云计算技术特点（精选8篇）
1)云计算系统提供的是服务。服务的实现机制对用户透明．用户无需了解云计算的具体机制，就可获得需要的服务。
2)用冗余方式提供可靠性。云计算系统由大量商用计算机组成集群向用户撼供数据处理服务。随着计算机数量的增加，系统出现错误的概率大大增加。在没有专用的硬件可靠性部件的支持下，采用软件的方式．即数据冗余和分布式存储米保证数据的可靠性，
3)高可用性。通过集成海量存储和高性能的计算能力，云计算系统能提供较高的服务质量。云计算系统可以自动检测失效节点，并将失效节点排除。不影响系统的正常运行。
4)高层次的编程模型。云计算系统提供高层次的编程模型。用户统过简单学习，就可以编写自己的云计算程序，在“云”系统上执行．满足自己的需求。现在云计算系统主要采用Map一Repduce模型。
5)经济性。组建一个采用大量的商业机组成的集群相对于同样性能的超级计算机花费的资金要少根多，
1. 云计算的定义
云计算通俗的讲就是把分布在不同区域中的服务器或是数以万计的普通计算机联合起来, 根据互联网用户的访问需求, 将资源提供到需要的终端应用上。
2. 云计算的主要特点
2.1 超大规模
现在随着提供云服务机构的增长, 云服务器也在成倍的快速增长, 特别是一些企业、高校等机构近年来都在建设高标准的数据中心来提供云服务, 都具有相当大的规模。这样一个应用可能会有几百万甚至上千万台服务器为他提供服务。
2.2 超级运行能力
用户对大数据处理需求的不断扩大, 云服务器也在成倍的不断增长, 处理速度明显提高。甚至每秒10万亿次的强大运算速度, 可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势等等。云计算能即省时又省力的, 帮助用户完成超级复杂的计算任务。
2.3 虚拟化
所需要的资源可能是一个或多个服务器提供的服务。用户无需了解是物理机还是虚拟机提供的服务, 也不用担心应用运行的具体位置, 只需要终端设备接入互联网就可以得到需要的服务。
2.4 高可靠性
云具有多路径网络互通性。云计算使用了数据多副本容错、节点间同构可互换来保障服务的高可靠性, 使用云计算比使用本地计算机更加可靠。
2.5 可扩展性
云可根据用户和应用的增长规模, 可灵活的动态伸缩。
2.6 通用性
具有跨平台的优越性。云计算不针对特定的应用, 也不在针对特定的操作系统。同一个云可以同时支撑在不同的操作系统平台上获取资源, 利用率大幅提升。
2.7 按需服务
云是一个庞大的数据中心资源池, 用户像水、电那样可按需求购买资源。
2.8 节能降耗
云计算融合了虚拟化技术, 这样云计算服务也包含了提高资源利用率、减少运营成本、降低能源消耗等特点。
2.9 价格低廉
网络中两个节点间至少有一条路径相通, 在任何地点只要连接网络, 就可以使用云服务, 非常方便, 而且花很少的钱就能完成非常耗时的任务, 价格极其低廉。企业也可以选择云服务商来使用云服务, 提供云服务的服务商, 采用自动化集中式管理, 无需企业成担高额的管理成本。因此云服务的低成本成为优势。
2.1 0 高安全性
网络安全人们越来越关注。云计算的使用者越多, 就越安全, 互联网覆盖的角落, 只要有新木马或新病毒出现, 就会被立刻截获杀掉。
网络存储服务也是云计算提供的服务之一, 可以存储个人的隐私信息, 企业的重要数据、以及重要政府机构的保密信息等等。虽然其他人或企业机构查看不到这些数据, 但是提供云存储的服务商是可以查看这些隐私信息和保密数据的。为了防止保密数据外泄, 要选择一些正规云计算服务商的服务, 因此潜在的危险性也是考虑的一个重要因素。
3. 云计算的应用领域
云计算的应用有电子政务、教育、科研、电信、装备制造、网络安全、金融、能源、军事、医学、天文学等领域, 现在云计算正朝着更广泛的领域迈进。下面主要介绍云计算在电子政务、教育、电信行业、装备制造领域的应用。
3.1 云计算在电子政务中的应用
政府机构建设的公共信息服务平台, 就是从管理型政府转变为服务型政府的方式之一, 利用云计算的虚拟化技术集群信息服务平台服务器, 为政府机构及时发布社会重点关切的问题, 提高服务意识与服务能力有重要作用。
3.2 云计算在教育中的应用
云技术可以利用大数据技术, 构建共享教育资源库、数字化图书馆、教研科研环境、网络协同办公等。这样彻底打破了教学资源的共享效率低、资源严重浪费、系统伸缩性差等缺陷的传统教育模式。云计算的应用与促进教育公平又进一步, 同时也在降低教育成本、改变教学方法, 提高教育服务能力, 创新教育模式等方面对老师的教与学生的学都产生了巨大的影响。
3.3 云计算在电信行业中的应用
现在很多电信企业即提供网络接入服务, 也提供云计算服务。提供应用解决方案服务和主机租赁等服务, 还包括一些应用付费服务。通过对不同行业用户需求进行分析, 研发与之相匹配的云服务产品, 树立行业品牌。
3.4 云计算在装备制造中的应用
云计算技术对装备制造企业的传统应用模式也有很大的冲击力。现在很多企业选择云服务商提供云服务, 不再自行购买服务器, 也不需要购置高昂的存储设备来增加存储空间, 也不用担心因服务器运行能力差而更新服务器来提升运算能力, 减少了经济投入, 降低了运营成本。
结束语
云计算作为IT领域一项革新的计算服务模式, 一种新的应用模式, 不论是从商业模式上还是信息化服务上, 都具有许多现有模式所不具备的优势。高效率, 高可靠性, 低成本受到了人们的追捧。云计算技术在各个领域的应用, 将会不断成熟, 事必会越来越向科学化、体系化、规范化、标准化发展。
参考文献
[1]宁伟.云计算在教育中的应用.科学与技术, 2014.
[2]刘文武.改变网络安全发展的新技术.科技风杂志编辑出版社, 2013.2.
[3]安晖.我国云计算产业实际状况与或然生趋势.重庆社会科学, 2012.
[4]邓倩妮, 陈全.高性能计算发展与应用.上海超级计算中心, 2009.
