基于云计算(共12篇)
基于云计算 篇1
0 引言
云计算是由企业界开始发展, 然后才进入学术界引起重视的, 这与网格计算相反。经过对迄今为止的云计算相关学术论文进行统计分析后, 显示学术界对于云计算的研究主要集中在云技术关键技术方面。云计算研究的关键技术包括虚拟机、安全管理、数据管理、云监测、能耗管理和计算模型等。云计算的计算模型是研究如何针对某类应用特点提出效率更高的编程方式, 目前云计算模型众多, 而Hadoop是一个开源的分布式系统基本架构, 正日益成为具有较强实用性的开发平台, 淘宝就是国内率先使用Hadoop的公司之一。
1 云计算关键技术
1.1 虚拟机
虚拟机是云计算的关键技术之一。目前在云计算中使用的主要虚拟机之一就是VMware Infrastructure。它是一个虚拟数据中心操作系统, 可以将离散的硬件资源统一起来以创建共享平台。其优点有: (1) 整合服务器以降低IT成本; (2) 暗哨计划内和计划外停机以改进业务连续性; (3) 运行较少的服务器并且动态关闭不使用的服务器。
1.2 安全管理
云计算是计算机资源的整合, 通过云计算设施中的任何一台计算机, 任何隐私信息都能够被找到。云计算安全问题已经成为急需解决的重要问题。其中, Siani Persion等提出了在云计算服务设计过程中保护用户隐私的一些设计原则: (1) 发送尽量少的个人信息到云中, 或者对系统进行分析后只对一小部分个人信息进行必要的收集和采集; (2) 采用安全措施防止未授权的访问、复制、使用或者修改个人信息来保护云中的个人信息; (3) 最大限度地实现用户控制。在云计算环境中, 让用户完全控制个人信息是比较困难的。要加强对个人信息的控制:一可以允许用户控制最重要的个人信息;二可以委托信任的第三方来管理; (4) 允许用户对个人信息的使用进行选择, 即加入、退出机制; (5) 明确以及限制数据使用的目的。个人信息必须被身份明确的人使用和处理; (6) 有反馈机制。即设计人及界面清楚地表明云服务中采取的安全措施, 用其向用户提供安全提示。
1.3 数据管理
云计算具有计算能力可变、数据储存在不信任的主机上、数据是远程复制等3个特点。从这3个特点分析而出, 只有两种数据管理应用程序可能适合部署到云计算中:一是和事务处理相关的数据管理系统;另一种是和分析相关的数据管理系统。前者未采用共享的体系结构, 在进行远程数据复制时很难满足ACID的需求, 同时在不信任的主机上存储数据也有比较大的风险。ACID要求对于基于分析的数据管理系统来说不是必须的, 同时可以保证敏感数据在分析之外, 从而保证其安全。因此, 基于分析的数据管理系统应该很合适部署到云计算环境中去。
1.4 云监测和能耗管理
云监测是随着云计算的推广、云设施不断增加、为了更好地体现云计算的强大计算处理能力而设置的对虚拟机监控的能力;能耗管理是如何节省云设施中计算设施所需要的能源、有效整合资源、降低成本。
1.5 云计算的计算模型
现行的分布式计算系统可以提供强大的计算能力, 但非专业用户并不能有效地利用, 一个庞大的任务很可能由于初学者的偶然操作导致性能的大幅下降。为了解决这些问题, 应该提供给用户一个高度抽象的产品系统, 这些就是云计算的计算模型。提到云计算模型, 就不得不说一个开源框架, 那就是Hadoop。
Hadoop是一个分布式系统基本架构, 由Apache开发, 使用户在不了解分布式底层细节的情况下, 开发分布式程序。简单点说, Hadoop是一个可以更容易开发和运行处理大规模数据的软件平台。
Hadoop实现了一个分布式文件系统 (Hadoop Distributed File System) , 简称HDFS。HDFS有着高容错性的特点, 并且设计用来部署在低廉的硬件上。而且它提供高传输率来访问应用程序的数据, 适合那些有着超大数据集的应用程序。HDFS放宽了POSIX标准的要求, 这样可以流的形式访问文件系统中的数据。
Hadoop采用Master/Slave结构 (如图1) , 会有一台Master, 主要负责Name Node的工作以及Job Tracker的工作, JobTracker的主要职责就是启动、跟踪和调度各个Slave的任务执行。还会有多台Slave, 每一台Slave通常具有Data Node的功能并负责Task Tracker的工作。Task Tracker根据应用要求来结合本地数据执行Map任务以及Reduce任务。
2 Windows下使用Hadoop实例的研究
2.1 Windows下使用Hadoop的环境配置:
(1) 安装Hadoop前, 首先需要安装Cygwin
Cygwin是一个在Windows平台上运行的Unix模拟环境, 提供了shell支持。安装中需要选中Net category中的openssh, 如图2所示。
(2) 配置Windows系统变量
新建系统变量CYGWIN, 变量值为ntsec tty编辑系统变量里的Path变量, 加入C:cygwinbin
(3) 安装Java, 即安装jdk, 配置JAVA环境变量。
2.2 单机模式
(1) 启动Cygwin, 解压缩Hadoop安装包, 例如Hapoop安装包位于e:下, 则解压命令为$tar-zxvf/cygdrive/e/hadoop-0.19.2.tar.gz。
解压默认目录在C:cygwinhomeuser文件夹下。
(2) 编辑C:cygwinhomeAdministratorhadoop-0.19.2conf里的hadoop-env.sh, 将JAVA_HOME变量设置成JDK安装目录, 如果路径中有空格, 需要把Program Files改成Progra~1。如图3。
(3) 配置完后即可运行Word Count实例。
在C:cygwinhomeAdministratorhadoop-0.19.2下创建一个输入目录input, 新建2个本文文件:
