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關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 21-0000-02

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息和數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展，科研、工程和商業(yè)方面都需要處理大量的數(shù)據(jù)，自身IT架構(gòu)的計(jì)算能力已經(jīng)不能滿足計(jì)算能力的需求。云計(jì)算是分布式計(jì)算、并行處理和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算進(jìn)一步發(fā)展的必然結(jié)果，云計(jì)算是一種動(dòng)態(tài)的易擴(kuò)展且通過互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化資源的計(jì)算方式，用戶不需要對(duì)云計(jì)算的內(nèi)部進(jìn)行深入了解，只需要通過與瀏覽器交互就可以得到自己需要的信息。自從云計(jì)算概念的提出，就引起各方面的極大關(guān)注，目前已經(jīng)成為信息領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題之一。

1 云計(jì)算的定義

云計(jì)算的定義有狹義和廣義之分，狹義云計(jì)算是一種IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用的模式，通常指通過網(wǎng)絡(luò)按照需求和容易擴(kuò)展的方式得到所需的資源，提供資源的網(wǎng)絡(luò)稱為“云”，使用者眼中網(wǎng)絡(luò)中的資源和信息可以無限擴(kuò)展，并且可以隨時(shí)獲取，按照自身的需求進(jìn)行使用，隨時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展。

廣義云計(jì)算是服務(wù)的交付和使用的模式，指通過網(wǎng)絡(luò)按照需求、易擴(kuò)展的方式得到所需的信息服務(wù)。這種信息服務(wù)可以是基于互聯(lián)網(wǎng)的軟件服務(wù)、帶寬服務(wù)、也可以是其他的任意服務(wù)。這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可以理解為網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)絡(luò)資源的總和稱為“云”，它們是一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，通常是一些大型的服務(wù)器集群，包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器以及寬帶資源等。云計(jì)算把所有的計(jì)算資源集中起來，不需要人為參與，軟件自動(dòng)進(jìn)行管理。這為應(yīng)用提供者節(jié)省了時(shí)間和成本，不必為細(xì)節(jié)而操心，從而專注于自己的業(yè)務(wù)。

不管是狹義概念還是廣義概念，都可以看出，云計(jì)算是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算等相關(guān)技術(shù)融合的產(chǎn)物。

2 云計(jì)算的特征

2.1 支持虛擬化。通過在一個(gè)服務(wù)器上部署多個(gè)虛擬機(jī)和應(yīng)用，從而提高資源的利用率；當(dāng)一個(gè)服務(wù)器過載時(shí)支持負(fù)載的遷移。

2.2 云計(jì)算系統(tǒng)提供的是服務(wù)。云計(jì)算系統(tǒng)的管理對(duì)用戶來講是透明的，不同的管理任務(wù)是自動(dòng)完成的，系統(tǒng)的硬件、軟件、存儲(chǔ)能夠自動(dòng)進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶按需提供，用戶不需要了解云計(jì)算的具體機(jī)制，就可以獲得需要的服務(wù)。

2.3 提供服務(wù)質(zhì)量保證。云計(jì)算能夠向用戶提供滿足質(zhì)量保證要求的服務(wù)，能夠根據(jù)用戶的需求對(duì)系統(tǒng)作出調(diào)整，如用戶需要的硬件配置、網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)容量等。

2.4 高可靠性、可用性和可擴(kuò)展性。云計(jì)算保證向用戶提供可靠的服務(wù)，保證用戶能夠隨時(shí)隨地地訪問所需要的服務(wù)，并且用戶的系統(tǒng)規(guī)模變化時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的需求自由伸縮。

2.5 經(jīng)濟(jì)性。組建一個(gè)采用大量商業(yè)機(jī)組成的云計(jì)算機(jī)群比同樣性能的超級(jí)計(jì)算機(jī)的花費(fèi)要少得多。

3 云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算是一種新興的計(jì)算模式，以數(shù)據(jù)為中心，是一種數(shù)據(jù)密集型的超級(jí)計(jì)算，把強(qiáng)大的計(jì)算能力分布到終端用戶手中。

3.1 虛擬化技術(shù)。虛擬化是云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物理資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，計(jì)算元件在虛擬基礎(chǔ)上運(yùn)行。通過虛擬化軟件，單個(gè)任務(wù)的CPU占有率可以根據(jù)任務(wù)大小而自動(dòng)調(diào)整，所以一個(gè)CPU上面就可以跑多個(gè)程序，一般這些任務(wù)對(duì)CPU的占有率都不高。通過虛擬化技術(shù)提高了資源的利用率，根據(jù)用戶的需求進(jìn)行資源優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源平衡；虛擬化技術(shù)根據(jù)對(duì)象可分成存儲(chǔ)虛擬化、計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計(jì)算虛擬化又分為系統(tǒng)級(jí)虛擬化、應(yīng)用級(jí)虛擬化和桌面虛擬化。

3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時(shí)為大量用戶服務(wù)，因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用冗余存儲(chǔ)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。如：Vmware公司和戴爾公司聯(lián)合推出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)租賃服務(wù)戴爾云，是按需數(shù)據(jù)存儲(chǔ)租賃服務(wù)。在“安全的戴爾數(shù)據(jù)中心”向客戶出售空間，以及提供咨詢、數(shù)據(jù)安全和其他服務(wù)。

3.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)。云計(jì)算需要對(duì)分布的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并為用戶提供高效可靠的服務(wù)；因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。如：VMware的vCente的管理控制臺(tái)，以此幫助企業(yè)構(gòu)建軟件定義的數(shù)據(jù)中心，提高IT部門異構(gòu)云管理能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的高效性、敏捷性和便捷性。

3.4 編程模型。為了保證給用戶帶來輕松地云計(jì)算服務(wù)，讓用戶利用編程模型編寫簡(jiǎn)單的程序來實(shí)現(xiàn)特定的目的，云計(jì)算的編程模型不能太復(fù)雜，必須使后臺(tái)復(fù)雜的并行執(zhí)行和任務(wù)調(diào)度向用戶和編程人員公開化。

3.5 云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)。云計(jì)算資源規(guī)模巨大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地方，同時(shí)有數(shù)百種運(yùn)行著應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個(gè)系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計(jì)算系統(tǒng)的管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過自動(dòng)化、智能化的手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營(yíng)。

4 云計(jì)算的應(yīng)用前景

云計(jì)算作為目前的研究熱點(diǎn)問題之一，是IT的一種發(fā)展趨勢(shì)，它被視為科技業(yè)的下一次革命，它將帶來工作方式和商業(yè)模式的根本性改變。

4.1 云計(jì)算在大企業(yè)的應(yīng)用前景。大企業(yè)有完善的基礎(chǔ)設(shè)施和相當(dāng)數(shù)量的專業(yè)IT管理人才，對(duì)現(xiàn)有的IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行高效的利用。如果將云計(jì)算的強(qiáng)大功能引入企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，將傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)為私有云，使IT的基礎(chǔ)架構(gòu)作為可以輕松訪問的服務(wù)來交付。這將極大地降低成本并且最大限度地提高IT效益。

4.2 云計(jì)算在中小企業(yè)的應(yīng)用前景。云計(jì)算意味著巨大的商業(yè)機(jī)遇，他們可以借助云計(jì)算在更高的層面上和大企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。自1989年微軟推出Office辦公軟件以來，我們的工作方式已經(jīng)發(fā)生了極大變化，而云計(jì)算則帶來了云端的辦公室——更強(qiáng)的計(jì)算能力但無須購(gòu)買軟件，省卻本地安裝和維護(hù)。那些對(duì)計(jì)算需求量越來越大的中小企業(yè)，不再試圖去買價(jià)格高昂的硬件，而是從云計(jì)算供應(yīng)商那里租用計(jì)算能力。在避免了硬件投資的同時(shí)，公司的技術(shù)部門也無須為忙亂不堪的技術(shù)維護(hù)而頭痛，節(jié)省下來的時(shí)間可以進(jìn)行更多的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

4.3 云計(jì)算在家庭的應(yīng)用前景。智能家庭是未來家庭的發(fā)展方向，如果將云計(jì)算提供的服務(wù)引入智能家庭之中，建立家庭中心，也就是云的家庭終端，把所有的家庭里的數(shù)據(jù)同步起來，每一個(gè)智能家庭組成了智能家庭云，并且智能家庭云可以向外界提供不同的服務(wù)。

5 結(jié)論

隨著全球化和信息化的發(fā)展，云計(jì)算必定會(huì)迎來廣泛的發(fā)展機(jī)遇和應(yīng)用前景。云計(jì)算是基于多種技術(shù)的新興計(jì)算模式，它具有虛擬化、高可用性、高可靠性、低成本等特點(diǎn)；云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)之后的第四次IT產(chǎn)業(yè)革命，將對(duì)IT業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：云計(jì)算 基礎(chǔ)構(gòu)架 結(jié)構(gòu) 層次

中圖分類號(hào)：TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）06-0241-02

云計(jì)算技術(shù)被認(rèn)為是繼個(gè)人電腦 、互聯(lián)網(wǎng)之后的“第三次互聯(lián)網(wǎng)革命”，誕生伊始就得到廣泛關(guān)注和重視。下面我們從云計(jì)算的概念、類型和基礎(chǔ)架構(gòu)三個(gè)方面來進(jìn)行探討。

1 云計(jì)算的概念

云計(jì)算是利用本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器（集群）的分布式計(jì)算機(jī)為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(wù)（包括計(jì)算、存儲(chǔ)、軟硬件等服務(wù)），它是對(duì)分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)處理、融合和發(fā)展。

通俗的講，云計(jì)算是一種全新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式，將傳統(tǒng)的以桌面為核心的任務(wù)處理轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃W(wǎng)絡(luò)為核心的任務(wù)處理，利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自己想要完成的一切任務(wù)處理，使網(wǎng)絡(luò)成為傳遞服務(wù)、計(jì)算力和信息的綜合媒介，真正實(shí)現(xiàn)按需計(jì)算，多人協(xié)作。通過云計(jì)算的大規(guī)模應(yīng)用，未來計(jì)算資源或許像電和水那樣可隨時(shí)獲取，并按使用量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

2 云計(jì)算的類型

從部署方式來說，云計(jì)算可以分為私有云、公有云和混合云。公有云是互聯(lián)網(wǎng)上所有用戶都可以使用。私有云則是一種專有的云環(huán)境，是針對(duì)一個(gè)組織單獨(dú)構(gòu)建的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，該組織擁有基礎(chǔ)設(shè)施，可以在此基礎(chǔ)設(shè)施上部署應(yīng)用程序，并對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量提供有效控制。混合云，也可稱為虛擬私有云，它提供的服務(wù)運(yùn)行在一個(gè)公共的云基礎(chǔ)設(shè)施之上，但通過虛擬專用網(wǎng)（VPN）限制對(duì)它的訪問。

IaaS，指的是將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)資源封裝成服務(wù)供用戶使用，在此環(huán)境中，硬件及網(wǎng)絡(luò)資源可以被劃分成一個(gè)個(gè)的邏輯計(jì)算單元，IaaS管理工具可以保證多個(gè)邏輯單元協(xié)同工作起來。

PaaS，是對(duì)資源的抽象層次更進(jìn)一層，它提供用戶應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境。

SaaS，是將某些特定應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù)。

3 云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)

云計(jì)算充分利用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的共享和服務(wù)，解決云進(jìn)化、云控制、云推理和軟計(jì)算等復(fù)雜問題，其基礎(chǔ)構(gòu)架可以用云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)層次則和技術(shù)層次來描述。

3.1 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)

云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)強(qiáng)大的“云”網(wǎng)絡(luò)，連接了大量并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和服務(wù)，可利用虛擬化技術(shù)擴(kuò)展每一個(gè)服務(wù)器的能力，將各自的資源通過云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合起來，提供超級(jí)計(jì)算和儲(chǔ)存能力。云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)如圖：（見圖1）

云用戶端：提供云用戶請(qǐng)求服務(wù)的交互界面，也是用戶使用云的入口，用戶通過WEB瀏覽器可以注冊(cè)、登錄及定制服務(wù)、配置和管理用戶。

服務(wù)目錄：云用戶在取得相應(yīng)權(quán)限（付費(fèi)或其他限制）后可以選擇或定制的服務(wù)列表，也可以對(duì)已有服務(wù)進(jìn)行退訂的操作，在云用戶端界面生成相應(yīng)的圖標(biāo)或列表的形式展示相關(guān)的服務(wù)。

管理系統(tǒng)和部署工具：提供管理和服務(wù)，能管理云用戶，能對(duì)用戶授權(quán)、認(rèn)證、登錄進(jìn)行管理，并可以管理可用計(jì)算機(jī)資源和服務(wù)，接收用戶發(fā)送的請(qǐng)求，根據(jù)用戶請(qǐng)求并轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的應(yīng)用程序，調(diào)度資源智能地部署資源和應(yīng)用，動(dòng)態(tài)的部署、配置和回收資源。