【关键词】云计算；云数据；管理技术
近年来随着科技水平的不断提高，信息数据量不断增大，并且具有快速的增长速度，用户对于计算机的存储能力提出了更高的要求。而“三网融合”、“物联网”、“智能电网”等应用的快速发展对于计算和数据管理也带来了新的挑战。云计算作为一种正在兴起中的新型技术，可以改变普通用户操作计算机的模式，可以根据用户的需要来提高计算能力和存储能力，使用户像使用水电一样的方便快捷的使用计算机，降低用户的软件和硬件采购成本。云计算是基于分布式系统和网络计算上提出的新型概念，核心功能的提供海量的数据和存储，并且提供高效率的计算能力，由于开发更多的应用形式。而云计算并不仅仅是做计算，还需要融合更多的技术成果，提出云数据的管理概念。本文通过分析云计算和云数据的管理技术，促进云计算和云数据管理技术的发展和提高，方便今后工作的开展。
一、云计算的概念
（一）云计算的定义
云计算是一种近年来兴起的新型计算模型，是在互联网技术快速发展的基础上发展起来的。由于目前对于云计算还没有统一的标准定义，所以出现了很多云计算的定义版本。而通过对于云计算的分析研究，总体的定义方向都是一致的。具体来说，云计算实际上是一种对于虚拟化技术、网络技术和Web Service等几种不同的新型信息技术的综合应用。云计算所运用的技术几乎包括了所有的互联网和信息技术。可以说云计算是网络计算的必然发展，虚拟化技术又是云计算得以发展的基础和前提，Web Service信心技术为云计算提供了互联网环境的技术支持。随着互联网的发展，计算机用户也越来越专业化，它们对于数据信息的了解和使用越来越熟练，对于数据信息的要求也发生了变化，提出了各种不同的信息数据需求，云计算正是满足了这类用户的需要，也得到了进一步的使用和发展。
（二）云计算的工作原理
云计算在工作环境下不需要使用本地的计算机，通过互联网联接来进行数据的分布和处理，并且优化数据，然后经过互联网的连接来实现分享数据的目的。这种工作模式可以使企业方便的进行资源利用，并且有效的切换有效资源，根据实际工作的具体要求来访问计算机和存储系统，获得相关的信息和数据。云计算作为一项新型的实用性技术，一定程度上提高了计算能力的商业性，通过网络传播和售卖实现了降低售卖成本的目的，同时还充分发挥了实用性，使企业的相关工作得以全面落实。
（三）云计算的体系结构
云计算的体系结构非常庞大，并且具有很强的复杂性，一般以“云”网络为核心，联接到其他网络和服务器，发送出相关的数据信息。同时通过虚拟技术的支持扩展相关服务器的功能，在云计算的平台上实现各种信息资源的整合，达到为用户提供更多更有效数据的目的，提升了计算能力和储存能力。完善的云计算体系结构应包括云端用户、部署工具、服务目录、管理系统这主要的四个部分。
二、云数据管理技术的主要特点
（一）规模大，海量性
随着近年来互联网技术应用的发展和普及，一些互联网技术是通过传感器来进行数据信息的采集来完成相关的工作。而随着应用技术的发展和推广，数据量变得越来越大，并且还在快速的增长。云计算中的“云”具有规模大的特性，以云计算为基础而构建的信息服务或设备也具有大规模的特点，并且应用于处理海量性的信息数据。另外云计算還可以无限扩展，同时处理成百上千的信息节点。这种可以无限扩大和伸缩的特点满足了不同用户的不同需求，在云计算的数据管理技术中也要注重技术和方法的改进，提高信息数据的管理水平和处理水平，重视信息数据的整合、提取和推理，有助于工作决策的完成。
（二）安全可靠性
云计算的技术包括了虚拟化技术、互联网技术及分布式计算等比较成熟的技术手段，为云计算的可靠性提供了有效的保证。并且云计算在安全性方面也具有优势，云计算采用了不同服务器上的信息数据多副容错的方式，计算的信息节点采用了同构互换技术，这些都极大地提高了云数据管理的安全性。
（三）异构性
由于应用云计算技术的领域和行业的不同，云计算的数据采集设备和方式也各不相同，存在着一定的差异性。每个行业中云计算所获取的结构和数据形态也存在着不同的差别，需要根据具体的实际情况，来判断采取不同的传感器，例如二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器等。不同的传感器在应用的时候，传递信息和获取信息的形式也是不尽相同的，这些差别会带来数据分析、处理和访问等各个环节的差别，另外数据的多源性也会造成数据的类型各不相同，不同类型的数据信息也有不同的格式，从而会出现半结构化数据、非结构化数据和结构化数据同时存在的情况，使信息数据存在异构性的特点。
（四）不确定性
云计算的运行环境中数据信息具有一定的非确定性，主要表现为信息数据本身、数据语义匹配及数据信息的分析查询等方面具有不确定性。而为了达到保证信息数据准确客观的目的，用户在应用云计算时一定要明辨真伪，去其槽粕取其精华，反映真实的需求完成预期的工作目标。
（五）通用性、便捷性
云计算的使用平台在提供各项服务时，用户在使用中不会受到空间上的限制，也不会受到时间的约束。用户只要具有访问验证信息就可以自由的使用云计算平台，享受云计算的服务，不会受到系统和平台的限制，具有极大的通用性和便捷性。
三、云数据管理技术
用户通过云计算来分析处理大量的数据信息，云计算的数据管理技术必须要能够满足用户的需求，高效及时的管理分析海量的数据和信息。云计算分析处理的数据具有海量性、不确定性，这对云计算数据管理技术的开发和发展不断提出新的要求，需要积极的构造高效可用的信息数据管理系统。
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（一）数据信息的组织管理
数据的组织管理可以采用分布式的系统来访问分析海量的分布式数据，例如GFS技术。这种技术可以在差别不大的各种普通硬件上运行，为用户提供了容错功能，并且为用户提供高效可靠的信息数据并行的存储和访问权限。
（二）数据信息的集合管理
数据信息具有海量性、动态性、不确定性等特点，需要采取分布式的数据信息处理技术来进行采集分析，例如Big Table技术可以用于对海量数据信息的处理，提供高效的服务。
（三）数据信息的分析管理
应用云计算的数据管理技术是为了分析和挖掘相关的数据来满足用户的需求。因此需要运用不同技术和布局来从海量的数据中提取挖掘有用的潜在数据，并且理解所挖掘的信息数据同时进行分析，为各种应用提供支持。
（四）数据信息的存储管理
以Dynamo技术为例，这是一个具有高可用度的存储系统，具有DHT和数据库的特征，为AWS提供了基础的技术支持，并不直接展示于外网。Dynamo技术设计的存储架构可以使信息数据在框架内均匀的存储，并且各个存储节点之间可以互通，根据数据的具体操作需求在框架内进行转发，具有较强的自主性，而由于有主控点来进行控制，单个节点之间一般不会出现故障。
Dynamo技术在存储时还具有一些优点，可以通过提供N、R、W这三个参数结合实际情况去调整实例。N即表示副本的个数，R为可完成的数据信息的成功一致个数，W为完成写入的个数。Dynamo技术可以记录、处理不同版本的对象，将对象的不同版本来提供给技术应用，使应用可以对这些数据信息进行合理的整合和利用。在这一过程中并不要求将副本个数N全部的成功完成，只需要成功读取的个数R和成功写入的个数W两者相加，大于副本个数N，这样就可以保证数据的最终一致性。这种读取方式比写入一次进行多次读取的系统要麻烦一些，但是写入方式变得更简单，也充分满足了用户的需要。同时Dynamo技术也具有负载均衡的优势，由于所采用的DHT方式将需要的信息数据都均匀的存储到每个节点，导致每个节点的数据信息访问量和存储量都大致相同，比较均衡。
四、结语
当今社会处于高速发展的信息时代，各种数据信息在全球范围内传递交换，也就需要开发和利用高效可用的信息传播媒介来适应信息时代的发展，云计算和云数据管理技术正是为此而生。作为新型的信息技术，云计算具有广阔的发展空间也面临着不同的挑战。网络互联网技术的快速发展使云计算和云数据管理技术有了更好的机会和支持，也导致了新型应用系统的开发和应用，因此云计算和云数据管理技术要充分把握机会面对挑战，利用本身的优势和时代的发展来实现进一步的提高，解决应用过程中的技术难题，得到长远发展。
参考文献
[1]刘正伟，文中领，张海涛，等.云计算和云数据管理技术[J].计算机研究与发展，2012，49（z1）：26-31.
[2]罗亚东.云计算和云数据管理技术的思考[J].电子制作，2015，（1）：155-156.