txt1.txt:yangshenyuan hello world hello hadooop
txt2.txt:yangshenyuan bye hadoop
然后运行实例, 并将结果输出到output目录下:
$bin/hadoop jar hadoop-0.19.2-examples.jar wordcount in put output
执行结果如图4所示:
2.3 伪分布模式
(1) 编辑文件conf/hadoop-site.xml
(2) 安装配置SSH
启动cygwin, 执行命令:$ssh-host-config。
当询问"Should privilege separation be used"时, 输入no;当询问"Do you want to install sshd as a service?"选yes;当提示"Enter the value of CYGWIN for the daemon:[ntsec]"时, 选择ntsec。
提示sshd服务已经在本地系统安装完毕。输入命令$net start sshd, 启动SSH, 或者在Windows服务项里启动CYGWIN sshd。
然后执行$ssh-keygen来生成密钥对, 然后一直回车键确定。这样会把生产的密钥对保存在.ssh目录下。使用命令将RSA公钥加入到公钥授权文件authorized_keys中:
最后执行$ssh localhost, 就可以实现无需密码的SSH连接。
(3) Hadoop运行
运行World Count实例。在本地文件系统上建立input目录, 放入若干文件并复制到HDFS的目录下, 在重命名为in, 并运行:
out为数据处理完成后输出目录, 默认在Hadoop根目录下。任务执行完, 用以下命令查看分布式文件系统上数据处理的结果:
(4) 停止Hadoop进程, 命令如下:
2.4 完全分布式模式
完全分布式模式步骤有以下几步:
(1) 修改所有机器的C:WINDOWSsystem32driversetchos ts文件, 加入各机器的IP地址及对应的主机名
(2) 在所有机器上配置相同的帐号grid
(3) 在所有的机器上进行SSH配置
执行$ssh-keygen生产密钥对并保存:
在grid1上执行以下代码:
再分别进入grid2和grid3的.ssh目录, 更改authorized_keys文件的权限, 命令如下:
(4) 所有机器上配置Hadoop
编辑conf/master, 修改master的主机名, 每个主机名一行, 在这里就是grid1。编辑conf/slaves, 加入所有slaves主机名, 即grid2和grid3。把hadoop复制到其他主机。命令如下:
访问http://grid1:50070可以查看Name Note以及整个分布式文件系统的状态, 访问http://grid1:50060可以查看Task Tracker的运行状态。
运行完数据处理, 查看结果和关闭Hadoop的操作和伪分布模式相同。
3 结束语
虽然Hadoop支持Windows, 但官网上同时声明Hadoop尚未在Windows下严格测试, 建议只作为开发平台。
而且, 格式化Hadoop文件系统是Hadoop启动的第一步, 每次格式化前, 要清空$HADOOP_HOMEtmp目录下的所有文件, 因为Hadoop格式化时会重新建立Name Note ID, 而tmp里还包含上次格式化留下的信息。格式化虽然清空了Name Note的数据, 但是保留了Date Note的数据, 这样会导致启动失败。
另外, 在{HADOOP_HOME}logs目录下, Name Node、Data N ode、Secondary Name Node、Job Tracker、Tasktracker各有一个日志文件, 当出现故障时, 分析这些文件也许会有帮助。
参考文献
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[3][美]怀特.Hadoop权威指南 (中文版) [M].周傲英, 曾大聃, 译.北京:清华大学出版社, 2010.
[4]PENG LIU, YAO SHI, FRANCIS C M.Lau, Cho Li Wang, San Li, Grid demo proposal:AntiSpamgird[J].IEEE International Confer-ence on Cluster Computing, Hong Kong, 2003 (12) .
[5]Hadoop技术论坛[EB/OL].http://www.bbs.hadoopor.com/2010-08-05.
基于云计算 篇2
创新是时代的主题,知识产权的质量和规模,以及知识产权运用和管理能力,已成为衡量一个国家经济和创新实力的指标.对于知识产权服务发展现状不容乐观.对于企业而言,缺乏“一站式”服务模式,问题解决效率不高;供需渠道不畅,寻找符合企业需求的服务机构所付出的搜索成本高;缺乏专业的人才来处理企业知识产权事务;信息产品不够丰富和个性化,获取企业所需的知识产权信息存在困难等.另外,对于知识产权服务商而言,行业缺乏统一的规范和标准,从业机构鱼龙混杂,无序竞争;对接用户需求的渠道不畅,难以进行准确的市场定位,进行差异化经营;缺乏可靠、稳定、低成本的专业数据来源,难以保证专利信息服务的质量;缺乏专利分析、专利管理等软件工具支撑,难以有效拓展业务,开展服务的人力成本过高等.
针对我国知识产权服务的发展现状,底,国家知识产权局同意重庆设立“国家云计算知识产权(重庆)试验区”,并且,重庆在全球首次提出的“专利云”建设,开始正式从构想进入实践阶段.在实施过程中,充分借鉴国内外知名电子商务平台的成功建设及运作经验,整合国际国内专利数据资源和服务资源,围绕重庆市知识产权服务业发展,构建一个在国际上有影响力的综合性知识产权服务平台.
