云计算及其实际应用

云计算及其实际应用（通用9篇）

云计算及其实际应用 篇1

摘要：云计算作为信息技术领域的一场重要革命, 它使用户深切的感受到了低成本、高服务功能。云计算以其高安全性、高可靠性和虚拟化为主要特征, 以其强大的技术支持为用户解决复杂的信息化处理和公供资源共享。本文主要对云计算的概念、特征、以及实际应用做了简单的阐释。

关键词：云计算,虚拟化,特征,优势,应用,信息技术

随着科学技术的发展和互联网技术的不断进步, 海量复杂的信息处理和纷繁的公共资源共享成为了企业发展的绊脚石, 而云计算以其超强的存储能力和计算能力为解决这一难题提供了可能。云计算作为一种先进的信息技术手段得到了广泛的应用, 得到了广泛的欢迎和支持, 目前, 云计算正处于实际应用的初级阶段, 还有很长的一段路要走。

一、云计算的概念

云计算 ( Cloud Computing) 是近些年在信息技术领域所被人熟知的, 云计算是并行计算、网络计算和分布计算的发展。所谓云计算从本质上来讲, 就是对大量分散的、价比高的、存储资源和网络设备进行集中管理, 以支持各种应用技术软件, 通过互联网向广大用户提供高质量的服务。云计算作为一种新兴的信息手段和计算模式, 可以通过互联网将数据信息和应用程序, 发布到共享的服务器上, 用户可以直接登陆互联网进行免费的服务和资源下载。

二、云计算的特点

伴随着云计算的不断发展, 目前, 云计算的服务模式和应用范围也进一步扩大, 云计算主要是为用户提供强大的标准接口服务来实现其功能的, 用户只需简单地使用终端设备, 安全的连接到云计算系统, 就可以轻松、安全、可靠的使用云计算的资源, 这一切都源于云计算的优势和特点。

( 一) 虚拟化

云计算实现了软硬件的一体化, 组建一个虚拟的网络平台, 为互联网客户提供资源共享以及个性化的云服务, 这种服务是摸不着看不见的, 不像实体机器一样, 虚拟服务器一旦不需要了, 只需轻动鼠标就可以让它消失。

1. 扩展性

这主要体现在云计算的超强处理数据能力上, 在云计算过程中, 云中的共享资源可以根据用户的不同需要提供个性化的资源, 进而满足客户的业务发展需要。

2. 安全性和可靠性

在云计算的网络平台上, 数据多副本容错, 分布式系统构架为以及计算节点的同步构造, 大大优化了云计算服务器的存储能力, 使其更可靠、更安全。

3. 超强的存储和计算能力

云计算的资源几乎是无限大的, 其存储能力也是无限超强的, 其基于大规模的网络数据中心, 为其超强的存储和计算提供了技术支持, 云计算的用户只需登录到云计算系统就可以共享到云计算里丰富的数据资源, 进行计算服务和存储服务。

4. 超低成本

传统的IT产品的使用会产生高昂的软、硬件费用, 而云计算技术把这些资源统一集中起来, 使费用成本大大降低, 云计算客户只需要登录云计算系统就可以享受更高端的服务和更丰富的资源, 客户只需遵守软硬件设备的构建云架构, 享受云服务即可。

三、云计算的实际应用

云计算的表现形式多种多样, 尽管云技术的技术复杂, 还是受到了广大的欢迎和支持, 并且已经得到大规模的实际应用。由于其大规模的存储和超强的计算能力, 在实际应用中得到了最大信息化价值的发挥, 各行各业通过自身的运营模式, 使云计算系统为自己量身定做, 提供了个性化服务, 大大提高了效率。

( 一) 云计算在网络服务中的应用

目前的网络邮箱、搜索引擎以及facebook等都是云计算技术的现实使用, 使用者只需轻击鼠标输入指令就可以获得网络信息资源, 云计算每秒10 万亿次的运算速度完全可以让使用者体验到超乎想象的服务质量, 海量的信息存储可以提供丰富的服务资源、超强的运算能力, 可以为用户进行复杂的的资料搜索和数据分析。云计算的出现, 使用户与网络接触更加紧密融合。微软的“云—端”策略、IBM的Blue Cloud计划正是云计算在网络服务中实际应用的体现。

( 二) 云计算在教育科研中的应用

在教育科研领域, 传统的多媒体计算机辅助教学, 使课堂教学模式和教学方式发生了翻天覆地的变化, 在云技术的强大技术支持下, 云计算在教育科研中的广泛应用, 构建一个集中的管理平台, 将各院系之间的仪器、设备、软硬件资源实现共享, 建立虚拟的实验室, 为科学研究提供了更多的海量资源。同时也摆脱了传统高校院系之间相对独立的窘状, 实现一体化教学, 提高了教学效率。

( 三) 云计算在医疗信息中的应用

为解决传统医疗信息系统中独立诊疗的问题, 诊疗信息不能共享的窘状, 云计算的开发和研究为传统医疗带来发展的契机, 电子病历, 治疗方案, 健康档案以及医务人员的基本信息状况都可以实现共享, 这不仅能够实现医院的内部, 还能使医院之间甚至医院与外部的信息沟通和资源共享畅通, 提高医疗资源的利用效率和诊疗的提升。

另外, 我国自主企业创造的“云安全”概念, 在云计算领域也是非常具有前瞻性的。云安全是通过大量的客户端, 集中对网络中的软件异常行为进行监测, 进而获取互联网中恶意程序和木马病毒的最新信息, 准确快捷的送到服务端进行分析处理, 在把木马和病毒的解决方案分发到每一个客户端上。云安全的构想是: 客户端越多, 客户端就越安全, 因为庞大的客户, 足可以覆盖互联网的每一个角落, 只要网站的有一个角落的新病毒和新木马出现, 就会立即被监测, 截获, 斩杀。

四、结语

作为一种体现互联网平等、自由、共享精神的计算机模型, 云计算具有自己强大的生命力和远大的发展前景, 也是未来计算机发展的趋势。作为最能体现互联网精神的云计算, 在当今社会生活中得到了最广泛的实际应用, 也给人们的生产生活和学习工作带来了极大的便利, 使数据库存储更为安全, 网络速度得到了提升。未来愿景是美好的, 但云计算作为一种新技术还远没有达到完善的程度, 仍然存在着安全性, 可靠性、网络速度等亟待解决的问题, 要想真正达到实际应用, 在云计算发展的道路上还有很长的一段路要走。

参考文献

[1]许晓冯.浅谈云计算及其应用[J].信息化研究, 2010.

[2]郑力.浅议云计算及其在教育方面的应用[J].科教文汇, 2011.

[3]胡健.浅谈云计算理论及其应用[J].科技信息, 2011.

[4]沈璐.浅谈云计算及其在物流中的应用[J].物流技术, 2012.