作者簡介：初鲁京（1987-），男，，山东烟台人，中国人民大学在职研究生，研究方向：企业管理。
【摘要】文章通过分析云计算的定义特点及云数据的管理技术，以促进云计算和云数据管理技术的发展和提高。
【关键词】云计算;云数据;管理技术
作者简介：初鲁京(1987-)，男，山东烟台人，中国人民大学在职研究生，研究方向：企业管理
近年来随着科技水平的不断提高，信息数据量不断增大，并且具有快速的增长速度，用户对于计算机的存储能力提出了更高的要求。而“三网融合”、“物联网”、“智能电网”等应用的快速发展对于计算和数据管理也带来了新的挑战。云计算作为一种正在兴起中的新型技术，可以改变普通用户操作计算机的模式，可以根据用户的需要来提高计算能力和存储能力，使用户像使用水电一样的方便快捷的使用计算机，降低用户的软件和硬件采购成本。云计算是基于分布式系统和网络计算上提出的新型概念，核心功能的提供海量的数据和存储，并且提供高效率的计算能力，由于开发更多的应用形式。而云计算并不仅仅是做计算，还需要融合更多的技术成果，提出云数据的管理概念。本文通过分析云计算和云数据的管理技术，促进云计算和云数据管理技术的发展和提高，方便今后工作的开展。
一、云计算的概念
(一)云计算的定义
云计算是一种近年来兴起的新型计算模型，是在互联网技术快速发展的基础上发展起来的。由于目前对于云计算还没有统一的标准定义，所以出现了很多云计算的定义版本。而通过对于云计算的分析研究，总体的定义方向都是一致的。具体来说，云计算实际上是一种对于虚拟化技术、网络技术和WebService等几种不同的新型信息技术的综合应用。云计算所运用的技术几乎包括了所有的互联网和信息技术。可以说云计算是网络计算的必然发展，虚拟化技术又是云计算得以发展的基础和前提，WebService信心技术为云计算提供了互联网环境的技术支持。随着互联网的发展，计算机用户也越来越专业化，它们对于数据信息的.了解和使用越来越熟练，对于数据信息的要求也发生了变化，提出了各种不同的信息数据需求，云计算正是满足了这类用户的需要，也得到了进一步的使用和发展。
(二)云计算的工作原理
云计算在工作环境下不需要使用本地的计算机，通过互联网联接来进行数据的分布和处理，并且优化数据，然后经过互联网的连接来实现分享数据的目的。这种工作模式可以使企业方便的进行资源利用，并且有效的切换有效资源，根据实际工作的具体要求来访问计算机和存储系统，获得相关的信息和数据。云计算作为一项新型的实用性技术，一定程度上提高了计算能力的商业性，通过网络传播和售卖实现了降低售卖成本的目的，同时还充分发挥了实用性，使企业的相关工作得以全面落实。
(三)云计算的体系结构
云计算的体系结构非常庞大，并且具有很强的复杂性，一般以“云”网络为核心，联接到其他网络和服务器，发送出相关的数据信息。同时通过虚拟技术的支持扩展相关服务器的功能，在云计算的平台上实现各种信息资源的整合，达到为用户提供更多更有效数据的目的，提升了计算能力和储存能力。完善的云计算体系结构应包括云端用户、部署工具、服务目录、管理系统这主要的四个部分。
二、云数据管理技术的主要特点
(一)规模大，海量性
随着近年来互联网技术应用的发展和普及，一些互联网技术是通过传感器来进行数据信息的采集来完成相关的工作。而随着应用技术的发展和推广，数据量变得越来越大，并且还在快速的增长。云计算中的“云”具有规模大的特性，以云计算为基础而构建的信息服务或设备也具有大规模的特点，并且应用于处理海量性的信息数据。另外云计算还可以无限扩展，同时处理成百上千的信息节点。这种可以无限扩大和伸缩的特点满足了不同用户的不同需求，在云计算的数据管理技术中也要注重技术和方法的改进，提高信息数据的管理水平和处理水平，重视信息数据的整合、提取和推理，有助于工作决策的完成。
(二)安全可靠性
云计算的技术包括了虚拟化技术、互联网技术及分布式计算等比较成熟的技术手段，为云计算的可靠性提供了有效的保证。并且云计算在安全性方面也具有优势，云计算采用了不同服务器上的信息数据多副容错的方式，计算的信息节点采用了同构互换技术，这些都极大地提高了云数据管理的安全性。
(三)异构性
由于应用云计算技术的领域和行业的不同，云计算的数据采集设备和方式也各不相同，存在着一定的差异性。每个行业中云计算所获取的结构和数据形态也存在着不同的差别，需要根据具体的实际情况，来判断采取不同的传感器，例如二氧化碳浓度传感器、温度传感器和湿度传感器等。不同的传感器在应用的时候，传递信息和获取信息的形式也是不尽相同的，这些差别会带来数据分析、处理和访问等各个环节的差别，另外数据的多源性也会造成数据的类型各不相同，不同类型的数据信息也有不同的格式，从而会出现半结构化数据、非结构化数据和结构化数据同时存在的情况，使信息数据存在异构性的特点。
(四)不确定性
云计算的运行环境中数据信息具有一定的非确定性，主要表现为信息数据本身、数据语义匹配及数据信息的分析查询等方面具有不确定性。而为了达到保证信息数据准确客观的目的，用户在应用云计算时一定要明辨真伪，去其槽粕取其精华，反映真实的需求完成预期的工作目标。
(五)通用性、便捷性
云计算的使用平台在提供各项服务时，用户在使用中不会受到空间上的限制，也不会受到时间的约束。用户只要具有访问验证信息就可以自由的使用云计算平台，享受云计算的服务，不会受到系统和平台的限制，具有极大的通用性和便捷性。
三、云数据管理技术
用户通过云计算来分析处理大量的数据信息，云计算的数据管理技术必须要能够满足用户的需求，高效及时的管理分析海量的数据和信息。云计算分析处理的数据具有海量性、不确定性，这对云计算数据管理技术的开发和发展不断提出新的要求，需要积极的构造高效可用的信息数据管理系统。
(一)数据信息的组织管理
数据的组织管理可以采用分布式的系统来访问分析海量的分布式数据，例如GFS技术。这种技术可以在差别不大的各种普通硬件上运行，为用户提供了容错功能，并且为用户提供高效可靠的信息数据并行的存储和访问权限。
(二)数据信息的集合管理
数据信息具有海量性、动态性、不确定性等特点，需要采取分布式的数据信息处理技术来进行采集分析，例如BigTable技术可以用于对海量数据信息的处理，提供高效的服务。
(三)数据信息的分析管理
应用云计算的数据管理技术是为了分析和挖掘相关的数据来满足用户的需求。因此需要运用不同技术和布局来从海量的数据中提取挖掘有用的潜在数据，并且理解所挖掘的信息数据同时进行分析，为各种应用提供支持。
(四)数据信息的存储管理
以Dynamo技术为例，这是一个具有高可用度的存储系统，具有DHT和数据库的特征，为AWS提供了基础的技术支持，并不直接展示于外网。Dynamo技术设计的存储架构可以使信息数据在框架内均匀的存储，并且各个存储节点之间可以互通，根据数据的具体操作需求在框架内进行转发，具有较强的自主性，而由于有主控点来进行控制，单个节点之间一般不会出现故障。Dynamo技术在存储时还具有一些优点，可以通过提供N、R、W这三个参数结合实际情况去调整实例。N即表示副本的个数，R为可完成的数据信息的成功一致个数，W为完成写入的个数。Dynamo技术可以记录、处理不同版本的对象，将对象的不同版本来提供给技术应用，使应用可以对这些数据信息进行合理的整合和利用。在这一过程中并不要求将副本个数N全部的成功完成，只需要成功读取的个数R和成功写入的个数W两者相加，大于副本个数N，这样就可以保证数据的最终一致性。这种读取方式比写入一次进行多次读取的系统要麻烦一些，但是写入方式变得更简单，也充分满足了用户的需要。同时Dynamo技术也具有负载均衡的优势，由于所采用的DHT方式将需要的信息数据都均匀的存储到每个节点，导致每个节点的数据信息访问量和存储量都大致相同，比较均衡。
四、结语
当今社会处于高速发展的信息时代，各种数据信息在全球范围内传递交换，也就需要开发和利用高效可用的信息传播媒介来适应信息时代的发展，云计算和云数据管理技术正是为此而生。作为新型的信息技术，云计算具有广阔的发展空间也面临着不同的挑战。网络互联网技术的快速发展使云计算和云数据管理技术有了更好的机会和支持，也导致了新型应用系统的开发和应用，因此云计算和云数据管理技术要充分把握机会面对挑战，利用本身的优势和时代的发展来实现进一步的提高，解决应用过程中的技术难题，得到长远发展。
参考文献
[1]刘正伟，文中领，张海涛，等.云计算和云数据管理技术[J].计算机研究与发展，，49(z1)：26-31.