資源監(jiān)控：監(jiān)控和計(jì)量云系統(tǒng)資源的使用情況，以便做出迅速反應(yīng)，完成節(jié)點(diǎn)同步配置、負(fù)載均衡配置和資源監(jiān)控，確保資源能順利分配給合適用戶。

服務(wù)器集群：虛擬的或物理的服務(wù)器，由管理系統(tǒng)管理，負(fù)責(zé)高并量的用戶請(qǐng)求處理、大計(jì)算量處理、用戶WEB應(yīng)用服務(wù)，云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)采用相應(yīng)數(shù)據(jù)切割算法，采用并行方式上傳和下載大容量數(shù)據(jù)。

用戶可通過云用戶端從列表中選擇所需的服務(wù)，其請(qǐng)求通過管理系統(tǒng)調(diào)度相應(yīng)的資源，并通過部署工具分發(fā)請(qǐng)求、配置WE應(yīng)用。

3.2 云計(jì)算服務(wù)層次

云計(jì)算的服務(wù)層次是根據(jù)服務(wù)類型即服務(wù)集合來劃分，體系結(jié)構(gòu)中的層次是可以分割的，即某一層次可以單獨(dú)完成一項(xiàng)用戶的請(qǐng)求而不需要其他層次為其提供必要的服務(wù)和支持。

3.3 云計(jì)算技術(shù)層次

服務(wù)接口：統(tǒng)一規(guī)定了在云計(jì)算時(shí)代使用計(jì)算機(jī)的各種規(guī)范、云計(jì)算服務(wù)的各種標(biāo)準(zhǔn)等，用戶端與云端交互操作入口，可以完成用戶或服務(wù)注冊(cè)，對(duì)服務(wù)的定制和使用。

服務(wù)管理中間件：在云計(jì)算技術(shù)中，中間件位于服務(wù)和服務(wù)器集群之間，提供管理和服務(wù)即云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)中的管理系統(tǒng)。對(duì)標(biāo)識(shí)、認(rèn)證、授權(quán)、目錄、安全性等服務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和操作，為應(yīng)用提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化程序接口和協(xié)議，隱藏底層硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)資源。

虛擬化資源：指一些可以實(shí)現(xiàn)一定操作，具有一定功能，但其本身是虛擬而不是真實(shí)的資源，如計(jì)算池、存儲(chǔ)池和網(wǎng)絡(luò)池、數(shù)據(jù)庫(kù)資源等，通過軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的虛擬化功能，包括虛擬環(huán)境、虛擬系統(tǒng)、虛擬平臺(tái)。

物理資源：主要指能支持計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的一些硬件設(shè)備及技術(shù)，可以通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和并行技術(shù)、分布式技術(shù)將分散的計(jì)算機(jī)組成一個(gè)能提供超強(qiáng)功能的集群用于計(jì)算和存儲(chǔ)等云計(jì)算操作。

4 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算作為下一代IT的發(fā)展趨勢(shì)，在我國(guó)得到了充分的推動(dòng)和蓬勃的發(fā)展，但我們必須看到，由于國(guó)內(nèi)在云計(jì)算領(lǐng)域?qū)诵募夹g(shù)的掌握不足，目前國(guó)內(nèi)所建設(shè)的云計(jì)算中心，更多的投入是在硬件建設(shè)的部分，缺乏在基礎(chǔ)軟件設(shè)施層面對(duì)云計(jì)算模式的支持。同時(shí)信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用的關(guān)鍵芯片、核心軟件和部件絕大部分依賴進(jìn)口，存在著安全隱患?？傊?，雖然云計(jì)算的發(fā)展還存在著諸多的問題，但作為一種新型的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和計(jì)算模型。它展示了越來越強(qiáng)大的生命力，涉及了各行各業(yè)方方面面的人們，并將最終徹底影響和改變改我們的生活。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用；應(yīng)用架構(gòu)；服務(wù)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP393.09

云計(jì)算是利用虛擬化技術(shù)將價(jià)格低廉的服務(wù)器進(jìn)行松散耦合，然后形成一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算機(jī)中心及大容量的儲(chǔ)存系統(tǒng)，然后利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交付服務(wù)。用戶不用了解該技術(shù)的基礎(chǔ)構(gòu)架，就能夠方便的使用計(jì)算機(jī)資源。在大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中，對(duì)作品有一個(gè)特殊的要求，就是參賽者提交的必須是代碼。在傳統(tǒng)的競(jìng)賽中，參賽者通常是采用郵箱投遞的方式提交作品，然后由大賽的組織者將作品進(jìn)行統(tǒng)一部署，交給專家評(píng)審。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需要在較為復(fù)雜的環(huán)境部署下進(jìn)行，而云計(jì)算的交付模式能夠?yàn)橛脩籼峁┮粋€(gè)多元化的平臺(tái)，在該平臺(tái)上能夠?qū)ψ髌愤M(jìn)行在線部署，在線評(píng)審等。

1 云計(jì)算的定義

至今為止，云計(jì)算技術(shù)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，不同的組織給云計(jì)算下了不同的定義，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其定義內(nèi)容在25種以上，例如：Gartner認(rèn)為，云計(jì)算技術(shù)是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為服務(wù)為用戶提供計(jì)算的一種服務(wù)；美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給出的定義是，云計(jì)算是通過互聯(lián)網(wǎng)便捷服務(wù)通過付費(fèi)模式使資源進(jìn)行快速部署，并且不需要較多的管理工作。隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷應(yīng)用，其定義將產(chǎn)生更多的新觀點(diǎn)。

云計(jì)算并僅僅作為一個(gè)技術(shù)的代名詞，它還意味著多種技術(shù)的結(jié)合，其指向是IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付以及使用，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)按照不同用戶的需求和擴(kuò)展的方式對(duì)硬件資源、平臺(tái)資源以及軟件資源進(jìn)行獲取，同時(shí)也可作為其他服務(wù)，無論是從廣義還是狹義的角度而言，云計(jì)算運(yùn)行的核心觀念是按照用戶不同的需要提供服務(wù)，類似人們對(duì)水、電等資源使用的模式一樣。從云技術(shù)的技術(shù)層面而言，其功能的實(shí)現(xiàn)主要受兩個(gè)因素的影響，第一，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力；第二，計(jì)算能力，其中，“云”還可以分為兩種：儲(chǔ)存云和計(jì)算云。其發(fā)展的勢(shì)頭吸引了各個(gè)研究領(lǐng)域的興趣，從而推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)和商業(yè)模式的發(fā)展，各種創(chuàng)新業(yè)務(wù)層出不窮，云技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭將越來越激烈。

2 云計(jì)算應(yīng)用架構(gòu)

云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值極高，出來具備擴(kuò)展、服務(wù)以及計(jì)算機(jī)功能外，他還有許多隱形價(jià)值，其特點(diǎn)為以互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)、使用量作為基礎(chǔ)，并且能夠根據(jù)用戶的不同需要進(jìn)行擴(kuò)展，其核心技術(shù)為：虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存等。云計(jì)算技術(shù)在其架構(gòu)上分為三個(gè)層次：基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用程序、應(yīng)用平臺(tái)。它們分別能夠?yàn)橛脩籼峁┗ヂ?lián)網(wǎng)資源、儲(chǔ)存資源、計(jì)算機(jī)資源。雖然云計(jì)算處于一個(gè)虛擬的環(huán)境，但是其具備強(qiáng)大的全面性，能夠提供數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件和服務(wù)環(huán)境，同時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┛茖W(xué)、完整的應(yīng)用程序，為用戶展示最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)成果。

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施

云計(jì)算技術(shù)在大學(xué)生計(jì)算機(jī)大賽中主要的作用是為參賽者和評(píng)委提供評(píng)審和交流的平臺(tái)，該平臺(tái)是通過硬件服務(wù)群來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的運(yùn)算工作，其存儲(chǔ)及內(nèi)存資源池由服務(wù)器組合而成，所以可以將虛擬平臺(tái)和存儲(chǔ)空間分為不同的等級(jí)。可以對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，例如：分享、分析等，操作十分方便快捷?/p>

2.2 應(yīng)用程序

就應(yīng)用程序而言，可以交給參賽組隊(duì)作品進(jìn)行部署，然后完成對(duì)該應(yīng)用程序的調(diào)試工作，最大限度的滿足計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽的系統(tǒng)以及相關(guān)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

2.3 服務(wù)平臺(tái)

其服務(wù)平臺(tái)最核心的功能是為用戶提供操作系統(tǒng)和其他重要服務(wù)，即利用虛擬化技術(shù)，主要為用戶提供IOS和Linux操作系統(tǒng)還有相關(guān)操作模板，另外，還為用戶提供七大開發(fā)平臺(tái)，如下表所示。

表1

基礎(chǔ)模板：Window Template、Linux&Unix Template、Apple OS Template

應(yīng)用模板：android、Apple IOS、Windows Phone、J2ME、MTK、Blackberry、Symbian

3 云計(jì)算技術(shù)在大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用競(jìng)賽中的應(yīng)用

在大學(xué)生計(jì)算機(jī)大賽中，云計(jì)算技術(shù)主要是為用戶提供計(jì)算資源，其資源量必須和實(shí)際的需求一致，另外，由于計(jì)算機(jī)競(jìng)賽的規(guī)模較大，參賽者沒有收到地域的要求，云計(jì)算技術(shù)可以提供一個(gè)跨區(qū)域的平臺(tái)，方便評(píng)委進(jìn)行考核，當(dāng)比賽結(jié)束后，參賽者可以隨時(shí)隨地瀏覽云端開發(fā)環(huán)境，一般從教育網(wǎng)或者公網(wǎng)進(jìn)行登錄。

云計(jì)算技術(shù)主要通過網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)以及負(fù)載均衡技術(shù)進(jìn)行支撐，這兩種技術(shù)讓云平臺(tái)運(yùn)行的更加順暢，使其訪問速度更快，很大程度上保證了系統(tǒng)的安全性和實(shí)用性。針對(duì)云計(jì)算存在的負(fù)載以及失衡問題，云平臺(tái)可以一一解決。其關(guān)鍵步驟是建立在云計(jì)算環(huán)境下存在的負(fù)載均衡模型，然后建立概率矩陣。云平臺(tái)首先應(yīng)該保證其安全性，所以無論從互聯(lián)網(wǎng)的安全性、數(shù)據(jù)的安全性還是虛擬化安全方面而言，將云安全的解決手段應(yīng)用進(jìn)去是最佳的方式，無論用戶使用哪一種云計(jì)算模式，最重要的就是保證數(shù)據(jù)安全，所以，為了保證計(jì)算機(jī)大賽的公正性，需要將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，如果數(shù)據(jù)遭到意外丟失，僅需要一個(gè)小時(shí)就能恢復(fù)數(shù)據(jù)。另外，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各種威脅也要得到重視，這時(shí)云端的應(yīng)用程序?qū)⒊浞煮w現(xiàn)其作用。由于虛擬化技術(shù)被采用，所以服務(wù)器和虛擬機(jī)的安全性也應(yīng)該得到重視。

4 云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用過程

在大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中使用云計(jì)算技術(shù)，首先需要參賽者向云平臺(tái)提出自身的資源需求，根據(jù)不同的情況，對(duì)資源的使用權(quán)限為半個(gè)小時(shí)至一年，供用戶使用的開發(fā)平臺(tái)高達(dá)七個(gè)，用戶只需要付費(fèi)就能夠開始使用，申請(qǐng)使用的過程只需要短短的幾分鐘。在云平臺(tái)內(nèi)，資源是多元化的，其用處十分廣泛，不僅能夠備份多種開發(fā)手段以及多個(gè)版本，同時(shí)還能夠建立及維護(hù)快照，讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)獲取更大的利益，使其配合更加和諧，效率得到提升。

一般來說，計(jì)算機(jī)大賽的規(guī)模大且選手來自各地，同時(shí)還有港澳臺(tái)地區(qū)的參賽者，評(píng)委也不例外，如果采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)考核模式將給評(píng)審工作帶了很大的困難，所以，大賽的主辦方一般通過云計(jì)算技術(shù)作為橋梁，為評(píng)審和參賽者提供溝通的平臺(tái)，云平臺(tái)在不同地區(qū)間能夠進(jìn)行便捷的溝通，能夠很好的進(jìn)行異地評(píng)審。計(jì)算機(jī)大賽的評(píng)委只需要通過進(jìn)入指定網(wǎng)址，登陸到云計(jì)算平臺(tái)中，就能夠?qū)①愓叩淖髌愤M(jìn)行觀摩和評(píng)判，從而給出公正和專業(yè)的考核結(jié)果，其安全性也能夠得到保障，可以說云計(jì)算技術(shù)為大賽做出了巨大的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)是必不可少的，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)跨地區(qū)評(píng)審，節(jié)省考核的時(shí)間和人力，還能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，保證參賽數(shù)據(jù)的安全性，并且使用的過程十分簡(jiǎn)便，價(jià)格合理。通過云計(jì)算技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，在未來一定會(huì)變得更加完善，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中有更大更廣的覆蓋率。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；云數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)管理技術(shù)