云计算及其在广电行业的应用 篇2

【关键词】云计算；广电行业；应用

【中图分类号】G220.7【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0082-01

云计算技术的基本功能是将数个计算机实体转换为可以实现复杂计算的系统，它是根据计算机技术以及网络技术而发展起来的一种信息技术。云计算的核心是被称为通过基础设施、平台、软件等实现的服务，它利用各种各样的标准商业样式去满足用户所必须的各项服务，如：计算资源和存储所占的空间以及软件的功能等等。

一、广电媒体怎样使用“云”

“云计算”平台的部署可以是多种多样的，但是就广电媒体来说，“私有云”和“公有云”一定是最熟悉的两种部署。“公有云”和“私有云”最主要的区别是访问使用的网络区域、提供云计算”平台的单位不同。“私有云”是利用广电媒体自己设立的“云计算”平台进行服务，只要用户通过台里的局域网就可以访问，但是“公有云”的“云计算”平台必须由有关的厂商提供，一般应该可以在广域网内访问。广电媒体能够在台里建设“私有云”，实现对当下 IT 系统的全面整合，这是现在受到多方热议的可行性方法，当然也可以通过租用“公有云”实现对IT 资源的补充，比如处于境外的分支机构以及异地分支机构多数不会选择购买实际设备，而是让电视台租用“公有云”，在很大程度上来说，这样会更快捷、更省钱。

虽然“公有云”和“私有云”都需要利用虚拟化技术把应用放入“云”中，其他行业需要使用“云计算”时，也一直是这么做的。但是，考虑到广电行业的业务系统必须处理成批的视频、音频文件等自身特点以及广电媒体的很多特殊硬件与专用设备并不适宜被一并虚拟化的状况，我们分析得出能够部署到“云”中的应用通常有：（1）高密度数据处理应用，比如转码和流媒体平台等；（2）高频率的信息分析应用，例如数据库和应用服务器；（3）大量的数据储存应用，应用之一就是建立在“云架构”基础上的储存；（4）日常工作站的应用，比如办公和编目索引以及新闻稿件与普通的音视频剪辑等等。必须通过传统设备进行的业务一般有：（1）使用基带信号处理的上载采集和演播室的播出等业务；（2）需要使用 GPU 进行处理的业务，比如特技、字幕和图文装饰以及GPU 转码等等；（3）数据交换量特别多的业务，比如多层的高清编辑；（4）部分有指定要求的业务。

所以，广电媒体当前的业务系统需要利用“云计算”服务全面整合时，必须使用“部分云化”的基本架构，详细的说起来就是部分业务能够通过“云”来处理，比如：转码、网络输送和媒资编目以及流媒体分发等；但是另外一部分业务却只能使用单独的工作站设备来处理，这些业务有：上载采集、播出系统及复杂编辑等。而放入“云”里的媒资编目等一系列应用，用户能够通过电脑、手拿移动设备等云最常用的终端设备在任意时间任意地点访问，收获与当地工作站相同的使用体验。

二、“云媒资”的设立模式

1.针对集团应用的“云媒资”服务

现在，许多的广电媒体向集团化靠拢，一个广电集团里不仅包括电视台和广播电台，而且包括有线网络公司和新媒体公司，集团里的每个机构的媒体资产都需要被管理，但假如所有分支机构分别设立媒资系统，其设备采购的花费及日后的管理维护花销都不低。

但建立在“云媒资”服务上的建设想法，广电媒体能够在集团总部设立一个“云媒资”的服务平台，然后通过此平台而虚拟出多个单独的媒资服务，一起配发给所有分支机构进行使用，使用时，由集团全权负责设备的管理与维修以及软件的优化和培训。使用此模式可以明显降低系统的整体建设花费及维护花费，主要是因为设备是统一购买、集中管理的。此外，内容资产的集中放置也让各分支机构之间的资源共享变得更为方便和快捷。

2.针对台里应用的“私有云”

“私有云媒资”是以部分云化为基础的媒资系统，它是广电媒体单独拥有且针对台内应用而建设的。使用“私有云媒资”时，只有上下载的工作站等广电的专用设备的服务器及工作站的建设可以例外，其余的服务器及工作站都建设在“云”端，比如传输服务器、技审服务器和转码服务器等等，进而建设针对台内应用的“云媒资”服务平台。采用此模式，媒资站点的数目及功能能够依据“云媒资”的智能管理方式稍微做出一些调整，利用对业务的运行时间展开的“错峰”设计，让不同时运行的业务能够享用同一计算资源，进而达到最好的资源配发，尽可能地施展物理服务器的功能。如图 5 所示。

3. 针对各行业用户的“托管媒资”

根据“云服务”的思路，能够替政府、教育和中小企业等用户设立一个可以共享的“云媒资”，如“托管媒资”平台，用户可以任意地存取内容，就如同收发电子邮件似的。采用此模式，用户不必自己设立媒资系统，只需要将必需的媒资服务租用过来，然后根据使用量交费就可以了。对用户，全部的优化、扩容过程都是公开的，这让他们几乎拥有了所有的存储及计算扩容的功能。

考虑到资料的存储安全问题，“托管媒资”平台给用户展示资料的若干存储镜像，建立内容的多地多址备份，方便用户随时随地存储和取用资源 ；“托管媒资”服务平台不仅可以进行在线存储，而且可以实现带库分级的存储服务，和用户自己设立的分级存储比起来，花费将更少，管理维护将更到位。一方面，“托管媒资”服务给用户提供常用的存储服务及内容管理，另一方面，它也拥有若干种一站式的增值服务，如代客上载和代客加工以及待客运营等等，从而建立了一种新型的媒体模式。

三、结束语

“云计算”技术在全球范围内有非常好的发展前景，有人称其为下一次科技革命，坚信“云计算”技术逐渐应用于广电行业后，肯定对广电媒体目前的业务有积极且深远的影响。

参考文献

[1] 潘方，刘英.云计算是三网融合背景下广电行业之核心技术[J].信息技术与信息化.2011（02）

[2] 胡春辉.云计算安全风险与保护技术框架分析[J].信息网络安全. 2012（07）

云计算及其实际应用 篇3

现在无论是媒体还是人们都在谈论各种云, 如阿里云、医疗云、云电视等, 似乎任何事物都要用“云”来进行包装才能符合市场需求。那么到底什么是云计算, 其实云计算平台简单地说, 是一种提供IT服务的基础设施, 是一种信息化时代的按需付费的商业模式, 这种新潮的模式为客户提供快速的、可用的、按需分配资源的各种系统平台 (包括软件、硬件和集成服务) , 客户通过获取所需的计算机资源 (资源包括存储、主机、网络、应用软件和集成服务) 快速建立和使用系统, 客户不必关心后台资源的运行情况。

2 虚拟化与云计算的关系

云计算只是一个概念, 不是一种具体技术, 是一个运维问题, 是一种社会分工的产物。而虚拟化是一种具体技术, 指把硬件资源虚拟化, 具有隔离性、可扩展性、安全性、资源可充分利用等特点的具体实现手段, 如CPU虚拟化的技术:Intel的VT-x、AMD的AMD-V;虚拟化的软件:VMWare、Hyper-V、Xen、KVM、Open VZ等。目前云计算, 大多是依赖虚拟化, 通过把多台服务器实体虚拟化后, 构成一个资源池, 实现共同计算, 共享资源。也就是现在所谓的“云计算”。其实云计算这个词提出来之前, 过去的“服务器集群”就已实现这些功能了, 只不过没有现在那么先进而已。简单地说, 云计算是通过虚拟化技术来实现的。

云计算的关键技术就是虚拟化 (包括桌面虚拟化、服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化等) , 通过虚拟化动态分配计算机资源。虚拟化技术是云计算平台的支撑。系统管理员通过虚拟化软件有策略、合理地对计算机资源进行分配和管理。对于使用者或者客户来说, 云计算平台中所有构建计算机资源的硬件和软件均无需关心。高性能的硬件平台和虚拟化软件是构成云平台的基础, 资源的合理分配需要高性能硬件的支撑。

