处理技术、自动控制技术、网络技术以及传感器技术等运用到交通运输管理系统中，从而建立一种准确高效的现代交通运输管理系统。例如可以在汽车上安装一个RFID嵌入式芯片，利用这一芯片来识别汽车身份，监控当前路况信息，并适时进行信息发送与接收，以确保道路交通安全。
除以上的应用领域以外，随着物联网技术的不断推广和成熟，它必会被应用于人们的生活、工作、学习的各个领域，未来必将是物联网的世界，如数字家庭、数字医疗以及定位导航等各领域都离不开物联网技术，物联网技术将无处不在，以各种形式影响和改变着人们的生活。
4 我国物联网的发展优势及建议
我国在物联网的通信网以及传感网领域的技术研发水平位居世界前列，如在传感网领域，我国与美、德并列成为国际标准制定主导国，拥有许多知识产权和专利，且我国的无线网络覆盖面广，掌握有物联网的世界话语权，传感网与无线网络结合后，物联网在我国产生了更广泛的应用。但相应的，为了赶上物联网热潮，各企业趁机倒卖传感设备，另外在低碳号召下，各风电产业一哄而上，造成大量重复建设、产能过剩现象出现，为避免此类现象发生，我国物联网发展须注意以下几点：
（1）统筹规划，示范推进。由我国各部门如科学院、交通部、能源局能开展有效的设计与规划，并选择基础较好的行业或部门进行工程示范，避免盲目发展以及重复建设。
（2）加强硬件研究，形成协调机制。我国在物理网络技术研究中最薄弱环节就在于纳米材料、系统级芯片设计技术以及微电子技术，加大技术研究的投入力度。此外，可以组织物联网协调组织，形成协调机制。
此外，在我国物联网的发展中，还要加强智能技术的研究，探索新型的科技举国体制，推动科技发展的力度，制定物联网的战略性发展策略。
物联网技术发展方兴未艾，在进一步探索其关键技术与应用研究的同时，还应该集中解决物联网的发展难点，如系统开放、数据安全以及个人隐私等。我国在物联网发展领域要结合自身优势、克服难点，加大硬件基础研究，抓住机遇与挑战，实现物联网的技术突破。
参考文献
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篇8
关键词 云计算 教育云 大数据 关键技术
中图分类号：TP241 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.03.075
On the Promotion of Cloud Computing to Higher
Education Information Technology
WANG Jinfeng
（Mathematics and Information Engineering， South China Agricultural
University， Guangzhou， Guangdong 510642）
Abstract At present， China's information technology industry applications have in-depth education， especially higher education institutions， electronic teaching college and undergraduate education has spread. But with the growing standardization of students and educational resources to promote， so that electrons are no longer adapted to the individual terminal coming era of big data， not only inefficient， but also a huge cost. Cloud computing is to build on Education Data Services Platform main techniques， it can concentrate enormous resources to meet the learning needs of a large user base， and can be carried anywhere easily and flexibly electronic teaching， educational information on colleges and universities play a key role.