一、云計(jì)算

（一）云計(jì)算的概述。近年來，由于數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)，用戶對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，要求也越來越高。云計(jì)算是一項(xiàng)新興的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，改變著普通用戶使用計(jì)算機(jī)分析、處理數(shù)據(jù)的方式，為用戶提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)能力，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，目的是讓用戶高效的使用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)資源[1]。云計(jì)算不僅是解決數(shù)據(jù)的計(jì)算問題，更多的是結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行綜合發(fā)展。

（二）云計(jì)算的技術(shù)原理。云計(jì)算以互聯(lián)網(wǎng)作為發(fā)展平臺(tái)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)途徑，將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、處理、應(yīng)用、存儲(chǔ)等，云計(jì)算是一種有效性強(qiáng)、低成本的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源優(yōu)化的計(jì)算方式。云計(jì)算的基本原理是使數(shù)據(jù)分布在計(jì)算機(jī)上完成，能夠使計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)功能。這就意味著計(jì)算機(jī)的云計(jì)算能力就像商品一樣可以進(jìn)行流通，最主要的是使用方便，價(jià)格低，而主要方式又是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的，實(shí)現(xiàn)了與計(jì)算機(jī)技術(shù)的接軌。

（三）云計(jì)算的應(yīng)用。云計(jì)算具有操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，用戶無需掌握太多的云計(jì)算技術(shù)，就可以直接進(jìn)行操作。在云計(jì)算下，可以使用戶快速獲得信息，為用戶提供一站式服務(wù)[2]。云計(jì)算的特征主要表現(xiàn)為管理性、分散性、儲(chǔ)存性等特征，同時(shí)還具有服務(wù)性、經(jīng)濟(jì)性等更深層次性的特征。云計(jì)算系統(tǒng)是通過IP網(wǎng)絡(luò)連接的，云計(jì)算系統(tǒng)的核心組成部分是云計(jì)算平臺(tái)。目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)都采用了云計(jì)算來為用戶服務(wù)，例如，谷歌推出的谷歌App服務(wù)，IBM推出的“云?！辈僮飨到y(tǒng)等等，許多知名的企業(yè)都在大力的開發(fā)云計(jì)算軟件，隨著云計(jì)算的發(fā)展，一些虛擬化服務(wù)、數(shù)據(jù)整合服務(wù)也都采用了云計(jì)算技術(shù)，爭(zhēng)取創(chuàng)造出更多的云計(jì)算產(chǎn)品。

二、云數(shù)據(jù)管理技術(shù)

（一）GFS技術(shù)。GFS技術(shù)，是一個(gè)大型的文件計(jì)算系統(tǒng)，它為谷歌云計(jì)算提供大量的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間，形成谷歌的云計(jì)算解決方案[3]。GFS將整個(gè)系統(tǒng)分為客戶端、主服務(wù)器、數(shù)據(jù)塊服務(wù)器3類，使應(yīng)用程序直接調(diào)用這些函數(shù)，與該數(shù)據(jù)庫(kù)連接在一起，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保存。GFS將文件按照固定大小進(jìn)行分塊，每一塊被稱為一個(gè)數(shù)據(jù)塊，并有相應(yīng)的索引號(hào)。在客戶端進(jìn)行訪問GPS時(shí)，需要先進(jìn)行節(jié)點(diǎn)訪問，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的獲得，這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式實(shí)現(xiàn)了控制數(shù)據(jù)流的作用，使得云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的整體性能得到了提高。

（二）Dynamo技術(shù)。云計(jì)算的數(shù)據(jù)具有數(shù)量龐大、數(shù)據(jù)不確定性的特點(diǎn)，需要采用有效的管理技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和管理。在云數(shù)據(jù)的眾多管理技術(shù)中Dynamo技術(shù)具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，它不僅具有分布式的儲(chǔ)存模式，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的表格構(gòu)建，Dynamo技術(shù)可直接提供底層支持，它的優(yōu)點(diǎn)是通過它所提供的N、R、M三個(gè)使用參數(shù)，根據(jù)客戶的需求來進(jìn)行實(shí)例的調(diào)整，其中N是副本個(gè)數(shù)，R是讀取個(gè)數(shù)，W是寫入成功的個(gè)數(shù)，當(dāng)讀取個(gè)數(shù)大于副本個(gè)數(shù)，就可以保證數(shù)據(jù)的一致性，當(dāng)讀取個(gè)數(shù)小于副本個(gè)數(shù)，則就不能保證數(shù)據(jù)的一致性。Dynamo技術(shù)的工作原理其實(shí)就是提供不同的版本，并能夠靈活應(yīng)用。

（三）云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的利與弊。云數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)具有海量性、異構(gòu)性、非確定性的特點(diǎn)，而云數(shù)據(jù)管理技術(shù)本身又具有規(guī)模大、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的特點(diǎn)，是針對(duì)云數(shù)據(jù)的特點(diǎn)使用的一種數(shù)據(jù)管理方式，在應(yīng)用上為客戶提供方便快捷的數(shù)據(jù)模型，來進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。雖然云數(shù)據(jù)管理技術(shù)在不斷的改進(jìn)和完善，但也存在著一些問題，例如，在數(shù)據(jù)丟失時(shí)，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的還原與修復(fù)的問題，是需要云數(shù)據(jù)管理進(jìn)行技術(shù)提升的方面。

結(jié)論

隨著社會(huì)大量數(shù)據(jù)信息的涌現(xiàn)，云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，這也充分體現(xiàn)了數(shù)據(jù)由密集型向技術(shù)型轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式在海量數(shù)據(jù)的沖擊下，會(huì)遇到一定的挑戰(zhàn)，云數(shù)據(jù)管理技術(shù)應(yīng)采用新的方式去處理數(shù)據(jù)，從更深層去管理數(shù)據(jù)，通過云計(jì)算的平臺(tái)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)為更多用戶服務(wù)的理念，也將出現(xiàn)越來越多的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理方式不斷的更新與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]南志海.云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)探討[J].硅谷,2013,06(05):7+3.

篇5

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；應(yīng)用技術(shù)升級(jí)

云計(jì)算的概念源自于2007年，在當(dāng)時(shí)被當(dāng)做一個(gè)非常新穎的概念，在近十年的發(fā)展過程中，云計(jì)算被越來越多地應(yīng)用到了各種各樣的領(lǐng)域中，在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)大行其道的現(xiàn)狀下，創(chuàng)造了數(shù)額極為巨大的經(jīng)濟(jì)效益。云計(jì)算的應(yīng)用在于對(duì)復(fù)雜計(jì)算的分散處理，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將重要的計(jì)算程序劃分成為可擴(kuò)展的計(jì)算模塊，從而打破傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)單體運(yùn)算模式，將計(jì)算上傳到服務(wù)器，利用服務(wù)器的強(qiáng)大運(yùn)算能力進(jìn)行遠(yuǎn)程多浮點(diǎn)運(yùn)算。

1云計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀

云計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域是在數(shù)據(jù)比較多的運(yùn)算框架中才能充分體現(xiàn)出其運(yùn)算的特點(diǎn)。目前大多數(shù)企業(yè)都有數(shù)據(jù)運(yùn)算的需求，但是針對(duì)這些需求購(gòu)置數(shù)據(jù)運(yùn)算的相關(guān)設(shè)備就有些大材小用，因此負(fù)責(zé)專業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算的云計(jì)算公司就有了大量的商機(jī)，但是隨著互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的高速發(fā)展，越來越多的云計(jì)算企業(yè)在瘋狂的掠奪著這片藍(lán)海，因此如何在技術(shù)上取得突破性創(chuàng)新或者以更低成本吸引相關(guān)的用戶才能在這個(gè)領(lǐng)域站住腳。云計(jì)算一般包括并行計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等多個(gè)計(jì)算領(lǐng)域，同時(shí)基于先進(jìn)的軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，基于虛擬化技術(shù)和效用計(jì)算理念，云計(jì)算可以在多種平臺(tái)上發(fā)揮相當(dāng)巨大的作用。云計(jì)算所使用的大型服務(wù)器集群實(shí)現(xiàn)資源上的共享，就可以在普通用戶調(diào)動(dòng)的過程中耗費(fèi)最少的計(jì)算資源達(dá)到最大的計(jì)算效果。在云計(jì)算的發(fā)展過程中，逐漸形成了狹義和廣義的兩種云計(jì)算概念，其中狹義的云計(jì)算概念是指云計(jì)算的服務(wù)提供商利用虛擬化技術(shù)和分布式計(jì)算的方法建設(shè)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，向有需求的客戶提供服務(wù)，而廣義的云計(jì)算則是通過建立大型的服務(wù)器集群，針對(duì)用戶的各種計(jì)算需求提供云計(jì)算相關(guān)的各種服務(wù)。

2云計(jì)算服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級(jí)技術(shù)研究

2.1網(wǎng)格計(jì)算的相關(guān)技術(shù)探討

網(wǎng)格（grid）計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中云計(jì)算相關(guān)的分布式計(jì)算模式之一，隨著云計(jì)算服務(wù)的不斷發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格計(jì)算可以彌補(bǔ)以往云計(jì)算過程中出現(xiàn)的各種問題，網(wǎng)格計(jì)算很好地融合了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的各種新技術(shù)，如對(duì)虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)以及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合，讓比較高的計(jì)算力在各種設(shè)備之間共享，具有可伸縮和多架構(gòu)的特點(diǎn)。網(wǎng)格計(jì)算的計(jì)算模式準(zhǔn)確來說是一種偏向公共服務(wù)的計(jì)算模式，可以通過網(wǎng)絡(luò)上的大量閑置計(jì)算能力進(jìn)行集中計(jì)算。而根據(jù)目前的云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)，網(wǎng)格計(jì)算將會(huì)在進(jìn)一步商業(yè)化的基礎(chǔ)上提高相關(guān)的計(jì)算效率，在技術(shù)的應(yīng)用中，云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算會(huì)進(jìn)一步融合，最后形成商業(yè)化和應(yīng)用程度都比較廣的云格計(jì)算模式。

2.2云計(jì)算服務(wù)器的系統(tǒng)優(yōu)化方向

云計(jì)算作為一種分布式的計(jì)算方式，在管理統(tǒng)籌方面要采取集中管理的模式，服務(wù)器的系統(tǒng)升級(jí)與優(yōu)化也要向更加便于集中管理的方向發(fā)展。針對(duì)云計(jì)算服務(wù)器中的一些技術(shù)特征，應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化進(jìn)行多方面的統(tǒng)籌與規(guī)劃。云計(jì)算的服務(wù)器有著虛擬化、擴(kuò)展程度高、任務(wù)分配可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此服務(wù)器的系統(tǒng)升級(jí)要側(cè)重云計(jì)算的高校和靈活方面的特化，提高云計(jì)算服務(wù)的性價(jià)比，通過改善硬件和軟件將云計(jì)算中服務(wù)器機(jī)組的可靠程度和維護(hù)成本做出一定程度的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)器的全面優(yōu)化和升級(jí)。

2.3云計(jì)算服務(wù)器的海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)升級(jí)

云計(jì)算需要在服務(wù)器端同時(shí)管理大量的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)管理的準(zhǔn)確度越高，其計(jì)算的效率也就越高，所以數(shù)據(jù)庫(kù)的性能也是云計(jì)算的過程中應(yīng)該充分考慮的，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)該具有高效率和高容錯(cuò)率的特點(diǎn)，在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也應(yīng)該能夠正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的非云計(jì)算模式下的海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，利用數(shù)據(jù)的索引與緩存以及數(shù)據(jù)分區(qū)的理念進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)管理工作，但是這一方式已經(jīng)不再適用于云計(jì)算的發(fā)展模式。目前云計(jì)算服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級(jí)技術(shù)主要基于谷歌公司研發(fā)的Bigtable數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)，通過列存儲(chǔ)的分布模式，將數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用過程中的并發(fā)性和相應(yīng)時(shí)間的管理模式提高，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)管理模式的革新。

3結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級(jí)包括多個(gè)方面的核心技術(shù)購(gòu)入和實(shí)踐探究，對(duì)于云計(jì)算的相關(guān)企業(yè)來說，應(yīng)該從企業(yè)自身發(fā)展的實(shí)際出發(fā)，在一些新的核心技術(shù)上投入適當(dāng)?shù)娜肆ξ锪Γ瑢?shí)現(xiàn)云計(jì)算效率的增強(qiáng)和整體效益的提升。云計(jì)算服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級(jí)應(yīng)該注重整體的數(shù)據(jù)管理統(tǒng)籌與規(guī)劃，力求在云計(jì)算服務(wù)的使用過程中盡量降低成本提高收益。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；虛擬集群；概念；核心技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671—7597（2012）0510020—01

0 前言

云計(jì)算技術(shù)就是借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來將分散的計(jì)算資源有效的聚合在一起，從而構(gòu)建一個(gè)規(guī)模巨大的計(jì)算資源系統(tǒng)。云計(jì)算具有三個(gè)層次的服務(wù)，分別軟件服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)以及設(shè)施服務(wù)。而在云計(jì)算平臺(tái)上進(jìn)行集群管理就構(gòu)成了虛擬集群。目前，云計(jì)算和虛擬集群技術(shù)廣泛的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域。