3 虚拟化技术在云计算平台中的实际应用

随着业务系统的不断增长, 并且数据逐步趋向集中化, 云平台的建立已是大势所趋。政府和企业数据中心面对各种复杂繁多的业务系统有巨大的压力, 对性能和硬件设备的要求越来越高, 给IT部门带来了前所未有的挑战。大量采购计算机设备, 招投标、采购及管理、设备供电都需要浪费大量的人力、物力和财力, 有限的预算开支给管理部门带来了难题。而反观在用的计算机设备使用效率, 相当数量服务器、存储器的工作负荷在高峰时期也不足20%, 硬件资源、电能和空间的浪费也给管理部门带来了新的思考。在数据中心机房中, 大量的服务器承载着不同的业务系统, 每个业务系统有几台服务器和存储设备, 今后业务系统不断增加, 硬件设备还要不断增加。面对以上这些问题, 硬件资源的整合和合理利用势在必行。云平台就是利用虚拟化技术充分整合原有的计算机资源, 做到计算机资源的集中管理、重新合理动态或者静态分配, 每个业务系统的硬件环境要求是具体的CPU几个、内存多大、存储容量多少等, 而不是以前的要求是几台服务器、几台存储设备和网络设备等。

虚拟化技术的成熟促进云计算的发展和应用, 在云计算时代的今天, 虚拟化技术的体验已不仅仅是硬件资源的整合和分配, 它逐步在改变人们的生活方式和工作方式, 通过云计算平台的资源分配, 用户可以利用任何终端设备 (云终端、笔记本电脑、家用PC和移动手机) 随时随地进行工作。云存储让你的资料可以保存在云平台中, 通过网络直接访问你的独享云存储, 任意读写你的资料。对于云计算平台来说, 面对人们的各种需求同样需要不断升级基础资源设备, 随着多媒体技术的发展, 丰富的文件类型、文件大小以及在线的大容量存储对云平台的基础架构提出了越来越高的要求。因此, 推动虚拟化技术发展的主要动力是云平台基础架构设施的迅猛增长, 而云平台硬件部署模式又进一步提高了基础架构的复杂程度。

通过虚拟化技术的应用, 云计算平台的性能得到了前所未有的提升, 计算机资源得到了高效合理的利用。人们使用云平台时, 面对的是逻辑层面, 不是具体的硬件设备。在IT的不同层面, 逻辑层将物理层抽象出来的逻辑组件会得到科学的管理和分配。

在安全监督方面, 虚拟化技术提升了硬件设备高可用性, 性能比之前的单机系统得到无法想象的提升, 同时业务连续性的级别得到了提高, 系统宕机的时间和故障率大大减少。

在服务器方面, 虚拟化技术让所有服务器资源得到整合 (CPU、内存等组件) , 每台服务器上可能运行了多个操作系统, 承载着各种不同的软件应用系统, CPU和内存的利用率得到了大大提升, 同时服务器的数量大大减少。

在存储方面, 通过SAN网络的应用, 所有的服务器SAN网络访问存储资源, 这些存储资源是指所有的存储设备, 提高了存储空间的利用率。

在应用方面, 虚拟化技术分离了硬件设备与应用软件, 并在云平台对应用及相关数据进行整合, 云平台的管理和安全通过虚拟化技术得以实现。

4 结语

综上所述, “虚拟化是云计算的基础”, 这已毋庸置疑。通过对数据中心虚拟化平台的搭建, 可以为云计算平台提供一个稳定、可靠、易于扩展的基础平台。优秀的虚拟化基础平台, 同时也是一个“友好”的平台, 可以容纳第三方产品与之结合, 共同构建一个以虚拟化为核心, 包含“云安全、云备份、云存储、云应用”等完整的云计算数据中心。

参考文献

[1]何坤源.虚拟化构架实战指南[M].:人民邮电出版社, 2014.

[2]刘晓乐.计算机云计算实现技术分析[J].电子科技, 2015 (3) .

[3]张苍松.云计算的发展与展望[J].科技信息, 2014 (12) .

云计算及其发展前景 篇4

关键词：云计算；发展

1 引言

如今，云计算技术打破了高端技术“独享”的局面，让每个普通用户和中小企业都能以极低的成本享有原先只有大型企业才能享有的高端技术服务。云计算彻底改变了我们的工作方式和商业模式，云计算已经走入我们的生活。

2 云计算的概念及其基本原理

狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。

广义的云计算指的是厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型的客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。广义的云计算包括了更多的厂商和服务类型。

通俗地讲，云计算是一种基于Internet的超级计算模式，在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。因此，云计算甚至可以让你体验超乎想像的运算能力，用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。

云计算的基本原理是，通过使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中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

3 云计算的特点及其关键技术

基于云计算概念及原理，云计算应至少具备如下特点：一是以网络为中心，云计算的整体架构是建立在由多台计算机或其他硬件设备构成的网络环境中；二是以服务为提供方式，以按需服务的方式根据不同用户的个性化需求推出多层次的服务；三是高扩展性和高可靠性，基于网络构建的云计算可以快速灵活地适应用户不断变化的需要，同时通过网络冗余机制实现高可靠性；四是资源透明化，底层资源（计算、存储、网络资源等）对用户透明，用户无需了解资源具体实现和地理分布等细节。

为了实现上述特点，云计算采用了如下关键技术：一是数据分布存储技术，通过采用分布式存储的方式存储数据，采用冗余存储的方式保证存储数据的可靠性，提高软件可靠性弥补硬件的不可靠，从而提供廉价可靠的系统；二是并行计算编程模型，将任务自动分解成多个子任务，通过Map和Reduce两个步骤实现任务在大规模计算节点中的调度和分配；三是高效数据管理，通过采用列存储的数据管理模式实现在规模巨大的数据中高效地找到特定数据；四是分布资源管理，云计算系统在多节点并发执行环境中可以保障关键节点出现故障时的自动迁移及其状态的同步。

4 云计算的服务方式

云计算已在日常网络中随处可见，以各种形式提供服务，云计算的主要服务方式有：IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）和SaaS（Software as a Service，软件即服务）三种形式，其中IaaS是把计算、存储、网络及搭建应用环境所需的一些工具当成服务提供给用户，使得用户能够按需获取IT基础设施。它由计算机硬件、网络、平台虚拟化环境、效用计算计费方法、服务级别协议等组成，其表现形式是为用户提供按需付费的资源服务，例如虚拟服务器、存储等；PaaS是把分布式软件的开发、测试和部署环境当作服务，通过互联网提供给用户，其表现形式是为用户提供基于可扩展的大规模基础设施的平台能力与资源服务，例如云应用开发与运行环境、用户数据、信息资源、公共服务能力；SaaS是一种基于互联网来提供软件服务的应用模式，它通过浏览器把服务器端的程序软件传给千万用户，供用户在线使用，其表现形式是为用户提供基于云基础架构的应用软件服务，例如CRM、文档编辑，典型的商用代表是Google公司基于云计算平台提供的Google办公套件，只用浏览器即可访问使用。

5 云计算的发展现状及前景

随着网络技术的不断完善和成熟，以及云计算应用的不断深入，越来越多的人开始重视云计算，不仅仅大中小企业广泛应用云计算，人们的日常生活也会像离不开煤气、水电那样，离不开云计算。

云计算已经从前期的起步阶段开始进入实质性发展的阶段。互联网公司、基础运营商、软硬件IT企业及各地政府等多方力量都在积极推动云计算发展。我国已将云计算列为新一代信息技术产业的重点领域，“十二五”将给予大力扶持。与此同时，运营商在主管部门的大力支持下，已经开始大规模部署云计算解决方案来加速云实施。云计算在企业中正变得无处不在，大多数公司正在尝试云计算。目前，已经有相当一部分大中型企业开始应用私有云及混合云，而针对小型企业的公有云项目也开始启动。“十二五”期间我国云计算将步入高速发展期。

参考文献

[1]中国云计算网.http://www.cloudcomputing-china.cn.