姓名：李云迪 学号：2320130001 北京大学
摘要：云计算从最早的提出概念到现今各大云服务提供商的研发，实际只在短短几年时间。目前，最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜索引擎、网络邮箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量自己所需的信息。但是，从一种新的业务模式的发展周期来看，尤其是从我国的情况来看，目前的云计算还只能算是初步发展阶段。本文主要对云计算技术的应用特点、发展现状、利处与弊端以及对云计算的应用存在的主要问题进行了探讨分析，最后是关于云计算的挑战及其展望。
关键词：云计算；云服务提供商；云计算应用；技术发展
1、云计算的定义
计算机的应用模式大体经历了以大型机为主体的集中式架构、以pc机为主体的c/s分布式计算的架构、以虚拟化技术为核心面向服务的体系结构（soa）以及基于web2.0应用特征的新型的架构。云计算发展的时代背景是计算机的应用模式、技术架构及实现特征的演变。
“云计算”概念由google提出，一如其名，这是一个美妙的网络应用模式。在云计算时代，人们可以抛弃u盘等移动设备，只要进入google docs页面，新建一个文档，编辑其内容，然后直接把文档的url分享给朋友或上司，他们就可以直接打开浏览器访问url。我们再也不用担心因pc硬盘的损坏而发生资料丢失事件。
云计算的定义众多，目前广为认同的一点是，云计算是网格计算、分布式处理、和并行处理的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是一种资源交付和使用模式，用户通过网络即可获得应用所需的资源（硬件、软件、平台）。云计算将计算从客户终端集中到“云端”，作为应用通过互联网提供给用户，计算通过分布式计算等技术由多台计算机共同完成。用户只需要关心应用的功能，而不必去关心应用的实现方式，所有应用的实现和维护由其提供商完成，用户只要根据自己的需要选择相应的应用即可。云计算是一种计算的方式，而不是一个工具、平台或者架构。
2、云计算的原理
云计算的基本原理是，通过把计算分布在大量的分布式计算机上，而不是本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更相似于互联网。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问存储系统和计算机。云计算就是把普通的服务器或者个人计算机连接起来，以获得超级计算机或者叫高可用性和高性能计算机的功能，可是成本却更低。
云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式。实现云计算的具体基础设施需要结合多种技术，需要软件实现对硬件资源的虚拟化管理和调度，即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。
3、云计算的核心技术
云计算系统运用了很多的技术，其中最关键的技术包括数据管理技术、编程模型、数据存储技术、云计算平台管理技术、虚拟化技术等。
3.1 编程模型
mapreduce是google开发的java、python、c++编程模型，它是一种高效的任务调度模型和简化的分布式编程模型，主要用于大规模数据集（大于1tb）的并行运算。严格的编程模型会使云计算环境下的编程变得很简单。mapreduce模式的思想是把需要执行的问题分解成map(映射)和reduce(化简)的方式，先通过map程序将数据切割成不相关的部分，然后分配给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，再通过reduce程序将结果汇整并且输出。
3.2 海量数据分布存储技术
云计算系统由大量服务器组成，同时还为大量用户进行服务，所以云计算系统采用的是分布式存储的方式来存储数据，用冗余存储的方式来保证数据的可靠性。hadoop团队开发的gfs的开源实现hdfs和google的gfs是云计算系统中广泛使用的数据存储系统。
3.3 虚拟化技术
通过虚拟化技术可以把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。虚拟化技术根据其对象可分成网络虚拟化、计算虚拟化、存储虚拟化等等，计算虚拟化又分为桌面虚拟化、系统级虚拟化和应用级虚拟化。
3.4 云计算平台管理技术
云计算的资源规模庞大，服务器数量很多并且都分布在不同的地点，同时运行着几百种应用，如何有效的管理这些服务器，保证整个系统提供不间断的服务则是个巨大的挑战。
4、我国云计算产业发展现状
我国云计算服务市场处于起步阶段，云计算技术与设备已经具备一定的发展基础。我国云计算服务市场总体规模较小，但追赶势头明显。据Gartner估计，2011年我国在全球约900亿美元的云计算服务市场中所占份额不到3%，但年增速达到40%，预期未来我国与国外在云计算方面的差距将逐渐缩小。
大型互联网企业是目前国内主要的云计算服务提供商，业务形式以IaaS+PaaS形式的开放平台服务为主，其中IaaS服务相对较为成熟，PaaS服务初具雏形。我国大型互联网企业开发了云主机、云存储、开放数据库等基础IT资源服务，以及网站云、游戏云等一站式托管服务。一些互联网公司自主推出了PaaS云平台，并向企业和开发者开放，其中数家企业的PaaS平台已经吸引了数十万的开发者入驻，通过分成方式与开发者实现了共赢。
ICT制造商在云计算专用服务器、存储设备以及企业私有云解决方案的技术研发上具备了相当的实力。其中，国内企业研发的云计算服务器产品已经具备一定竞争力，在国内大型互联网公司的服务器新增采购中，国产品牌的份额占到了50%以上，同时正在逐步进入国际市场；国内设备制造企业的私有云解决方案已经具备千台量级物理机和百万量级虚拟机的管理水平。
软件厂商逐渐转向云计算领域，开始提供SaaS服务，并向PaaS领域扩展。国内SaaS软件厂商多为中小企业，业务形式多以企业CRM服务为主。领先的国内SaaS软件厂商签约用户数已经过万。
电信运营商依托网络和数据中心的优势，主要通过IaaS服务进入云计算市场。中国电信于2011年8月发布天翼云计算战略、品牌及解决方案，2012年将提供云主机、云存储等IaaS服务，未来还将提供云化的电子商务领航等SaaS服务和开放的PaaS服务平台。中国移动自2007年起开始搭建大云（BigCloud）平台，2011年11月发布了大云1.5版本，移动MM等业务将在未来迁移至大云平台。中国联通则自主研发了面向个人、企业和政府用户的云计算服务“沃·云”。目前“沃·云”业务主要以存储服务为主，实现了用户信息和文件在多个设备上的协同功能，以及文件、资料的集中存储和安全保管。
IDC企业依托自己的机房和数据中心，将IaaS作为云服务切入点，目前已能提供弹性计算、存储与网络资源等IaaS服务。少数IDC企业还基于自己的传统业务，扩展到提供PaaS和SaaS服务，如应用引擎、云邮箱等。