1 云計(jì)算以及云計(jì)算的核心技術(shù)說明

1.1 云計(jì)算說明

云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。通俗的理解，云計(jì)算就是一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，在云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以通過互聯(lián)網(wǎng)為相關(guān)行業(yè)或人員來提供動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，容易擴(kuò)展，而且實(shí)用性強(qiáng)的虛擬化資源。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。其中云計(jì)算的定義可以從狹義和廣義兩個(gè)方面來理解。云計(jì)算的狹義定義是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，即是指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的各種網(wǎng)絡(luò)資源；云計(jì)算的廣義定義是指服務(wù)的交付和使用模式，即是指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種服務(wù)可以是與IT、軟件以及互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)的服務(wù)，也可以是其他服務(wù)。它意味著計(jì)算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。

1.2 云計(jì)算的核心技術(shù)說明

其中云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建主要是基于虛擬化技術(shù)和Eucalyptus平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。以下就分別對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說明。

1.2.1 虛擬化技術(shù)。其中當(dāng)前在云計(jì)算平臺(tái)中應(yīng)用最為廣泛的虛擬化技術(shù)主要有KVM虛擬機(jī)技術(shù)以及Xen虛擬機(jī)技術(shù)。

1）KVM虛擬機(jī)技術(shù)。KVM虛擬機(jī)是一個(gè)開源的系統(tǒng)虛擬化模塊，它主要集成在Linux操作系統(tǒng)中，KVM虛擬機(jī)是使用Linux系統(tǒng)的調(diào)度器來進(jìn)行作業(yè)調(diào)度管理的，另外由于KVM虛擬機(jī)是一直基于硬件的完全虛擬化技術(shù)，所以它對(duì)硬件的要求比較高。

2）Xen虛擬機(jī)技術(shù)。Xen虛擬機(jī)是一個(gè)開源的虛擬機(jī)監(jiān)視器，由于Xen虛擬機(jī)即支持硬件系統(tǒng)的半虛擬化也完全支持硬件系統(tǒng)的全部虛擬化，與KVM虛擬機(jī)相比，其對(duì)硬件的需求比較低，這使得Xen虛擬機(jī)對(duì)硬件的兼容性比較好。

1.2.2 Eucalyptus平臺(tái)。Eucalyptus平臺(tái)是一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)的開源軟件，其中Eucalyptus平臺(tái)主要依靠KVM虛擬機(jī)和Xen虛擬機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，其中Eucalyptus平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)主要由云控制器、節(jié)點(diǎn)控制器以及集群控制器這三部分實(shí)現(xiàn)的。以下就Eucalyptus平臺(tái)在虛擬機(jī)中的配置和使用作詳細(xì)的說明。

1）主節(jié)點(diǎn)的配置問題。Eucalyptus平臺(tái)主節(jié)點(diǎn)的配置主要是通過在主節(jié)點(diǎn)上安裝云控制器、集群控制器以及存儲(chǔ)服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)的。

2）計(jì)算節(jié)點(diǎn)配置問題。Eucalyptus平臺(tái)中在計(jì)算節(jié)點(diǎn)配置問題中是通過安裝節(jié)點(diǎn)控制器來實(shí)現(xiàn)的。

3）網(wǎng)絡(luò)配置問題。Eucalyptus平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)配置主要采用的是以主節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信模式為基礎(chǔ)的橋接模式，使用這種網(wǎng)絡(luò)配置方式還需要對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)處網(wǎng)絡(luò)鏈接的方式進(jìn)行橋接模式的更改。

4）主節(jié)點(diǎn)以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證問題。Eucalyptus平臺(tái)通過產(chǎn)生系統(tǒng)生成的密鑰，然后將公鑰復(fù)制到計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，來實(shí)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)與計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的無密碼連接，通過這一機(jī)制來實(shí)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證問題。

2 虛擬集群概念分析

2.1 虛擬集群的定義

當(dāng)前對(duì)虛擬集群使用的最為廣泛的定義是這樣的，所謂的虛擬集群就是通過采用虛擬化技術(shù)來虛擬出多臺(tái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，從而構(gòu)建出與物理集群相似的而且規(guī)模巨大的一個(gè)集群系統(tǒng)。也就是說，虛擬集群就是將那些協(xié)同完成特定任務(wù)的多臺(tái)同構(gòu)或異構(gòu)的計(jì)算機(jī)連接起來的系統(tǒng)就是一個(gè)虛擬集群系統(tǒng)。顯然，虛擬集群系統(tǒng)是一種并行處理的系統(tǒng)。

2.2 虛擬集群作業(yè)管理系統(tǒng)說明

虛擬集群作業(yè)管理系統(tǒng)作為虛擬集群的核心組成部分，其在虛擬集群系統(tǒng)中的地位是至關(guān)重要的。其中當(dāng)前市場(chǎng)上的集群作業(yè)管理系統(tǒng)的種類比較多，其中應(yīng)用最為廣泛的就是PBS。其中PBS主要由資源管理器、調(diào)度器以及PBS執(zhí)行器組成的。由于PBS屬于開源軟件，比較容易獲取，而且PBS還有效支持作業(yè)的多種運(yùn)行模式，同時(shí)由于PBS還為用戶提供了完整的API應(yīng)用程序接口，所以這非常有利于對(duì)系統(tǒng)新的調(diào)度策略的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

2.3 虛擬集群作業(yè)管理系統(tǒng)各功能模塊分析說明

虛擬集群作業(yè)管理系統(tǒng)主要包括三個(gè)功能子模塊，分別是用戶作業(yè)提交功能子模塊、虛擬集群彈性構(gòu)建功能子模塊以及虛擬集群信息監(jiān)控功能子模塊。

1）用戶作業(yè)提交功能子模塊。用戶作業(yè)提交功能子模塊主要用來實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶通過作業(yè)提交頁(yè)面遞交到虛擬集群里的作業(yè)進(jìn)行資源的計(jì)算，并在作業(yè)運(yùn)行完后返回計(jì)算結(jié)果。

2）虛擬計(jì)算彈性構(gòu)建功能子模塊。當(dāng)虛擬集群的計(jì)算資源不能滿足作業(yè)所需的計(jì)算資源時(shí)，虛擬計(jì)算彈性構(gòu)建功能子模塊就會(huì)動(dòng)態(tài)的虛擬出作業(yè)所需的虛擬機(jī)計(jì)算資源，并能夠?qū)⑵鋭?dòng)態(tài)的添加到虛擬集群中來滿足作業(yè)的資源需求。

3）虛擬集群信息監(jiān)控功能子模塊。虛擬集群信息監(jiān)控功能子模塊主要用來實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬集群各虛擬計(jì)算節(jié)點(diǎn)信息的監(jiān)控，一旦有作業(yè)提交并運(yùn)營(yíng)后，虛擬集群信息監(jiān)控功能子模塊采用就會(huì)通過網(wǎng)頁(yè)的方式來動(dòng)態(tài)的顯示各虛擬計(jì)算節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

3 云計(jì)算和虛擬集群技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1）快速啟動(dòng)，搭建應(yīng)用。云計(jì)算最大的好處就是能夠快速搭建我們的企業(yè)應(yīng)用，比如我們現(xiàn)在要開發(fā)一個(gè)網(wǎng)站，我們不必再花費(fèi)巨資購(gòu)買硬件集群、不必再耗資組建軟件，只需把一切需要的搭建在云上，方便快捷還省錢，這對(duì)企業(yè)來說絕對(duì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

2）成本低廉，投資靈活。因?yàn)樵频囊?guī)模是可以動(dòng)態(tài)伸縮的，易于擴(kuò)展也易于靈活處理，所以企業(yè)可以不加大硬件投資力度來滿足應(yīng)用以及用戶的規(guī)模增長(zhǎng)（降低成本），也無需因項(xiàng)目中斷而沮喪（損失較少）。對(duì)大企業(yè)而言，船大有時(shí)也好調(diào)頭；對(duì)中小企業(yè)來說，項(xiàng)目運(yùn)作成本驟減，競(jìng)爭(zhēng)大企業(yè)，可望可及。

3.2 虛擬集群技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的集群管理技術(shù)相比，虛擬集群的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1）將云計(jì)算平臺(tái)和集群管理技術(shù)有效結(jié)合在一起所構(gòu)建的虛擬集群，可以更加快速方便地構(gòu)建高性能的集群系統(tǒng)平臺(tái)。

2）虛擬集群利用云計(jì)算平臺(tái)的虛擬化技術(shù)可以非常靈活地創(chuàng)建虛擬的計(jì)算資源，可以有效減少作業(yè)的等待時(shí)間，非常方便用戶的使用。

3）基于云計(jì)算平臺(tái)的虛擬集群可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源利用的最大化，從而可以從根本上解決因計(jì)算資源不足而引起的作業(yè)排隊(duì)等待時(shí)間過長(zhǎng)的問題。

4 結(jié)論

云計(jì)算和虛擬集群技術(shù)以及基于云計(jì)算平臺(tái)的虛擬集群構(gòu)建在計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用有效的解決了各種技術(shù)難題，對(duì)促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

1.1云計(jì)算的產(chǎn)生背景和定義

隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，智能化控制終端以及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)，移動(dòng)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，這意味著云計(jì)算中形成巨大的資源池，可以有效完成對(duì)信息功能和信息儲(chǔ)存空間的擴(kuò)展，云計(jì)算它是基于計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的新型產(chǎn)業(yè)之上的，通過完成商戶及相關(guān)用戶的訊息所求，存儲(chǔ)技術(shù)不斷提升，服務(wù)器功能上要逐步增強(qiáng)，信息資源整合利用，進(jìn)行新的互聯(lián)網(wǎng)渠道的拓展與傳輸運(yùn)行工作。是有效將互聯(lián)網(wǎng)的資源共享性和虛擬化進(jìn)行系統(tǒng)分布與部署，實(shí)現(xiàn)終端連接數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的遠(yuǎn)程操控功能。

1.2云計(jì)算的特點(diǎn)

云計(jì)算是不同于傳統(tǒng)單機(jī)的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算的模塊功能，其具有鮮明的特點(diǎn)：

（1）虛擬化技術(shù)，作為云計(jì)算應(yīng)用與部署的虛擬化關(guān)鍵性資源，結(jié)合部署情況與完成管理應(yīng)用的虛擬化操作過程。

（2）動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。隨著服務(wù)器完成拓展虛擬服務(wù)的相關(guān)層次與增強(qiáng)處理功能。

（3）靈活配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息資源對(duì)不同客戶需求的有效結(jié)合與配備，完成的虛擬化在客戶端的有效運(yùn)用。

（4）需求部署，按照不同客戶及商家的運(yùn)用管理模式，對(duì)先關(guān)的數(shù)據(jù)資源的整合與用戶分析管理，實(shí)現(xiàn)合理資源的部署與計(jì)算功能。

（5）可靠性能強(qiáng)。對(duì)通過物理服務(wù)器對(duì)虛擬化的動(dòng)態(tài)拓展，信息資源與技術(shù)的有效結(jié)合，完成云計(jì)算的正常進(jìn)行。

2云計(jì)算實(shí)現(xiàn)形式

2.1SaaS(軟件即服務(wù))

通過簡(jiǎn)化服務(wù)器及相關(guān)軟件，來節(jié)約開支，僅依靠一個(gè)單一程序即可的實(shí)現(xiàn)瀏覽全部功能及用戶分享傳達(dá)工作。

2.2實(shí)用計(jì)算(UtilityComputing)

將存儲(chǔ)功能與服務(wù)器的虛擬結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)創(chuàng)造與數(shù)據(jù)儲(chǔ)備的集約性能，完成虛擬內(nèi)容聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

2.3網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

基于互聯(lián)網(wǎng)使用情況，提供API相關(guān)服務(wù),實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。

2.4平臺(tái)即服務(wù)

開發(fā)環(huán)境使用程序上，以用戶為主導(dǎo)，進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)與瀏覽器的有效傳輸過程

2.5MSP(管理服務(wù)提供商)

在IT行業(yè)中出現(xiàn)的病毒與程序監(jiān)控功能。

2.6商業(yè)服務(wù)平臺(tái)

實(shí)現(xiàn)用戶與商家的的制定與完成支付功能，協(xié)調(diào)互動(dòng)創(chuàng)建平臺(tái)。2.7互聯(lián)網(wǎng)整合通過資源整合，完成服務(wù)商家建立分享自身服務(wù)的良好的溝通平臺(tái)。

3云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算的部署工作，是虛擬技術(shù)的核心。通過的動(dòng)態(tài)組合、自動(dòng)化分布等虛擬服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)，來完成儲(chǔ)存聯(lián)網(wǎng)功能。把系統(tǒng)自治與敏捷框架相結(jié)合，即通過智能與自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)部署技術(shù)管理，將需求信號(hào)與速度集中繼續(xù)，對(duì)計(jì)算平臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速整合。云計(jì)算平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)中，要將用戶互動(dòng)交流界面設(shè)定上，完成相關(guān)服務(wù)功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理及相關(guān)部署，并對(duì)系統(tǒng)情況進(jìn)行虛擬化監(jiān)督，建立系統(tǒng)管理的服務(wù)器集約群。