Key words cloud computing; education cloud; big data; key technology
0 背景
教育信息化始终是教育改革与发展的创新动力。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”，并将“教育信息化建设”列为2010-2012年亟待组织实施的十大工程之一。①当前，我国教育信息化建设正从“起步、应用”阶段向“融合、创新”阶段迈进，碰到一系列亟需解决的问题。
首先，各单位独立购置和部署信息产品及服务的自建模式已经开始陷入困境。自行建设的前期投资高，阻碍教育信息化的普及;一次性购买软硬件产品，无法适应需求和业务的动态变化，造成资源的极大浪费;而且自行建设会导致信息孤岛，资源利用率不高;最后，政府主管部门不能统一地监管教育资源和服务的使用情况，更无法根据海量数据挖掘的结果进行科学决策。虽然也有些单位部门已经开始应用云计算技术进行信息化教育网络的构建，但仍然是处于局域范围的自建模式，例如，北京工业大学采用IBM云计算解决方案，打造“北京工业大学云计算实验平台”，为校内和校外用户提供高性能计算服务，同时也为并行计算、虚拟化技术等课程提供实验平台;北京邮电大学采用开源的Eucalyptus构建云计算平台，提供校园信息门户、校园移动门户、通用教学平台（如教育视频分发）和开放虚拟实验室等服务。它们的应用范围有限，无法充分显示和利用云计算为大规模用户提供公共服务的优势。
其次，在当前的教育信息化实践中，教育资源和服务提供商片面地强调功能的“多而全”，造就一个个规模庞大的系统。用户经常用到也许只是每个系统的小部分功能，却需要学习和掌握多个复杂系统。系统之间互不相通、无法集成，其有效性无疑会大打折扣。
面对以上问题，解决之道是真正采用云计算技术，构建教育云服务应用平台。云计算数据中心为大规模用户提供“按需使用，随需应变”的服务，关键技术包括海量资源聚合与共享、大规模流媒体交互等，这将显著提高高等教育资源的利用效率，节约前期投入和整体教育云平台的运维成本。云计算为推动高等教育信息化的发展起到了关键性的作用。
1 现代高等教育信息化的发展
教育信息化作为一项典型的互联网重大应用，是一个基于网络的、多媒体、多模式，并具有高度的互动性、个性化和协作性的认知学习环境，其研究涉及认知科学、计算机科学、教育学等多门交叉学科，其服务与应用环境越来越依赖于广泛社会群体的有效分工和密切合作。
教育信息技术领域很多专家对高等教育信息化都做了大量研究。②清华大学蒋东兴教授等从实践层面阐述了高校信息化过程中普遍存在的问题，包括：基础设施不足、数字资源水平较低、系统建设落后等。③④而今后高等教育信息化的发展趋势为：面向服务，面向用户，面向知识，体现教育公平与泛在性。⑤何克抗教授对当前教育信息化理论发展的分析和总结中指出，对于泛在学习的变革实现了学习者可以在任何时间、任何地点得到他们所需要的各种学习信息;可以了解到学习内容使用的历史记录、与当前学习主题相关联的内容、对当前学习的评估记录、对学习内容的编辑更新记录、与学习内容相关的方法策略、与学习内容相关的学习活动;通过学习的交互记录可以获得最适合自己需要的内容、方法、策略及工具;也可以实现随时随地共享社会人际网络与认知网络。⑥这正是教育的最终目标，即按需学习。但是所有的教育信息化策略都离不开信息化技术的支撑，主流是通过数字校园建设，拓宽教育的时间和空间维度，实现教育环境的网络化和数字化。传统的数字校园仅仅局限于本单位，即本校甚至本学院。总体来看，还处于“分散独立建设”阶段，信息孤岛现象明显。个别高校已开始进行全校统一的信息化规划，正在向“数据互通，消除信息孤岛”阶段过渡，这需要各应用领域标准化工作的强力支持。
