云技术（共12篇）
云技术 篇1
1 云计算概念
云其实是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网, 后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算分狭义云计算和广义云计算。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。如果仅下一个定义, 人们仍然无法理解到底什么是云计算, 我们举一个很浅显的例子。传统模式下, 企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施, 还有买软件的许可证, 需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说, 计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的, 它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说, 我们想正常使用电脑需要安装许多软件, 而许多软件是收费的, 对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。如果能够提供我们需要的所有软件供我们租用, 我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务, 为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电, 但我们不是每家自备发电机, 它由电厂集中提供;我们每天都要用自来水, 但我们不是每家都有井, 它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源, 方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰, 我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源?这些想法最终导致了云计算的产生。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众, 使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下, 用户的计算机会变的十分简单, 或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件, 就可以满足我们的需求, 因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器”和“主机”的电线无限长, 从而可以把显示器放在使用者的面前, 而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络, 把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。在云计算环境下, 用户的使用观念也会发生彻底的变化:从“购买产品”到“购买服务”转变, 因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件, 而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施, 也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用, 并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间, 只需要把钱汇给云计算服务提供商, 我们将会马上得到需要的服务。这就是云计算, 在这样的模式下, 云存储又是怎么一回事, 它与云计算有怎样的联系呢?
2 云存储概念
云存储是在云计算 (cloud computing) 概念上延伸和发展出来的一个新的概念, 是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能, 将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作, 共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时, 云计算系统中就需要配置大量的存储设备, 那么云计算系统就转变成为一个云存储系统, 所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说, 云存储就是将储存资源放到网络上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方, 透过任何可连网的装置方便地存取数据。然而在方便使用的同时, 我们不得不重视存储的安全性, 存储必须具有良好的兼容性, 以及它在扩展性与性能聚合方面等诸多因素。首先, 作为存储最重要的就是安全性, 尤其是在云时代, 数据中心存储着众多用户的数据, 如果存储系统出现问题, 其所带来的影响远超分散存储的时代, 因此存储系统的安全性就显得愈发重要。其次, 在云数据中心所使用的存储必须具有良好的兼容性。在云时代, 计算资源都被收归到数据中心之中, 再连同配套的存储空间一起分发给用户, 因此站在用户的角度上是不需要关心兼容性的问题的, 但是站在数据中心的角度, 兼容性却是一个非常重要的问题。众多的用户带来了各种各样的需求, Windows、Linux、Unix、Mac OS, 存储需要面对各种不同的操作系统, 如果给每种操作系统更够配备专门的存储的话, 无疑与云计算的精神背道而驰, 因此, 云计算环境中, 首先要解决的就是兼容性问题。再次, 存储容量的扩展能力。由于要面对数量众多的用户, 存储系统需要存储的文件将呈指数级增长态势, 这就要求存储系统的容量扩展能够跟得上数据量的增长, 做到无限扩容, 同时在扩展过程中最好还要做到简便易行, 不能影响到数据中心的整体运行, 如果容量的扩展需要复杂的操作, 甚至停机, 这无疑会极大地降低数据中心的运营效率。最后, 云时代的存储系统需要的不仅仅是容量的提升, 对于性能的要求同样迫切, 与以往只面向有限的用户不同, 在云时代, 存储系统将面向更为广阔的用户群体, 用户数量级的增加使得存储系统也必须在吞吐性能上有飞速的提升, 只有这样才能对请求作出快速的反应, 这就要求存储系统能够随着容量的增加而拥有线性增长的吞吐性能, 这显然是传统的存储架构无法达成的目标, 传统的存储系统由于没有采用分布式的文件系统, 无法将所有访问压力平均分配到多个存储节点, 因而在存储系统与计算系统之间存在着明显的传输瓶颈, 由此而带来单点故障等多种后续问题, 而集群存储正是解决这一问题, 满足新时代要求的千金良方。
3 云存储技术与传统存储技术
传统的存储技术是把所有数据都当作对企业同等重要和同等有用来进行处理, 所有的数据集成到单一的存储体系之中, 以满足业务持续性需求。但是在面临大数据难题时显得捉襟见肘:1) 成本激增。在大型项目中, 前端图像信息采集点过多, 单台服务器承载量有限, 就造成需要配置几十台, 甚至上百台服务器的状况。这就必然导致建设成本、管理成本、维护成本、能耗成本的急剧增加;2) 磁盘碎片问题。由于视频监控系统往往采用回滚写入方式, 这种无序的频繁读写操作, 导致了磁盘碎片的大量产生。随着使用时间的增加, 将严重的影响整体存储系统的读写性能, 甚至导致存储系统被锁定为只读, 而无法写入新的视频数据;3) 性能问题。由于数据量的激增, 数据的索引效率也变得越来越为人们关注。而动辄上TB的数据。甚至是几百TB的数据, 在索引时往往需要花上几分钟的时间。
作为最新的存储技术, 与传统存储相比, 云存储具有以下优点:1) 管理方便。其实这一项也可以归纳为成本上的优势。因为将大部分数据迁移到云存储上去后, 所有的升级维护任务都是由云存储服务提供商来完成, 节约了企业存储系统管理员上的成本压力。还有就是云存储服务强大的可扩展性, 当企业用户发展壮大后, 突然发现自己先前的存储空间不足, 就必须要考虑增加存储服务器来满足现有的存储需求。而云存储服务则可以很方便的在原有基础上扩展服务空间, 满足需求;2) 成本低。就目前来说, 企业在数据存储上所付出的成本是相当大的, 而且这个成本还在随着数据的暴增而不断增加。为了减少这一成本压力, 许多企业将大部分数据转移到云存储上, 让云存储服务提供商来为他们解决数据存储的问题。这样就能花很少的价钱获得最优的数据存储服务;3) 量身定制。这个主要是针对于私有云。云服务提供商专门为单一的企业客户提供一个量身定制的云存储服务方案, 或者可以是企业自己的IT机构来部署一套私有云服务架构。私有云不但能为企业用户提供最优质的贴身服务, 而且还能在一定程度上降低安全风险。
传统的存储模式已经不再适应当代数据暴增的现实问题, 如何让新兴的云存储发挥它应有的能力, 在解决安全、兼容等问题上, 我们还需要不断的努力, 就目前而言, 云计算时代已经到来, 作为其核心的云存储必将成为未来存储技术的必然趋势。
摘要：随着信息化以及计算机网络技术的高速发展, 从计算机应用由于资源匮乏而不得不采取的计算资源大集中模式到如今IT技术高度发展而带来的云计算时代。数据信息量的不断增加, 给传统的存储技术带来了新的挑战, 如何让数据存储适应新技术的发展无疑是我们在发展的道路上必须弄清楚的一个重要问题。本文由浅入深, 首先从云计算、云存储的概念谈起, 进而分析在云计算时代云存储技术的实际作用。通过对传统存储技术与云存储技术的对比, 体现云存储技术是未来数据存储的必然趋势。
关键词：网络,云计算,数据存储,云存储
参考文献
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云技术 篇2
引言
云计算(CloudComputing)是一种基于互联网的超级计算模式。它是分布式计算、并行计算和网格计算的发展。其基本原理为:利用非本地或远程服务器(集群)的分布式计算机为互联网用户提供服务(计算、存储、软硬件等服务)。云是一种思想，一种大规模资源整合的思想，是IT界发展的必然趋势。云计算是一种新型的超级计算方式，以数据为中心，是一种数据密集型的超级运算，在数据存储、数据管理、云计算平台管理等多方面具有自身独特的技术。
1、云计算的定义
云计算是从分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)发展而来的。到目前为止，对于云计算的定义还没有一个确定的说法，可谓仁者见仁、智者见智。狭义的云计算：指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，比如亚马逊数据仓库出租生意;广义的云计算：指厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型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，例如国内用友、金蝶等管理软件厂商推出的在线财务软件，谷歌发布的Google应用程序套装等。
2、云计算的核心技术
云计算系统运用了许多技术，其中以数据存储技术、数据管理技术、编程模型、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。
2.1数据存储技术
云计算的数据存储技术主要有谷歌的非开源的(GoogleFileSystem)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，GFS即Google文件系统(GoogleFileSystem)，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系统由一个Master和多个块服务器构成。Master存储着文件系统的所有元数据,包括名字空间、存取控制、文件分块信息、文件块的位置信息等。
GFS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，一个GFS集群由一个主服务器(master)和大量的块服务器(chunkserver)构成，并被许多客户(Client)访问。主服务器存储文件系统所以的元数据，包括名字空间、访问控制信息、从文件到块的映射以及块的当前位置。它也控制系统范围的活动，如块租约(lease)管理，孤儿块的垃圾收集，块服务器间的块迁移。主服务器定期通过HeartBeat消息与每一个块服务器通信，给块服务器传递指令并收集它的状态。GFS中的文件被切分为64MB的`块并以冗余存储，每份数据在系统中保存3个以上备份。
客户与主服务器的交换只限于对元数据的操作，所有数据方面的通信都直接和块服务器联系，这大大提高了系统的效率，防止主服务器负载过重。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。
2.2数据管理技术(BigTable)
海量的数据处理是指对大规模数据的计算和分析，通常数据的规模可以达到TB甚至PB级别。基于互联网时代的数据统计和分析很多是海量数据级别的，其典型的例子如搜索引擎、数字图书馆。由于数据量非常大，一台计算机不可能满足海量数据处理的性能和可靠性等方面的要求。
云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析并向用户提供高效的服务，因此，数据管理技术必需能够高效的管理大数据集。云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析，数据的读操作频率远大于数据的更新频率，如何在规模巨大的数据中找到特定的数据，也是云计算数据管理技术所必须解决的问题。云中的数据管理是一种读优化的数据管理，因此云系统的数据管理往往采用数据库领域中列存储的数据管理模式，将表按列划分后存储。