3.1自動(dòng)化部署

虛擬資源池對(duì)相關(guān)服務(wù)進(jìn)行有效可進(jìn)行服務(wù)的狀態(tài)區(qū)分，自動(dòng)配置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存于更多的服務(wù)操作功能。然而，系統(tǒng)資源的部署工作具有多樣性的特征，對(duì)其不同的商家裝備及服務(wù)內(nèi)容配置工作，進(jìn)行有效的調(diào)用實(shí)現(xiàn)部署，避免人機(jī)操作繁雜步驟，的實(shí)現(xiàn)資源池與文件庫(kù)的快速運(yùn)作。對(duì)工作流引擎和數(shù)據(jù)模型，進(jìn)行合理調(diào)配及自動(dòng)部署，進(jìn)行的相關(guān)的流程資源的合并，對(duì)工作流數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)與配置工作。將相關(guān)的服務(wù)器以及應(yīng)用工作，適時(shí)進(jìn)行資源部署，確保高效安全服務(wù)。

3.2資源監(jiān)控

在資源監(jiān)控過程中，云計(jì)算是將服務(wù)器的管理功能與相關(guān)的有效數(shù)據(jù)結(jié)合，并將動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)信息合理進(jìn)行整合，形成更為快速的數(shù)據(jù)服務(wù)依據(jù)，將更多的動(dòng)態(tài)資源合理轉(zhuǎn)化，進(jìn)行資源監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效分析，完成對(duì)云資源情況的有效分配，對(duì)于動(dòng)態(tài)資源的部署工作，也是系統(tǒng)的適時(shí)跟進(jìn)的關(guān)鍵部分。所以，在計(jì)算資源池的系統(tǒng)信息，信息數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),監(jiān)視服務(wù)器數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的各環(huán)節(jié)的服務(wù)器上的程序，進(jìn)行精準(zhǔn)性、系統(tǒng)性的資源數(shù)據(jù)的分析，調(diào)用，通過云計(jì)算來完成信息監(jiān)督與配置服務(wù)器的數(shù)據(jù)整合傳達(dá)，對(duì)其故障問題及時(shí)給予檢測(cè)與排除工作。

3.3自動(dòng)化部署

自動(dòng)化部署中要進(jìn)行相關(guān)自動(dòng)化功能，建立的工作流引擎和數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)部署，在腳本的功能實(shí)現(xiàn)，有利于對(duì)工作流的觸發(fā)數(shù)據(jù)，形成合理的分類調(diào)度，在軟件與硬件功能等模塊，實(shí)現(xiàn)資源庫(kù)與文件庫(kù)的核心地位，進(jìn)行服務(wù)器存儲(chǔ)準(zhǔn)備，系統(tǒng)引導(dǎo)準(zhǔn)備及OS安裝系統(tǒng)管理工具，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路部署及軟件安裝的整個(gè)過程，就是快速部署工作流以及工作流引擎的過程，將快速加建立數(shù)據(jù)模型，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化部署與管理。其管理工具是標(biāo)識(shí)相關(guān)資源及分類的重要形式，對(duì)自動(dòng)腳本流程及數(shù)據(jù)建立，服務(wù)器及系統(tǒng)等儲(chǔ)備數(shù)據(jù)資源整合與配置任務(wù)。

4結(jié)束語(yǔ)

篇8

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；云數(shù)據(jù)；管理技術(shù)

1 云計(jì)算概述

1.1 工作原理

云計(jì)算工作原理如下：無需借助本地計(jì)算機(jī)（或者是遠(yuǎn)程服務(wù)器）[2]，便能夠?qū)⒂?jì)算合理分布在一系列分布式計(jì)算機(jī)上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的有效優(yōu)化，并和互聯(lián)網(wǎng)形成有效對(duì)接。如此一來，企業(yè)便能夠?qū)⑺栀Y源及時(shí)而準(zhǔn)確地切換到相關(guān)應(yīng)用上，然后結(jié)合實(shí)際需求對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)及存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行即時(shí)訪問。云計(jì)算屬于一項(xiàng)極具實(shí)用價(jià)值的新技術(shù)，使計(jì)算能力具有商品性質(zhì)，并通過網(wǎng)絡(luò)予以兜售，不僅節(jié)約了銷售成本，同時(shí)還具有實(shí)用快捷的優(yōu)點(diǎn)。

1.2 體系結(jié)構(gòu)

云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，且較為龐大，以“云”網(wǎng)絡(luò)為中樞，連接一系列并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算以及相關(guān)服務(wù)，能夠在虛擬化技術(shù)的幫助下，對(duì)各個(gè)服務(wù)器的能力進(jìn)行擴(kuò)展，并借助云計(jì)算平臺(tái)把一系列資源有機(jī)地結(jié)合在一起，從而為用戶提供強(qiáng)大的計(jì)算能力及存儲(chǔ)能力[3]。一個(gè)相對(duì)完整的體系主要包括四大部分，一是云端用戶，二是服務(wù)目錄，三是管理系統(tǒng)，四是部署工具、監(jiān)控、服務(wù)器集群。

2 云數(shù)據(jù)管理技術(shù)

2.1 特點(diǎn)

云計(jì)算中數(shù)據(jù)主要具有三大特點(diǎn)，一是海量性，二是異構(gòu)性，三是非確定性。

2.2 相關(guān)技術(shù)概述

GFS技術(shù)，Google文件系統(tǒng)是一個(gè)大型的分布式文件系統(tǒng)；BigTable技術(shù)，建立在GFS和MapReduce之上的一個(gè)大型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)；Dynamo技術(shù)，是一個(gè)高可用，專有的鍵值結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)，或分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)；MapReduce技術(shù)，即MapRedace編程模式。

2.3 云數(shù)據(jù)管理技術(shù)分析

隨著研究的不斷深入，以GFS為代表的一系列云計(jì)算數(shù)據(jù)管理技術(shù)也得以不斷完善，并圍繞云計(jì)算所涉及的海量數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)以及應(yīng)用問題，提出了諸多創(chuàng)新，云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的總體架構(gòu)如圖1所示。

云計(jì)算數(shù)據(jù)管理可被歸結(jié)為4個(gè)層次：⑴數(shù)據(jù)組織與管理。在分布式存儲(chǔ)技術(shù)的幫助下，可對(duì)大型數(shù)據(jù)予以訪問，可對(duì)分布式數(shù)據(jù)予以訪問，還可對(duì)大量數(shù)據(jù)予以訪問，以GFS技術(shù)為代表，能夠適應(yīng)于一系列相同或者類似的普通硬件上，具有強(qiáng)大的容錯(cuò)功能，從而保證了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問、獲取及存儲(chǔ)需求，不僅可靠，而且高并發(fā)，還具有高性能的特點(diǎn)。⑵數(shù)據(jù)集成與管理。針對(duì)數(shù)據(jù)所具有的海量性、異構(gòu)性以及非確定性特點(diǎn)，借助以Bigtabe為代表的一系列分布式數(shù)據(jù)管理技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的高效分析及系統(tǒng)處理，從而為用戶提供更為及時(shí)、準(zhǔn)確、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。⑶分布式并行處理。在分布式環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的深層次挖掘和高效處理，采用建立在云計(jì)算這一基礎(chǔ)之上的并行編程模式，以MapReduce技術(shù)為例，能夠?qū)θ蝿?wù)予以自動(dòng)劃分，使其成為多項(xiàng)子任務(wù)，先后經(jīng)過映射及化簡(jiǎn)處理，便能將任務(wù)在大型化規(guī)模計(jì)算節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行理想調(diào)度和有機(jī)分配。在此過程中，無論是后臺(tái)并行執(zhí)行，又或者是后臺(tái)任務(wù)調(diào)度，均以透明、公開的形式面向編程人員及用戶。⑷數(shù)據(jù)分析。對(duì)于云計(jì)算數(shù)據(jù)管理而言，在最后階段，需對(duì)數(shù)據(jù)展開相應(yīng)分析及深層次發(fā)掘，并為一系列應(yīng)用提供服務(wù)，通常借助專業(yè)的數(shù)據(jù)挖掘引擎以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的綜合布局和合理調(diào)度。另外，還可借助淺（深）層語(yǔ)義分析技術(shù)以實(shí)現(xiàn)在不完全確定知識(shí)的前提下對(duì)數(shù)據(jù)展開深層次的挖掘，如此一來，便能夠從結(jié)構(gòu)化關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)所包含的一系列數(shù)據(jù)、文本（有可能以半結(jié)構(gòu)化存在）、圖形及圖像信息中提取出潛在的、事先尚未獲知的、有價(jià)值的、且能夠?yàn)橛脩羲x懂的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算由于具有海量性、異構(gòu)性以及非確定性等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)階段得到了廣泛應(yīng)用，且展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。然而云計(jì)算的云計(jì)算管理畢竟發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，還存在諸多不完善之處，機(jī)遇和挑戰(zhàn)共存，有鑒于此，本文提出了基于數(shù)據(jù)組織與管理、數(shù)據(jù)集成與管理、分布式并行處理、數(shù)據(jù)分析的4層次云數(shù)據(jù)管理方式，這也是未來一段時(shí)間內(nèi)，云計(jì)算數(shù)據(jù)管理的一個(gè)主要發(fā)展方向。

[參考文獻(xiàn)]

[1]全快.分析云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)[J].無線互聯(lián)科技，2012，10：84.

篇9

關(guān)鍵詞：彈性云計(jì)算 亞馬遜 數(shù)字圖書館 成本效用 精細(xì)化管理

中圖分類號(hào)： G250.76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1003-6938（2011）06－0071-05

Research on Digital Library Construction under the Cloud Computing Environment Based on Cost-benefit Analysis

Ma Xiaoting （School of Information Engineering, Lanzhou University of Finance and Economics, Lanzhou, Gansu， 730020）

Chen Chen （Network Center, Lanzhou University of Finance and Economics, Lanzhou, Gansu， 730020）

Abstract：This paper introduced Amazon Elastic Compute Cloud and its resizable compute capacity in the cloud at first. Then, this paper analyzed the bandwidth, computing resources, the character of low cost and virtualization technology of digital library under cloud computing environment. Finally, this paper gave out the maximized cost utility solution of computing resource. Refined-management and auto-workload server will reduce cloud cost and improve cost utility.

Key words： elastic cloud computing； Amazon； digital library； cost utility； refined management

CLC number： G250.76 Document code： A Article ID： 1003-6938（2011）06-0071-05

1 引言

云計(jì)算是一種新的數(shù)據(jù)計(jì)算、處理與管理模式，是一種多用戶條件下數(shù)據(jù)密集型的超級(jí)計(jì)算。用戶可根據(jù)云服務(wù)需求，按照“共享、按需、安全、經(jīng)濟(jì)、透明、可擴(kuò)展”的原則從云服務(wù)提供商購(gòu)買云服務(wù)。Google宣稱，由于使用了云計(jì)算技術(shù)，其計(jì)算成本僅為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的1/100，存儲(chǔ)成本僅為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的1/30。

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與成熟，依靠云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建數(shù)字圖書館，為用戶提供高效、安全、經(jīng)濟(jì)、個(gè)性化的云服務(wù)成為必然。在云圖書館建設(shè)中，效率、安全、成本、服務(wù)是決定云圖書館建設(shè)水平的四個(gè)關(guān)鍵要素。如何依據(jù)圖書館云用戶數(shù)量和云業(yè)務(wù)需求，提供相應(yīng)的圖書館云服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)管理，確保云圖書館較高的服務(wù)效率與用戶滿意度的前提下，加強(qiáng)以收益率為核心的云基礎(chǔ)設(shè)施采購(gòu)、管理、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)建設(shè)，不斷降低云圖書館建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本，是關(guān)系到云圖書館未來發(fā)展的重要問題。［1］

2 基于Amazon彈性云計(jì)算新加坡地區(qū)云服務(wù)的云圖書館成本構(gòu)成

基于云計(jì)算技術(shù)的數(shù)字圖書館主要經(jīng)歷建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、更新四個(gè)生命周期流程，生命周期流程中的投資主要包括硬件成本、軟件成本、帶寬成本、空間成本、電力成本、以及維護(hù)成本。不同云圖書館建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)規(guī)模與管理理念的差異，導(dǎo)致云圖書館整體收益率不同。結(jié)合云圖書館四個(gè)生命周期流程對(duì)云圖書館成本構(gòu)成進(jìn)行有效劃分，并依據(jù)收益率最優(yōu)化原則分配資金及制定有效的資源分配及基礎(chǔ)設(shè)施管理策略，是提高云圖書館成本效率、安全及最優(yōu)化運(yùn)營(yíng)的保證。