5、云计算的挑战和展望 云计算技术的发展面临这一系列的挑战，例如：使用云计算来完成任务能获得哪些优势；可以实施哪些策略、做法或者立法来支持或限制云计算的采用；如何提供有效的计算和提高存储资源的利用率；对云计算和传输中的数据以及静止状态的数据，将有哪些独特的限制；安全需要有哪些；提供可信还击你给都需要些什么。此外，云计算虽然给企业和个人用户提供了创造更好的应用和服务的机会，但同时也给了黑客机会。云计算宣告了低成本超级计算机服务的可能，一旦这些“云”被用来进行各种攻击或者破译各类密码，将会对用户的数据安全带来极大的危险。所以，在安全问题和危险因素被有效的控制之前，云计算不容易得到彻底的应用和接受。
云计算未来有两个发展方向：第一个是构建与应用程序紧密结合的大规模底层基础设施，为应用能够扩展到更大的规模提供可能；第二个是构建新型的云计算应用程序，在网络上提供更加丰富的用户体验。第一个发展趋势能够从现在的云计算研究状况中体现出来，而在云计算应用程序的构造上，很多新型的社会服务型网络，如facebook等，也已经体现了这个趋势，而在研究上则开始注重通过云计算基础平台将多个业务融合起来。
作为一种新兴的技术，云计算可以预想未来前景的无限光明。当互联网遇到了新的发展契机，云计算必将在不久的将来展示出强大的生命力，推动it产业跨越式发展。
参考文献：
云计算是一种比较全面的互联网计算模型，其主要作用是灵活自如地调用每一种IT技能。伴随着大数据时代的到来，云计算作为一种新兴的技术，对提升、优化大数据及信息的处理有着巨大的作用，云计算环境下的网络技术发展又向前迈进一大步。
1云计算技术的研究
云计算的计算方式是利用互联网，在各种网络技术（如计算机、网络、通信技术）的综合应用下实现的。云计算获得数据及信息的方法主要是利用与互联网相连接的硬件设备。“云”是对网络的一种形象表达，多的意思。网络技术的发展也推进着云计算技术的发展，被越来越多的人熟知和应用。云计算主要是建立一种随时变化的信息源数据库，主要是通过分布计算与虚拟化的手段，将许多相对分散的信息数据聚集而形成[1]。云计算形成的信息源数据库是随着自身所使用的网络资源不断变化的。云计算中转嫁硬件设备的方法为企业极大地节约了经济成本，同时也节约了人力成本。客户与任务之间主要靠互联网联系在一起，这是信息技术发展的趋势，云计算则适应了这一趋势。
2云计算网络技术体系框架
信息处理硬件负责云计算的主要工作，云计算市场呈现一种蓬勃发展的态势，促使着处理硬件需求量的增加。互联网信息处理的规模化、模拟化都受到信息处理硬件发展的影响。信息处理平台基于横向和纵向的两种交流实现，在以前的处理平台中主要采用纵向交流，随着大数据时代的发展，横向数据交流量不断增加，云计算网络的体系骨架进一步完善。云计算网络骨架（从工作任务到最终的客户）一般可以分为四种：
（1）在虚拟机之间的网络交互；
（2）服务器之间的网络交互；
（3）数据中心之间的网络交互；
（4）用户与数据信息中心之间的网络交互。其中发生在数据信息中心内部的是服务器、虚拟机之间的两种网络交互方式。网络交互是发生在虚拟机之间的，主要是在虚拟交换机中进行。网络交互发生在服务器之间的，利用交换机进行交互，在服务器中通过纵向和横向两种流量交互实现。网络交互发生在数据中心之间的，可分情况对待：同城时，可选用城域网解决；不同城时，可选用骨干网解决。数据中心可能因数据量的增多而不能及时完成操作，需要增设数据中心进行操作，由此出现二层网络的搭架。网络交互发生在用户与数据信息中心的，主要通过城域网完成交互。现实生活中，升级的业务、剧增的信息数据、流量增大的用户与信息数据中心之间，都促使着更大型、更智能的网络宽带的出现，从而更好地进行数据信息的传输。多个数据信息中心的出现也为我们带来了新的问题，例如：如何快速地进行数据信息中心的转换。
3云环境下的网络新技术
3.1虚拟机本地互访网络
目前状况下，对同一台服务器内部虚拟机之间的交互连接使用虚拟交换机就可以完成。虚拟机一般单靠软件实现网络互联，不需要硬件设施的运行[2]。虽然这种网络交互发生在虚拟机之间，其互访简单易行，但存在不少隐患：（1）虚拟机之间的流量得不到有效的监控，传统的系统已不能适应现有的云计算；
（2）当虚拟机通过虚拟机的流量增大时，服务器信息数据中心的负担加大，会影响虚拟机的性能。针对以上两个问题，现已有了解决的方案。IEEE的802.1QgbEdgeVirtualBridging和IEEE的802.1BrBridgePortExtension，就是针对这两个问题提出来的。两者方案各有优劣，802.1Br需要硬件的支持，802.1Qgb需要修改交换机的驱动。在具体应用中选择哪一种方案，还需要进一步的实践检验。
3.2数据中心二层互访网络
当前，数据中心普遍采用的是树状三层网络架构，分别为接入层、汇聚层以及核心层。出现两个服务器位于树状结构的不同分支时，就需借助核心层来实现运行，但在这期间耗费了大量的时间，云环境下对横向流量增加的性能需求已完全不能得到满足。若采用增设防火墙的方式，相当于在整个计算过程中增加了一个VLAN，但虚拟机也会因超出VLAN的范畴导致运行出现问题。解决方式是减缩树状结构（三层变两层，删除汇聚层）。对数据中心的影响是结构实现扁平化，服务器能力得到强化，从而实现虚拟机的正常运行[3]。数据中心的结构扁平化的过程中也会出现一系列的问题。多台通过虚拟化技术虚拟出的服务器，增加了数据信息中心的网络规模。传统的方法通过树状协议绕路解决，很明显这种方法已不适用现有的需求。控制平面和数据的平面虚拟化技术产生，解决了这个难题，同时对宽带的利用强化。
3.3数据中心跨站点二层互访网络
大数据时代到来后，随着互联网技术及其应用的发展，如何保证数据信息的安全成为信息时代的主题。传统方法在解决这个问题时，选择对数据扩容以及备份，但备份的内容牵扯到数据信息中心时，就需要对数据信息中心进行备份操作。在云计算的环境下，需要构建跨数据中心的的二层互访网络（即进行分布式计算机以及对虚拟机跨点迁移），在目前看来，实现数据中心直连的状况很少，主要还是选择二层互联（通过在IP网上打隧实现）的方式。最新的技术仍为个人私有，传输过程中实现数据信息中心相互独立，确保IP互联的永续性[4]。
3.4用户接入网络
在云计算环境下，数据中心二层互访网络的构建使得用户在接入网络时会遇到以下情况：
（1）多站式的分布计算，让用户在选择数据信息中心时产生困惑；
（2）如何快速在业务虚拟机与数据中心之间切换、迁移。在实际具体操作中，用户大多会选择DNS技术，对新技术LISP使用率较低。DNS技术主要是分散IP地址，用户与数据信息中心的交联就是通过分散出来的IP实现的。我们可以假设一个条件：虚拟机跨数据中心转移，IP地址保持不变。在这种情况下，NAT设备就可以发挥作用，它可让IP地址转化为多个虚拟IP以便用户切换。
3.5SND技术
SND是与当前网络技术发展相适应的技术，主要用于控制和分离的分离。传统技术中主要通过拆分控制层实现三层架构。SDN作为最新的网络技术受到广泛的欢迎，当前数据中心的网络互联就是靠它来实现，整合信息资源，从而使得网络虚拟化以及虚拟机之间的迁移实现[5]。
4云计算网络发展的展望
在云计算环境下，对网络技术的发展提出更高的要求。一种网络技术的需求可能会出现多种解决办法，因此在实际应用中，需要根据实际情况实际分析。目前国外通过数据中心间的光纤直连，来解决数据中心之间的数据互联剧增的问题，这对中国来说有着相当大的借鉴意义。通过多种技术而实现不同设备之间的数据共连是网络技术发展的新方向。
5结束语