而面对数量日益递增的学习资源的大用户群， 局域的教育信息网无法满足用户时间和空间上的需求，同时信息技术的落后和基础设施的陈旧也是阻碍高等教育信息化的主要因素，例如不同地点的不同人群同时访问视频课程，可能会造成网络拥塞，无法访问或下载;本地的存储能力无法承载巨大的教育资源，包括数字类型、文本类型、多媒体类型等，这些资源构成了教育大数据。如何将教育大数据从存储管理到分析挖掘，最终传至教育云端，以供不同地点、不同层次、不同类型的学习者以不同的形式采纳学习，是推动高等教育信息化的重中之重。而云计算正是解决大数据的方法，⑦因此云计算关键技术的研究与发展是推动现代教育信息化技术发展的动力和能源。
2 高等教育云服务平台中的云计算关键技术
云计算是一种通过互联网提供和使用IT软硬件设备与服务的新型应用模式，将在系统芯片、操作系统、应用软件和服务等多层面产生深刻影响，改变整个信息产业生态，实现资源交付和使用模式创新。⑧教育云是指以云计算基础设施和平台为支撑，提供教育内容、应用和服务。云服务包括“数字内容超市”、混合学习平台、教育信息管理和云存储，其中“数字内容超市”实现了学习内容的存储和管理，并提供内容购买服务;混合学习平台同时支持课堂学习和在线学习，主要功能包括课堂协作、在线学习管理和Web会议等;教育信息管理是指搜集、处理、统计分析、和利用教育管理数据及信息;云存储提供个人数据备份、同步和共享服务。诸多的云服务实现需要云计算关键技术的支撑，才得以保证顺利实施，以及服务平台架构的稳定。 下面从不同的关键技术点出发介绍分析其在教育云服务平台中的重要度。
2.1 云存储及高可信云文件系统技术
存储技术发展的三个阶段，分别是总线存储阶段、存储网络阶段、虚拟存储阶段。⑨云存储是云设施所提供的核心服务之一，云存储具有四个关键的优势：第一，容易管理。在云环境下的应用会在软件、硬件和通用基础设施支持存储应用方面极大的简化，这些应用使得在多个教育试行点的高等教育信息化推行中更容易执行和部署;第二，在升级期间的低影响。在计划或非计划的存储扩容等方面具有显著优势，这有利于用户使用教育云服务平台过程中，不断增加学习内容，扩充学习资料更为容易;第三，容灾。异地容灾是云存储的重要功能。云存储不仅仅支持异地容灾，更重要的是线上教学的备份系统可以确保系统的数据冗余备份以及及时的在线恢复，以免用户包括学生的云学习过程中前功尽弃;第四，规划简单。云存储的提供使得单位用户的规划者能够从精细化的存储容量规划中解放出来，实现按需提供。
2.2 基于云计算的大规模流媒体交互服务
大规模流媒体交互服务系统主要有三个主要组成部分：（1）管理中心主要由基于DNS的全局负载平衡系统、内容管理系统和监控系统组成。全局负载平衡系统，将用户的请求重定向到最近的、负载较轻的服务器。（2）缓存服务器这类服务结点，将视频内容由内容提供者传输给终端用户。缓存服务器，可以根据服务规模组织成多层。服务结点的最低层服务器直接为终端用户服务， 称为边缘服务器，其他层服务器结点称为核心服务器。 （3）用户结点分为两类：一部分上传带宽高且性能稳定的终端用户直接从边缘服务器获取视频流，其他用户在边缘服务器的组织下，组成P2P用户群，从其他稳定终端用户那里获取视频流。
2.3 自然和谐的人机交互技术
自然和谐的人机交互技术是基于云服务提升用户体验的关键。笔式用户界面提供了一种重要的人机交互方式，它将用户从键盘、鼠标的束缚中解脱出来，允许人们采用类似于传统纸、笔的方式与教育云终端进行交互，使人机之间的交流变得更加自然、生动。本节重点介绍两类自然和谐的人机交互技术，即笔输入技术和手写数学公式输入与识别技术。
2.3.1 自然手写输入技术