2.3编程模型
为了给广大用户提供更轻松地享受云计算服务的机会，能轻松的利用编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，云上的编程模型要十分简单，另外，需要后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。
云计算大部分采用Map2Reduce的编程模式，Map2Reduce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。Map2Reduce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。
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程序将结果汇总输出。
2.4虚拟化技术
虚拟化(Virtualization)技术是云计算系统的核心技术部分之一，是将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键技术。通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离，它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。虚拟化技术根据对象可分成：服务器虚拟化、存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等，计算虚拟化又分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化。
利用虚拟化技术，在一个物理服务器上可以运行多个虚拟服务器。把物理CPU抽象成虚拟CPU，无论任何时间一个物理CPU只能运行一个虚拟CPU的指令，而多个虚拟机同时提供服务将会大大提高物理CPU的利用率;同样，利用虚拟技术，统一管理物理内存，将其包装成多个虚拟的物理内存分别供给若干个虚拟机使用，使得每个虚拟机拥有各自独立的内存空间，互不干扰。
2.5云计算平台管理技术
云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布在不同的地点，同时运行着数百种应用，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是巨大的挑战。云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协同工作，方便的进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障，通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。
3、云计算技术发展面临的主要问题
浅谈云计算和云数据管理技术 篇3
随着现代科技水平的不断发展与进步，大量的信息也随之增长，很多信息资料都需要能够保存很长时间，因此云计算应运而生，成为现代社会一种比较流行的全新的互联网应用模式，云计算和云数据管理已经成为人们日常生活和企业办公等方面首选的数据存储方式，因为云计算机和云数据管理能够为不同人群提高那个不同类型的服务，因此它在人们的生活中的地位也越来越重要，本文主要从云计算的相关技术概念入手，针对云计算和云数据管理进行相应的分析，然后展望云计算和云数据管理技术能够在生活中的应用，提出这种高新技术的发展方向。
【关键词】
云计算；云数据管理；应用
1 云计算的概念
1.1工作原理
云计算是一种借着现代信息技术发展而发展起来的一种全新的计算机技术，云计算机无需借助远程服务器就能够将整个运算过程进行有效合理的分布在计算机上，借以实现优化企业运算效率的目的，云计算机的出现使得企业和个人能够根据自身的需求合理选择自己需要的功能，因此云计算机能够对网络资源进行优化，不仅节约使用成本，还能方便个人和企业的选择，所以云计算是现代社会的一项十分重要的新技术。
1.2体系结构
云计算的体系结构十分复杂和庞大，云计算的整个工作过程是借助“云”形成一个庞大的计算机辅助工作网络，这个网络借由虚拟技术的支持，实现不同服务器之间的串联，然后对这些服务器资源进行整合，然后依据用户需求和选择进行合理分配，为用户提供一个庞大的服务器集群，从而满足用户的计算需求和存储需求，云计算的整个体系结构主要包括：用户、服务项目、管理系统和服务器集群四个主要部分。
1.3云计算的特点
云计算系统采用的主要是虚拟现实技术，也就是说云计算的工作过程并不是物理状态真实运行的，因此不受硬件质量的影响，因此对于资源利用上要超过传统服务器，同时因为是虚拟机技术，对于应用软件开发的需求也大大降低，整个计算和存储数据过程较之原有的单纯服务器模式有了十分明显的优化，同时对于数据安全也有了一个明确的保障，不会因为单一服务器的物理损坏而造成数据丢失。云计算还能将软件技术和硬件技术两者分割，从而整合计算机资源。
2 云数据管理技术
2.1云数据管理的数据特点
云数据管理就是对于一个海量的数据进行处理和分析，因此云数据管理一个最主要的特点就是海量性，随着互联网的发展和现代多媒体通信技术的不断进步，人们生活中对于计算机等信息采集产品的应用也越来越广泛，因此整个计算机数据量呈现一个爆炸性增长的趋势，云数据管理就需要能够满足对海量的信息进行处理和分析的最基本需求；异构性和非确定性是云数据管理的另外一个主要特点，由于不同设备采样取得的数据千差万别，就算采样的信息内容一样，格式和传播方式也不一样，因此云数据管理本身也具有一个不确定性和不固定性。
2.2 GFS技术
GFS技术是云数据管理的一个主要技术手段，它的全称是Google file system也叫Google文件系统，能够为谷歌云计算提供海量的存储支持，同时借由奇特辅助系统来满足云计算需求，在GFS技术中，文件是以一个库文件的形式存在，GFS为用户提供了专用的程序访问接口，通过这个程序接口用户能够直接读取和调研整个库文件提供一个便捷快速有效的途径，而Master作为GFS的管理节点，逻辑上只存在一个，它负责整个GFS文件系统的管理工作，对整个库文件进行统筹管理。
2.3 BigTable技术
BigTable是Google新提出来的一种建立在GFS技术之上的一种分布式数据库，BigTable实际上就是一个放大了的表格，它将整个云数据的所有数据都作为对象建立一个巨大的表格，规模巨大，BigTable是一种全新的系统，它存在的主要目的就是为了能够有效管理结构化的数据。用户读取数据时候系统会自动根据服务器负载情况进行合理分配系统资源，从而降低整个服务器的负载，让资源进行有效合理的利用。
3 云计算数据管理技术分析
3.1数据组织管理
云计算数据管理采用的是分布式存储技术，这种技术能够满足大型企业的需求，具有一定的容错功能，为企业用户提供一个坚实可靠的数据存储支持，同时数据管理采用的分部管理技术能够有针对性的应对数据的非确定性和海量性等特点，处理过程简单高效，而且不会出现错误，还具有能对用户人为因素产生的错误进行分析并整理提示的效果。
3.2数据并行处理和分析
用户采用云数据管理的最主要目的是对数据进行存储和分析处理，云计算的数据管理能够对数据进行分析归纳整理，随时根据用户的需求，按照不同的搜索搜索引擎和关键词进行归纳，用户完全能够只提供一定的关键词就能够从大量的数据库文件中查找到自己需求的数据，大大的简化了人们日常的工作量，而企业只需要有固定的人员定期对数据库资料进行更新和维护就能够满足企业的运营需求，简化工作程序，降低了运营成本。
3.3云数据管理展望
云计算和云数据管理是一种全新的计算机技术，在现代社会的高速发展中迎来了一些新的机遇，但是随着云计算的应用范围越来越广泛，从公有领域跨向私人领域，因此在云数据管理方面也会有一些新的考验，比方说数据安全性以及数据透明度等问题，因此云计算和云数据管理在有着极大发展前景的同时还有着很多技术问题需要解决，因此云计算和云数据管理需要不断发展自身技术水平，满足市场竞争需求。
4 结束语
云计算机和云数据管理技术在现代社会有着十分广阔的发展前景，能够处理大量的非确定性数据，对企业的发展有着十分重要的帮助，在有着巨大机遇的同时也面临者十分严峻的考验，在处理企业数据的时候要能够做到对数据组织管理准确，数据处理结果简单明了，不会出现错误等现象。通过对云计算机和云数据处理技术的了解，能够明确的得出云数据管理方式在现实社会的主要发展方向。
【参考文献】
[1]刘正伟，文中领，张海涛. 云计算和云数据管理技术[J]. 计算机研究与发展，2012，S1：26-31.
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[3]范焱，庞芳梅，邵刚. 云计算和云数据管理技术[J]. 硅谷，2013，24：47-37.
【作者简介】
云计算和云数据管理技术 篇4
一、云计算
从本质上来看, 云计算前身其实就是传统电信IDC增值业务, 在这一基础之上进行一定程度上的延伸以及拓展。其主要功能是提供相关的IT基础资源给互联网上的用户, 使其能够在一定程度上对IT运营的成本进行降低, 这样一来, 相关的用户就可以集中精力关注自身的业务。
云计算的运作机理主要如下:采取相关办法将计算大量的分布在分布式计算机之上, 这样一来, 企业数据中心的运行将更为接近互联网的运行, 并使得企业的相关资源有效的转换为企业所需, 很大程度上促进了企业的管理。
云计算具有诸多的特点, 主要包含按具体需求进行具体服务、宽带接入、虚拟化资源池以及多租户等。而正是这些特点, 对IT系统带来了更大的风险与挑战, 这就对云计算的安全提出了更高的要求。
二、云数据管理数据特点分析
云数据管理存在着诸多的特点, 主要表现在以下几个方面:
(1) 海量性。近几年来, 我国的物联网技术逐渐兴起, 并取得了很大程度的发展, 在这种环境之下, 很多应用都是通过一定数量的传感器来实现对于有效数据的采集。目前状况下, 这种应用的规模正在逐渐扩大, 在很多领域都得到了十分广泛的应用, 而这样所导致的后果是数据量会以一个惊人的速度增长。因此, 如何采取有效措施对已经存在的技术进行改进与完善或者创新新技术、新方法有着很大的现实意义。而云数据管理就是在这种环境之下应运而生的新兴数据管理技术, 它可以对海量的数据进行有效信息的提取, 并进一步融合, 达到优化管理的效果。
(2) 异构性。在云计算之中, 存在着数量较多的应用, 而在这些应用之中, 不同领域、不同行业在数据的获取阶段所采用的设备、手段以及方式也存在着巨大的差别。除此之外, 它们所取得的数据在数据形态以及数据结构上也是不尽相同。对于传感器来说, 它存在着多种类别, 其中最为常见的主要有二氧化碳浓度传感器、温度传感器以及湿度传感器, 传感器类型的不同, 也会导致所捕获以及传递的信息也有较大的差异, 主要表现在内容与信息格式两个方面。种种因素叠加在一起, 造成了数据资源存在着一定程度的异构性。
(3) 非确定性。在云计算的环境之下, 数据存在着十分明显的不确定性, 它所包含的内容也十分广泛, 主要有数据本身的不确定性、语义匹配的不确定性以及数据查询与分析的不确定性。为了保证数据获取的有效性以及准确性, 需要对相关数据进行一系列的操作处理, 去粗取精、去伪存真。只有这样, 才能使得人们更全面的进行表达与推理。
三、云数据管理技术
3.1GFS技术
GFS是英文Google File system的缩写, 主要指的是Google文件系统, 它是一种大型的分布式文件系统。起作用主要是提供海量存储。在这一文件系统系统之中, 所有节点被划分为三种角色, 分别是:Client (客户端) 、Master (主服务器) 以及Chunk Server (数据块服务器) 。从本质上来看, Client其实是一个访问接口, 并且主要以库文件的形式提供。相关的应用程度对这些库函数进行一定程度上的调用, 与此同时, 应用程序本身也与这一库紧密的链接在一起。而对于Master来说, 它在GFS之中发挥了十分重要的作用, 甚至可以将之称为GFS的大脑。它主要是这一文件系统的管理节点, 主要负责对系统元数据进行有效的保存与管理。Chunk Server所负责的项目主要是具体的存储。一般情况下, 对Chunk Server的数量并没有明确的规定, 但是, 它的数量会对GFS的规模起到决定性的作用。Google文件系统对文件进行一定程度的划分, 在这一划分过程中, 必须按照固定的大小来进行。划分后的每一小块被称作为Chunk (数据块) , 而每一个Chunk都对应着一个Index (索引号) 。
3.2Big Table技术
Big Table技术实质上是一个规模庞大的分布式数据库, 一般情况下, 它的规模能够达到1PB以上。这一技术将所有数据都作为自己的处理对象, 并由此形成一个十分巨大的表格。其定义主要如下:它是一种为了管理结构化数据而设计的分布式存储系统, 这些数据可以扩展到非常大的规模。Big Table在执行相应的任务之时, 在任意时刻每个Tablet都只被分配到一个Tablet服务器当中, 并对master服务器进行有效的利用, 以此来实现对子表负载情况的监视。
3.3MapReduce技术
云计算技术的发展和应用 篇5
班级：2011级计科系计本班 姓名：何玲芳
摘要：重点解读了云计算这种新的网络应用模式的概念，阐述了
其实现的方式，分析了其在现阶段的优势，并对现有的云计算服务进行了简略的介绍。最后以实例阐述了云计算技术的应用。
关键字：云计算 网络 发展 应用
在计算机网络不断发展过程当中，总是能够提出一些新的概念让 我们目不暇接。在“网络”概念提出10余年后，又一个类似其改进版的新概念“云计算”被重新提了出来。