在过去的十年里, 计算机在处理性能, 存储容量, 网络技术等方面获得了长足的进步, 并由此诞生了很多新兴的计算机技术来方便人们的日常办公和生活需要。目前, 物联网技术和云计算技术是新兴的研究热点。云计算由于其较高的可扩展性, 较低的设备价格及按需服务等特点越来越受到企业、院校、政府的青睐。学术界也对此也做了很多的研究性工作。
目前对于云计算的定义有很多种, 比较常用的说法是云计算是一种基于互联网的计算方式, 通过这种方式, 共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备[1]。1961年John Mc Carthy在MIT一百周年的纪念典礼的演讲上述, 计算机的应用性将越来越普遍, 并且将成为将来新型的重要工业基础。这段话在一定程度上也预示了云计算技术的产生。2006年在Google的搜索引擎战略会议, Eric Schmidt首次提出了云计算这个整体性的概念[2]。随着计算机处理器性能和存储容量的迅速发展, 云计算技术所具有的优势使得对企业, 政府机构等组织非常有吸引力:
较少的资金开销, 一般云计算用户可以通过租用的方式获得服务, 这样在减少设备成本投入的同时也获得了自己所需要的计算性能。
可扩展性, 高度的可扩展性能无疑是云计算技术一大亮点, 云服务提供者只需要增加一定数量的服务器, 数据库和网络带宽等设备就能扩展云服务的能力。
灾难恢复的功能, 大多数的中小型企业一般没有灾难恢复的设施。由于云技术的虚拟化和冗余性备份功能, 企业不太会丢失掉他们的数据。
虚拟化, 云计算其实也是虚拟化技术的一种实现。通过虚拟化的技术, 底层的硬件设备被抽象化了。由服务器构成的虚拟资源将会动态的, 按需的方式分配给应用用户。
一、云计算的体系结构
传统上来讲, 云计算体系的结构可以分成四个部分[3], 如图1所示:物理层、虚拟层、平台层和应用层, 接下来我们详述每个层的功能。
物理层:顾名思义, 物理层负责管理云中的硬件资源, 包含物理服务器、路由器、交换机、电力和冷却系统。实际上, 一般一个数据中心等同于一个物理层。数据中心包含了好几千个的服务器, 它们通过高速交换机、路由器或者其他的光纤介质互联起来形成一个整体。物理层上的事务性处理包括硬件设备的配置管理、容错性保证、流量管理、电力和冷却系统管理等。
虚拟层:虚拟层使用了诸如Xen、KVM和VMware等虚拟技术, 将计算资源和存储资源整合形成了一个资源池, 应用用户就可以从这个资源池中获取他需要的计算服务。虚拟层是云计算技术的一个重要组成成分, 因为只有通过虚拟化技术才能实现像动态资源管理的功能。
平台层:平台层在虚拟层之上, 该层的由操作系统、应用程序框架之类的构建构成。平台层设置的目的主要是为了方便应用层和虚拟机之间的连通, 减少部署应用程序时的负担。例如, Google在平台层的应用引擎就提供了API接口用以支持存储数据库和Web应用的常用操作。
应用层:应用层在体系结构中的最高层, 由实际的云应用程序构成。和传统的应用程序相比, 云中的应用程序的优点在于它可以简单地通过可扩展行的优点获得更高的性能、可用性, 并减少运行开销。
和传统的网络服务模式相比较, 云计算的体系结构更加地模块化。每一层和上下层的关系都是比较松散的耦合关系, 这一点和OSI的体系结构很类似, 每一层可以很独立的进行升级。
但在商业的角度来看, 硬件和平台级的资源是按需提供服务的基础, 根据每个公司具体的策略又将云计算分成了三类不同的模型[4]:软件即服务 (Saa S) , 平台即服务 (Paa S) , 基础设施即服务 (Iaa S) 。但是这些不同的模型都具有按需服务, 错误容忍, 较好的弹性等特点。
基础设施即服务需要提供具体的基础设备, 它一般包含前面提到的虚拟层和物理层。通常以虚拟机的形式呈现给用户, 而提供Iaa S服务的云拥有者就可以成为Iaa S服务商, 例如Amazon EC2、Flexicale和Go Grid等。
平台即服务是提供平台级的资源, 包括操作系统和软件开发框架等, 为其他软件开发人员提供开发的接口, 并由此调用相应的云计算功能。像Paa S服务商有Microsoft Windows Azure, Google App Engine和Force.com等。
软件即服务是指在互联网上以按需方式向用户提供服务的应用程序。例如Salesforce.com, Facebook等。
二、商用云计算平台
目前, 云计算以其优异的性能特点, 吸引了众多的互联网公司投入大量的人力物力进行研究和开发工作, 并形成了各自的云计算技术理论体系, 典型的代表有Google、Microsoft和Amazon, 接下来将逐一进行介绍。
a) Google云计算平台。
Google公司由搜索引擎而著名, 但同时它的邮件服务, 地图服务等其他的应用也很受大众的欢迎。这全得益于Google云计算技术。Google云计算技术大致主要包含三个内容Google文件系统, Map Reduce框架和Big Table数据存储系统。
在计算机技术高度发达的今天, Google以一种特别另类的方式构建了它们高性能的云计算系统。Google云物理设备只是将许多普通计算机形成一个集群的方式构建而成, 相比于其他的互联网公司采用一些高性能服务器的方式, Google公司在减少设备开销的同时, 也获得了良好的服务性能, 而且Google在可扩展性方面更加的具有弹性。
Google文件系统
Google文件系统简称为GFS[5]。GFS是Google云软件框架的基础, 比较像类Unix文件系统。但与普通的Windows文件系统和Unix文件系统不一样, GFS最小的存储单元是64MB, 并称为Chunk。虽然一个Chunk只有64MB的大小, 导致在存储空间利用率不是很理想, 但在大数据文件中却可以获得很高的性能。另外, GFS还具有容错性保证的特征, 不像传统的Unix文件系统基本块都在一个磁盘上, GFS将Chunk分布到云中的各个机器上。而且GFS还会将一个Chunk拷贝到一个或多个机器上, 这样就不会出现单节点失效所造成的数据丢失。
Map Reduce框架
在GFS基础上, Google又设计了Map Reduce框架[6]。Map Reduce它包括两个基本算法, Map和Reduce。简单来说, Map算法用来对输入进行映射, 而Reduce算法则对Map算法的输出结果进行化简。例如开发者对于一个数据元祖
Map Reduce框架可以自动将任务分割成若干个子任务并在许多机器上运行, 实现了并行计算的能力。得益于此, Map Reduce也增强了应用程序的容错性能, 因为即使某个机器上由于硬件问题导致子任务没完成, 只需要重新再执行这部分的子任务就好了。
Big Table数据存储系统
Big Table数据存储系统[7]是Google云计算体系中三大重要技术之一, 虽然在很多方面, Big Table表面上很像关系数据库管理系统, 如以表格的形式存储数据, 数据的增删改查。但Big Table主要是为大数据存储所设计的, 它们将数据列表进行分割并分布在Google云中的机器上, 数据的存储容量可以达到PB级别。
b) Amazon云计算平台