1总体架构
重庆市专利云建设在充分调研国内外知识产权服务业现状的基础上,有效整合全球知识产权数据资源和服务资源;打造知识产权服务业生态,形成完整的知识产权服务产业链;专利云建设遵循先进实用、可靠安全、成熟开放、而向业务需求的基本原则,采用云计算技术和开放体系架构,集成相应硬件设备和中间件,整合全球专利数据资源和知识产权服务资源,支持应用软件研发,探索创新商业模式.专利云支持基础架构模块与业务模块,支持专利云业务的快速上线和专利云资源的.弹性分配,满足专利云的按需服务要求,保证专利数据和服务安全可靠,从而实现供需对接和多种服务于一体的专业化、一站式知识产权服务平台.
专利云系统建设采用云计算技术,建设1个云平台和3个应用系统(专利公共服务云、专利托管服务云、专利商务交易云).通过该系统建设,将有效整合全球专利资源和服务资源,实现智能检索、数据挖掘、交易转化、维权投诉、在线培训等知识产权按需定制服务.平台建设遵循而向业务需求的基本原则,基于云计算的设计理念,实现专利云数据中心基础架构模块与业务模块,实现专利云业务的快速上线和专利云资源的弹性分配,实现专利云业务的全服务化,实现专利云服务的定制化和弹性化,实现专利云服务的按需使用、按使用付费,保证专利云服务的质量和持续稳定性,保证专利数据、专利服务的安全性、可靠性.
2专利云基础平台建设
专利云平台IaaS层规划设计采用:服务器整合、集中管理和灵活IT的原则.
为了满足专利云平台的建设需求,IaaS平台需能够管理所有的物理计算、存储、网络资源;可以使用各种虚拟化软件,包括KVM, XEN, VMWARE,Hyper-V, PowerVM等;支持大部分的SAN存储系统;能够提供丰富统一的API接口,方便进行二次开发,或者和其他系统进行集成;支持和PaaS, SaaS平台进行集成;支持大规模部署;支持快速扩展从10台服务器扩展到1000台服务器.
专利云数据中心现采用曙光自主研发的Cloudview云管理平台和XEN虚拟技术,能满足一般用户对于虚拟资源的要求,但是考虑到专利云平台后期应用研发和可扩展性的需求,拟重新搭载虚拟云构架,并使用当前广泛使用并认可的OpenStack项目作为专利云IaaS的基础构架体系.
3专利云基础软件建设
PaaS是指将软件研发的平台作为一种服务,以SaaS模式提供给用户.企业级PaaS需要提供企业进行定制化研发的中间件平台,同时涵盖数据库和应用服务器等,实现应用系统和中间件资源池的解祸.
专利云基础软件建设以知识产权双向数据挖掘技术和专利原始数据元为基础,分别为TRS(Text Retrieval System)数据挖掘系统和SQL/BI实时数据仓库提供数据信息,并在此基础上进行OLAP(联机分析处理)、程序开发中间件框架和Web应用开发平台,最终为应用提供操作系统服务、数据库服务、应用软件中间件服务和应用服务器及存储.
3.1专利云应用中间件
为了有效支撑SaaS层各个云应用的研发,提供统一的访问接口,需要设计实现一系列专利云应用中间件,为上层应用测试、部署、测试提供支撑,主要用于专利数据检索、文件管理、用户管理及认证、操作日志等.应用中间件提供标准API,为公共服务云、托管云、商务云、第三方应用等应用系统研发提供支持.
专利数据检索中间件,提供对专利数据(存放在数据服务器上)进行统一检索,建立统一专利数据元数据标准,支持专利申请号、申请日、公开号、公开日、名称、摘要、分类号、申请人、发明人等元数据内容的精确检索和模糊检索,支持全文内容的关键字检索,支持条件检索和表达式检索等.
文件管理中间件,对海量存储进行统一管理,各虚拟机以挂载的方式访问底层海量存储环境,支持各类型文件的读写操作,并引入锁机制,防止同时写操作.
用户管理及认证中间件,提供专利云平台的统一用户系统和认证系统,支持用户添加、删除、信息修改操作,支持用户分组、用户权限设置,采用OpenID技术支持门户系统及各个子应用的统一认证操作等.
日志管理中间件,提供统一接口,记录管理用户访问、操作的日志情况,并支持多维度分析用户行为.
3.2专利云平台第三方应用开放平台
专利云平台包括专利公共服务、专利托管、商务交易等三大系统,以及其他由第三方开发的专利应用,为了有效支持各个应用系统的统一部署、运营,需要建设一个集应用托管、自动部署、负载均衡、动态调度等功能于一体的第三方应用开放平台.
第三方应用开放平台以专利云应用中间件为基础设计一套系统接口设计标准规范,API等,对Tomcat,JBoss, Weblogic, Websphere, Apache等多种中间件容器提供支持,并且满足以下需求:
①提供定义应用需求的接口.用户可以方便地定义满足应用功能需求所需的组件,同时可以定义应用的非功能性需求,例如可用性,服务水平等.
②提供基于应用需求快速构建应用运行环境的能力.能将应用需求映射为物理的IT资源和基础设施的具体配置和拓扑结构,并进行快速部署.