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求提供给计算机和其他设备。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。用户不再需要了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制。云计算描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源，它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。
云计算是分布式处理，并行处理和网络计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的基本原理是：通过使计算机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。这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式，它意味着计算机能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气，水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。因此，在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务，从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包括这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。对于云计算，李开复（原Google全球副总裁，中国区总裁）打了一个形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过，兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。“云计算”带来的这样一种变革——由谷歌，IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储，运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云”作为资料存储以及应用服务的中心。
云计算的优势毫不保留的展现在世人面前，人们确实体会到了它的伟大与神奇。它的优势有：廉价，计算能力比以往的任何方式都强大，数据存储在云端，人们不用担心数据的丢失。IBM曾经表示，他们的管理使任何用户的数据都存储三份，当其中一份出现崩溃，丢失之类的问题后检测系统会自然的在另外一个地方再次复制一份。数据丢失对用户来说是个从来不用担心的问题。云计算的规模性可以使所有的资源充分共享，同步。在这方面苹果公司的同步功能无疑是令人印象深刻的。云计算对于数据的存储能力也是毋庸置疑的，仿佛人类世界的所有数据都不足以填满，事实也的确是这样，不然Google怎么会有那样宏伟的计划，对于普通用户而言，操作系统的兼容性不再是烦恼。在云端，无论用何种方式连接到数据，分享都是方便快捷的。
云计算是信息技术（IT）行业最新的发展潮流。它曾被描述为由若干新型现有技术带来一场技术变革。大量的云服务已经出现，这些服务是通过它自己的服务网站入口来提供，然后根据“按使用支付”的定价机制来向客户收取费用。云计算才刚刚兴起，许多系统仍处在概念验证阶段。文献研究发现，云计算研究分裂成两大方向：一方面，研究云的技术问题，如云架构，云存储，云安全，云标准化，并行计算，开源计算等等；另一方面，从企业和用户的角度看待云计算的含义，如云的商业化，云的商业模式等等。在云计算中，根据其服务集合所提供的服务类型，整个云计算服务集合被划分成4个层次：应用层，平台层，基础设施层和虚拟化层，这4个层每一层都对应着一个子服务集合：软件即服务，平台即服务，基础设施即服务，硬件即服务。在云计算服务体系结构中各层次与相关云产品对应。应用层对应SaaS软件即服务，如Google APPS,SoftWare+Services;平台层对应PaaS平台即服务，如IBMIT Factory，Google APPEngine，Force.com;基础设施层对应IaaS基础设施即服务，如Amazo Ec2,IBM Blue Cloud,Sun Grid;虚拟化层对应硬件即服务结合Paas提供硬件服务，包括服务器集群及硬件检测等服务。云计算的表现形式多种多样，简单的云计算在人们日常网络应用中随处可见。对于众多的服务，可将云计算提供的服务细分为以下七个类型。1.SaaS(软件即服务)。SaaS通常被用在企业管理软件领域，产品技术和市场，国内的厂商以八百客，沃丽森为主，主要开发CRM，ERP等在线应用。用友，金蝶等老牌管理软件厂商也推出在线财务SaaS产品。国际上其他大型软件企业中，微软提出了Software+SaaS模式，谷歌推出了与微软Office竞争的Google Apps,Oracle在收购Sieble升级Sieble on-demand后推出Oracle on-demand，SAP推出了传统和SaaS的杂交模式。2.平台即服务。包括提供集成开发环境，集成Web服务和数据库，支持团队协作，提供实用设备。3.按需计算。按需计算用于提供数据中心创建的解决方案，帮助企业用户创建虚拟的数据中心。这种方式的优点在于用户只需要低成本硬件，按需租用相应计算能力或存储能力，大大降低了用户在硬件上的开销。4.MPS（管理服务提供商）。管理服务是面向IT厂商的一种应用软件，常用于应用程序监控服务，桌面管理系统，邮件病毒扫描，反垃圾邮件服务等。目前瑞星杀毒软件早已推出云杀毒的方式。5.商业服务平台。商业服务平台是SaaS和MSP的混合应用，提供一种与用户结合的服务采集器，是用户和提供商之间的互动平台，如互动管理系统中用户可以订购其设定范围的服务与价格相符的产品或服务。6.网络集成。网络集成是云计算的基础服务的集成，通常采用的“云计算总线”，整合互联网服务类似的云计算公司，方便用户对顾问提供商的比较和选择，为客户提供完整的服务。7.云端网络服务。网络服务供应商提供API能帮助开发者开发基于互联网的应用，提供网络拓展功能性。服务范围从提供分散的商业服务到涉及Google Maps,ADp薪资处理流程，美国邮电服务Bloomberg和常规的信用卡处理服务等的全套API服务。
云计算的数据存储技术主要有谷歌的非开源的CFS和Hadoop开发团队开发的CFS的开源实现HDFS。大部分IT厂商，包括yahoo,intel的云计划采用的都是HDFS的数据存储技术。云计算的数据管理技术最著名的是谷歌的BigTable数据管理技术，同时Hadoop数据开发团队正在开发类似BigTable的开源数据管理模块。云计算采用MapReduce的编程模型。现在所有IT厂商提出的云计划中采用的编程模型，都是基于MapReduce的思想开发的编程的工具。MapReduce不仅仅是一种编程模型，同时也是一种搞笑的业务调度模型。MapReduce这种编程不仅适用于云计算，在多核和多处理器，cell processor以及异构机群上同样具有良好的性能。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。由于较早地进入了云计算市场，亚马逊和谷歌目前正在领跑该市场。而IBM、微软和VMware紧随其后。以亚马逊为例，从2004年开始，亚马逊陆续推出了简单队列服务、MechanicalTurk等云计算服务雏形。亚马逊云计算部门负责人JeffBarr表示，云计算服务成熟的标志是亚马逊在2006年推出的简单存储服务（S3）和弹性计算云（EC2）。之后，企业数据和服务都已被放在亚马逊的“云端”了。那么“云端”到底在哪里呢？其实就是亚马逊分布在全球的服务器——这些服务器可以在瞬间共同完成租用企业的一个任务。
云计算技术研究 篇6
关键词：云计算；虚拟化；数据中心
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2013) 06-0000-02
1前言
互联网技术的飞速发展，信息量与数据量快速增长，导致计算机的计算能力和数据的存储能力满足不了人们的需求，大大提高了成本费用，在这种情况下，云计算应运而生。云计算将待处理的数据送到互联网上的超级计算机集群中进行计算和处理，把互联网变成一种全新的计算平台，能够在网络上实现按需使用，按量付费的全新模式。自从云计算的概念提出来之后，立刻引起业内各方极大的关注，现在已成为信息领域的研究热点之一。
2云计算概述
随着互联网技术的飞速发展，IT产业的又一次革命正在如火如荼的进行，它是继大型机、个人电脑、互联网之后的第四次IT产业革命。云计算改变了传统信息产业的运作模式，推动着新一代平台、存储、网络、计算和服务模式。在这个新模式中，个人不是从自己的计算机上，也不是从某个指定的服务器上，而是从浩如云海的互联网上，通过各种终端设备获取所需的知识、信息、服务等。这种模式改变了传统以硬件为中心，转变为以软件为中心，继而转向以服务为中心。
云计算革命将大幅提高经济的运行效率，创造新的产业、商业和新兴企业。
云计算已成为IT产业的新热点，但是每个人对云计算的理解各不相同。维基百科的解释是：云计算(Cloud Computing)是一种基于互联网的超级计算方式，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。中国移动研究院院长黄晓庆给出的解释是：云计算是一种利用大规模低成本运算单元通过IP网络连接，以提供各种计算服务的IT技术。
在这种新技术中，提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。这些说法都比较抽象，有个形象的比喻，这就好比是从古老的单台发电机模式转向电厂集中供电的模式，它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像天然气、水、电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。
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。
判断是不是真正云计算的三个标准：（1）用户所需的资源不在客户端而来自网络。（2）服务能力具有分钟级或秒级的伸缩能力。（3）具有较传统模式5倍以上的性能价格比优势。
3虚拟化技术
虚拟相对于真实，虚拟化就是将原来运行在真实环境上的计算机系统或组件运行在虚拟出来的环境中，它是表示计算机资源的抽象方法，是云计算最主要的特点之一。通过虚拟化可以用于访问抽象前资源一致的方法访问抽象后的资源。这种资源的抽象并不受实际地理位置或底层资源的物理配置的限制。虚拟化包含两个特点：动态可扩展和分布式。动态可扩展是指通过动态扩展虚拟化的层次，进而达到对应用进行扩展的目的；分布式是指计算机所使用的物理节点是分布的。虚拟化技术打破了物理结构之间的壁垒，代表着把物理资源变为逻辑可管理资源的必然趋势。
虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。如CPU的虚拟化技术可以把单CPU模拟成多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
虚拟化有三个层次：（1）虚拟化的对象是各种各样的资源。（2）经过虚拟化后的逻辑资源对用户隐藏了必要的细节。（3）用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部分或全部功能。
4数据中心技术及其发展趋势
数据中心是一个新的名词，维基百科给出的定义是“数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置”。谷歌在其发布的《The Datacenter as a Computer》一书中，将数据中心解释为“多功能的建筑物，能容纳多个服务器以及通信设备。这些设备被放置在一起是因为它们具有相同的对环境的要求以及物理安全上的需求，并且这样放置便于维护”，而“并不仅仅是一些服务器的集合”。
随着云计算在我们身边不断普及，数据中心技术也在发生巨大变化，从云计算的大环境下来看，数据中心正在呈现以下几个发展趋势：
4.1资源共享范围的不断扩大。云计算使用的虚拟化技术、分布式计算、效用计算等，扩大了资源共享的范围——通过网络连接可随时、随地访问和存取分布在各个数据中心的物理资源或虚拟资源；它采用效用计算使用的定制、计量、租用的商业模式，既节约了资源，又实现了剩余资源的共享，最大限度地使用了资源，提高了共享的效率。云计算为资源共享带来了革命性的技术，开辟了信息资源共享的新领域，使信息资源共享的内涵、意义、特征等都得到了相应的发展。
4.2安全第一。安全问题一直是IT行业的重要课题，在数据中心这里也是一样，安全第一，不可忽略。
4.3创造新的产业。随着云计算的发展，必然创造新的产业，造就更多的市场机会。如果你跟不上云计算的发展脚步，可能你就失去了市场竞争的机会。
4.4更快、更密、更绿。前几年提到云计算迁移都要几个月时间，现在几十分钟就可以实现迁移，同样的数据中心建设周期更短，实现更快；为了达到用最少的资源去实现最大化的云计算，这样就要求数据中心更密；为了积极响应国家十二五规划提出的绿色节能目标，各行各业都要实现绿色、节能、减排。IT行业也不例外，这就要求我们新建的数据中心要实现绿色，节能。
5结束语
作为一种新型的计算模式，云计算利用高速互联网的传输能力，使数据的处理过程由个人计算机或服务器转到互联网上的计算集群中，给用户带来空前的计算能力。虽然目前的云计算还不能很好地解决所有问题，但是未来一定会有更多的云计算系统被投入使用，云计算自身也会不断地完善，为我们的工作、学习、生活带来更多的便利。
参考文献：
[1]李宝进,云计算,中国教育网络,2008,6.