2.1 云計(jì)算中心基礎(chǔ)設(shè)施資源租賃成本

為降低云圖書館建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)成本，確保在世界區(qū)域內(nèi)為用戶提供安全、高效、滿意的云服務(wù)，基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，應(yīng)租賃具備較高信譽(yù)度、安全標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)水平的云服務(wù)提供商基礎(chǔ)設(shè)施資源。

世界上具備較高水準(zhǔn)的云服務(wù)供應(yīng)平臺(tái)有Google和Amazon的公有云計(jì)算平臺(tái)和IBM企業(yè)的私有云計(jì)算平臺(tái)。為確保數(shù)字圖書館云用戶不會(huì)因?yàn)榈赜颉⒕W(wǎng)絡(luò)接入方式、租賃費(fèi)用及云個(gè)性化服務(wù)要求而影響云服務(wù)質(zhì)量，云圖書館在建設(shè)中主要以租賃公有云基礎(chǔ)設(shè)施資源及云技術(shù)服務(wù)為主，結(jié)合自身云服務(wù)目標(biāo)建設(shè)自己的云圖書館。我們依據(jù)地域最近和價(jià)格性能最優(yōu)化原則，選擇Amazon彈性云計(jì)算新加坡地區(qū)云基礎(chǔ)設(shè)施租賃數(shù)據(jù)，分析我國(guó)圖書館租賃Amazon云基礎(chǔ)設(shè)施資源建設(shè)云圖書館的成本問題（Amazon彈性云計(jì)算新加坡地區(qū)云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施資源包租收費(fèi)情況見表1）。

首先，根據(jù)2008年1月1日實(shí)施的《中華人民共和國(guó)企業(yè)所得稅稅法》，電子設(shè)備折舊年限最低為3年，因此將自購(gòu)硬件系統(tǒng)的折舊周期定為3年。其次，由于基礎(chǔ)設(shè)施資源技術(shù)更新、OEM廠商的質(zhì)保年限要求及設(shè)備折舊等因素，Amazon彈性云計(jì)算服務(wù)提供了以一至三年為基準(zhǔn)的年度租賃方式。云圖書館可根據(jù)自身云業(yè)務(wù)與用戶云服務(wù)需求，選擇投資、收益比最高的租賃方式。

對(duì)表1數(shù)據(jù)分析可得，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施資源租賃費(fèi)用是云圖書館建設(shè)、運(yùn)營(yíng)投資的主要方面。對(duì)租賃成本、效率分析，以年度為單位方式租賃基礎(chǔ)設(shè)施資源，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它租賃方式，且數(shù)字圖書館以3年期為標(biāo)準(zhǔn)租賃方式是最經(jīng)濟(jì)、高效的。

云圖書館數(shù)字服務(wù)具有并發(fā)用戶數(shù)海量及云計(jì)算高速、即時(shí)、準(zhǔn)確的要求，因此，較快的CUP計(jì)算速度與較高的內(nèi)存儲(chǔ)容量是云圖書館對(duì)云計(jì)算服務(wù)特有的要求。在云基礎(chǔ)設(shè)施資源服務(wù)購(gòu)買上，特別要加強(qiáng)在CUP與內(nèi)存儲(chǔ)容量方面的投資，防止因數(shù)字圖書館云計(jì)算速度過慢，而不能應(yīng)對(duì)云圖書館數(shù)字用戶并發(fā)訪問數(shù)量過多、云個(gè)性化服務(wù)信息處理量過大等問題，導(dǎo)致云服務(wù)瓶頸現(xiàn)象的出現(xiàn)。［2］

2.2 云圖書館網(wǎng)絡(luò)帶寬及流量成本

云圖書館網(wǎng)絡(luò)帶寬是影響用戶云服務(wù)的關(guān)鍵性因素，在云圖書館建設(shè)、運(yùn)營(yíng)投資比例中僅次于基礎(chǔ)設(shè)施資源租賃成本，占有較大的投資比重。即使云數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施資源有較高的云計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸效能，云圖書館網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸瓶頸的出現(xiàn)，也會(huì)導(dǎo)致用戶方產(chǎn)生云系統(tǒng)運(yùn)行、應(yīng)答緩慢，個(gè)性化云服務(wù)因數(shù)據(jù)傳輸量巨大而出現(xiàn)拒絕服務(wù)的現(xiàn)象。因此，云圖書館網(wǎng)絡(luò)具有較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬租賃需求與數(shù)據(jù)流量海量特點(diǎn)（Amazon彈性云計(jì)算新加坡地區(qū)數(shù)據(jù)流入/流出計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)見表2）。

對(duì)表2分析得出，Amazon對(duì)經(jīng)Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按照流入和流出云數(shù)據(jù)中心分別計(jì)費(fèi)，并且流入云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用為零。對(duì)于流出云數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的傳輸費(fèi)用，隨著云用戶租賃數(shù)據(jù)中心每月數(shù)據(jù)流出量的增大，數(shù)據(jù)傳輸投資與傳輸數(shù)據(jù)量之比呈下降趨勢(shì)，云網(wǎng)絡(luò)傳輸投資效率呈級(jí)數(shù)上升狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)每月數(shù)據(jù)傳輸量高于524TB時(shí)，云數(shù)字資源用戶可根據(jù)實(shí)際使用量與Amazon協(xié)商獲得更大優(yōu)惠，且優(yōu)惠幅度與數(shù)據(jù)傳輸量呈級(jí)數(shù)上升趨勢(shì)。因此，云圖書館利用較低的費(fèi)用增加網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬及數(shù)據(jù)傳輸流量，可大幅提高云圖書館數(shù)據(jù)傳輸性能與云用戶服務(wù)滿意度，有較高的投資收益比。［3］

2.3 Amazon EBS（Elastic Block Store）存儲(chǔ)和彈性IP地址的費(fèi)用

EBS是Amazon EC2（彈性云計(jì)算）的一種持久存儲(chǔ)特性，是為用戶在云中提供相當(dāng)大的計(jì)算容量的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。利用Amazon EBS，云圖書館可以編程方式創(chuàng)建存儲(chǔ)容量，并附加到Amazon EC2實(shí)例上。甚至在需要更高的持久性時(shí)，還可以利用快照備份到Amazon 簡(jiǎn)單服務(wù)存儲(chǔ)上。

Elastic IP（EIP）是為動(dòng)態(tài)云計(jì)算而設(shè)計(jì)的靜態(tài)IP。一個(gè)EIP地址關(guān)聯(lián)用戶賬號(hào)，EIP地址可以通過編程方式重新映射Public IP地址到用戶賬號(hào)關(guān)聯(lián)的任何一個(gè)實(shí)例。因此，允許用戶掩蓋實(shí)例或者Availablity Zone的錯(cuò)誤，而不用重新配置或者替換新的主機(jī)。Amazon EC2通過編程方式重新映射用戶EIP地址到一個(gè)替換實(shí)例，達(dá)到處理實(shí)例或軟件問題（Amazon彈性云計(jì)算新加坡地區(qū)EBS存儲(chǔ)與彈性IP地址費(fèi)用見表3）。

對(duì)表3數(shù)據(jù)分析可得，云圖書館可根據(jù)用戶彈性云計(jì)算的規(guī)模與需求選擇EBS存儲(chǔ)方式。在云計(jì)算環(huán)境下，云圖書館為用戶開放了許多高計(jì)算能力、大存儲(chǔ)容量的即時(shí)個(gè)性化云計(jì)算服務(wù)，從未來發(fā)展趨勢(shì)看，這種個(gè)性化云計(jì)算服務(wù)模式會(huì)成為圖書館云服務(wù)的主流與核心。因此，云圖書館采用以用戶請(qǐng)求次數(shù)作為EBS付費(fèi)方式可以大幅節(jié)省云存儲(chǔ)成本。［4］

Amazon對(duì)正在使用的彈性IP地址不計(jì)費(fèi)，未使用的IP地址每小時(shí)收費(fèi)$0.01，每個(gè)月的頭100次IP的RemaP不計(jì)費(fèi)，額外的RemaP每次收費(fèi)$0.10。

2.4 Amazon云系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與彈性負(fù)載均衡費(fèi)用

Amazon云系統(tǒng)監(jiān)測(cè)可以對(duì)圖書館云資源和運(yùn)行的云應(yīng)用程序?qū)嵤┍O(jiān)控。圖書館云系統(tǒng)開發(fā)人員和云系統(tǒng)管理員可以通過編程方式檢索監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，查看采樣數(shù)值圖形并設(shè)置警報(bào)點(diǎn)。通過云監(jiān)控系統(tǒng)，圖書館云系統(tǒng)管理員可及時(shí)對(duì)云系統(tǒng)資源利用率、云應(yīng)用、服務(wù)指標(biāo)、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)磁盤使用活動(dòng)進(jìn)行收集和跟蹤管理，并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)云系統(tǒng)安全、效率、業(yè)務(wù)參數(shù)進(jìn)行配置，確保圖書館云系統(tǒng)、各項(xiàng)云應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)平穩(wěn)運(yùn)行。［5］

Amazon云負(fù)載均衡采取資源統(tǒng)一管理與調(diào)度原則，將單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算、存儲(chǔ)分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上并行處理，計(jì)算結(jié)點(diǎn)設(shè)備將所得結(jié)果匯總。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)業(yè)務(wù)繁重程度共同分擔(dān)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)故障節(jié)點(diǎn)時(shí)，存儲(chǔ)任務(wù)均衡遷移到其它正常節(jié)點(diǎn)，確保云系統(tǒng)計(jì)算與存儲(chǔ)能力得到大幅度提高。通過彈性云負(fù)載均衡技術(shù)，可以解決圖書館云計(jì)算中應(yīng)用系統(tǒng)的可用性和可靠性，提高云計(jì)算數(shù)據(jù)的訪問速度。Amazon彈性云計(jì)算新加坡地區(qū)云系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與彈性負(fù)載均衡費(fèi)用如表4所示：

對(duì)表4分析可得，為確保云圖書館為用戶提供安全、高效、經(jīng)濟(jì)、不間斷的云服務(wù)，在云系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，必須選擇對(duì)圖書館云中心采用較高監(jiān)測(cè)頻率的細(xì)節(jié)監(jiān)控方式。監(jiān)控內(nèi)容包括云圖書館站點(diǎn)、服務(wù)器性能、網(wǎng)站安全掃描服務(wù)、故障分析、用戶訪問速度、警告通知等方面，且必須進(jìn)行不間斷高標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控。雖然所采用的監(jiān)控方式為價(jià)格最高模式，但有性能與云安全最優(yōu)化的投資收益比。

圖書館提供的云計(jì)算數(shù)字服務(wù)以各種編碼方式的海量高速數(shù)據(jù)傳輸為主，數(shù)據(jù)傳輸具有海量、即時(shí)、安全、經(jīng)濟(jì)的要求。因此，從收益率最大化出發(fā)，在彈性負(fù)載均衡方面應(yīng)選擇以每小時(shí)為單位的計(jì)費(fèi)方式。［6］

2.5 其它方面的成本

云圖書館建設(shè)其它方面的成本主要包括機(jī)房建設(shè)成本、云應(yīng)用軟件成本、電力及維護(hù)成本、人員工資及培訓(xùn)成本等。機(jī)房建設(shè)成本與云圖書館建設(shè)規(guī)模和云服務(wù)方式成正比，基礎(chǔ)設(shè)施租用費(fèi)用一般按照機(jī)架支付。軟件成本主要為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service）的應(yīng)用服務(wù)，主要有虛擬化平臺(tái)軟件、客戶端操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)管理軟件及系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件。在云圖書館總體成本中占有較小的比例，但對(duì)云用戶服務(wù)滿意度影響較大。因此，對(duì)云應(yīng)用軟件較小的投入可得到較高的用戶滿意度收益率。電力及維護(hù)成本主要包括數(shù)據(jù)中心的IT負(fù)載、制冷、照明、UPS的耗電成本及維護(hù)成本，并隨著季節(jié)、云用戶服務(wù)數(shù)量、服務(wù)器工作效率呈周期性變化。隨著云計(jì)算系統(tǒng)集成復(fù)雜度及運(yùn)營(yíng)維護(hù)、安全標(biāo)準(zhǔn)的提高，電力及維護(hù)成本在未來云圖書館建設(shè)、運(yùn)營(yíng)中將逐步提高。人員工資及培訓(xùn)成本在云圖書館建設(shè)投入中所占比例較小，但技術(shù)水平優(yōu)秀的員工對(duì)云系統(tǒng)高效、安全運(yùn)營(yíng)影響較大，因此，要加強(qiáng)云圖書館人員工資及培訓(xùn)成本的投入。［7］

3 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館成本、性能優(yōu)化方法

基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館與傳統(tǒng)圖書館在建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)模式上相比，最大的優(yōu)勢(shì)在于大幅度降低能源消耗和有較低的成本效用，在確保低碳運(yùn)營(yíng)前提下提高了用戶滿意度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。如何加強(qiáng)云圖書館業(yè)務(wù)與規(guī)模建設(shè)，在提高云服務(wù)質(zhì)量與效率前提下降低能源消耗，關(guān)系到未來云圖書館的發(fā)展與社會(huì)責(zé)任。