基于云计算 篇3
关键词:云计算 数字图书馆 资源整合 云服务模式
中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0063-02
随着互联网的发展和信息技术的不断创新,云计算成为当前研究的热点问题,而云服务也随着云计算出现在人们的生活、工作和学习的各个领域。云计算在高校图书馆的应用越来越广泛,为数字图书馆改变服务对象、服务内容和服务方式带来新的更有力的技术支撑,同时极大地促进了服务水平的提升。
该文在研究目前云环境下高校图书馆服务模式的基础上,提出一种新的高校数字图书馆云服务模式。该模式解决了传统图书馆存在的内容重复、形式单一化、个性化服务差、资源共建共享程度低、馆藏资源冗余、成本效益低、售后服务不完善、安全性差等问题[1-2],同时提升了高校图书馆的管理和服务能力,资源利用率和服务效率得到较大提升,用户与系统的互动方式得以改善,图书馆的运维成本缩减了。这种新的高校数字图书馆云服务模式更有利于高校的发展,也极大地推动了为信息时代下高校数字图书馆服务模式的创新。
1 云计算概述
云计算是一种新兴的商业计算模式,将分布在不同地理位置上的大量计算机连接在一起提供一种按需付费的服务方式,包括计算力、存储空间和各种软件服务。它是分布式计算、并行计算、网格计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展与融合的产物。由云计算的概念不难看出其具有以下特点:以网络为中心、超大规模、虚拟化、高可靠性、高扩展性、通用性、按需服务、动态配置资源、资源透明化和高性价比等[3]。云计算将大量的虚拟资源整合起来进行统一管理和调度,进而为用户提供统一的按需付费的服务,使得传统的服务得到了提升与创新,同时能够更好地满足不同用户的需求。
2 高校数字图书馆云服务概述
传统的高校图书馆存在较多问题,服务模式已不能满足用户的需求,对这种旧服务模式进行创新是目前亟待解决的一个重要问题。高校数字图书馆云服务是指将云计算作为基础设施,所有资源都外包给“云”,图书馆通过云服务的方式向读者提供馆藏资源[4]。图书馆云服务解决了信息资源共建共享问题,实现了更大程度的信息资源整合和共享,提高了系统运行效率,从而使得高校图书馆的服务水平得到提高,与此同时师生获取这种服务的方式也更加快捷方便。图书馆的这种云服务模式在未来图书馆的发展进程中是必然的趋势。
3 高校数字图书馆云服务模式的构建
3.1 数字图书馆云服务平台架构
基于云计算的数字图书馆云服务可根据用户的实际需求收取一定的费用,并且对分散的资源进行整合,资源搜索能力也得到较大提高,达到成本低、效益高的服务理念,也满足了用户对数字图书馆的服务需求。鉴于目前高校师生对图书馆的服务需求,云环境下高校数字图书馆云服务主要有3种模式[5]:基础设施云服务(IaaS)、平台云服务(PaaS)和软件云服务(SaaS)。
3.2 基于用户需求的云服务模式
基于现有的3种云服务模式来构建符合信息时代下高校图书馆实际运行需求的数字化图书馆云服务模式。这种模式的服务平台通过跨平台技术对各个图书馆的设备集群和集成数据加以应用,对高校图书馆资源进行深入整合,并将整合后的云资源放到云服务平台来向用户提供服务。用户登录平台后即可根据自己的需求随时随地检索所需的图书信息,该模式在减少图书馆建设成本和压力的同时也很大程度上提高了服务质量,满足了不同用户的不同需求。
3.2.1 信息资源整合程度高
基于用户需求的高校数字图书馆云服务模式能够将分布在不同地理位置上的各个高校图书馆的信息资源和服务整合为一个整体,这里的信息资源整合是根据一定的需求通过各种技术手段将不同来源和不同协议的信息资源进行融合,实现信息资源的无缝连接。整合的具体内容包括系统整合、技术整合、协议整合、数据库整合和检索方式整合等。整合后的信息资源是一个跨平台、跨数据库和跨内容的信息资源库,信息资源类型和范围较之前更加广泛,具有集成检索功能,查询速度更快,且使用非常灵活[6]。
3.2.2 多层次服务
由于云本身具有安全性,基于用户需求的云服务模式的服务平台的安全性得以保证。高校图书馆在保证云服务安全的基础上就应当为用户提供更多的信息服务,这就要求图书馆将用户的访问记录实时、准确地进行记录并加以整理和分析,从而为用户的使用提供动态数据。这里的动态数据是多层次的,不仅包括面向读者的服务,还包括面向图书馆管理员的服务。
3.2.3 智能化服务
为了实现对云图书馆数据的管理,缩短网络数据的传输、响应和处理时间等需求必须加强云图书馆的智能化管理建设,在有条件的前提下还可以将物联网技术引入到高校数字图书馆的建设中,更大程度上提供云图书馆建设所需的技术支持,从而实现智能化云图书馆的建设。
3.2.4 一体化服务
在满足用户需求的同时,图书馆的服务模式也在不断地发展和完善。在云环境下,图书馆应在充分了解用户的内在需求后,利用已有平台为用户提供个性化的服务。随着云图书馆服务模式的发展,一体化的信息服务方式成为信息服务发展趋势,一体化的信息服务方式使得用户能够进行统一认证、检索和结算,提高了图书馆信息资源的利用率[7]。
4 结语
将云计算应用到高校图书馆建设中为用户提供云服务是高校图书馆发展的趋势,也是图书馆服务模式的变革,对传统图书馆服务模式进行了转变,是服务模式的创新,实践表明很大程度上解决了传统图书馆所面临的问题。基于云计算的高校数字图书馆云服务模式实现了高校图书馆资源和服务的共享与集成,为用户提供了更高质量的信息服务。尽管如此,数字图书馆云服务的研究在实践中不是很完善,还存在一些问题,如采取何种措施来有效解决网络安全问题等,发展前景还很大,为今后的研究提供了一个方向。
参考文献
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[4]李丽娟.基于云计算的图书馆云服务模式研究[J].软件,2014,35(3):174-175.
[5]刘鹏.云服务[M].北京:电子工业出版社,2010.