[2]孙香花,云计算研究现状与发展趋势,计算机测量与控制,2011:19(5).
[3]刘鹏,判断是不是云计算的三条标准,http://ishare.iask.sina.com.cn,2010,5.
[4]孙鑫,面向云环境数据中心的高效资源调度机制研究[D],北京邮电大学,2012.
[5]邓倩妮,陈全,云计算及其关键技术,高性能计算发展与应用,2009,1.
[作者简介]臧华中（1978-），男，江苏沭阳人，三江学院计算机学院教师，研究方向：计算机应用；刘定一（1983-），男，江苏靖江人，三江学院计算机学院教师，研究方向：网络安全。
云计算和云数据管理技术研究 篇7
关键词：云计算,云数据,管理技术
云计算和云数据是提升信息传递和使用质量的重要技术, 因此, 在经济发展对信息资源依赖度较高的背景下, 对云计算和云数据的相关技术进行研究, 能够很大程度上提升我国经济建设水平。
1 云数据管理技术的特点
1.1 云数据可以提升信息存储的质量
云数据在进行管理的过程中, 信息存储的程序较为完善, 因此, 大量的信息数据会通过分布式管理的方式完成储存, 如果信息数据在利用的过程中需要进行快速的提取, 则可以使用存储管理变革的方式对信息的管理方式进行完善。要根据信息数据的保密性特点, 对信息的具体存储位置进行设置, 因此, 操作人员可以很好的利用云数据管理完成对信息具体收集情况的判定[1]。相比于传统的信息收集模式, 云数据的信息收集能够对信息实施多重保护措施的添加, 因此, 云数据的包容性较强。另外, 云数据还具备很强的信息容错功能, 能够在较短的时间内, 对大量错误的信息数据实施区分, 并将信息数据进行错误报告, 以便信息能够提升处理的可靠性。
1.2 提升信息资源处理的效率
分布式处理是云数据处理的主要形式, 因此, 信息资源在处理的过程中, 需要根据信息收集逻辑的状态进行质量的判定, 因此, 信息数据的处理活动需要通过数据收集的方式进行。在信息数据的处理过程中, 各项信息资源可以使用统一的方式进行处置, 因此, 信息资源可以使用数据存储的方式对众多的信息资源进行控制[2]。在信息提取的过程中, 信息资源可以按照存储状态的特点对提取流程进行规划, 因此, 信息资源的处理是提升信息提取效率的重要因素。
2 云计算和云数据的相关技术
2.1 云计算和云数据的GFS技术
GFS技术目前在云计算和云数据领域的应用较为广泛, 此一技术依赖谷歌云计算的相关技术, 对已经掌握的信息资源实施规范化管理, 使相关信息可以实现管理技术的完善。在应用技术的选择过程中, 资源文件可以作为云计算技术的应用基础, 而相关信息资源的存储可以使用存储库的方式进行完善, 因此, 可以针对目前具备的信息系统的专有接口, 对用户信息进行研究, 使系统能够保证用户信息使用的准确。当云数据的使用一方对获取数据的需求进行输出时, 可以针对已经具备的传输逻辑对管理团队的具体管理程序进行研究, 使管理人员能够保证对信息库具备较高水平的控制[3]。要有针对性的对已经完成调查的数据库进行研究, 以便不同种类的数据库可以通过用户的具体请求可以得到满足。在对云数据实施管理的过程中, 可以利用谷歌系统的相关程序进行帮助, 以便管理工作可以对大量的基础性信息数据实施完整的存储, 如果信息系统可以更好的使用数据管理的模式进行大量数据的集中处理, 则需要使用GFS技术进行管理程序的研究, 使云数据的管理工作可以更好的实现应用技术的突破。因此, 要根据云计算的相关技术, 对需要进行使用的技术进行应用方案的规划设计, 使技术的应用更加完整。
2.2 云计算和云数据的big table技术
Big table技术同GFS技术具备一定的相似性, 可以利用谷歌团队开发的其他技术, 对数据管理的有关技术进行研究, 因此, 数据管理技术需要按照谷歌团队的文件资源进行管理系统的研发, 如果能够将数量众多的信息实施集中处理, 则可以利用表格制定的方式, 对相关的谷歌文件进行调取, 使技术的应用获得更多信息资源的支持。要使用制定虚拟表格的方式, 对大量的信息数据实施处理, 以便信息数据可以更好的在相同的范围内进行使用[4]。在云数据在调节过程中, 可以通过数据查询的方式对数据进行处置, 使信息数据的处置具备更高的合理性特点, 要正确的选取文件处理方式, 使具备相似性特点的云数据在处理的过程中能够更加完备。要提升资源分配的合理性, 通过云计算的方式对多种多样的信息数据实施数据处理, 提升云数据的处理效率。在进行云数据管理的过程中, 可以利用数据管理的方法对管理活动的具体特点进行明确, 以便数据的管理能够提升运行质量。
2.3 云计算和云数据的dynamo技术
Dynamo技术是云数据管理领域使用较为频繁的数据, 可以按照云数据的分布式特点, 对已经存在的数据信息实施研究, 使信息数据可以具备足够的分布式特征。可以通过表格制定的方式, 对数据库实施存储结构的设计, 使大量的信息数据能够通过数据库结构的调节实现数据完整性的提高。要利用大量信息数据的完整性特点, 对数据存储的形式进行明确, 以便信息数据的使用可以通过存储形式的改变完成对信息的控制。可以利用多种参数共用的方式进行数据存储方案的设定, 使数据的存储技术可以得到更高水平的提升。要提前对需要使用的信息副本进行设计, 以便信息资源可以在读取的过程中具备更强的针对性。要在信息资源读取完成之后, 对已经解除储存的信息实施集中管理, 以便信息能够在完成收集之后实现存储质量的提高。要在全部的信息资源读取完成之后, 利用写入技术对系统的运行方案进行研究, 使系统可以在读写程序完成之后进行云数据的整合, 以便信息数据可以具备高度相似的特点。
3 结语
云计算和云数据是信息处理的重要技术, 深入的研究云计算和云数据的管理技术, 能够使很多领域的信息处理水平得到大幅度的提高, 因此, 很多领域都已经加强了对数据管理工作的重视, 并将云数据管理作为重要的科研内容。
参考文献
[1]郑晓霞.浅谈云计算和云数据管理技术[J].电子制作, 2014.
[2]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.
[3]刘德永.云计算和云数据管理技术[J].计算机光盘软件与应用, 2013.