[2]中国电子政务网.http://www.e-gov.org.cn/xinxihua/news008 /201204/129104.html.

[3]CIO时代网.http://www.ciotimes.com.

云计算技术发展分析及其应用 篇5

作为一种非常新的计算管理模式, 云计算是以网络存储、分布计算以及网络计算等方面的发展为前提发展起来的, 现在逐渐被广泛地运用到很多的实际使用当中。同时, 云计算作为一种全新的计算方式, 某种条件下能够完全改变一些相关的行业, 例如与计算机息息相关的软件行业。从云计算的“云”字我们可以知道, 云计算的一些核心数据应该在我们使用的互联网当中存在, 因此它使用的所有的技术以及数据等都应该可以从日常使用的互联网中获取。另外一方面, 云计算除了会影响我们的商业开发之外, 还会影响着相关的一些其他行业, 例如相关的交付方式以及部署运行等等[2]。用较为简单的语言来描述, 也就是指使用云计算的用户, 将不再需要一个运算能力很强的客户端了, 而是只需要从我们的互联网中获取自己运行需要的数据就可以了, 能够根据自己的实际需求进行针对性的购买, 操作较为便捷。

1 云计算的定义

关于云计算的定义, 存在很多种不同的认识, 但很大一部分人都将“云计算”当作是分布式处理、并行处理以及网络计算机发展的产物, 这其实是指计算机进行商业的实现[3]。另外, 关于定义理解的差异较大的主要是软件开发者以及信息技术专家与普通使用用户之间的差异。云计算技术的开发人员认为其服务能力还待进一步加强, 并且目前的技术上仍然存在着上升空间, 需要更多的投入去研究、开发、完善。

2 云计算的基本原理

云计算的基本原理, 主要是指日常使用的计算机的计算分布在我们使用的本地计算机以及远程服务器当中。与互联网的工作原理十分相似, 云计算的数据处理就是将用户需要的资料切换到用户需要的运用程序上面, 然后按照用户的实际需求展开访问和存储。而云计算机描绘的内容就是用户可以在互联网上开展的技术访问与扩展, 简单的概括来说, 它就是一种具体的运用, 而这种运用刚好是通过大量的数据和较为强大的功能来驱使服务器运行相关的应用程序。

3 云计算的关键技术

云计算的产生是伴随着处理技术、分布式存储技术等相关的网络运用技术的发展实现的。关于云计算能够顺利发展, 从技术层面分析主要得益于“数据的存储能力”以及“分布式计算的能力”等两个方面[4]。我们日常经常提到的“云”指“云存储”和“云计算”两个方面, 云存储指普通的网络上的存储系统;“云计算”指使用虚拟资源进行计算, 计算的过程中首先应该将需要计算的任务进行拆分, 然后将拆分的任务发送到网络当中的虚拟资源中, 再结合相关的内容进行分布式计算, 接下来统计汇总分布计算的结果。因此, “云计算”就是“云存储”加上“云计算”。从云计算的计算过程来看, 云计算的主要技术指“虚拟化、集群化、数据存储、编程模型以及分布式计算”等几个方面, 但是在这些方面当中, 虚拟化技术、云计算平台管理技术、数据存储技术、数据管理技术以及编程模型是最关键的技术。

4 云计算应用

由于云计算技术的复杂性, 我国使用云计算方面还存在着许多问题, 因此云计算技术的运用在我国并没有广泛推广。通过抽样调研发现, 由于教育行业、电子商务行业等处理数据的需求量较大, 而云计算具备的大数据处理能力以及存储能力刚好可以满足其需求, 这些行业正好可以通过云计算实现信息的存储与共享。

纵观目前的计算机行业发展动态, 作为一门热门信息产业, 云计算技术越来越被大家重视和认可。比如, 教育行业使用了云计算之后, 大大地调高了学校的教育教学的水平, 另外在教育行业中使用云计算技术, 首先能够降低学校的资源建设的投入;其次, 由于网络的便捷, 使用云计算后, 相关的教学活动可以随时随地地展开, 从而推动移动教学的发展;再者, 云计算的信息存储能力大大地提升了学校相关数据的安全;最后由于网络的特性, 学校使用云计算能够帮助学校实现教育资源的共享。基于这些优点, 许多的教育机构以及学校陆续开始使用云计算, 但是随着使用的深入也逐渐暴漏了该项技术的一些问题[5]。首先, 云计算没有统一的数据存储标准, 从而导致数据不兼容;其次是资源的共享性较差。

因此, 如果我们想要在教育行业深入使用云计算技术, 那么必须建立统一的标准和统一的教育云系统, 并针对这些系统进行专业的管理和部署。“教育云”是一个专业系统, 主要是利用云计算技术将教育信息化资源以及系统进行整合, 并统一进行管理和规划, 最后通过互联网为广大的师生和社会人员提供优质的服务。教育云平台由“软件服务、平台服务以及基础服务”等几个方面组成, 软件服务是教育云的上层服务也是教育云最关键的部分。

5 结语

综上所述, 由于云计算的特点和优势, 给我们的生活带来了很大的方便, 同时也推动了信息技术的进步。另外一方面, 对于互联网技术的发展来说, 云计算技术的产生和发展尽管存在一些问题, 但是这些问题仍然阻挡不了它给网络信息技术发展带来的机遇, 因此, 随着互联网以及信息技术的进一步发展, 云计算的前景一片光明。

参考文献

[1]王佳隽, 吕智慧, 吴杰, 等.云计算技术发展分析及其应用探讨[J].计算机工程与设计, 2010 (20) :4404-4409.

[2]何明, 郑翔, 赖海光, 等.云计算技术发展及应用探讨[J].电信科学, 2010 (5) :42-46.

[3]滕萍.云计算技术发展分析及其应用研究[J].信息网络安全, 2012 (11) :89-91.

[4]杨燕.云计算技术发展现状及应用探讨[J].硅谷, 2015 (1) :154.