[6]王长全,艾雰.云计算环境下的数字图书馆信息资源整合与服务模式创新[J].图书馆工作与研究,2011(179):48-51.
基于云计算 篇4
云计算是近年来互联网领域的热点名词,除了企业界和学者们,在军事上美国、日本等国家已经开始从国家战略的层面关注和推动云计算的应用。云计算“基于网络,将存储于计算集中整合,信息处理资源共享”的应用模式运用于军事领域,必然会对军队信息化建设带来深刻的影响与变革。
1 云计算定义及体系结构
1.1 云计算定义
云计算在现今仍是“显示度顶峰期”的新兴技术,仍是一个进化中的范式,对于它的定义的讨论也十分热烈。维基百科将云计算定义为:一种能够将动态收缩的虚拟化资源通过互联网服务的方式提供给用户的计算模式,用户不需要指导如何管理哪些支持云计算的基础设施。美国国家标准与技术研究院(NIST)的专家通过综合来自工业界和政府各方的意见,一共提出15个版本的云计算定义,最新一版关于云计算的定义发布在NIST网站上,解释为:云计算是通过网络便利地分享一池可按需组配的计算资源的一种计算范式。计算资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务等等。这些资源能被快速配置和投递,需要的管理工作很少,与服务供应商的交互也不多,这种云范式强力推动可获得性,可以把它理解为一种新型的共享基础构架的方法。
云计算范式具有五个基本特征:按需自主服务、宽带网络访问、资源池、快速伸缩性、可计量的服务。三种服务模式:软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)、基础设施即服务(IaaS)。四种部署模式和方法:私有云、社区云、公共云、混合云。
1.2 云计算体系结构
云计算平台是一个强大的“云”网络,连接了大量并发的网络计算和服务,可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力,将各自的资源通过云计算平台结合起来,提供超级计算和存储能力。云计算的主要思路是对网络资源虚拟化构成资源池,进行统一调度和管理,为用户提供基础设施、平台和应用服务。其体系结构主要包括:云用户端、服务目录、管理系统和部署工具、监控、服务器集群等。云用户端提供云用户请求服务的交互界面,云用户通过Web浏览器注册、登陆,选择和定制服务列表,管理系统和部署工具提供管理和服务,监控系统监控和计量云系统资源的使用情况,虚拟或物理服务器负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务等,用户可通过云用户端从列表中选择所需服务,其请求通过管理系统调度相应的资源,并通过部署工具分发请求、配置Web应用。云计算体系结构如图1所示。
2 美军云计算应用
外军专家研究指出,云计算构架尤其是其在军事网络中的广泛应用,可极大地提高军队基于信息系统的体系作战能力。作为多种信息技术发源地的美国,率先将云计算技术部署在军队实际应用中。美国国防部、陆海空等都有相应的云计算应用计划,可见美军高度关注云计算,将其作为确立技术优势和确立信息优势,满足对网络中心作战的长远需求的重要技术支撑。
2.1 美国国防信息系统局(DISA)云计算应用
2008年7月,DISA与惠普公司达成协议,确定由惠普公司为其提供计算服务,根据协议惠普为DISA的快速存取计算环境基础设施提供一整套软件,建立快速获取所需工具和服务的软件开发环境Forge.mil。DISA称基于网络的云计算模式可以让美国军事人员在24小时内配置和使用DISA网络上的服务器。2010年6月DISA表示,研发的部分云计算工具已应用于美军护航控制系统、卫星控制和小型指挥控制系统。
2.2 美空军PSDT项目
空军人力服务交付转型(PSDT)项目是通过使用基于云计算的CRM系统来改善人力资源管理工作,包括知识管理、事件追踪、联络中心跟踪、用户调查工具等,实现“软件即服务”。
2.3 国防情报局的云计算应用
国防情报局运用云计算技术,确定了一种存储云、数据云、计算云的分层方法,实现向动态执行任务人员传送来自无人机的全动感流视频图像或卫星图像等大型文件。
3 构建军事“信息云”
3.1 军事“信息云”构建基本原则
构建军事“信息云”,就是应用海量数据分布式存储、分布式大规模数据管理、虚拟化和云编程等云计算关键技术、建设数据中心等硬件基础设施体系,开发军事训练、演练任务相关的应用服务等软件体系,依托内部网络等,向军内用户端提供云计算服务,军内用户通过接入内部网络使用“信息云”提供的服务。
(1)顶层设计、总体规划信息云网络拓扑结构
信息云网络拓扑结构的设计应当着眼长远、可持续发展,并保护先期投资。首先应当明确采用“扁平”的简单网络结构尽量减少中间为宜;其次是具有足够的线路带宽,以保证信息传输的实时性;再者是为网络提供尽可能多的IP路由,以为保证网络的鲁棒性及其生存能力。采用PorLand新型网络拓扑结构,可以避免传统树型网络可靠性低、可扩展性差等问题。PorLand借鉴了Fat-Tree拓扑的思想,可以由5k2/4个计算节点。PorLand由边缘层、汇聚层、核心层构成。其中边缘层和汇聚层可分解为若干Pod,每一个Pod含k台交换机,分属边界和汇聚层(每层k/2台交换机)。Pod内部以完全二分图的结构相连。边缘层交换及连接计算节点,每个Pod可连接k2/4个计算节点。汇聚层交换机连接核心层交换机,每个Pod连接k2/4台核心层交换机。基于PorLand,可以保证任意两点之间有多条通路,计算节点在任何时刻两两之间可无阻塞通信,从而满足云计算数据中心高可靠性、高宽带的需求。