云技术 篇8
北京师范大学李玉顺博士实施的中国教育学会“十二五”规划课题“基于Pad的新型教学方法的实验研究”是支撑北京平板电脑教学应用实践的研究课题,在理论与实践的叠代过程中试图探究基于Pad有效应用的新型教学方法和课堂教学模式。该课题与北京以及外省市一线学校进行合作,本校在这一课题中进行了深入参与。自2012年底启动课题研究工作,团队在平板电脑教学学校层面的推进方式、平板电脑教学应用的模式、平板电脑教育教学应用的有效性等方面开展了深度的研究工作。笔者在这一过程中结合美术学科特点对美术课堂学习方式进行了探索和研究。
美术新课标中提出:当代社会的发展对国民的素质提出了新的要求,学习图像传达与交流的方法、形成视觉文化的意识和构建面向21世纪的创造力已成为当代美术课程的基本取向[1]。现代社会需要充分发挥每个人的主体性和创造性,我们在享受创造成果的同时,也在不停创造新的世界。美术课程特别重视对学生个性与创新精神的培养,采取多种途径,帮助学生运用美术的方法,将创意转化为具体成果。智能终端的出现,丰富了传统美术创造的方法和表现形式,能更好地发展学生的综合实践能力和创造性地解决问题的能力;促使学生在新的美术学习方式中适应高速发展的信息技术,发展创造性思维能力和实践能力。
自我校开办云教育技术实验班以来,在美术课堂内外对上述目标理念的新教学方法进行了各种探索和实践。历时一年多,初步形成了基于平板电脑的五种美术课堂学习方式。
基于智能终端的美术课堂学习方式
(一)翻转课堂—— 先学后教、自主学习
翻转课堂是近年来在教育领域受到广泛关注和研究的教学模式。翻转课堂也称“颠倒课堂”,通过对知识传授和知识内化的颠倒安排,改变了传统教学中的师生角色,并对课堂时间的使用进行重新规划,实现对传统教学模式的革新。在翻转课堂中,信息技术和智能终端的介入为学习者构建出个性化协作式的高效学习环境,逐渐形成一种新型的学习文化。
美术学科以对视觉形象的感知、理解和创造为特征,凸显视觉性、具有实践性、追求人文性、强调愉悦性。学科知识点较其他学科(如数学、物理、英语等)来说,更灵活易懂,学习活动多建立在学生已有的生活阅历和审美素养之上,注重学习者的主观感受和亲身体验。就学科特点而言,美术课更适合翻转课堂这种学习模式。
美术学习的翻转课堂,可以依托智能终端,以课前电子书预习、课中进行核心问题研讨的形式来开展。电子书是教师制作的与学习内容相关的集文字、图片、视频、问题、检测等为一体的学习资源包。相对美术教材而言,电子书大大丰富了学习内容,提高学习的深度和广度;学生与电子书一对一的学习方式,充分尊重了学生的个性需要。
【案例1】电子书《龙的传人——中国龙文化》的制作思路及课堂收效
人美版七年级美术13册中第七课《大家动手做条龙》,教材内容偏重制作方法的介绍。作为偏人文的美术课,美术文化内涵体验和审美素养的提高应放在首位;再加之中华民族被称为“龙的传人”,对龙文化的了解对中学生来说有重要的民族意义。在以往的课程设计中,大量的龙文化的学习都是以教师在课堂上结合图片进行讲授的模式为主。由于龙文化的资源丰富,涉及面广,在长时间的讲述中,多数学生易分散精力,未能达到高效的学习预期。借助智能终端,可以将大量的文字、图片、视频等资料制作在电子书中,给学生提供丰富的阅读资料。这些知识素材简单易懂,可以减少课堂学习中的低效讲授环节,让学生在自主学习过程中获取新知,并通过个性思考,产生一些课堂讲授难以出现的思维火花。
通过电子书进行课前预习,在实践中总结归纳了关于教学设计的一些体会。
(1)提出明确的自主学习目标。每个电子书的第一个板块,都设置了“目标导航”,把该节学习的主要内容罗列出来。根据美术学科特点,制定五个学习目标层级:了解与知晓、理解与感悟、鉴赏与评价、实践应用与探究创作,把学习内容和目标做相应的标注,让学生有清晰的学习目标,也适用于教师对学生学习程度的检测,如图1所示。
(2)提供丰富的电子书内容。教师可以通过电子书将大量的文字、图片资料组合在一起,并加入恰当的影音资料,提高学生学习兴趣,开拓学生欣赏视界。教师在制作电子书时也要充分利用网络信息资源,进行海量信息的筛选和组合,形成既有典型性又有教师教学个性的电子资源包。
(3)基于问题解决,培养学生的自主学习能力。电子书的板块设置采用“基于问题解决的学习方式”。根据学习需要,问题可以分为:内容问题——复述学习的主要内容;框架问题——构建知识框架或思维导图;核心问题——本课最重点的知识要点梳理;挑战性问题——提出学习内容的衍生问题,或极具主观体验性的问题,或富有个性的具有美术批判性质的问题。
以《龙的传人——中国龙文化》电子书提供的“学习问题”为例,主要有:1内容问题:你知道有哪些与龙有关的民俗,它们是以什么形式来呈现的?2核心问题:我们可以用到哪些材料?我为什么要选择这种材料?我将用于“龙”的哪个部位?想要达到哪种艺术效果?3衍生问题:你知道“龙生九子”的传说吗?在哪些地方见到过它们?4主观体验问题:龙的起源传说各有不同,你支持哪一个?为什么?
(4)充分发挥学生主动性。围绕电子书学习中提出的各种问题或学生自主创生的问题,展开充分的阐述和讨论,使课堂成为学生有深度情感体验的课堂,有高层次思维活动的课堂。
翻转的课堂改变了传统的教学流程,主张学生课前自主学,课堂中教师因材施教,或开展活动帮助学生掌握和运用在课前学到的新知识与技能,做到了真正的“以学生为中心”,以学定教。翻转课堂的课前自主学习、课中问题解决、课后实践运用提升的方式,可以很好地利用混合学习模式。巧妙地将在线学习与面对面的教学有机地结合起来,将新知识与技能的学习,以及其应用和迁移有机地结合起来了。
(二)网络学习社区—— 多渠道交流,发展批判性思维
互联网时代,人与人之间的交流方式发生了巨大的变化,人们的交流从传统的面对面交流、书信交流方式衍生出了多种可能。即时聊天工具、微博、论坛等都是个人与个人、个人与群体乃至公众之间的多维交流,并且有即时性和记录性的功能。将这些交流方式应用到美术学习中,改变以往“教师高高在上、一言堂”的传统教学模式,是信息时代学习方式的主要途径。
1.建立网络学习社区,形成师生共建的学科学习平台
可以通过学校校园网搭建一个美术学习专区,进行名作赏析推荐,发起美术热点问题讨论,展示学生美术作品等,也可以创建美术学科论坛,在论坛就一个学习主题或兴趣主题各抒己见,畅所欲言,重点在于鼓励学生发展批判性思维,形成个性化认识。由于打破时空和交流方式的限制,这些学习平台能达到以往课堂讨论所不能企及的教学效果,见表1。
【案例2】学科论坛讨论——主题赏析课《格尔尼卡》
《格尔尼卡》是立体主义大师毕加索的旷世杰作,是现代派绘画的典型作品,但画面色彩单一,主体形象抽象丑陋,作品主题复杂而沉重,往往不被社会阅历尚浅的中学生所接受和认可。教师采用以往的讲授模式,多有“灌输”艺术认识之嫌。像这样极具主观欣赏体验和开放性的赏析课,多可应用基于网络的学习平台。
首先,教师发表主题为《格尔尼卡》的讨论帖,展示《格尔尼卡》作品图片,提出问题:请你用一两句话来评论这幅作品。学生用跟帖的方式,用2-3分钟做出简短评论。1这种形式使教师能在短时间内全部掌握学生对作品的初步认识,充分了解学生的审美基础,为接下来的学习制订更有针对性的方案。2能让全班同学在同一时间做统一的事,参与度达100%,并能通过跟帖时间看出学生的反应速度。3通过大屏幕的投射,让学生之间也相互了解。4客观地记录下学生的这一学习过程。
其次,进行其他方式的学习。对该作品和作者进行充分了解之后,教师提出本课有挑战性的核心问题:是什么成就了大师毕加索?再读《格尔尼卡》。学生可以通过小组讨论,发表自己的见解,并通过学习论坛将自己的想法和小组讨论、班级交流的结果记录下来。并将这次的赏析评价和最初印象做比较,师生都能清晰地看到学习的心路历程,体会学习的成就和快乐。
2.开通教学微博,定期发布艺术作品的赏析,表达自己的艺术观点
让学生通过多种渠道获取远远超越教材的学习内容,并鼓励学生进行评论,发表学生的个性化观点。把学习的时空延展到课堂之外。
(三)协作探究——集中展示,培养合作沟通能力
通过智能终端为学生搭建更便捷的自主学习、协作学习、探究学习的平台。根据学习有效性的金字塔图示,马上运用所学的知识去教授别人,学习的有效性能达到80%以上,是最为有效的一种学习方式。按照翻转课堂的观点,培养自主的学习能力,先学再教。这个“教”,既可以是教师的讲授,也可以进行以学生为主体的教学实践,让学生通过自主学习或小组协作学习,整理出知识框架,提出个性观点,形成学习成果,并在课堂上进行展示。
【案例3】协作学习、展示——主题赏析课《格尔尼卡》
在通过学习论坛发表对作品的初步认识之后,教师提出进一步的学习要求:分小组、分主题进行网络搜索,整理出有用的学习资料(图文并茂),制作成简单的PPT或Keynote文件,推选1-2名同学进行全班讲授交流。由于主题分工的明确,学生们可以用15分钟左右完成小组探究并形成成果。接下来,可以用10-15分钟进行班级交流。这样通过小组交流展示,充分了解本课相关的知识点,如:毕加索的生平、《格尔尼卡》的创作背景、作品的内涵、毕加索开创的立体派的艺术特点、作品及作者在艺术史上的地位等。这些内容由学生自主学习之后,交流展示更能体现学生学习的主体性,让学生学得更有效,更主动,更快乐。教师在这样的课堂上需要扮演的是学习过程的导演和课堂上的智者,对学生的学习进行适时的引导、点评、追问、总结、提炼,以升华课堂学习的层次,润物无声地进行审美教学。
(四)体验学习——第三方软件帮助获得即时艺术体验
美术是一门实践性、体验性极强的学科,但由于时间和工具的限制,不是每一种艺术形式和方法都能得到充分的体验。如今科技发展为我们的艺术体验提供了更便捷的可能。很多公司和个人开发了大量的美术软件,通过这些软件,我们在课堂上可以即时体验一种陌生的美术工具的使用和创作方式,并能很快得到接近预期的效果;对比不同的艺术处理方式,达到的不同效果,快速感受各自的特点;学习简单的平面设计、图片处理的技能;记录学习过程和学习成果,让作品的形式多样化。
【案例4】学校校园艺术节期间,布置一项多媒体综合应用作业
“同学们,把你们手中的i Pad都用起来,用拍照片和视频的方式,记录我们的艺术之旅。记录下自己、我们班同学、全校同学的风采。每个人都以第五届艺术节为主要内容,编制一小段内容完整、形式独特的i Movie。艺术节后在课堂上展示。”
运用好现代信息技术,使用好智能终端,极大地丰富了学生的艺术体验,培养了学生综合运用能力。
【案例5】在《焦点透视》一课中,用15分钟进行学生对焦点透视基础知识的自主学习成果展示交流。再走出户外,到校园里观察建筑的透视,并利用i Pad上的绘图软件(My Brushes等)进行简单的手绘透视图,在绘画角度上拍张建筑的照片,进行比较、修改。完成作业后保存为图片形式通过邮件发回给老师。
(五)交流反馈——提高教学实效
运用智能终端的拍摄功能,随时记录学生学习过程的片段;并运用多智能终端的融合,将拍摄的影像即时投射到大屏幕。这个功能在美术课堂上应用广泛并有实效。尤其是在动手实践体验的板块中,用智能终端进行实时的展示,可以解决学生存在的共同问题,可展示优秀实例,给予表扬和激励,提高教学实效,记录教学过程。