云计算技术发展分析及其应用 篇6

关键词：云计算技术,关键技术,应用

0引言

进入新的发展时代,云计算技术的发展应用已经在各个行业有着渗透。在多种技术以及应用范围的扩展不断增加的同时,一些网站和业务的系统在所需要处理的业务量方面就有着很大程度的增加,所以通过云计算技术就能将这些大量的信息得到存储,这和以往的工作方式和效率相比较就有着很大程度的提升。

1云计算机技术的内涵及特征体现分析

1.1云计算技术的内涵

云计算技术是新型的技术,对其定义还没有形成统一的共识,多数都认为云计算是分布式处理以及并行处理和网络计算机发展的重要产物,是对计算机的商业实现。对云计算技术主要有的认为是云计算技术服务器能力的拓展,是通过互联网在服务的方式下进行应用发布,并使得这些相关的服务涉及的相关系统软件和硬件能够得以实现。

1.2云计算技术的特征体现分析

从云计算技术自身的特征体现来看是多方面的,其中在客户端的需求低是比较重要的一个特征,因为多数人都有着对应用软件实施维护的经历,为能够使用最新操作系统或某软件的最新版本,就要对软件实施升级,还要对相关的杀毒软件等进行安装下载,而这些繁杂的问题对初次接触电脑的使用人员就有着很大的麻烦。 但在云计算技术下就能够结合自身的喜好下载浏览器,并在下载安装完成后对相应的网址进行输入就能享受云计算的服务,能够在信息的共享以及文档在另一端的存档等方面都较为方便。还有就是能够对数据进行无限多的存储和管理效率,在强大的计算功能方面也有着具备,对数据的共享特征也比较方便。

2云计算技术的关键技术及应用分析

2.1云计算技术的关键技术分析

云计算的运行原理主要是能够为我们所需要的资料进行提供,将其切换到我们所需的应用程序上,并结合实际的需求实施存储以及访问。云平台对底层软硬件的实现细节屏蔽了,还提供了连接服务的标准接口,这样就使得所有连接互联网的用户都能方便的接入到云平台使用计算资源,从云计算平台基本技术的类型来看主要有虚拟化技术以及云计算平台网络服务和基础软硬件设施。

云计算技术的关键技术是多样化的, 主要有分布式存储技术、数据管理技术、 虚拟化技术和云计算平台技术等。其中的数据存储技术主要在分布式和高传输率上有着鲜明的体现,为能够有效的保证其可靠性以及安全性和经济性,在分布式的存储技术上通过冗余存储方式能够将存储数据的可靠性得到保证。另外在云计算平台技术上能够按照实际的需求来提供服务,这就对云成本得到了有效降低,并对用户的需求也有了满足。

再者在云计算技术中的虚拟技术是最为重要的一种技术,主要有存储的虚拟化和服务器的虚拟化以及应用和平台的虚拟化等。存储虚拟化是把云系统存储资源实施的统一化整合管理,从而来为用户提供统一存储空间,从其自身的功能上来看主要有统一存储资源而形成的数据中心模式 ;还能够将云存储系统虚拟化成用户本地硬盘等。而在服务器的虚拟化方面主要是实现对硬件资源的分配和管理调度等,最为重要的功能是能够在一台物理服务器上对两个或以上的服务器实施运行,并有着负载均衡和无知觉故障恢复功能上有着显著的体现。

云计算技术的数据管理技术方面是对大量数据实施的处理分析。在云计算相关的安全技术层面,其自身就能够通过安全作为服务形式对互联网安全实施保护, 能够在专业化以及集约化作用下提供安全服务,从而对当前的打补丁以及杀病毒的情况进行改变,并能将备份作为是新的服务形式实现云备份,这样就在信息的安全上有了保障。

2.2云计算技术的实际应用

云计算技术作为当前较为先进的技术,在实际的生活当中有着重要的应用, 能够对大量的数据进行处理,所以在教育行业以及电子商务行业等都有着应用。将云计算技术在教育领域中进行应用,能够将教育教学的质量得到本质上的提升,对教育的资源建设成本的利用能够有效的降低,并能够随时实施教学活动,对教学的改革有着重要推动,与此同时也能够提升学校的数据安全性,对教育资源的共享就比较的方便。

另外将云计算技术在ICT业务平台当中进行应用,也能带动其发展。在以往的竖井式运营模式和开发模式的应用上, 和当前的业务发展需求已经不能得到有效适应,这样就在资源上有了浪费。所以将云计算技术在这一过程中加以应用就能达到对ICT业务系统整合的效果,并能有效的进行构建统一资源池,实施集中化的管理运营。在云计算技术的支持下能够提供Paa S、Saa S等相关的服务,并能够通过网络浏览器客户通过计算机实施平台上进行部署软件访问和使用,而在本机上则不需要实施数据库等一些大型软件的装载,而在这一过程中的运营商也能够实施平台应用的接口开放,从而与运营商实施合作运营,这样在实际的工作效率上就能得到大幅度的提升。

3结语

浅谈云计算技术及其应用 篇7

关键词：云计算,应用,功能架构

1云计算技术的内涵

其实到目前为止, 业界还会对云计算形成一个准确的概念, 多数专家认为云计算是分布式处理、并行处理及网络计算机发展的结果。云计算的基本原理, 是指计算机日常应用中, 其所进行计算过程不仅分布于本地计算机, 还分布于远程服务器中。云计算与互联网的工作原理有某种异曲同工之处, 云计算技术的数据处理就是将用户所需的资料切换至对应的程序, 再根据其需求进行访问、存储, 上述过程主要通过互联网来实现。由此可见, 云计算从某种程度上讲是计算机的商业实现, 其主要表现出以下几个特点:首先, 规模大。必须具有相当的规模才能满足用户越来越高的信息需求。现阶段企业私有云通常至少拥有数百台以上的服务器, 而谷歌、微软、雅虎、亚马逊等云计算企业服务器则多达几十万台, 甚至上百万吧, 规模非常之庞大。其次, 虚拟化。云计算用户可任意时间、通过任意终端、在任意位置通过“云”来请求资源, 无需有固定的、有形的实体, 因此具有显著的虚拟化特点。再次, 稳定性。云计算高稳定性是通过多副本容错技术保证的, 因此与普通计算机相比, 云计算技术的稳定性更为显著。最后, 自动化。对于用户而言, 云计算具有自我管理及自我维护功能, 其所提供的各种工作项目及服务也是自动完成的。

2云计算结构

云计算中包含了并行计算、分布式计算、网格计算等三种技术, 其结构包括四大模块:

2.1存储层

云计算以存储层为基础, 其以NAS、i SCSI等IP存储设备或SAS、SCSI等DAS存储设备为基础, 这些物理存储设备分布于网络的不同区域, 由统一的管理系统进行管理, 真正打破了物理机逻辑化存储空间条件的限制, 实现对硬件状态监控及故障维护的实时性。

2.2基础管理层

该模块是云计算技术的核心部发, 其通过集群、分布式文件系统、网格计算等技术实现存储设备的协同工作, 多个设备可对外提供同一种服务, 大大提高了数据访问的性能。基础管理层的主要问题在于其安全性的保证。

2.3应用接口层

该模块的主要作用是实现应用服务系统对基础层的不同开发环境及API。

2.4访问层

该模块的主要作用是响应用户请求。用户通过标准的公用应用接口登录云系统, 系统响应用户请求实现资源配置。

3云计算技术的应用

随着云计算技术的不断发展, 其应用范围也越来越广泛, 目前其应用比较成熟的领域包括以下几个方面:

3.1商业领域的应用

云计算在商业领域的应用主要体现出云存储及电子商务等方面, 其中云存储包括两大部分, 一是个人云存储, 云计算通过其资源调度功能将不同的服务器构成存储空间池, 用户可以根据自身的实际需要进行实时存储, 可进行统一编辑文档。另一方面, 企业级云存储主要是通过企业间的空间租赁实现的。云存储性能强、容量大, 可为企业的数据存储提供安全、便捷的数据服务。比如企业远程数据备分, 大大提高了云计算技术的实用性, 改善系统的安全性, 并且云计算在电子商务中的应用提高了电子商务的灵活性与专业性。