(2)注重IPQOS技术应用,保证IP网络的服务质量
在业务发展和网络转型的驱动下,分组传送网PTN是近期发展的分组传送网技术,是一种基于分组的多种业务传送平台,能融合多种业务的接入和传送,核心是IP/MPLS技术。PTN能够很好处理IP和以太网等分组信号,将业务节点和传送节点相结合,继承了SDH系统的许多优点,即2层/2.5层交换+OAM功能。IP是基于分组交换、统计时分复用与存储转发、无连接的网络技术。IP网络在带宽受限的情况下只提供尽力而为的服务,服务质量QOS难以保证。而内部网络是实时性和可靠性要求很高的网络,网络的传输带宽、误码性能指标、传输时延、时延抖动和传输可靠性等QOS参数必须得到保证。因此要研究宽带IP网络及其QOS技术的应用,构建高质量的宽带IP网络。
(3)DDN向多业务传送平台(MSTP)升级
DDN网络以其优越的QOS性能,在内部网络还将长期存在一段时间,对于DDN网络的升级改造可以考虑向多业务传送平台过度,这样可以既可以保护先期投资,又兼顾技术发展。首先是因为MSTP的底层是基于SDH的宽带传输网络,而内部网络的SDH传输网已有相当规模,MSTP不仅可以保护SDH传输网络先期投次,还可以简化网络连接的中间环节和网络结构;其次是内部网络DDN已有相当规模,由DDN向MSTP过渡可以保护DDN的先期投资;第三是MSTP支持更多种的物理接口,MSTP在支持TDM传输的基础上,还内嵌了IP、ATM、VPN、RPR等传输功能,因此是多业务传送平台;第四是MSTP具备较好的QOS保障能力。
3.2 军事“信息云”总体构想
军事“信息云”总体设计构想分为四层,如图2所示。
基础设施层主要通过虚拟化技术,将基础硬件设备进行融合,提供出各类资源池,用以对于用户提供服务和为平台提供支撑。
平台层主要将基础设施层提供的计算、存储等各类资源池进行整合和管理,并结合资源使用,提供相应的用户管理、任务管理、资源管理、安全管理等。
软件层主要由各单位根据自身需求,开发相关专用软件,通过“信息云”提供给关联单位及对口业务部门。
用户层主要是各类需求的用户,采用浏览器或移动终端等设备接入内部网络,即可通过“信息云”得到相应服务。
4 军事“信息云”应用展望
4.1 高效仿真服务
仿真技术在当前军事训练演练中有着广泛用途,各单位都积极开展仿真工作,建设各自的仿真环境和基础设施,但还不能实现交换和共享,资源利用率低。而云的强大计算能力和虚拟化按需调配资源的高度灵活性,非常适用于大规模协作计算,因而能为各种力度的军事仿真提供可行途径。可以开发一个类似美国DMSO的建模与仿真机构,统一部署到军事“信息云”内,依托内部网络提供给各试验任务单位。基于云计算的云仿真系统体系结构如图3所示。
4.2 信息安全服务
由于信息储存在云端,而不是存储于本地,可以根据需要随时随地的通过网络获取,一般不需要使用移动存储介质,在充分资源共享的同时,可以有效提高信息安全管理。在军事“信息云”模式下,可以通过用户身份认证机制,严格制定登陆权限,实现信息出口安全。
4.3 现代化装备管理服务
将云计算与物联网相结合,通过给各类重要试验、训练设备嵌入物联芯片,把装备信息用云计算的大规模数据存储和管理技术进行存储和管理,利用云计算技术构建和完善指挥关系和指挥链路,使其提供PaaS,实现与武器平台的铰链。以云服务的方式提供服务,能够提高装备管理的自动化程度和便捷程度。
5 军事“信息云”实施展望
首先与国内具有云计算能力的企业合作,建设军事“信息云”平台基础设施硬件体系,可以先期建设一个小型云计算试验平台,探索军事“信息云”计算应用的内容和使用方式等问题。
其次依托军内科研机构,开发军事“信息云”应用软件体系,主要以大规模试验训练仿真、结合物联网改进装备管理为突破口,在此基础上实现“信息云”应用的全面铺开。利用云计算技术建设固定和机动信息栅格网络,使其提供IaaS。固定和机动信息栅格网将成为军事信息基础设施,为一体化平台等各类应用系统提供信息传输,业务承载和信息服务,实现信息资源高度共享、试验资源实时交换等。
第三是由于“信息云”集中存储数量巨大的信息,需要依靠冗余保证数据安全,要对其进行安全管理及科学部署,至少选择2至3个云部署地。
6 结束语
“云计算”是近几年出现的一系列共享信息化基础构架的理念、方法的集成,云计算平台已成为信息管理的主流载体,其所蕴含的技术变革和创新模式必定深刻影响军队信息化建设。研究军队信息管理云平台的设计与实现,提出有针对性地构建军事“信息云”的设计思路和实现方法,对推动军队信息化建设具有一定的应用价值。
参考文献
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基于云计算 篇5
1、前言