笔输入技术要旨是为用户提供近似纸张书写的笔触书写体验和教学测评功能。首先通过选择教育云终端平板电脑屏幕表面和手写笔，使得书写体验近似纸面书写感受;其次通过动态搜集用户书写的速度、方向和运行曲线，结合字形特点，在屏幕上展现具备粗细和转角变化的字体笔锋，近似手写效果;最后，在学习模式下，通过将用户输入和内部笔画与字形库智能比对，对用户笔画顺序和字形美观程度进行及时评价。目前在手写输入方面已经取得了比较显著的效果，如在电阻屏实现良好的笔触书写感受、对于单个汉字的笔顺和字形可以很好地进行评价。
2.3.2 手写公式输入与识别技术
在笔式用户界面下，单个手写字符的识别技术已日趋成熟，并已大规模应用于目前市场上的手机、平板电脑中，但对于用户自然书写、连续输入的中英文文本行以及具有二维结构的数学表达式、草图等，其识别所需的巨大存储量、复杂运算量、以及海量训练样本等在独立的教育云终端上实现起来非常困难。特别在教育领域中，远程教育、电子评卷、office办公软件等对于手写识别（尤其是手写数学公式识别）的准确性、实时性提出了较高要求，而现有的识别技术仍无法满足这些要求，该矛盾已成为制约我国教育信息化发展的瓶颈因素之一。因此，云环境下对自然手写的数学公式、草图的识别问题是教育信息化中的首要技术问题。
3 总结和展望
教育信息化是我国教育事业发展的必经之路，而随着计算机科学领域中云计算技术的迅猛发展，更加促进和推动了高等教育信息化的深化，云计算中的关键技术则成为了此次教育技术飞跃发展的重中之重。云计算是解决教育大数据问题的唯一有效途径，其中的技术设计到多方面，文中仅介绍了几种与高等教育信息化息息相关的技术，包括：云存储及高可信云文件系统技术、基于云计算的大规模流媒体交互服务、自然和谐的人机交互技术。云存储技术能够低成本、高效率以及高扩展地为教育云终端在各个端点进行知识的备份以及资料的传输。大规模的流媒体交互为教育云平台提供了快速、流畅、种类繁多的视频学习服务，更好地满足了高等教育用户众多、分散、需求量大的特性。最后的云计算中的人机交互技术为每位用户在云终端上方便地进行笔记、测试等活动提供了支撑和保证。云计算概念新颖，潜力无限，更多的关键技术和特性还有待我们去研究和挖掘，同时高等教育信息化建设也正需要先进的技术支持才能发展得更快更好。我们在今后的工作中，一方面，要继续探索信息化建设中的不足和缺陷，努力弥补改进;另一方面，要致力于云计算关键技术科研工作，优化现有算法，发掘未知技术。
项目基金：2012年度广东省重大科技专项计划项目：云计算若干关键技术及产业化与“粤教云”工程;（项目编号：2012A080104021）;2014年度华南农业大学教育教学改革与研究项目：基于“粤教云”的高校优质教学资源共享机制研究（项目编号：JG14104）
篇9
通过研究传统的关系数据库得知，以往的数据管理过程存在一定的局限性，往往受制于较弱的扩展性方面。相对而言，云数据管理系统中的技术形态较为高级，因其已经具备了利用云计算平台来处理海量数据以及数据信息检索的能力。从技术应用的角度来看，云数据管理系统的运作模式较以往有了较大的改进，不仅有效降低了维护系统的资金与人力的成本，而且，能够凭借较为先进的技术来增强系统本身的可扩展行以及容错能力，正是由于云数据管理系统的职能作用较为突显，该系统备受大型网站运营管理的青睐，其应用极为广泛[4]。事实上，云计算是一种基于互联网平台的多元化管理模式，为诸多领域提供信息传递、储存等服务。在当今大数据时代背景下，云计算服务项目得到了更为广阔的发展空间，为现代社会生产建设助力，云数据管理系统中的技术形态，云计算服务的实践价值较为突出，在诸多领域都有所涉及。
2阐述有关云数据管理系统中的查询技术研究内容
2.1有关云数据查询处理的目标及其运作特征的研究内容