3.1 利用虛擬化技術(shù)加強(qiáng)云基礎(chǔ)設(shè)施資源整合

對(duì)表1云圖書館基礎(chǔ)設(shè)施租賃情況分析可得出，在云數(shù)據(jù)中心規(guī)模小、用戶數(shù)少、基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的情況下，利用虛擬化技術(shù)對(duì)云圖書館進(jìn)行整合，會(huì)得到較小甚至負(fù)面的投資收益。當(dāng)云數(shù)據(jù)中心規(guī)模較大、服務(wù)用戶數(shù)較多、云服務(wù)資源環(huán)境要求高、基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)復(fù)雜和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理難度大的情況下，合理的虛擬化資源管理策略會(huì)提高系統(tǒng)投資收益率，并降低運(yùn)營(yíng)成本。

首先，要提高基礎(chǔ)設(shè)施（主要為計(jì)算與存儲(chǔ)服務(wù)器）資源虛擬化的規(guī)模、程度和所占基礎(chǔ)設(shè)施資源設(shè)備的比例，實(shí)現(xiàn)虛擬化和物理基礎(chǔ)設(shè)施資源管理的高度可視化和可管控性。其次，通過虛擬化技術(shù)對(duì)計(jì)算和存儲(chǔ)資源進(jìn)行整合，提升服務(wù)器資源的利用效率。根據(jù)圖書館云用戶需求動(dòng)態(tài)分配云系統(tǒng)資源，提高云計(jì)算速度和成本效率，通過降低電力等能耗降低云圖書館運(yùn)營(yíng)成本。［8］

3.2 整合圖書館云應(yīng)用程序

為了提高圖書館用戶云個(gè)性化服務(wù)水平，云圖書館應(yīng)基于云租賃商基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，自主或與第三方合作開發(fā)各種云用戶滿意的個(gè)性化應(yīng)用程序。圖書館云應(yīng)用程序的可操作性、個(gè)性化、便捷性、經(jīng)濟(jì)性是影響用戶滿意度的關(guān)鍵因素。因此，在圖書館云應(yīng)用軟件系統(tǒng)建設(shè)中，要以圖書館云用戶個(gè)性化服務(wù)需求為指導(dǎo)，加強(qiáng)云圖書館應(yīng)用程序與云租賃商云系統(tǒng)的融合，提高圖書館云系統(tǒng)內(nèi)不同云應(yīng)用程序間的整合。同時(shí)，應(yīng)提高云圖書館自主或與第三方共同開發(fā)、運(yùn)營(yíng)云應(yīng)用程序的效率，提升圖書館個(gè)性化云應(yīng)用系統(tǒng)的可操作性與服務(wù)水平，降低程序開發(fā)成本與周期。［9］

3.3 采用集群技術(shù)與負(fù)載均衡技術(shù)降低云圖書館運(yùn)營(yíng)成本

由于云圖書館基礎(chǔ)設(shè)施具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，集群內(nèi)部設(shè)備的性能、管理模式和系統(tǒng)資源利用率性能差異較大，會(huì)出現(xiàn)云系統(tǒng)不能將用戶提出的服務(wù)請(qǐng)求均衡交付服務(wù)器的情況，造成服務(wù)器有的過載有的空閑，最終導(dǎo)致云集群系統(tǒng)整體性能大幅下降。因此，必須采用科學(xué)、有效的負(fù)載均衡算法，將云圖書館用戶服務(wù)請(qǐng)求合理、均衡地分配給后臺(tái)各個(gè)服務(wù)器，當(dāng)個(gè)別設(shè)備發(fā)生軟、硬件故障時(shí)，通過負(fù)載遷移確保云服務(wù)的不間斷性。

對(duì)云圖書館基礎(chǔ)設(shè)施租賃成本分析得出，云圖書館系統(tǒng)規(guī)模與集成化程度與投資收效率、云用戶服務(wù)滿意度成正比關(guān)系，與云系統(tǒng)維護(hù)成本、資源損耗收益率成反比關(guān)系。因此，在云圖書館建設(shè)中，要租賃大規(guī)模、高安全性的云服務(wù)提供商云系統(tǒng)服務(wù)，并選擇以3年為周期的租賃方式。在云系統(tǒng)集成中，即要考慮目前云用戶服務(wù)需求與高峰時(shí)期云系統(tǒng)負(fù)載量，同時(shí)又要兼顧未來圖書館系統(tǒng)云服務(wù)的可擴(kuò)展性，確保在云服務(wù)租賃模式上有適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施資源冗余度。［10］

3.4 加強(qiáng)云圖書館系統(tǒng)資源精細(xì)管理

在世界上不同的地域、季節(jié)與一天內(nèi)不同時(shí)段，云圖書館數(shù)字用戶訪問量及服務(wù)負(fù)載有較大不同。云圖書館在云服務(wù)高峰期有較高的資源占用率和能源損耗，在云服務(wù)低峰值階段，如果不采取有效的云系統(tǒng)資源管理策略，則會(huì)造成不必要的云基礎(chǔ)設(shè)施資源及能源（云中心能耗以服務(wù)器及空調(diào)設(shè)備耗電為主）損耗。通過云系統(tǒng)資源精細(xì)管理策略，利用云系統(tǒng)軟件或者人工方法設(shè)置功耗管理的智能邏輯，可對(duì)服務(wù)器資源池進(jìn)行合理調(diào)配。通過設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)將空閑服務(wù)器關(guān)機(jī)或者休眠，對(duì)冗余的云服務(wù)器資源暫時(shí)關(guān)機(jī)斷電，使其成本效用達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)，在降低功耗基礎(chǔ)上提升云資源的可管理性。

3.5 確保云圖書館網(wǎng)絡(luò)帶寬與基礎(chǔ)設(shè)施資源使用效率匹配

對(duì)表2數(shù)據(jù)分析可得，網(wǎng)絡(luò)帶寬是影響云圖書館運(yùn)營(yíng)成本與服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬較小不能滿足用戶個(gè)性化云服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸高速、安全、即時(shí)、準(zhǔn)確的要求，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于云系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力，降低了云基礎(chǔ)設(shè)施資源利用效率。網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬過高甚至超過云系統(tǒng)接收、發(fā)送與數(shù)據(jù)處理能力，會(huì)導(dǎo)致較高的網(wǎng)絡(luò)租賃費(fèi)用而增加云圖書館運(yùn)營(yíng)成本。因此，為確保云圖書館網(wǎng)絡(luò)帶寬與云基礎(chǔ)設(shè)施資源使用效率達(dá)到最優(yōu)化均衡，必須認(rèn)真分析云圖書館用戶網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬需求與云系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源接收、處理能力，通過最優(yōu)化均衡策略確保云圖書館網(wǎng)絡(luò)帶寬與基礎(chǔ)設(shè)施資源數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)能力均衡。

影響云圖書館網(wǎng)絡(luò)使用用戶滿意度的幾個(gè)主要因素為云用戶連接數(shù)、云系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸量、傳輸穩(wěn)定性。決定基礎(chǔ)設(shè)施資源使用效率的因素為云計(jì)算能力、云系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)的速度、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。云系統(tǒng)應(yīng)針對(duì)不同圖書館云應(yīng)用、SLA（云計(jì)算服務(wù)級(jí)別協(xié)議）或者數(shù)字用戶云服務(wù)需求，將提升網(wǎng)絡(luò)帶寬與基礎(chǔ)設(shè)施資源使用效率均衡相結(jié)合，提升云網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬與基礎(chǔ)設(shè)施資源租賃的成本綜合效用。［11］

4 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算技術(shù)在數(shù)字圖書館建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了云數(shù)字圖書館對(duì)信息系統(tǒng)資源與效率的自主可控管理。通過云基礎(chǔ)設(shè)施資源的智能化管理與按照云用戶需求智能化分配云系統(tǒng)資源，在降低能耗的基礎(chǔ)上大幅提高了數(shù)字圖書館云IT資源利用率。隨著未來云計(jì)算技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展，云計(jì)算成本必將大幅降低。只有堅(jiān)持以數(shù)字圖書館云用戶滿意度為目標(biāo)，以高效投資收效率為指導(dǎo)，不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施資源的虛擬化管理與云系統(tǒng)整合，才能建設(shè)用戶滿意的高效、經(jīng)濟(jì)、安全、低碳的云數(shù)字圖書館。［12］

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篇10

關(guān)鍵詞：綠色云計(jì)算 數(shù)據(jù)聚集 能耗 數(shù)據(jù)中心

中圖分類號(hào)：TP393.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0135-03

云計(jì)算（cloud computing）是一種借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)集聚各類虛擬化計(jì)算資源，并通過數(shù)據(jù)中心供給多租客或單一用戶性價(jià)比較高、動(dòng)態(tài)、彈性規(guī)模擴(kuò)展的信息存儲(chǔ)、信息計(jì)算等服務(wù)方式[1]。云計(jì)算轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)信息架構(gòu)，引進(jìn)了全新的運(yùn)作模式，逐漸成為國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域、各行業(yè)爭(zhēng)相關(guān)注的重要問題。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，云應(yīng)用程序所部署服務(wù)器數(shù)量超出原有應(yīng)用程序的4倍，在數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本中，能源消耗費(fèi)用所占比重較大，約為43.35%。因此，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗成為了重中之重，能耗管理應(yīng)兼顧服務(wù)質(zhì)量和“綠色”兩項(xiàng)要求[2]。本文詳細(xì)分析了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的相關(guān)工作，基于其運(yùn)行模式，提出了面向綠色云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)聚集算法。

1 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)聚集算法的相關(guān)概念界定

近年來，對(duì)云數(shù)據(jù)中心的研究已進(jìn)入白熱化階段，目前已提出了三個(gè)階段數(shù)據(jù)布局的策略，主要通過跨數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸、全局負(fù)載均衡及數(shù)據(jù)依賴關(guān)系三項(xiàng)指標(biāo)，來優(yōu)化、求解數(shù)據(jù)布局方案。與此同時(shí)，還總結(jié)了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心所面臨的資源管理問題，致力于網(wǎng)絡(luò)寬帶靈活性和吞吐量的有效提高。根據(jù)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)，以Fat-tree、BCube為主要結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出了云計(jì)算方法，其具有直徑小、連通性強(qiáng)的特征，逐步形成了一種可拓展性較強(qiáng)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。[2]

結(jié)合云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的主要能耗來源有以下幾方面的內(nèi)容：（1）電源供應(yīng)、服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備所帶來的能源消耗。這一系列設(shè)備能耗約占總能耗的23%；（2）溫控設(shè)備，包括水冷、風(fēng)冷設(shè)備等所產(chǎn)生的能源損耗；（3）云計(jì)算數(shù)據(jù)中心照明設(shè)備帶來的能源損耗，此設(shè)備能耗比例小。電源使用效率會(huì)對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)其中心能源使用情況產(chǎn)生影響。電源使用率（PUE）指的是數(shù)據(jù)中心所消耗的總能源和IT負(fù)載消耗呈現(xiàn)的比值，電源使用率越接近1，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越強(qiáng)。溫度控制設(shè)備負(fù)荷由計(jì)算機(jī)主機(jī)、外部輔助設(shè)備等所產(chǎn)生發(fā)熱量組成，存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)產(chǎn)生的發(fā)熱量所占比重較大。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心具有一定的優(yōu)勢(shì)，其充分利用了虛擬化技術(shù)，減少了物理服務(wù)器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。通過上述內(nèi)容可得知，在相同任務(wù)的執(zhí)行過程中，如何既有效確保QoS，還能夠?qū)?shù)據(jù)中心總體能耗有效降低則是“綠色云計(jì)算”實(shí)現(xiàn)極為關(guān)鍵的條件。[3]因此，需要采取相應(yīng)措施對(duì)云計(jì)算中心數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn)，在最大限度降低能耗的同時(shí)，提高工作效率與服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展。其中，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算法作為減少能耗的有效方法，對(duì)于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展而言起到了至關(guān)重要的作用。

2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)聚集算法

2.1 能耗分析

在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排工作中，通常存在以下幾點(diǎn)問題：

2.1.1 數(shù)據(jù)部署和任務(wù)調(diào)度

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的任務(wù)調(diào)度忽視了能源消耗問題。以Hadoop開源云算項(xiàng)目為例，該系統(tǒng)采用了多種調(diào)度方法，包括公平調(diào)度方法、先來服務(wù)算法、計(jì)算能力調(diào)度算法等，都忽略了系統(tǒng)能源損耗問題，太過側(cè)重訪問效率、存儲(chǔ)空間、可靠機(jī)制等問題，忽視了數(shù)據(jù)訪問規(guī)律。

2.1.2 溫度控制

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心缺乏有效的溫度控制，無法根據(jù)運(yùn)行設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行有效管理，造成各項(xiàng)資源的大量浪費(fèi)。

2.1.3 認(rèn)知問題

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心所指定的節(jié)能措施僅針對(duì)設(shè)備本身的功能耗費(fèi)，實(shí)際上設(shè)備功能消費(fèi)與設(shè)備性能呈負(fù)相關(guān)，難以得到改進(jìn)；同時(shí)，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心地處嚴(yán)寒地區(qū)，太過依賴于外界環(huán)境，為了引入室外空間，應(yīng)盡量避免人工制冷。