3.2教育领域的应用

相比商业领域, 云计算在教育领域的作用更加突出。应用云计算可以大大降低学校的资源建设成本, 实现了随时、随地的教学活动;云计算还可保证学校相关数据的安全性, 云计算可跨设备、跨平台运行, 用户可通过任意终端获取云系统中的相关数据, 再分享给他人, 最大程度上实现教育信息资源共享。在图书馆中的应用主要包括图书管理、数字资源检索、下载等;用户还可以通过电脑、手机等访问图书馆的电子资料, 真正实现移动学习。

3.3推动社会信息化水平的提升

首先云计算可推动计算机软硬件及网络资源信息基础设施的建设, 降低系统建设及管理成本, 可有效解决事业单位、政府部门存在的历史垢病, 促进社会信息化水平的不断提升。其次, 云计算可将电子政务、公共服务等信息资源整合在一起, 大大提高公共服务及政府公关服务的工作效率。再次, 可大大提高企业的科技创新能力, 并且可缩短服务与产品进入市场的周期, 提高用户获得信息的动态性及敏捷性。最后, 降低系统设备运行成本。云计算可延长系统硬件设备的使用寿命, 降低电能消耗及运营成本, 具有显著的节能效果。

4展望

云计算技术使得互联网成为所有用户的计算中心与数据中心, 增强了互联网的核心功能, 通过云计算技术, 大规模数据资源及计算能力等信息服务不再是少数人的专利, 每个用户均可享受到。当然, 尽管云计算具有一系列优势, 但是其不可避免的存在诸多客观问题, 最突出的就是云计算的数据安全及公共标准问题。云计算的公共标准与企业的技术互通、利益协调等均有直接关系, 虽然其这一特性促进了云计算的良好发展, 但是也是一个复杂问题。云计算技术的安全问题包括两个层面的含义, 一是云计算系统本身的安全问题, 主要内容包括数据安全、隐私保护、安全服务、安全监管等;另外一个层面是指基于云计算平台的安全工具, 即安全云。但是无论云计算技术存在保种问题, 都无法阻挡其为网络信息技术发展带来的机遇, 因此可以预见, 云计算技术的应用前景十分广阔。

参考文献

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[3]滕萍.云计算技术发展分析及其应用研究[J].信息网络安全, 2015 (11) :89-91.

云计算及其实际应用 篇8

随着云计算各种核心技术的日益发展和成熟,制造领域出现了云制造技术。李伯虎等[1]认为,云制造是一种为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。杨海成[2]认为,云制造是把“软件即服务”的理念拓展至“制造即服务”,为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务。目前,国内很多高校与研究所对云制造的服务模式、体系架构、关键技术进行了探索[3,4,5,6],结合科技部云制造主题项目。

本文主要探索云制造环境下的资源服务管理及其远程使用的实现方法。利用云计算的核心技术——虚拟化和软件即服务(software as a service,SaaS)技术,构建虚拟机群集及其虚拟桌面池;基于GFS(Google file system)技术以及MySQL的二次开发,研究开发了一种基于云制造平台的云资源管理及其资源匹配调度方法;在.Net环境下,利用PowerShell技术等实现了云制造资源的远程共享。

1 云计算与云制造服务模式对比

云计算服务模式的核心思想是将海量的由网络连接的计算(包括存储)资源统一起来进行管理和调度,构成一个计算资源池向用户提供即时按需服务。云制造服务模式的核心思想是将海量的与产品全生命周期有关的产品论证、设计、生产、仿真、管理等阶段的软硬件资源通过服务化封装,形成一个个制造服务池,并通过云平台进行统一管理和调度,向服务需求企业提供即时按需的制造服务。云制造与云计算的最大不同是所提供的资源服务的不同,除了云计算中的计算和存储等资源服务外,云制造还加入海量的硬软件制造资源(各种加工设备、检测设备、专业设计分析软件、管理软件等)。云制造和云计算服务模式的概要对比如表1所示。

云制造的关键技术包括云制造模式设计及其平台构建、硬软件制造资源虚拟化及其云端接入、云资源感知和适配、云资源的综合管理和调度使用等。本文针对制造企业的产品设计、仿真、论证、管理等过程中所需要的软件资源的虚拟化及其优化管理、远程共享调用等进行初步研究和应用开发。

2 虚拟化集群及云制造平台架构

云计算中的虚拟化是一个抽象层,它主要将具体的物理硬件与相应的操作管理系统分开,从而提供动态的资源配置及其高效的资源利用能力。目前用于构建虚拟机系统的虚拟化技术已经有很多,如VMware公司的Workstation、ESX Server[7],开源Xen、KVM、QEMU等。

VMware公司的VI3(VMware Infrastructure 3)是一种基于X86的企业级服务器虚拟化软件,它由ESX Server、Virtual Center(VCenter)、Consolidated Backup三个产品组成。ESX Server是虚拟化的基础平台,提供对服务器CPU、存储、网络等硬件资源的管理及虚拟化,虚拟机(VM)运行在ESX Server之上;Virtual Center Management Server是对企业的虚拟架构进行集中管理的控制台,通过它提供的图形界面,可以对企业的虚拟机架构进行配置、监控及优化,管理每台ESX Server;Consolidated Backup可以实现对虚拟机的集中备份,使虚拟机能够通过一个集中化的代理服务器进行备份。

本文利用VI3解决方案分别建立了架构即服务(infrastructure as a service,IaaS)、平台即服务(platform as a service,PaaS)及SaaS群集,如图1所示,并基于虚拟机集群构建了初步的云制造服务平台,如图2所示。利用ESX Sever 建立多个虚拟基础平台,然后分别在每个虚拟基础平台上建立了多台虚拟机,并利用VCenter集中管理群集中的所有虚拟机;各种制造软件资源存在于虚拟机中,并将各虚拟机文件存储在外部实体存储设备中,以防止资源的丢失。图1所示为本文所构建的基于VI3架构的虚拟机群集,图2所示为基于虚拟机群集的云制造服务平台架构。所构建的云制造平台中,SaaS群集包括2个ESX Server虚拟基础平台,2个基础平台上共运行6台虚拟机(3台提供分布式计算的服务,3台提供远程电磁计算的服务)。

3 云制造平台软件资源管理和调度

3.1 云资源存储方式及其搜索算法

GFS是Google提出的分布式文件系统,它的主要特点是海量文件数据的安全存储及其高效快捷的查询、读写。一个GFS群集包含一个主服务器和多个文件块服务器;客户端与主服务器只进行少量的元数据交互和操作,而所有具体文件数据访问及其传输通信都是直接和块服务器进行的。借鉴GFS的原理,本文构建了云制造环境下海量云资源的存储方式及其访问搜索算法。

云制造系统中需要管理海量的各种各样的共享硬软件云资源。本文基于开放源代码的关系型数据库系统MySQL,为海量云资源构建了一个主服务器(mainServer)和若干分布式节点服务器(nodeServer)。主服务器存放云平台可提供的所有云资源服务的元数据,每个节点服务器提供相应云资源服务的所有虚拟机的名称、物理地址、状态信息、执行服务的Shell关键代码等。通过上述主服务器和节点服务器上的两套数据库表,可以保证对云制造系统中海量云资源的快速查询和访问。