虽然Amazon以网上书城而著名, 但是得益于其强大的计算资源, Amazon也为软件开发人员提供API接口来访问它们的设备。Amazon云计算体系属于Iaa S类型, 以计费的方式向开发人员收费。Amazon云计算服务又称为EC2[8]。EC2为每个客户创建一个Amazon虚拟机实例 (AMI) , 包含了操作系统, 个性化设置, 库函数以及所需要的应用程序。AMI一启动, 就会被装入Amazon简单存储服务 (AS3) 并获得一个唯一的虚拟机标识。同时, AMI都是客户自己进行定制的, 要获得较高的云服务, 则相应地要付出较高的费用。Amazon宣称EC2是全球分布式的云计算, 对于客户而言是完全透明的。
c) Microsoft云计算平台
Microsoft云计算称为Azure服务平台。类似于Amazon EC2, Azure服务平台向客户提供开发接口和系统程序的同时, 也提供了可直接使用的云应用程序。Azure服务平台构建在Windows Azure云操作系统之上, 主要包括Live服务, SQL服务和.Net服务等。对于非商业用途, Azure是免费的。但如果是要用于商业用途, Azure将通过计算时间、占用带宽、存储容量和吞吐量等标准进行计费。同样, Windows Azure以虚拟机的方式提供服务。
三、云计算安全
随着云计算技术的发展, 云计算的安全性问题越来越受到关注。根据2010年3月云安全联盟 (CSA) 的研究报告《云计算主要安全威胁》[9]指出云计算服务的主要威胁主要包括:云计算服务的滥用和恶意使用、不安全的接口和应用程序编程接口 (APIs) 、恶意的内部攻击者、共享技术的弱点、数据丢失与泄露和账号与服务劫持等。同样, 我们以三种不同的服务模型来讨论云计算的安全性问题。
a) Saa S中的安全性问题
在Saa S的服务模型中, 安全性保证主要取决于云计算服务提供商。在Saa S开发模型中, 尤其需要注意数据安全、网络安全、数据隔离、数据位置、虚拟化漏洞等安全性[10]。
数据安全
在云计算这个服务出现之前, 企业一般将数据都保存自己企业的本地边界内, 这样他们的敏感或者是商业机密性的数据则处于他们自己可以控制的范围中。但使用云计算, 企业的数据完全处于云端, 甚至不知道存储在网络中的哪个位置, 也因为这个原因, 目前众多的企业对于这种新的服务模式望而却步。
Saa S服务提供商有必要保证企业数据的安全性, 防止数据的泄露和恶意访问。这就需要使用较强的数据加密机制和身份认证机制。对这部分的问题包括:XSS、SQL注入攻击、Cookie操作、不安全的存储、不安全的配置和访问控制漏洞等问题。
网络安全
和传统的互联网一样, Saa S的服务模型同样也面临着网络安全性的问题。由于用户是通过网络的方式接入云服务提供商, 这样不安全的网络连接和数据传输就极易受到恶意攻击, 诸如网络探针和数据包嗅探, 不安全的SSL授信配置等。部分相关的安全技术包括安全套接层 (SSL) 和传输层安全 (TLS) 等。
数据隔离
云计算是一种多用户的模式, 由此意味着租户之间的数据仅仅是逻辑上隔离的, 但在物理上很可能会是在一个位置上的。这个也为潜在的非法数据访问提供了可能, 因为一个恶意用户很可能利用系统中的访问漏洞, 突破逻辑上的安全限制, 入侵并获得其他用户的敏感数据。
数据位置
在云计算的服务模式下, 数据以分布式的方式存储网络中, 用户无需知道数据具体存储在网络中的什么位置。但这种方式可能会给用户带来潜在的法律风险。在有些国家, 例如南美的一些国家, 由于潜在的敏感性问题, 特定的商业数据是不允许离开这个国家的。因此, 在Saa S的安全模型中也需要提供客户数据的可靠定位服务。
虚拟化漏洞
虚拟化是云计算中的一项重要实现技术。使相对独立的运行实例运行在一个物理设备上是虚拟化技术的一项主要功能。目前已在虚拟化软件中发现漏洞很可能被恶意软件或者内部人员利用从而绕开安全的限制获得非法权限。一个例子就是Xen中的一个漏洞, tools/pygrub/src/Grub Conf.py会产生一个输入确认的错误, 而这个问题就很可能被利用来进行非法访问。
b) Paa S中的安全问题
在Paa S中, 云计算服务商会向客户提供在平台上搭建应用程序的权限。Paa S模型是基于面向服务的体系结构 (SOA) 。因此Paa S中也需要注意SOA中可能会出现的安全问题, 诸如Do S攻击, 重放攻击, 注入攻击, 字典攻击等。因此云计算服务商需要在这个模型中要用授权和认证的方式保证安全。另外, Paa S服务模型的特征主要是向用户提供各种开发用的API, 如商业函数、安全函数、应用管理等。因此这些API需要遵循相应的安全控制标准, 如OAuth[13]。所有的这些都需要云计算服务商做好保障。
c) Iaa S中的安全问题
然而在Iaa S的服务模型中, 云计算服务商和用户都对云安全负有一定的责任, 但具体的分工不太一样。云计算服务商只需要保证基础设施的安全, 如物理设备, 环境和虚拟化的安全。而用户需要负责所有的其他安全性问题, 诸如用户的虚拟服务器, 虚拟网络, 虚拟存储以及Iaa S平台上的应用程序等。
四、移动云计算展望
移动云计算其实是云计算的一个扩展, 主要是指移动终端 (如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等) 通过3G、Wi Fi、4G等无线上网的方式使用云计算的服务模式。移动终端可以通过移动云计算实现云端的数据存储、处理和分析, 这样一来就大大降低了对终端设备性能的依赖, 在获得良好的可靠性的同时也延长了终端电池的使用时间。
a) 移动医疗
移动医疗正是在移动云计算这个背景下发展起来的。得益于云计算的特点, 移动终端设备低存储容量、安全隐私问题和医疗错误问题[11]可以得到一定程度的解决。在移动医疗方面, 云计算可以在以下几个方面得到具体的应用:健康监测服务可以通过宽带无线通信技术随时随地监测病人的健康状况;智能应急管理系统可以有效管理事故发生时应急车辆的协调和管理;健康监测移动设备可以探测心跳、血压以及酒精量来提醒医疗应急系统;健康信息记录允许病人或医疗服务商访问目前或历史的医疗病史;移动医疗费用管理方便医疗开销和其他相关费用的支付功能。
b) 移动电子商务
很多传统的电子商务公司如淘宝、亚马逊、京东等都在IOS或者Android平台上开发了自己的移动应用。用户只需要使用这些应用就可以进行网上交易了。这些应用程序一般具有移动性的特点, 如移动交易支付, 移动消息和移动订票等。根据应用面向的用户群, 可以将移动电子商务分成三类:金融、广告和消费, 但是目前移动电子商务需要面对许多的问题, 诸如较低的网络带宽, 较高的网络延迟, 异构性的移动网络, 安全性等问题。因此, 在移动电子商务上引入云计算的模式是一个比较好的解决方案。
c) 移动社交网络
随着社交网络的兴起, 在移动平台上分享图片和视频文件也越来越成为一种趋势。目前, 国外的Facebook, Twitter, 国内的新浪微博和腾讯微博也都推出了相关的社交应用软件。以云计算的方式来支持这些移动社交网络显然具有很强的优势。目前, Me Log[12]就已经实现了在移动云平台下导航、购物、微博、图片等社交网络的功能。
d) 地理信息服务
地理信息服务是随着智能终端和物联网的普及而逐渐受到人们的关注。以移动云的方式向移动设备提供地理位置信息, 道路选择, 面积测算等智能化的应用服务具有很强的优势, 对于优化移动互联网的服务提供了技术支持。对于该方面的研究还集中在路径选择, 服务请求调度[14]等问题上。