2.2 云數(shù)據(jù)模型

從用戶的視角來看，云計(jì)算系統(tǒng)可分為四種：

（1）當(dāng)用戶提出任務(wù)請(qǐng)求時(shí)，云計(jì)算服務(wù)器應(yīng)主動(dòng)提供相應(yīng)程序、數(shù)據(jù)及信息等，與搜索引擎極為相似；

（2）若用戶的任務(wù)請(qǐng)求中涉及相關(guān)程序，由用戶主動(dòng)提供，數(shù)據(jù)由云計(jì)算服務(wù)器提供。系統(tǒng)通過將用戶所提供程序遷移到服務(wù)器客戶端，在將客戶端信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行利用與計(jì)算，在完成用戶所請(qǐng)求任務(wù)后將結(jié)果發(fā)送至用戶端；

（3）若用戶的任務(wù)請(qǐng)求中涉及相關(guān)數(shù)據(jù)，由用戶提供，相應(yīng)程序可由云計(jì)算提供，系統(tǒng)通過將用戶所提供數(shù)據(jù)遷移到服務(wù)器客戶端，在將客戶端信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行利用與計(jì)算，在完成用戶所請(qǐng)求任務(wù)后將結(jié)果發(fā)送至用戶端；

（4）若用戶的任務(wù)請(qǐng)求中涉及相關(guān)數(shù)據(jù)及程序，均由用戶提供，而存儲(chǔ)、計(jì)算等設(shè)備由云計(jì)算系統(tǒng)提供，將程序、數(shù)據(jù)遷移后，完成指定任務(wù)，并反饋結(jié)果到客戶端。

2.3 算法描述

系統(tǒng)的總功耗（）主要由靜態(tài)功耗（），動(dòng)態(tài)功耗（）、溫控功耗（）三個(gè)部分組成。雖然部分設(shè)備的具體功耗模型不同，但是大多能符合多項(xiàng)式分布：

靜態(tài)功耗是指系統(tǒng)未執(zhí)行任何任務(wù)時(shí)所消耗的能源；s是指任務(wù)執(zhí)行點(diǎn)的工作速率，當(dāng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功耗發(fā)生變化時(shí)，s也會(huì)隨之變化，可表示為（s）=>1。當(dāng)工作中任務(wù)執(zhí)行點(diǎn)負(fù)載加重時(shí)，其工作速率則會(huì)不斷提高，任務(wù)執(zhí)行點(diǎn)各部件溫度隨之顯著升高。為了保證各部件溫度處于安全范圍以內(nèi)，溫控功耗無疑會(huì)大大增加。此外，溫控功耗還會(huì)受到制冷能效比（eer）與空間因素（r）等影響。假設(shè)，t為現(xiàn)階段環(huán)境溫度，為安全溫度上限，b為溫控基本能耗。

則可得：

從上式可知，制冷能效比（eer）越高，（s）則越低；空間因素（r）越大，（s）則越高。設(shè)備的制造工藝決定著制冷能效比（eer）的高低，這一參數(shù)較為恒定。在制冷策略中，如果其環(huán)境溫度控制具備較強(qiáng)的針對(duì)性與精確性，則可有效控制制冷能耗。[4]

由于降低功耗不等于降低總能耗，因此判斷系統(tǒng)是否“綠色”不能僅依靠功耗這一個(gè)指標(biāo)[5]。例如要減少系統(tǒng)能耗，可選擇降低工作速率，但是相應(yīng)會(huì)拖長(zhǎng)事務(wù)處理時(shí)間，此時(shí)系統(tǒng)總能耗并沒有發(fā)生較大改變。

因此，計(jì)算系統(tǒng)總能耗應(yīng)當(dāng)重視兩個(gè)關(guān)鍵因素，即功耗與時(shí)間，計(jì)算式為：

為了使云數(shù)據(jù)中心能在服務(wù)高峰其穩(wěn)定承受負(fù)載，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與構(gòu)建時(shí)必須留有一定余量。但是在非高峰期，部分節(jié)點(diǎn)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，仍舊浪費(fèi)部分能源。在不同時(shí)間段，數(shù)據(jù)中心每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況有所不同，并不容易實(shí)現(xiàn)精確溫控，致使有效制冷量低于50%。因而需進(jìn)行熱力學(xué)散熱模型的構(gòu)建，通過功耗分配策略及對(duì)集群功耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫控制冷環(huán)境的精準(zhǔn)控制。

該算法是將數(shù)據(jù)與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新分布或有序聚集，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中計(jì)算存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的有效利用，同時(shí)還可使未得到利用的節(jié)點(diǎn)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)或休眠狀態(tài)，溫控設(shè)備則處于關(guān)閉狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)，從而最大限度的節(jié)省能源消耗，促進(jìn)綠色節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。這一算法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，1）數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)聚集之后，極易造成部分區(qū)域節(jié)點(diǎn)耗能與工作符合加大，另一部分區(qū)域可完全處于休眠狀態(tài)，以避免整體能耗的降低；2）數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)聚集之后，節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)達(dá)到高負(fù)載狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)資源利用率的有效提高，并且在相互備份的作用下，實(shí)現(xiàn)不間斷訪問數(shù)據(jù)，有效保障云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行。除此之外，利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)聚集算法，還可使各節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)輪轉(zhuǎn)運(yùn)行，在極大程度上提高了意見設(shè)備的工作穩(wěn)定性及其使用壽命。[6]

3 仿真實(shí)驗(yàn)分析

3.1 仿真實(shí)驗(yàn)

本文模擬構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心為廉價(jià)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，其功耗實(shí)測(cè)情況及節(jié)點(diǎn)性能參數(shù)如表1所示。

所有節(jié)點(diǎn)功耗總和在待機(jī)狀態(tài)下為84W；在正常關(guān)機(jī)狀態(tài)下為2.5W；在節(jié)點(diǎn)開關(guān)技術(shù)的關(guān)機(jī)狀態(tài)下為0W；在最大負(fù)荷工作狀態(tài)下為138W；在負(fù)載50%以下為124W。

節(jié)點(diǎn)通常反復(fù)處于三種狀態(tài)，即待機(jī)、工作、關(guān)機(jī)。其中，待機(jī)狀態(tài)是指機(jī)器僅通過主板維持內(nèi)存數(shù)據(jù)的保存和記錄機(jī)器其他設(shè)備狀態(tài)，此時(shí)CPU、硬盤等沒有工作。然而，即使處于待機(jī)狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)功耗仍然較大。在傳統(tǒng)技術(shù)中，僅從避免“由于數(shù)據(jù)無法訪問，導(dǎo)致用戶滿意度下降”的角度對(duì)任務(wù)調(diào)度和數(shù)據(jù)部署的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，而忽視節(jié)能問題，導(dǎo)致大量節(jié)點(diǎn)處于空耗的待機(jī)狀態(tài)。在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)功耗非常低，空耗部件主要是電源線等，可忽略。

在數(shù)據(jù)中心的溫控系統(tǒng)中，區(qū)域是溫控系統(tǒng)覆蓋的最小控制單位。1個(gè)區(qū)域由4個(gè)機(jī)架構(gòu)成，1個(gè)機(jī)架上存放8個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)區(qū)域的制冷量由溫控系統(tǒng)設(shè)定，一般為8kW，其制冷能效比可達(dá)到“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)，制冷功耗在2.5kW左右。[7]

本次實(shí)驗(yàn)將數(shù)據(jù)中心劃分成4個(gè)Section，并將數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)在聚集前后所產(chǎn)生的不同能耗進(jìn)行對(duì)比，將24h作為1個(gè)實(shí)驗(yàn)周期。節(jié)點(diǎn)能耗和溫控系統(tǒng)的能耗為數(shù)據(jù)中心4個(gè)Section的主要能耗組成部分，合計(jì)為773.72kW?h（如表2所示）。

每一個(gè)機(jī)架的節(jié)點(diǎn)能耗情況都有所不同，如表3所示Section 1中某一個(gè)機(jī)架的節(jié)點(diǎn)能耗情況。

當(dāng)數(shù)據(jù)聚集并且運(yùn)行一段時(shí)間以后，數(shù)據(jù)中心的能耗情況會(huì)產(chǎn)生較大化（如表4所示），主要包含溫控系統(tǒng)能耗與節(jié)點(diǎn)能耗，合計(jì)為476.44kW?h。

3.2 性能分析

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，節(jié)點(diǎn)上所部署數(shù)據(jù)聚集前因部署不規(guī)范導(dǎo)致訪問熱點(diǎn)過于散亂，從而致使系統(tǒng)中大部分節(jié)點(diǎn)都沒能得到有效利用。尤其是當(dāng)許多節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)卻不能關(guān)閉時(shí)，仍然占有較大功耗，不僅形成熱負(fù)荷環(huán)境，溫控系統(tǒng)還需對(duì)其進(jìn)行持續(xù)降溫，以避免更大能源浪費(fèi)。若系統(tǒng)總能耗達(dá)到773.72kW?h，僅制冷能耗便遠(yuǎn)超300kW?h。

數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)聚集之后可以發(fā)現(xiàn)，部分節(jié)點(diǎn)工作負(fù)荷顯著上升，而功耗也隨之快速上升。部分時(shí)段即使未加制冷消耗，部分Section其節(jié)點(diǎn)總功耗依然與峰值極為接近。同時(shí)，部分Section一定程度上消除服務(wù)器的待機(jī)空轉(zhuǎn)狀態(tài)，僅剩電源線等設(shè)備或造成少量能源消耗，從而減少了較大熱負(fù)荷，并且溫控設(shè)備不用持續(xù)對(duì)Section實(shí)施降溫，進(jìn)行成功實(shí)現(xiàn)對(duì)大量能源的節(jié)約。經(jīng)過對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)聚集之后，1周期內(nèi)的系統(tǒng)總能耗僅達(dá)到聚集前的58.8%，節(jié)約大量能耗。[8]

3.3 資源利用率與服務(wù)質(zhì)量

基于用戶請(qǐng)求規(guī)模一致，數(shù)據(jù)中心在應(yīng)用數(shù)據(jù)聚集算法前后總資源利用率差別不大。但以具體節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)聚集后，開機(jī)運(yùn)行時(shí)節(jié)點(diǎn)達(dá)到高負(fù)載狀態(tài)，可得以充分利用；若波態(tài)運(yùn)行達(dá)到低谷時(shí)段，則節(jié)點(diǎn)負(fù)載狀態(tài)相應(yīng)降為0。

若波態(tài)運(yùn)行達(dá)到高峰時(shí)段，則節(jié)點(diǎn)負(fù)載明顯上升，此時(shí)若運(yùn)用傳統(tǒng)的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法則會(huì)知識(shí)用戶響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。若用戶設(shè)置了節(jié)點(diǎn)訪問量閾值β則影響較小，且此時(shí)系統(tǒng)不會(huì)由于部分節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生變化而出現(xiàn)諸如數(shù)據(jù)無法訪問等現(xiàn)象，上述現(xiàn)象主要是由于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)聚集算法對(duì)運(yùn)行規(guī)律相反節(jié)點(diǎn)互補(bǔ)現(xiàn)象的充分利用得以實(shí)現(xiàn)的。[9]

3.4 硬件設(shè)備穩(wěn)定性

“服務(wù)器必須具備2h*7d的不間斷運(yùn)行能力”，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的性能中，這一性能被反復(fù)強(qiáng)調(diào)，同時(shí)要求數(shù)據(jù)中心一直處于低溫狀態(tài)，這就對(duì)服務(wù)器各部件的制造技術(shù)有較高要求。但是現(xiàn)階段，大量云計(jì)算數(shù)據(jù)中心以成本角度為基礎(chǔ)，側(cè)重廉價(jià)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用。但廉價(jià)節(jié)點(diǎn)難以保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，因而構(gòu)建時(shí)需要通過系統(tǒng)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)故障、節(jié)點(diǎn)損壞來將其設(shè)置為常態(tài)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)聚集算法使數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)可進(jìn)行間歇性輪轉(zhuǎn)運(yùn)行，有助于設(shè)備使用壽命的有效延長(zhǎng)、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、保護(hù)用戶長(zhǎng)期的投資。[10]

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗作為一項(xiàng)十分重要且復(fù)雜的工作，涉及到多個(gè)層面、多方面因素，需要相關(guān)部門和技術(shù)人員的積極配合和共同努力，從數(shù)據(jù)中心任務(wù)部署或調(diào)度入手，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心各項(xiàng)數(shù)據(jù)或節(jié)點(diǎn)的集聚，統(tǒng)籌管理和規(guī)劃，進(jìn)而準(zhǔn)確控制云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的能源消耗，使云計(jì)算數(shù)據(jù)中心逐步走向綠色節(jié)能的道路。筆者希望，更多專業(yè)人士能夠投入該課題的研究，文中不足之處，望指正。

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收稿日期：2016-09-08