由于信息时代的到来，大多数人们在生活和工作中都离不开各类电子产品的应用。从现实环境来看，在资源的利用与存储方面，云数据中心及其服务能够满足互联网平台上的用户服务需求。从具体的实践领域来看，现代企业或其它社会组织机构通过各种途径来获取大量的数据信息资源，并利用这些所能查询得到的信息资源来强化系统管理。在信息技术快速发展的当今社会，在很多领域所构建的数据库的规模以及范围都在不断地扩容，但即便是相关技术在不断更新当中，却也无法运用传统技术来满足极快速增长的数据信息量，这便是大型数据集过程的特点所致。从具体来看，云数据查询处理技术具有可扩展行、可用性等目标特点，而且，查询处理技术在异构环境中的运行能力较强，具有较为丰富灵活的用户接口，以便于满足用户的差别化数据查询以及存储的需求。
2.2云数据管理系统中的查询技术的种类及其操作模式
在以往，大多数人会利用移动硬盘、U盘等设备来进行数据存储，将海量数据进行归档处理，但在有了云数据管理系统以后，便可以凭借云计算及其相关技术来实现数据的储存及查询调用等目标。通过研究云数据管理系统中关键技术的特征及系统的基本框架可知，云数据信息在接受到用户指令进行数据查询的过程中，需要通过诸多关键技术的集合作用来解决实际问题，尤其是需要索引管理、查询处理及优化的过程来辅以操作，才能达到精准查询云数据的目标。从总体情况来看，技术的应用不仅要考虑其可行性和有效性，还要考虑技术应用的经济性，如若技术应用的成本过高，则要考虑该方案的优化管理。对于商用海量数据存储要求来讲，信息记录及存储要进行合理的规划，以便于提升调用系统数据的效率。通常情况下，云数据管理系统中的查询技术主要有两种常见的模式，即BigTable技术与Dynamo技术。二者各具优势，前者BigTable技术；后者Dynamo技术采用了DHT（内网用分布式哈希表）作为技术的基本存储架构，其优势在于它的自我管理能力较强，从而避免了很多数据处理过程中可能发生的单点故障[5]。
3结束语
篇10
关键词：计算机；网络；防御；关键技术；策略
1 计算机网络的安全运行现状分析
随着计算机网络信息系统规模的增加趋势，出现了云计算、大数据等新的技术，计算机网络中存在的不确定性因素也不断增加，为了有效提升计算机网络的安全性和可靠性，需要关注和研究计算机网络的两大类安全隐患。
在计算机网络运行的过程中，存在的一种安全隐患即为病毒感染。这是一种对计算机网络进行攻击的主要方式，它通过电子邮件通信工具等载体，实现对计算机内部服务器的干扰和影响，导致计算机网络系统出现异常和故障现象，甚至严重的情况还会导致计算机网络的整体瘫痪，对人们的日常工作和生活带来极大的危害。在病毒感染的攻击方式之下，还会导致计算机网络中的软件配置受到损坏，容易导致计算机网络中的个人信息泄露或丢失等问题。另一种即为计算机网络系统漏洞，它可以是计算机网络的硬件设施方面的漏洞，如：电子辐射泄露；电话线专线信息泄露、微波信息泄露等。还有源自于计算机操作应用系统方面的漏洞以及软件方面的漏洞，都会给计算机网络用户造成难以估量的巨大损失。
2 计算机网络防御求精策略综述
计算机网络防御求精策略涉及多个层面，就计算机网络防御求精的层次而言，具有高层防御、低层防御、操作层防御等策略；就计算机网络防御的各种不同角度而言，具有防护策略、检测策略、快速响应策略、恢复策略等；就计算机网络防御的手段而言，包涵有控制访问、杀毒软件、入侵检测、防火墙、数字签名、文件加密、漏洞检测、网络监控等方式。在这个多元化、多层次的计算机网络防御体系之下，可以较好地对计算机网络起到保护的作用，促进计算机网络的正常安全运行。而计算机网络防御策略求精则是计算机网络防御策略中的关键策略，它主要是将网络拓扑信息与求精规则相融合，在具体的、可操作的防御策略之下，将高层策略转换为操作层策略，使计算机网络防御效果达到最优。
3 计算机网络防御求精关键技术及策略应用
3.1 计算机网络防御策略模型建构