毫无疑问,21世纪代,已经是不折不扣的信息时代,或者也可以称之为数据时代。随着计算机的发展,网络的快速普及,尤其是移动互联网在近年来的蓬勃发展,数据量、信息量无时无刻不在海量增长着。目前,面对海量的信息,找出自己真正感兴趣的内容已经成为用户最为头疼的事情,数据挖掘已经成为当前最为热门的技术领域。近年来,云计算成为广受关注的技术领域,也使得数据挖掘平台有了新的发展方向,构建新一代的数据挖掘平台来应对数据的日趋复杂庞大成为可能。云计算实为传统计算机技术与网络技术融合的产物。云计算并非简单的计算,它是新型计算方式、数据存储方式、备份方式、网络资源分配方式的综合体,是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式。传统的数据挖掘技术是建立在数据库之上的,是通过对已收集数据信息的计算,找出隐藏在不同数据中的相关信息。传统的数据挖掘技术需要在海量数据的基础上进行大量的数据访问与统计计算,在对数据进行挖掘的过程中需要消耗及占用大量的计算以及存储资源,面对规模不断增长的海量数据,需要消耗及占用大量计算及存储资源的传统数据挖掘技术显得越来越力不从心,难以胜任。而云计算独特的计算模式,为海量数据的挖掘提供了一种新的解决方案。
2、云计算与数据挖掘
2.1云计算。云计算是基于互联网的一种商业计算模式,对于云计算的定义,目前并没有一个统一的说法,现阶段广为人接受的是美国国家标准与技术研究院对云计算所做出的定义,即:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。从云计算的定义我们可以知道,云计算拥有可配置的、大型的计算资源共享池,这种资源共享池包括了网络、服务器、存储器、应用软件以及服务。那也就是说,云计算就是对计算资源共享池的一种资源分配技术或服务,它的特点是可以快速提供这些计算资源,可以减少客户的管理工作。云计算将计算任务分布在了由大量计算机或服务器构成的共享资源池上,大大提高了资源的有效利用,使计算处理能力以及存储能力等得到了提高,并且具有更好的扩展性。云计算具有虚拟化的特点,用户不再受到地理位置以及终端设备的限制,只要接入互联网,即可获取所请求的应用服务,也就是说,用户只需要拥有一台可以接入互联网的终端设备,即可获利所需要的各种应用服务;云计算拥有通用性的特点,云平台可以构造出千万种应用,用户没有应用限制,在同一个云平台即可运行不同的应用;云计算具有超大规模以及高扩展性的特点,对于云计算来说,云的规模扩展不会影响用户应用服务的质量,而目前,云计算的规模已经发展出了超大型,如谷歌的云计算已经拥有了上百万台的服务器;云计算拥有高可靠性以及经济性好的特点,多副本容错、多计算节点同构可互换等技术确保了服务的高可靠性,而云计算采用廉价的节点构成云,自动化集中式管理相较于企业传统的数据中心管理成本来说,经济性能十分优越。
2.2数据挖掘。数据挖掘是数据库知识发现中的一个步骤,数据挖掘又被称为数据采矿,顾名思义,数据挖掘就是在已有的海量数据中通过特定的算法来挖掘、发现有用信息或知识的过程。数据挖掘是为了解决需求的问题,也是为了解决数据管理的问题。数据挖掘对于信息产业界来说,是产生价值的关键环节,只有将数据转冯波换成具有应用价值的.信息或是知识,才能具有实在商业价值。传统的数据挖掘技术是建立在数据库的基础之上的,需要数据库系统提供有效的存储、索引和查询处理支持,而高性能的计算技术是对海量数据进行处理的关键支撑,在处理效率方面具有重要影响。随着互联网规模的不断扩大以及移动互联网的兴趣,数据规模呈现更快的增长速度,而对于数据挖掘的需求也日益增多,这使得传统的数据挖掘技术暴露出一些问题,首先是数据挖掘效率的问题,传统的基于数据库的数据挖掘技术在面对如今海量数据的增长规模已经很难高效的完成计算分析任务;其次,面对海量数据规模的增长,传统的数据挖掘技术需要更高的软硬件成本的支持,这种成本的支撑面对数据量的大规模增长是长期性的;第三,传统的基于数据系统的数据挖掘技术平台架构,已经无法为挖掘算法能力的提升提供更多支持,算法受限于系统架构影响了数据挖掘技术的发展。
3、基于云计算的数据挖掘关键技术
云计算的出现为数据挖掘技术的发展提供了新的方向,数据挖掘技术基于云计算可以发展出新的模式,就具体的实现来说,其中几个关键技术的发展至关重要。
3.1云计算技术。分布式计算是云计算平台的关键技术,是目前应对海量数据挖掘任务,提高数据挖掘效率的有效手段之一。分布式计算包含分布式存储和并行计算两方面内容,分布式存储有效解决了海量数据的存储问题,实现了数据存储高容错、高安全、高性能等关键功能。目前,谷歌提出的分布式文件系统理论是业界流行的分布式文件系统的基础,谷歌文件系统(GFS)就是为了解决其海量数据的存储、搜索与分析等问题而研发的,其它如Hadoop分布式文件系统(HDFS)、Kosmos文件系统(KFs)是基于Goolgle分布式文件系统理论进行研发的开源系统。分布式并行计算框架是高效完成数据挖掘计算任务的关键。目前流行的一些分布式并行计算框架都对分布式计算的一些技术细节进行了封装,这样用户只需要考虑任务间的逻辑关系,而不用再过多的关注这些技术细节,不仅大大提高了研发的效率,而且还可以有效的降低系统维护的成本。典型的分布式并行计算框架如谷歌提出的MapReduce并行计算框架、Pregel迭代处理计算框架等。目前业界开源的云计算平台Hadoop平台,包含HDFS和MapReduce,为海量数据挖掘平台提供完备的云计算平台支撑平台。
3.2数据汇集调度技术。数据汇集调度技术需要实现的是对接入云计算平台的不同类型数据的汇集与调度。数据汇集与调度需要支持不同格式的源数据,还要提供多种数据同步方式。解决不同数据的规约问题是数据汇集调度技术的任务,技术解决方案需要考虑对网络上不同系统生成的数据格式的支持,如联机事务处理系统(0LTP)数据、联机分析处理系统(0LAP)数据、各种日志数据、爬虫数据等,如此才能实现数据的挖掘与分析。