以云教育技术为载体的美术创生型学习模式
综上所述的五种美术学习方式的改变,我们可以初步形成“以云教育技术为载体的美术创生型学习模式”。这种新型的学习模式以学习者为中心,构建学生与教师、学生与学生、学生与书籍、学生与网络、学生与生活之间的广泛联系,构成了一张多维的学习网络。这种学习方式基于网络,通过智能终端来实现,旨在培养学生的自主学习能力、批评性思维、创新精神、合作沟通能力。
云技术 篇9
近十几年来,互联网技术迅猛发展。云计算能提供安全、快速、便捷的数据存储和网络服务,使互联网成为每一个用户的数据中心和计算中心,由此则推动用户操控的各种应用平台已从桌面转向了Web。然而,时下各高校出现的教育资源分布不均、维护成本过高、共享实现偏难、更新速度较慢等多种现象,却在相当程度上制约着高校的进一步转型发展。综上研究可知,“云计算”的出现将能够解决高校目前的现存弊端,并且能够快速高效地管理其中各项事务,提高工作效率,降低软硬件资源成本,因而对高校的整体格局构建发挥着强大的基础性优化支持作用,但与之相伴而生的安全问题却已然成为高校云计算成功拓展应用的核心焦点研究项目。具体来说就是,用户的信息存放在云端,可能会遭遇蓄意窃取、恶意攻击、非法利用等事件困扰,从而成为黑客及其它匿名组织的攻击目标,并且其手段繁多,难以预测。基于此,为了保障高校云平台安全稳定运行,对加强云计算安全技术策略则有待进一步研究探讨。本文即对此展开如下分析论述。
1 云安全
1.1 云安全的概念
“云安全( Cloud Security) ”是继“云计算”、“云存储”之后出现的“云”技术的重要应用,具体是指基于云计算商业模式应用的安全软件、用户、硬件、机构、安全云平台的总称。云安全技术是网络化信息时代信息安全的最新体现,是云计算技术、网格技术、P2P技术等分布式计算技术混合发展和自然演化的结果,其中融合了网格计算、未知病毒行为判断、并行处理等新兴技术和概念。目前很多用户将云安全理解为一种完全崭新的安全模式,也有用户将其理解为对传统安全体系的一种升级。从目前云计算的发展来看,云计算中用户数据的安全、用户隐私信息的保护问题、数据的异地存储以及云计算平台的稳定性等诸多安全和云计算监管方面的问题,直接关系到了云计算业务被用户采选接受的效果程度,进而成为了影响云计算业务发展的最重要因素。
1.2 云安全技术
“云安全”技术就是能够有效地阻止当今网络威胁入侵的一种安全技术。该技术采用“云计算”的数据处理机制,在云端生成风险数据库,对互联网上数据的风险程度进行动态评估,当用户访问互联网信息时,安全子系统会自动查询云端数据库,阻止高风险信息侵入网络。其核心理念是,借助遍布全球的零延误的威胁信息汇总服务器,在安全威胁到达网络终端之前就对其进行拦截,也就是所谓的零接触、零感染的防护。实现云安全有6 大核心技术[1]。在此,则给出如下概括描述:
1) 行为关联分析技术。确定其是否属于恶意行为,可以通过行为分析相关性技术把威胁活动综合联系起来。
2) 文件信誉服务。可以检查位于服务器、端点或网关处的每个文件的信誉,执行检查的依据包括已知的恶性文件清单和良性文件清单。
3) 自动反馈机制。这是云安全的另一个重要组件,即以双向更新流方式在威胁研究中心和技术人员之间实现不间断通信。通过检查每单客户的路由信誉来确定各种新型威胁。
4) Web信誉服务。借助于全信誉数据库,云安全按照恶意软件行为来研讨分析所发现的可疑活动迹象、网站页面和历史位置变化等因素,以此来最佳确定信誉分数,进而追踪网友的可信度。同时,还将通过该技术继续扫描网站并阻止用户访问被感染的网站。
5) 白名单技术。作为核心技术之一,白名单与黑名单的区别仅在于规模不同。现在白名单主要被用于降低误报率。
6) 威胁信息汇总。
2 云计算安全的现状
云安全的概念最早始创于国外,后来则是由我国的瑞星提出了云安全计划。云安全中的终端防护技术和数据保护技术都是云安全制约云计算发展的主要问题,特别是终端用户信息安全管理是云安全所面临的重大挑战之一。因此,推进云安全的研究,不仅对云计算的发展,而且对整个信息技术产业的发展都将延伸和开拓更大的有益和有为价值空间[2]。
目前,对云计算研究和部署的组织有27 家之多,主要包括DMTF( 分布式管理工作组) ,CSA( 云计算安全联盟) ,ETSI( 欧洲电信标准化协会) ,OGF( 开放网格计算论坛) ,ENISA( 欧洲网络和信息安全研究所) ,OASIS( 结构信息标准化促进组织) ,TM Forum( TM论坛) ,SNIA( 存储网络行业协会) ,IETF( 互联网工程任务组) ,OMG( 对象管理组织) ,ISACA( 国际信息系统审计协会) ,OCC( 开放云计算联盟) ,ITU( 国际电信联盟) 以及微软,IBM这样的ICT巨头公司。具体到云计算安全方面问题的研究,则主要是以CSA和ENISA以及微软等为首的组织和公司正在积极开展和实施云计算安全方面的研究部署。目前,在云计算安全方面,CSA分析了所面临的7 个基本的典型安全问题。现给出探讨分析如下。
1) 对云的不良使用问题。对任何一个持有有效信用卡的人都能注册并立即使用该云服务。原因是Iaa S供应商对登记程序的管理未臻于严格。并通过这种不良的滥用,使网络犯罪分子可以适时发动网络攻击或者发送恶意软件[3]。
2) 共享技术的问题。Iaa S厂商的研发技术运用在基础设施中,并不能在多用户架构中提供安全而强大的隔离能力。
3) 不安全的API。云服务的安全性和执行能力主要取决于API的安全性,用户就是通过API来管理和交互相关服务。
4) 数据丢失或泄漏。降低数据泄漏的风险,实施强有力的API访问控制,并对传输过程的数据进行加密。
5) 恶意的内部人员。缺乏对云供应商具体程序和流程认知,其内部人员的恶意风险就会加剧。
6) 未知的风险。查证何人在共享用户的基础设施,尽快获取网络入侵日志和重定向企图中的相关信息。了解用户所使用的安全配置,内容包括: 软件版本、安全做法、代码更新、漏洞简介、入侵企图和安全设计。
7) 账户或服务劫持。如果攻击者控制了用户账户的证书,将窃听用户的活动、交易,并将数据转换为伪造的信息,从而将账户引导至非法的网站[4]。
3 云计算的安全性分析
云计算的服务可分为3 层,即Iaa S( 基础设施即服务) 、Paa S( 平台即服务) 、Saa S( 软件即服务) ,而每层服务都有其自身的安全问题。下面逐一对其安全进行分析。
3.1 Iaa S的安全
Iaa S提供给消费者的服务是对所有设施的利用,包括存储、网络、处理和其它计算资源,且客户能够部署和决策运行任意软件,包括操作系统和一些应用程序。客户无需管理或者控制云计算中的任何基础设施,但是能够控制操作系统的选择、储存空间等,也可能在一定权限内控制网络组件。
由于服务商提供的基础设施是共享的,对于该系统的使用者而言,例如内存、CPU、存储空间等硬件资源并不是完全隔离的,这就可能存在着安全漏洞。当一个攻击者进入其中时,服务器的其他资源甚至是全部资源都可能向攻击者来提供开放,使得某些客户机操作系统也能够获得基础平台系统级的访问权限。
私有云和公共云因其实现Iaa S方式的各有不同,安全问题也存在差别。对私有云而言,企业可以自主制定完全可控的安全方案。对于公共云中的Iaa S,用户即使自行创建了虚拟机并运行服务,却并不能控制底层的计算、网络和存储基础架构。无论哪种情形发生,安全问题都有可能会出现以下情况: 基础架构的强化、数据使用的监视、数据泄露的防护、认证和授权、事件响应和取证、端到端的加密等[5]。
3.2 Paa S的安全
Paa S可将客户使用的开发语言和工具、应用程序部署到服务商的云计算基础设施。客户不需要管理或控制底层的云基础设施,包括网络、操作系统、服务器、存储等,但客户却能控制部署的应用程序,另外也可以配置运行应用程序的托管环境。
在Paa S中,每个实例都有自己的用户级权限,而且这些实例都概莫能外地共享着一个配备了通用策略的权限框架。正是这种共享方式就可能带来安全问题。没有一种标准的方法可以获取补丁程序版本、执行漏洞评估、收集系统服务器记录档案等,客户只负责部署应用程序与资料,但却无法确定其基础设施是否安全。
3.3 Saa S的安全
对于Saa S而言,用户可通过客户端访问服务商使用各种设备运行在云计算基础设施上的应用程序。因为Saa S软件是通过互联网交付使用的,其互联网特性使得数据安全问题显得尤为突出。首先,用户使用Saa S软件所生成的商业数据,会在浏览器客户端和服务器端进行传输,如何确保该数据在传输过程中的安全性需要严密关注和细致考虑。其次,Saa S服务商用以存储数据的服务器在面对来自网络黑客的攻击时,其抵抗能力将受到严峻考验。另外,服务商必须保证客户的数据不会被未经授权的第三方攻击与截获[6]。
4 云计算安全参考模型
从专业安全人士和网络技术的视角来看,云计算服务的构架可被分解,和映射到一个可控、安全、风险评估和管理的构架以及由诸多补偿模型所组成的符合标准的模型当中。云计算构架模型之间的关系与联系是云计算安全技术的关键所在。软件即服务Saa S、基础设施即服务Iaa S和平台即服务Paa S三者之间的相互关系如图1 所示。
Saa S位于最底层端,且直接面对用户,通常是独立的运行环境,交付用户体验和提交管理能力。Iaa S则包括了机房物理设备等诸多实体配件在内的全部基础设施资源; Paa S是构建在Iaa S上层的整合集成着数据库、应用开发、消息和队列、中间件能力的一个应用平台,可为设计者在平台上开发应用,平台可为其提供编程语言、开发工具以及相应开发环境。
5 高校云服务中安全相关技术分析
由于云计算服务的厂商日益增多,各个厂商陆续推出了各自有代表性的云安全技术。云安全技术也日趋完备成熟,并在多个方面取得了可观进展,现对其关键研究内容给出如下综述。
5.1 基础设施的安全
基础设施的安全是云计算安全的基础。在云计算中主要为上层服务提供安全的基础保障,基础设备安全由硬件及软件共同设计实现,能够对各种入侵实施防御,并进行有效隔离,同时对数据生成备份冗余,也可对各种灾害设定防护,从而在网络安全中提供了有效入侵检测及防御的功能。在基础设施安全中,云计算的服务商与客户之间的信任边界可能随时发生变化,因此相应研发了云计算保护、数据加密、数据残留等多种技术手段[7]。具体分析如下。
1) 数据加密技术。在高校云计算平台中,为保证数据的完整性、有效性和机密性,则需对数据进行加密。目前数据加密的算法已有多种,为此应选择具有优质性能的加密算法。在云计算中,可使用切分与数据加密进行配合使用。
2 ) 访问控制及身份认证。这是云安全领域中的一个重要问题[8]。用户可通过访问控制及身份认证保护存储于云端的数据的安全性、完整性和私密性。访问控制主要是建立在用户认证的基础上,来维护数据信息的私密性,身份认证则能够保证用户的数据信息和资源等不被他人和提供商滥用。