云资源的存储及其访问架构如图3所示。远程客户根据所需资源服务的类型,首先在主服务器中搜索相应的资源服务类型的状态值State;State=2表示该资源服务使用量已达极限,暂时不能提供该类型的服务,反馈“等待”信息;State=1表示目前云平台可提供相应资源服务,所以从相应的节点服务器中获得该资源服务的详细信息,并形成具体的资源服务命令(Shell代码),以及提供该资源服务的具体虚拟机的物理地址(VM标识)。远程客户根据反馈的Shell代码及相应VM标识信息,执行相应的资源服务。

基于上述云资源的存放数据库结构,通过下述findidandshell算法可以实现基于远程客户服务请求的云平台的相应服务检索:

3.2 制造云资源服务的调度执行

基于远程Web客户端的服务请求的云资源服务的调度执行方法如图4所示。具体通过下述scheduling算法实现:

TypeCmd是云资源服务的调用主程序,它采用VB.Net多线程编程,避免了大量请求情况下TypeCmd服务响应过慢的问题。对于TypeCmd主程序,不同的用户云资源服务请求有不同的“Shell代码”及其“VMid”,它们决定了用户的某个服务请求具体用什么命令,在哪台虚拟机上执行。

如果用户所请求的服务为软件资源服务,那么可以安排到合适的虚拟机运行。虚拟机服务启动后,在VCenter的管理下,可以保证动态迁移和7×24h的可靠运行,而资源使用方并不关注具体是哪台虚拟机在提供服务。当虚拟机中的资源服务结束后,平台获得服务完毕信息并修改相应nodeServer表中的资源服务状态信息。

如果用户所请求的资源服务是机床加工、实物测试一类的硬件资源服务,TypeCmd主程序的执行结果可能是一个短信通知、一个远程的串口通信指令或发给远程硬件设备终端的一份任务单等,用于通知或启动相应的设备(或人员)进行相应的资源服务。

4 基于云制造平台的远程电磁分析服务

电机设计制造过程中,其电磁分析设计是一个关键步骤。Ansoft是一套电机设计软件,包括MAXWELL、SIMPLORER、RMxprt和PExprt等模块,可用于高频产品、机电产品等的分析设计。本文提供的远程电磁计算服务基于对RMxprt和MAXWELL的调用和操作,研究开发的TypeCmd程序可以利用RMxprt自动生成计算元模型,并自动进行材料等属性的配置,最后自动调用MAXWELL进行电磁分析计算服务。

客户浏览器端发出服务请求,并从云平台获取到相应的Shell代码后,云平台将调用与之对应的TypeCmd程序并执行PowerShell命令,以启动相对应的虚拟机及其包含的应用软件资源。

该资源服务相应的执行主程序(TypeCmd程序)的伪代码如下:

MaxWellCmd.ps1中的以上关键信息来自远程客户端的Shell代码里的动态信息,从而可保证及时启动相应虚拟机上的相应服务。

为了实现远程的电磁计算分析服务,本文通过对Maxwell执行程序的各种配置文件及其输入文件的分析,建立电磁计算的元模型,实现远程客户对该应用软件的客户化参数设置。远程虚拟机启动电磁计算程序时,自动读取远程客户端所输入的电磁计算所需要的各种配置信息,实现电磁计算软件所需要的客户化配置,避免了应用软件的本地化人机对话式操作。

电磁分析计算服务完成之后,其计算结果以两种方式反馈给远程客户:一种是直接将计算完成之后生成的如pwrlos.dat、current.dat等dat文件(文本文件)上传到云平台服务器,供远程客户通过Web浏览器下载;另一种是在Web浏览器端以文本和图形方式直接显示。图5所示为远程客户下载的电磁分析结果数据文件片段及其结果曲线的显示片段。

5 结语

云制造是基于云计算的一种新的制造模式,目前还处于初级发展阶段;如何构建各种云制造服务平台并为分布式客户提供各种制造资源服务还有待深入研究和实践。本文基于VI3架构初步建立了一个云制造服务平台,针对云制造海量资源的管理和调度特别是SaaS服务调度,依据GFS分布式文件存储的原理提出了一种满足云制造要求的云中软件资源管理和调用方法,在一定程度上能快速高效地调度云资源并为远程客户提供资源服务。基于该平台的Ansoft电磁计算软件的远程调用验证了本文所研究方法的可行性。

摘要：针对各种制造相关资源的广域共享需求,利用云计算的核心技术——虚拟化和软件即服务技术,初步构建了一个制造软件资源管理及其远程共享的云制造平台。基于VI3架构建立了虚拟机群集,实现了各虚拟机的动态管理;参考GFS结构,研究开发了一种海量制造软件资源的组织和管理方法;在.Net环境下,利用PowerShell技术实现了远程客户的基于因特网的软资源调用。针对电机设计,示例了云平台下电磁计算软件的远程共享调用过程。

关键词：云计算,云制造,虚拟化,软件即服务,软件共享

参考文献

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云计算反取证的关键技术及其应用 篇9

用户使用端设备通过网络获取云计算数据中心提供的服务, 从而使广大用户能享受云计算提供的无限的计算能力、无限的存储能力和无限的交互能力, 有效地解放了端设备[1]。计算机反取证是针对计算机取证过程的各个阶段及其形成证据链的条件, 破坏电子证据的调查、保存、收集、分析和法庭诉讼, 减少被获取证据数量, 降低被获取证据质量, 从而尽量隐藏或不在对方系统甚至自己系统中留下法律意义上的证据。对于计算机取证人员来说, 有必要研究反取证技术, 一方面可以了解入侵者常用哪些手段掩盖甚至擦除入侵痕迹;另一方面可以开发出更加有效、实用的计算机取证工具。

1 云计算平台的关键技术

在云计算平台中, 数据如何放置是一个非常重要的问题。在实际使用时, 需要将数据分配到多个节点的多个磁盘当中。当前有两种方式能够实现这一存储技术:一种是使用类似于Google File System的集群文件系统, 另外一种是基于块设备的存储区域网络 (SAN) 系统。总体上来说, 云计算的存储体系结构应该包含类似于Google File System的集群文件系统或者SAN。另外, 开源代码Hadoop HDFS (Hadoop Distributed File System) 也实现了类似Google File System的功能, 这为想要做硬件甲台 (或者IDC) 的公司提供了解决方案。Hadoop HDFS将磁盘附着丁节点的内部, 并且为外部提供一个共享的分布式文件系统卒问, 并且在文件系统级别做冗余以提高可靠。

按需部署是云计算的核心。要解决好按需部署, 必须解决好资源的动态可重构、监控和自动化部署等, 而这些又需要以虚拟化技术、高性能存储技术、处理器技术、高速互联网技术为基础。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、虚拟化技术、高性能存储技术、处理器技术等[2]。

2 计算机反取证技术

计算机反取证就是删除或者隐藏入侵证据使取证工作无效。目前的计算机反取证技术主要有数据擦除、数据隐藏、数据加密等。对于计算机取证人员来说, 研究计算机反取证技术的意义非常重大, 一方面可以了解入侵者有哪些常用手段用来掩盖甚至擦除入侵痕迹;另一方面可以在了解这些手段的基础上, 开发出更加有效、实用的计算机取证工具, 从而加大对计算机犯罪的打击力度, 保证信息系统的安全性[3]。