在计算机网络防御策略模型建构的过程中，以计算机网络防御策略模型建构思想为基准，运用相关的计算机网络理论知识，使计算机网络拓扑信息与求精规则相整合，使之达到所期望的行为，并将高层的抽象策略转化和映射为低层、操作层的具体策略，具体是通过对计算机各个节点中的服务资源，实现各个节点端口的细化和分解，获取相关的数据包信息、接口信息、端口信息等。同时，在建构计算机网络防御策略模型的过程中，必须使之符合三个假设条件，即：（1）高层策略要求语法和语义的准确性，要确保其逻辑性的准确性。（2）选择的多个高层策略之间并没有冲突或矛盾的关系。（3）相关策略可以较好地掌控区域网络的设备。建构的计算机网络防御策略模型如图1所示。
在上述计算机网络防御的策略模型之中，由x轴代表计算机的安全性能及特征；y轴代表计算机内部的通信网络、信息处理、物理环境等；z轴代表计算机在实际运行状态下所处的环境。这是计算机网络防御策略的核心，它可以有效地减少计算机网络防御方面的人工成本，并在安全机制逐步完善和优化的条件下，调节所有不合理的因素和环节，提升计算机网络各系统的实际运行性能。
3.2 计算机网络防御策略求精关键技术
3.2.1 求精模型
（1）保护策略。这主要是对计算机网络的访问用户进行权限的限制，通过对访问用户的身份验证和核实，实现相关信息的管理。（2）监测策略。这主要是对计算机网络中的系统漏洞加以有效的监测和检查，预先发现计算机网络中存在的安全威胁，以避免计算机网络系统遭遇到突如其来的攻击，较好地保持计算机网络的正常运行状态。（3）快速响应策略。这主要是实现对计算机网络系统的重启操作和限制性的访问，在计算机网络的快速响应之下，保持计算机网络的正常与安全。（4）恢复策略。这主要是对高层策略和操作层策略的重建，还可以应用于对系统内补丁的安装。
3.2.2 计算机网络防御策略求精关键技术
（1）概念语义的一致性分析技术。这也是计算机网络语义变换的技术，可以用特定的语言和形式加以表达，并提取核心词与修饰词之间的语义关系，建构不同的语义模型。（2）结构语义的一致性分析技术。这主要是针对高层策略和低层操作层策略而言，它们之间具有一定的对应关系，并在这个对应关系的前提下，可以保持其实例语义上的一致性。
4 计算机网络防御求精关键技术完善
4.1 完善计算机网络安全技术体系
在计算机网络之中，要注重对相关人员的管理和培训，通过有效的计算机设备管理机制，推动计算机网络防御工作的有序进行。同时，还要有效设置计算机网络的防火墙等安全服务器设施，通过对防火墙的有效设置，杜绝不明站点的访问，建立计算机网络安全保护屏障，确保计算机系统的安全技术应用和运行。
4.2 完善计算机网络反病毒技术
在计算机网络之中，还需要完善和改良自身的反病毒技术，要拟定相P的管理规则，不要使盗版软件有机可乘，使一些未经安全检测的软件系统进入到计算机网络系统之中。对于计算机网络中的个人信息和内部保密性文件，要注重及时有效的备份，防止计算机网络被病毒感染之后数据破坏。同时，还要设置计算机网络访问权限，杜绝不良非法分子的入侵。运用扫描技术，并与防火墙技术、反病毒技术相配合运用，从而更好地提升计算机网络系统的安全性。
5 结束语
综上所述，计算机网络渗透到了社会各个层面和领域之中，其安全性能成为了首当其冲的关键性问题，为了有效地防范各种攻击行为，计算机网络需要建构完善的计算机网络防御策略模型，并采用计算机网络防御策略求精关键技术，确保计算机网络系统的安全运行。
参考文献
[1]卡里木江・阿克巴尔，万丰瑜，孙佳洲.探讨计算机网络防御策略求精关键技术研究[J].探索科学，2016（02）.
[2]余汾芬.计算机网络防御策略求精关键技术研究[J].山东工业技术，2015（20）.
[3]吴月红.计算机网络防御策略求精关键技术[J].信息与电脑（理论版），2015（08）.