e) 多媒体服务
在移动云计算模型中, 资源服务在云端, 移动终端设备通过无线的方式如3G、4G等方式接入到移动云中。但受限于终端设备有限的计算性能, 不稳定的延迟抖动, 以及耗能方面的要求, 注定了移动云计算中的多媒体服务的策略要做出一定的调整。文献[15]中就采用一种动态分割的框架来为终端提供数据流的应用服务, 该种方式具有更好的性能。
五、结语
关键词：云计算网格计算系统架构服务器集群
1 概述
近年来，随着计算机技术的高速发展，在诸多研究者的努力之下，已经诞生了许多新技术，云计算技术就是一种新型的计算机技术[1]。目前，作为计算机界研究和应用最为热门的技术之一，云计算将许多热门的、先进的信息技术及其应用大众化，便于人们理解，人们通常对使用云技术或者云裳的服务时，类似于使用家里的水电气一样。
云计算是一种基于并行处理、分布式处理和网格计算等技术发展起来的一种适应现代人们工作、生活和学习需要的新型计算模式，其能够优化计算机资源组合，创新了计算机提供的服务模式[2]。在现代分布式应用系统开发过程中，引入云计算技术，可以大大的降低政企单位IT开发实现和运行维护的成本，同时降低了能源消耗，有效的加快了信息化建设的进程，另外，互联网技术和云计算技术的有机结合，也催生了信息服务产业的模式发生改变，云计算技术将互联网技术、通信技术和传统信息管理技术不断的有机交融，高速驱动和促进了人们的需求和商业模式发生转变。
作为计算机学科的新兴技术之一，云计算已经得到了人们的广泛关注和研究，其架构技术就是诸多系统结构学者研究的方向和热点，本文研究主要集中于云计算平台底层基础设施的构建和云平台软件系统构建两个层面。
2 云计算相关理论技术
2.1 云计算概念
云计算融合了虚拟化技术、网格技术和Web服务技术，其能够有效的组织互联信息资源，满足用户的需求，是一种新兴的网络资源组织结构。云计算作为一种新兴的计算架构和应用模式，具有很多优势，主要包括高可靠性、超大规模及其可扩展性和信息服务的便捷性和通用性[3]。
2.1.1 超大规模及其可扩展性。“云”具有漫无边际、超大规模的自然特征，“云计算”虽然是一种计算技术，但是其同样具有上述特性，能够利用网络资源，构建超大规模的基础设施、信息基地、信息服务等为用户服务，云计算能够将这些用户终端或者服务设施扩展到大规模的集群上，实现无缝对接，可以同时处理数量级规模的节点请求，因此，对用户来讲，“云”的规模可以实现动态伸缩，以便满足用户不同时期不同大小的需求，具有极强的可扩展性。
2.1.2 高可靠性。虚拟化技术、分布式计算技术和网格计算技术日趋成熟，并且应在许多领域得到了广泛的应用，因此，这些实现云计算的基本技术保障了云计算的可靠性；在安全方面，云计算技术使用的大量的不同的服务器计算节点可以采用同构互换技术，具有极好的容错容灾能力，能够确保数据的安全性、完整性，进而确保了用户使用的可靠性。
2.1.3 信息服务的通用性和便捷性。云计算诞生以后，用户可以随时随地享受云计算带来的优势，不会受到时空限制，用户在享受云平台的服务时，用户只需要拥有通过Internet或者通过收费或者免费获取的访问验证信息即可使用云服务，也不会受到访问平台和系统的制约。
2.2 云计算核心技术
作为一种高性能的服务计算模式，其涉及了许多先进的计算机技术，其核心技术主要包括数据存储技术、数据管理技术、大规模服务器串联技术和分布式的并行编程模型等四种[4]。
2.2.1 云数据存储技术。云计算平台承载的用户规模数量级上升，因此，为了满足海量用户的需求，云数据虽然存储在不同的节点上，但是为了满足这么大规模的用户访问，需要保证存储器的容量，并且提供高吞吐率和高传输率等访问性能。基于云计算的Google平台采用了GFS文件系统，其串联了数以万计的普通硬盘，可以按照GB级的数据处理度量。
2.2.2 云数据管理技术。云数据库系统是专门管理分布式数据库中存放的数据的，其用来处理PB级的结构化数据，云数据库系统可以有效实现用户访问的透明性，对于用户来讲，其访问数据就犹如在一个终端上。
2.2.3 数据中心服务器串联技术。云计算数据中心能够串联庞大的、海量的数据服务器集群，串联技术包括集群的部署、服务器的串联方式、动态数据迁移和数据快照等。
2.2.4 云编程模型。云编程模型可以为云数据提供访问模型，为用户提供编程接口，实现数据的并行访问和存储等功能，Google云数据采用的云编程模型的核心技术是MapReduce，该技术也是目前被广泛应用于云计算的编程模型。
3 云计算架构模式研究
3.1 云计算架构模式概述
云计算作为一个具有高可靠性、高并行性、分布性的计算和服务模式，其架构一直受到诸多学者的关注和研究。雷万云等人认为云计算的体系架构包括六层，其能够由各种服务器节点、终端用户节点等共同组成，并且能够利用逻辑编程语言实现接口模式，以便供用户使用；Youself等人[5]认为，云计算架构是一种栈结构，由软硬件构成的固件、云平台系统共同构成；王鹏等人[6]认为云计算是一种基于不可信节点的计算架构，并且给出了从构成云计算平台的底层硬件到表层应用的9层模型；JohnW.Rittinghouse等人[7]提出了通信即服务、技术设施即服务、检测即服务、平台即服务和软件即服务的系统架构；总的来说云计算应该由实体部分即基础设施和软件部分即计算系统构成。
3.2 云计算硬件基础设计架构
云计算硬件基础架构是云计算的承载实体，是构建云计算平台的必备硬件，其架构主要包括三个组成部分：服务器集群、海量存储设备和高速的网络带宽链路。
3.2.1 服务器集群。云计算最明显的特征就是串联了海量的服务器设备，因此，作为实现云计算的基础，需要解决大规模服务器串联的问题，比如串联服务器需要散热问题，云计算数据中心采用了“货柜式”的放置方法，其能够将大量的服务器集群整体摆放在一个类似于大货车的集装箱里面。为了能够有效的实现云计算平台的功能，这些规模庞大的服务器集群需要采用可伸缩性强、规模大、数据重复性和容错功能强、平衡负载能力强的串联技术。目前，许多云计算数据中心采用护卫备份的方法，以便有效的维护服务器集群间的平衡，将计算工作映射均分到各个服务器集群上去[8]。
3.2.2 海量存储空间设备。云计算作为基础设施既是服务（Laas）的承载实体，其需要为海量用户提供高性能的计算服务，同时必须能够存储海量数据，以便满足用户对不断增强的数据信息存储的需求，目前，Google公司在全球拥有36个大规模数据中心，其可以为用户提供115.2万兆字节的内容供世界各地的用户使用，通过GFS和BigTable数据管理软件管理海量数据。
3.2.3 高速网络带宽。云计算是一种基于互联网技术的计算服务模式，分布在世界各处的服务器群和超大规模的存储器需要进行访问交互和存储，其要求云计算数据中心的服务器之间必须使用高带宽的网络实现互联互通，客户端也需要拥有高速的网络和频宽，以便满足用户的实时性、高速型需求。
3.3 云计算软件系统平台架构
云计算的硬件基础是实现云计算服务的承载实体，为了更好的组织这些物理实体，必须设计相应的系统软件，组织这些物理实体，以便更好的发挥物理实体的作用。
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