3) 数据隔离技术。在高校云平台中,采用数据隔离技术能够保证对每一个用户其各项数据的有效隐私及可靠安全性。而在数据隔离中选用沙箱技术,对用户程序则是透明的,而且这是一种虚拟技术。进一步地,该技术能够将不良行为限制在沙箱中,并将不可信的程序权限进行设定,如此即对其它的程序不至于造成破坏,从而达到数据隔离的目的。
4) 数据备份与还原。无论数据存储在哪里,都有丢失的风险,对用户来说,数据的备份与还原非常重要。所以,加强完善高校云平台的容灾备份方案,保证在数据丢失时能够快速有效地恢复数据,提高系统的健壮性。
5) 数据隐私保护。由于云端存放着用户的数据,便造成了针对敏感数据的隐私保护问题。关于数据隐私保护问题,已然提出多种相关方案,比如airavat系统、隐私管理器、基于匿名的数据搜索引擎技术等。数据隐私保护问题,不论是由法律制度还是用户信任角度出发,都是需要关注的重点内容[9]。
6) 数据残留。数据存放在云端中,数据残留会对敏感的数据造成一定泄露,为避免非法重建或者数据恢复,在存储空间完成分配前则需进行多次擦除。
5.2 高校云计算平台管理安全
对于高校云计算平台来说,管理的作用不可或缺。为了保证数据的安全性及服务的连续性,建立必要的安全审计系统,并制定相关的安全管理制度则至关重要。
5.3 虚拟安全技术
虚拟技术是实现高校云计算平台安全运行的核心关键内容分支。通过虚拟技术,能够保证服务商对客户提供安全可靠的隔离,同时执行虚拟环境的自动化部署,也就是在虚拟机间分配了CPU、存储、内存等系统资源,因此提高其稳定性则是虚拟化安全的重点问题。在虚拟化安全中具体包括: 虚拟机的安全管理、防火墙、监视、隔离等[10]。
5.4 数据监控系统
高校云计算平台是高校重要的数据中心,为保证云计算平台能够健康、稳定的运行,开发一套功能较为完善的监控系统,可以实现对故障的及时发现、并妥善解决,而且完成对资源的优化分配。高校云计算平台监控的设计组成部分主要有: 虚拟机、网络、物理服务器、应用系统等。
5.5 可信云计算
目前,可信云计算已成为云计算研究的热点,将可信计算技术融入云计算环境,以可信赖方式提供云服务已成为云安全研究领域的一大热点,能够解决云计算中的安全问题。通过修改用户的虚拟机来强化虚拟机间的隔离,并将可信云计算技术与虚拟化技术相结合,由此达到保证数据的机密性及完整性。
6 结束语
随着云计算技术的快速发展和高端广泛应用,云计算将会面临更多的安全风险。建立安全而可靠的高校云计算平台,是高校信息化发展的基础性技术问题。这一研究能优化资源分配,节约成本,提高运作水平,而且对于实现高校信息间资源共享等均具有积极探索的高度重要现实意义。但是,高校云计算安全却面临着巨大的安全技术挑战,为解决高校云计算安全的诸多问题,则需要研究学界的共同努力和参与,来完善解决云计算安全问题的可行性实施方案,从而推动云计算的高效、高速发展。
摘要：随着云计算技术的逐渐成熟,云计算的安全问题越来越被重视。首先介绍云安全及相关概念,分析云计算安全研究现状,然后对云计算的安全性进行分析,并给出了云计算安全参考模型,最后对高校云安全的相关技术进行研究探讨。
关键词：云计算,云安全,安全技术
参考文献
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[8]林兆骥,付雄,王汝传,等.云计算安全关键问题研究[J].信息化研究,2011,37(2):1-4.
[9]张建勋,古志民,郑超.云计算研究进展综述[J].计算机应用研究,2010,27(2):429-433.
浅谈云计算和云数据管理技术 篇10
关键词：云计算,云数据管理,应用
1 云计算的概念
1.1 工作原理
云计算是一种借着现代信息技术发展而发展起来的一种全新的计算机技术,云计算机无需借助远程服务器就能够将整个运算过程进行有效合理的分布在计算机上,借以实现优化企业运算效率的目的,云计算机的出现使得企业和个人能够根据自身的需求合理选择自己需要的功能,因此云计算机能够对网络资源进行优化,不仅节约使用成本,还能方便个人和企业的选择,所以云计算是现代社会的一项十分重要的新技术。
1.2 体系结构
云计算的体系结构十分复杂和庞大,云计算的整个工作过程是借助“云”形成一个庞大的计算机辅助工作网络,这个网络借由虚拟技术的支持,实现不同服务器之间的串联,然后对这些服务器资源进行整合,然后依据用户需求和选择进行合理分配,为用户提供一个庞大的服务器集群,从而满足用户的计算需求和存储需求,云计算的整个体系结构主要包括:用户、服务项目、管理系统和服务器集群四个主要部分。
1.3 云计算的特点
云计算系统采用的主要是虚拟现实技术,也就是说云计算的工作过程并不是物理状态真实运行的,因此不受硬件质量的影响,因此对于资源利用上要超过传统服务器,同时因为是虚拟机技术,对于应用软件开发的需求也大大降低,整个计算和存储数据过程较之原有的单纯服务器模式有了十分明显的优化,同时对于数据安全也有了一个明确的保障,不会因为单一服务器的物理损坏而造成数据丢失。云计算还能将软件技术和硬件技术两者分割,从而整合计算机资源。
2 云数据管理技术
2.1云数据管理的数据特点
云数据管理就是对于一个海量的数据进行处理和分析,因此云数据管理一个最主要的特点就是海量性,随着互联网的发展和现代多媒体通信技术的不断进步,人们生活中对于计算机等信息采集产品的应用也越来越广泛,因此整个计算机数据量呈现一个爆炸性增长的趋势,云数据管理就需要能够满足对海量的信息进行处理和分析的最基本需求;异构性和非确定性是云数据管理的另外一个主要特点,由于不同设备采样取得的数据千差万别,就算采样的信息内容一样,格式和传播方式也不一样,因此云数据管理本身也具有一个不确定性和不固定性。
2.2 GFS技术
GFS技术是云数据管理的一个主要技术手段,它的全称是Google file system也叫Google文件系统,能够为谷歌云计算提供海量的存储支持,同时借由奇特辅助系统来满足云计算需求,在GFS技术中,文件是以一个库文件的形式存在,GFS为用户提供了专用的程序访问接口,通过这个程序接口用户能够直接读取和调研整个库文件提供一个便捷快速有效的途径,而Master作为GFS的管理节点,逻辑上只存在一个,它负责整个GFS文件系统的管理工作,对整个库文件进行统筹管理。
2.3 BigTable 技术
BigTable是Google新提出来的一种建立在GFS技术之上的一种分布式数据库,BigTable实际上就是一个放大了的表格,它将整个云数据的所有数据都作为对象建立一个巨大的表格,规模巨大,BigTable是一种全新的系统,它存在的主要目的就是为了能够有效管理结构化的数据。用户读取数据时候系统会自动根据服务器负载情况进行合理分配系统资源,从而降低整个服务器的负载,让资源进行有效合理的利用。
3 云计算数据管理技术分析
3.1数据组织管理
云计算数据管理采用的是分布式存储技术,这种技术能够满足大型企业的需求,具有一定的容错功能,为企业用户提供一个坚实可靠的数据存储支持,同时数据管理采用的分部管理技术能够有针对性的应对数据的非确定性和海量性等特点,处理过程简单高效,而且不会出现错误,还具有能对用户人为因素产生的错误进行分析并整理提示的效果。
3.2数据并行处理和分析
用户采用云数据管理的最主要目的是对数据进行存储和分析处理,云计算的数据管理能够对数据进行分析归纳整理,随时根据用户的需求,按照不同的搜索搜索引擎和关键词进行归纳,用户完全能够只提供一定的关键词就能够从大量的数据库文件中查找到自己需求的数据,大大的简化了人们日常的工作量,而企业只需要有固定的人员定期对数据库资料进行更新和维护就能够满足企业的运营需求,简化工作程序,降低了运营成本。
3.3云数据管理展望
云计算和云数据管理是一种全新的计算机技术,在现代社会的高速发展中迎来了一些新的机遇,但是随着云计算的应用范围越来越广泛,从公有领域跨向私人领域,因此在云数据管理方面也会有一些新的考验,比方说数据安全性以及数据透明度等问题,因此云计算和云数据管理在有着极大发展前景的同时还有着很多技术问题需要解决,因此云计算和云数据管理需要不断发展自身技术水平,满足市场竞争需求。
4 结束语
云存储技术理论研究 篇11
关键词：云存储；技术；数据
中图分类号：TP333
云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念。全球网络存储工业协会（SNIA）的给出的云存储定义是：网络提供可配置的虚拟化存储和相关的数据服务。云存储的内涵是存储虚拟化和存储自动化。本论文研究了云存储的模型、前提技术、优势和现有的缺点并作以简单叙述。
1 实现云存储的技术前提和理论基础
1.1 宽带网络的发展。云存储是通过网络将用户的数据存放到第三方数据公司的云端上，并通过网络对自己的数据进行管理和访问。这也就意味着云存储需要依靠宽带网络技术的发展和大容量数据的传输，使得云存储将会演变为一个多区域分布的庞大公用系统。
1.2 WEB2.0技术。网络信息的传播方式经历了从WEB1.0时代到WEB2.0时代，从最开始的强调“获取”和“下载”到强调“创造”、“上传”、“分享”和“互动”，从人们只能被动的接受互联网上的资源到人们能够充分参与到资源的创造和分享中。这种WEB技术的发展在当下的时代被赋予了云的各种标签，这使得用户可以通过移动终端、PC等多种多媒体设备，实现自有数据的集中存储和共享，使得云存储所提供的服务更加的灵活多样。
1.3 数据编码技术。云存储中常用的几种编码技术：加密编码，可以保证所存储的数据的保密性、完整性；压缩编码，在不丢失信息的前提下缩减数据量来减少所占的空间，提高传输、存储、和处理效率，这对于大数据量的云存储系统的性能有重要作用；冗余编码，能够检测和纠正数据在传输中发生的错误，调高云存储的容错性。
1.4 分布式文件系统。分布式文件系统（Distributed File System，DFS）是指文件系统管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上，而是通过计算机网络与节点相连。由于互联网应用不断发展，本地文件系统由于单个节点本省的局限性，已经很难满足海量数据的存储，成为存储系统的瓶颈。因此，借助分布式文件系统把负载转移到多个节点上，它不但提高了系统的可靠性、可用性、和存储效率，还易于扩展。
1.5 存储虚拟化技术。存储虚拟化技术主要指通过在物理存储系统和服务器之间增加一个虚拟层，使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，实现从物理存储到逻辑存储的转变。使用这种技术可以解决云存储中的存储设备数量庞大并且分布在不同地域上，由于不同厂商、批次、型号设备之间的异构问题，包括兼容性、扩展性、可靠性、容错容灾等方面问题[1]。
2 CDMI标准简介