2.1 数据擦除

数据擦除是阻止取证调查人员获取、分析犯罪证据的最有效的方法。一般情况下, 是用一些毫无意义的、随机产生的“0”或“1”字符串序列来覆盖介质上面的数据, 使取证调查人员无法获取有用的信息[4]。目前最极端的数据擦除工具是Data SecurityInc.开发的基于硬件的Degaussers工具, 该工具可以彻底擦除计算机硬盘上的所有电磁信息。其它用软件实现的数据擦除工具既有商业软件包, 也有开放源代码的自由软件, 其中最有名的是基于Unix系统的数据擦除工具The Defitler’S Toolkit。

2.2 数据隐藏

数据隐藏主要是阻止调查取证人员在取证分析阶段对获取的数据进行有效的分析。目前实现数据隐藏的常用方法主要有以下几种。 (1) 数据加密。数据加密是用一定的加密算法对数据进行加密, 使明文变为密文。但这种方法不是十分有效, 因为有经验的调查取证人员往往能够感觉到数据已被加密, 并能对加密的数据进行有效的解密[5]。 (2) 更改文件的扩展名。在Windows系统中, 更改文件的扩展名是一种最简单的数据隐藏方法。例如, 某人不想让别人看到其Word文档里的内容, 并且不想使其成为对自己不利的证据, 那么他可以将文件的扩展名从.doc改为.jpg。这样的话, 无论是Internet Explore还是图标外观, 都显示该文件为一个JPEG图片。对于经验不足的调查取证人员, 可能不会想到该文件其实是一个文档, 即使双击该图标, Windows也会试图使用默认的JPEG文件的浏览器来打开它。 (3) 隐写术。隐写术的意思是“隐藏在普通的视觉之下”。steganography (隐写术) 这个单词是由希腊词语里的“Covered Writing”转化而来的, 是指有隐藏特性的数据。密码隐写术或信息伪装夹带技术是使用一些其它的非加密数据对目标进行隐藏, 我们把这种非加密的数据称为“载体”。载体通常是一个多媒体文件, 可能是声音文件, 也可能是图像文件。伪装夹带技术通常通过两种方法对数据进行保护:第一种是使数据不可见, 隐藏它的所有痕迹;第二种是对数据进行加密, 其过程不仅仅是对数据进行隐藏[6]。

3 云计算下计算机反取证技术的研究

3.1 云计算下计算机取证客户端的结构框架

云计算下计算机取证客户端的结构框架如下图1所示。

当客户端读取数据时, 首先从chubby file中获取RootTablet的位置, 并从中读取相应METADATA tablet的位置信息。接着从该METADATA tablet中读取包含目标数据位置信息的userTable的位置, 然后从该user行、列中读取目标数据的位置信息项。据此信息到服务器中特定位置读取数据[7]。这种数据管理技术虽然已经投入使用, 但是仍然具有部分缺点。例如, 对类似数据库中的Join操作效率太低, 表内数据如何切分存储, 数据类型限定为string类型过于简单等。而微软的DryaduNQ系统则将操作的对象封装为.NET类, 这样有利于对数据进行各种操作 , 同时对Join进行了优 化 , 得到了比BigTable+MapReduce更快的Join速率和更易用的数据操作方式。

3.2 并行编程模型

为了使用户能更轻松地享受云计算带来的服务, 让用户能利用编程模型编写简单的程序来实现特定的目的, 云计算上的编程模型必须十分简单。必须保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。MapReduce是Google开发的Java、Python、C++编程模型, 它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型, 用于大规模数据集 (大于1TB) 的并行运算。严格的编程模型使云计算环境下的编程十分简单[8]。MapReduce模式的思想是将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区块, 分配 (调度) 给大量计算机处理, 达到分布式运算的效果, 再通过Reduce程序将结果汇整输出。云计算大部分采用Map—Reduce的编程模式。现在大部分IT厂商提出的“云”计划中采用的编程模型, 都是基于Map.Reduce的思想开发的编程工具。Map.Reduce不仅仅是一种编程模型, 同时也是一种高效的任务调度模型。Map.Reduce这种编程模型不仅适用于云计算, 在多核和多处理器、cell processor以及异构机群上同样有良好的性能。该编程模式仅适用于编写任务内部松耦合、能够高度并行化的程序。如何改进该编程模式, 使程序员能够轻松地编写紧耦合的程序, 运行时能高效地调度和执行任务, 是Map.Reduce编程模型未来的发展方向。Map.Reduce是一种处理和产生大规模数据集的编程模型, 程序员在Map函数中指定对各分块数据的处理过程, 在Reduce函数中指定如何对分块数据处理的中间结果进行归约。用户只需要指定Map和Reduce函数来编写分布式的并行程序。当在集群上运行Map-Reduce程序时, 程序员不需要关心如何将输入的数据分块、分配和调度, 同时系统还将处理集群内节点失败以及节点间通信的管理等[9]。

Map—Reduce作为一种较为流行的云计算编程模型, 在云计算系统中应用广阔。但是基于它的开发工具Hadoop并不完善。特别是其调度算法过于简单, 判断需要进行推测执行的任务的算法造成过多任务需要推测执行, 降低了整个系统的性能。改进Map—Reduce的开发工具, 包括任务调度器、底层数据存储系统、输入数据切分、监控“云”系统等方面是将来一段时间的主要发展方向。另外, 将Map.Reduce的思想运用在云计算以外的其他方面也是一个流行的研究方向。

(3) 海量数据分布存储技术

为保证高可用、高可靠和经济性, 云计算采用分布式存储的方式来存储数据, 采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性, 即为同一份数据存储多个副本。另外, 云计算系统需要同时满足大量用户的需求, 并行地为大量用户提供服务。因此, 云计算的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点[10]。

云计算系统由大量服务器组成, 同时为大量用户服务, 因此云计算系统采用分布式存储的方式存储数据, 用冗余存储的方式保证数据的可靠性。云计算系统中广泛使用的数据存储系统是Google的GFS和Hadoop团队开发的GFS的开源实现HDFS。GFS即Google文件系统 (Google File System) , 是一个可扩展的分布式文件系统, 用于大型的、分布式的、对大量数据进行访问的应用。GFS的设计思想不同于传统的文件系统, 是针对大规模数据处理和Google应用特性而设计的。它运行于廉价的普通硬件上, 但可以提供容错功能。它可以给大量的用户提供总体性能较高的服务。云计算的数据存储技术未来的发展将集中在超大规模的数据存储、数据加密和安全性保证以及继续提高I/O速率等方面。以GFS为例, GFS是一个管理大型分布式数据密集型计算的可扩展的分布式文件系统。它使用廉价的商用硬件搭建系统并向大量用户提供容错的高性能的服务。数据擦除是最有效的反取证方法, 它是指清除所有可能的证据 (索引节点、目录文件和数据块中的原始数据) 。原始数据不存在了, 取证自然就无法进行。Klismafile用于擦除目录中的残存信息, 它从目录文件的入口开始寻找所有被删除的目录项, 然后用零覆盖满足特定条件的目录项内容。不过被Klismafile修改后的目录文件中会出现目录项大小不正常的情况, 然而目前还没有工具能进行这项检查。

4 结语

目前的反取证技术还处于起步阶段, 越来越多的安全技术与理论, 尤其是为保护个人隐私所采取的加密、隐藏、数据擦除等技术, 已经被应用到计算机犯罪和反取证中, 面对反取证技术的发展, 计算机取证系统的设计需要进一步加强现有软件系统的防范措施。

参考文献

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