SNIA（Storage Networking Industry Association）于2010年4月12日推出首个云存储标准——CDMI（Cloud Data Management Interface）。CDMI是指应用程序可以通过对云存储数据对象进行创建、查询、更新和删除等操作的一种功能服务接口。CDMI标准提供了存储即服务，这也使得存储厂家依照这个标准来提供相关服务。此标准不仅提供了访问云存储和管理云存储数据的方式，还支持块和文件存储客户端的访问，能够提供管理账号、账单信息和安全访问等功能[1]。
3 云存储框架模型
云存储至今并没有一个权威的定义，但是业界对其达成了一个初步共识，云存储不仅是存储技术或存储设备，更是一种服务。它是由网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端等多个部分组成的，通过分布式、虚拟化、智能配置等技术，实现海量、低成本、低功耗、可弹性扩展的共享存储资源[2]。
云存储的结构大体上可以自下向上分为四层，包括存储层、管理调度层、应用接口层和访问层4层。
3.1 存储层。存储层实施存储设备中虚拟化管理、存储设备状态监控、多链路冗余管理、存储设备更新与升级、故障维护等相关功能。存储层在云存儲结构模型中的最底层，是云存储基础的构成部分，由种类繁多的存储设备组成。在这一层中，处在不同区域的、数量巨大的存储设备经由网络通道连接，组成存储池。
3.2 基础管理层。基础管理层在存储层的上方，是云存储的关键部分，发挥了统筹管理的功能。一般状况下，这一层是云存储中最难实现的地方。该层通过网格存储技术和网络存储技术，完成了每个存储设备间的相互协调作业，以此对外给出统一服务，得以完成数据控制和数据访问等功能。本层加密技术确保了云存储系统中全部数据不被攻击者篡改，容灾备份得以确数据不丢失。
3.3 应用接口层。应用接口层处在第三层，是架构模型中最灵活的部分。应用接口层的特点是每个运营商都可按照实际的需求，为解决不同业务的需求而开发各自的应用服务接口，并提供应用服务。
3.4 访问层。访问层处在结构模型最顶层，是与使用者最相近的。每一个经过授权的使用者都可使用标准的接口使用云存储服务。访问层的构建通常是以实用化、便捷化为原则。由于云存储服务商的不同，面向用户的业务类型也不同，访问层的访问类型与访问手段也会不同。
4.云存储技术的优势以及目前存在的问题
4.1 云存储技术优势。云存储是将数据放到一个虚拟化的服务器或是存储设备上，同时会有多个映像副本会被放置在不同的虚拟化服务器或是存储设备上，一旦主数据因所在硬件损坏而丢失，系统会立即将存放于另一服务器和存储设备上的映像副本数据作为主数据，来提供服务。
首先，节约成本可以表现在以下几个方面：（1）使用者只需分期租用服务，不需要花费巨额资金投入到存储设备，这样可以有效降低使用成本以及风险。（2）云存储服务供给商可以放弃专业而价格高昂的存储设备转向采用价格低廉的存储设备提供服务，这样可以有效的节约了成本投入。
其次，按需分配，扩展性强。使用者根据自己的需求，向系统申请所需要的存储空间，随着数据业务的增长，所需要的存储空间更大时，也可以很轻松地扩大容量，提高存储效率。
再次，效率高。（1）系统维护和升级时，不会导致服务中止。这是由于云存储系统会将旧设备上的文件动态迁移到其他的存储设备上，在旧的设备升级结束后，再将文件重新迁移回来，在此期间系统照样提供服务。（2）服务商运用优化的数据管理等方法，将服务器内资源启动优化，提供高效的I/O服务。
4.2 云存储目前所存在的问题。云存储在不断走向成熟，使得更多的厂商愿意花时间和精力投入到云存储的研究和开发中，不断地去提升服务，但同时背后也存在着一些问题，这些问题无论是厂商还是用户都不能忽略，其中最重要的还是安全性问题，其次节能、绿色使用也应该考虑在其中。
云存储将用户的数据从本地迁移到云端，并同过网络上的存储单元来调集存储，这可以提高存储的空间利用率，但同时也引出了以安全问题，用户可以浏览自己的数据文件，但对于一份已经在云端的数据，其存储管理人员极有可能对上传的数据进行浏览，从而带来了一定的隐患，用户是无法控制管理人员的阅读权限[3]。
参考文献：
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[2]王伟，柯尊友.云存储的进化：云存储解决方案[J].中兴通讯技术，2012（08）：18-19.
[3]黄晓云.基于HDFS的云存储服务系统研究[D].大连海事大学，2010：3-5.
作者简介：李昆阳，信息工程学院1221班，研究方向：计算机科学与技术。
云计算技术研究 篇12
关键词：云,云计算,模式
云计算时下可谓风靡一时, 关于云计算的发展问题已经成为各方关注的热点问题, 对云计算的争议也有很多, 到底什么是云计算呢?
一、云计算概述
(一) 云计算的定义。
所谓云计算, 从广义上讲, 它是一种动态的易扩展的且通常是通过互联网提供虚拟化的资源计算方式。从狭义上讲, 它是指IT基础设施的交付和使用模式, 通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源 (硬件、平台、软件) 。提供资源的网络被称为"云"。著名的微软亚洲研究院院长、SGI公司副总裁兼总经理李开复打了一个形象的比喻:钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下, 后来有了钱庄, 很安全, 不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱, 甚至通过ATM, 或者国外的渠道。就像用电不需要家家装备发电机, 直接从电力公司购买一样。"云计算"带来的就是这样一种变革--由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心, 用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问, 把"云"做为资料存储以及应用服务的中心。
(二) 云计算的原理
云计算 (Cloud Computing) 是分布式处理 (Distributed Computing) 、并行处理 (Parallel Computing) 和网格计算 (Grid Computing) 的发展, 或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
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。
(三) 云计算的分类
1. 按照服务类型分类
(1) 基础设施云 (Infrastructure Cloud) 。这种云为用户提供的是底层的、接近于直接操作硬件资源的服务接口。通过调用这些接口, 用户可以直接获得计算和存储能力, 而且非常自由灵活, 几乎不受逻辑上的限制。 (2) 平台云 (Platform Cloud) 。这种云为用户提供一个托管平台, 用户可以将他们所开发和运营的应用托管到云平台中。但是, 这个应用的开发和部署必须遵守该平台特定的规则和限制, 如语言、编程框架、数据存储模型等。 (3) 应用云 (Application Cloud) 。这种云为用户提供可以为其直接所用的应用, 这些应用一般是基于浏览器的, 针对某一项特定的功能。应用云最容易被用户使用, 因为它们都是开发完成的软件, 只需要进行一些定制就可以交付。但是, 它们也是灵活性最低的, 因为一种应用云只针对一种特定的功能, 无法提供其他功能的应用。
2. 按照服务方式分类
(1) 公有云。公有云是由若干企业和用户共享使用的云环境。在公有云中, 用户所需的服务由一个独立的、第三方云提供商提供。该云提供商也同时为其他用户服务, 这些用户共享这个云提供商所拥有的资源。 (2) 私有云。私有云是由某个企业独立构建和使用的云环境。私有云是指为企业或组织所专有的云计算环境。 (3) 混合云。指公有云与私有云的混合。
二、云计算模式基本架构
通过对现有的云计算系统进行深入剖析, 云计算主要分为如下三个类别的服务:把软件当作服务 (Software as a Service, 简称Saa S) 、把平台当作服务 (Platform as a Service, 简称Paa S) 以及把基础设施当作服务 (Infrastructure as a Service, 简称Iaa S) 。
(一) 应用层。它是面向用户提供简单的软件应用服务以及用户交互接口等, 这一层称为软件即服务, 即Saa S。 (二) 平台层。在基础设施之上的平台层可以认为是整个云计算系统的核心层, 主要包括并行程序设计和开发环境、结构化海量数据的分布式存储管理系统、海量数据分布式文件系统以及实现云计算的其他系统管理工具, 如云计算的系统中资源的部署、分配、监控管理、安全管理、分布式并发控制等。平台层主要为应用程序开发者设计, 开发者不用担心应用运行时所需要的资源, 平台层提供应用程序运行及维护所需要的一切平台资源。平台即服务称之为Paa S。 (三) 基础设施层。主要包括计算资源和存储资源, 整个基础设施也可以作为一种服务向用户提供, 即Iaa S。 (四) 三种模式之间的关系。它们之间的关系主要可以从两个角度进行分析:其一是用户体验角度, 从这个角度而言, 它们之间关系是独立的, 因为它们面对不同类型的用户。其二是技术角度, 从这个角度而言, 它们并不是简单的继承关系 (Saa S基于Paa S, 而Paa S基于Iaa S) , 因为首先Saa S可以是基于Paa S或者直接部署于Iaa S之上, 其次Paa S可以构建于Iaa S之上, 也可以直接构建在物理资源之上。
三、云计算存在的问题
尽管云计算模式具有许多优点, 但是也存在的一些问题, 如数据隐私问题、安全问题、软件许可证问题、网络传输问题等。
·数据隐私问题:如何保证存放在云服务提供商的数据隐私, 不被非法利用, 不仅需要技术的改进, 也需要法律的进一步完善。·数据安全性:有些数据是企业的商业机密, 数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。·用户使用习惯:如何改变用户的使用习惯, 使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。·网络传输问题:云计算服务依赖网络, 目前网速低且不稳定, 使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。
四、结束语。
云计算现在处于一个初级的阶段, 还需要人们的深入了解, 但它将改变整个网络化服务架构和用户对网上资源的使用方式, 引领未来网络服务的发展方向。相信在不久的将来, 云计算技术一定会更加完善, 云计算必将得到更大的发展。
参考文献
[1]王鹏.走进云计算[M].北京:人民邮电出版社, 2009.
[2]张为民, 唐剑峰.云计算:深刻改变未来[M].北京:科学出版社, 2009, 12.
[3]米勒.云计算[M].姜进磊.北京:机械工业出版社, 2009.