3.3服务调度和服务管理技术。为了能够让不同的业务系统使用本计算平台,平台必须要提供服务调度和服务管理功能。服务调度根据服务的优先级以及服务和资源的匹配情况等进行调度,解决服务的并行互斥、隔离等,保证数据挖掘平台的云服务是安全、可靠的,并根据服务管控进行调度控制。服务管理实现统一的服务注册、服务暴露等功能,不仅支持本地服务能力的暴露,也支持第三方数据挖掘能力的接入,很好地扩展数据挖掘平台的服务能力。
基于云计算的智慧校园应用研究 篇6
【关键词】云计算 智慧校园 实施方案
【中图分类号】 G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2014)02C-0190-03
云计算是一种商业模式,它通过多个服务器来实现计算任务的分配,从而达到分时共享计算资源和存储资源的目的。作为计算模型之中最能体现互联精神的方案,云计算在计算模式、计算能力、计算成本等几个方面的优势改变了人们的学习、工作和生活。随着物联网、云计算等概念的应用普及,特别是IBM倡导的“智慧地球”“智慧城市”的理念,使“智慧地球”这一概念得到高度关注。我国很多城市也将“智慧城市”建设作为提升城市综合竞争力的一个重要目标,而“智慧校园”作为“智慧城市”一个非常重要的部分,更是推动着教育信息化的跨越式发展。所以如何推进“智慧校园”的普及应用是摆在众多教育者面前的一个重要课题。
云计算技术如果能应用在智慧校园,将对学校的教育科学研究以及校园网技术的发展产生深远的影响,对校园网很长时间以来难以解决的维护和安全问题提供可行的解决方案,促进信息技术在校园的科学、合理应用。智慧校园是数字化校园的高端形态,它包含的是互联、协同以及智能的理念,同时在一个方便快捷、安全高效、绿色节能的发展目标引导下,借助基础信息数据库、应用程序以及云计算服务支持平台,使用户数据存储和应用程序都运行在“云”即互联网的大规模服务器集群上,以达到高智能、高集成、高效率的智慧校园网络数据应用模式,从而有效地实现校园网络安全监控与管理,以及构建个性化的教育环境。
一、智慧校园的优势
(一)按需使用
学生可以根据自己的学习需要,通过各种终端或浏览器登录智慧校园网络平台,灵活选择适合自己的软件平台,个性化定制自己的学习环境,随时随地检查自己的学习进度,以及接收和完成老师留下的课堂作业。有线和无线相结合的接入方式让学生可以在任何时候访问校园平台,还可以节省下载并安装升级软件的时间。
(二)节约成本
校园网络平台包括软件资源和硬件资源,整体投入代价高昂,不但要根据使用要求来不断更新硬件资源,正版软件以及数据库使用版权费用也不是一般学校所能承受的。智慧校园的引入,学校只需要比较廉价的客户终端即可,昂贵的高性能服务器以及正版软件由服务提供者或数据中心负责运行维护。这样既减轻了学校的负担,缓解了教育信息化过程中资金不足的问题,同时又很好地保证了服务的质量与可靠性。
(三)安全可靠
对于学校来说,一个安全的网络环境是必须的,因为一旦校园网络遭到入侵或者发生致命错误,轻则影响教学秩序,重则各种依赖于此的重要数据可能会被篡改或者删除。然而,由于校园网面向的是众多师生,不是每个人都有良好的设备使用习惯,校园网环境无法做到一尘不染,很多实验室、电教室等的计算机设备在不经意间就成为了病毒的集中营,对于数据安全性以及教学的正常秩序都是不小的威胁。在智慧校园环境下,反病毒软件的更新和升级交由数据中心负责,文件安全分类以及存储安全策略可以确保即使客户端受到破坏,后台数据也不会被篡改或者删除,并且可以在极短的时间内恢复系统的正常运行。
二、云计算概览
(一)云计算介绍
尽管云计算这个名词在最近几年才开始流行起来,但从本质上来说,云计算并不能算是一项新技术。云计算,实际上就是将网格式计算、分布式处理和并行处理进一步发展和扩大,它是运行于网络的虚拟服务设备群相互协调的过程,通过互联网络的支持,使分布式计算机和网络设备高效地进行计算任务。云计算是一个广义上的术语,主要是指某些服务的交付和应用,借助现代网络,通过按需分配与易于扩展的模式,通常包含以下几个方面:广泛的信息资源收集和共享、灵活调配的计算资源、自助式的个性化服务。在实践中,我们可以看到云计算的主要理念是集中大量的网络计算资源,经过统一调度和管理,以构成虚拟计算资源池,将高效的服务提供给客户。这种提供资源的现代网络系统,便称之为“云”。其中,“云”中的所有信息资源可以根据用户需求,在任何时间访问,并且支持无限扩展,以实现按需分配资源。一般来说,云计算在结构上可以分为三个层次,即云设备、云平台和云软件。从发展的角度来看,未来的智慧校园应该随时随地都能连接云平台,实现快速和简易地访问互联网,为教育信息化提供基础和保障。
(二)云架构层次
云计算架构包含着一整套能够应付大量密集型运算的基础设施作为后台支持,其基本形式包括:云基础设施即服务(IaaS,Cloud Infrastructure as a Service)、云平台即服务(PaaS,Cloud Platform as a Service)和云软件即服务(SaaS,Cloud Software as a Service),如图1所示。云基础设施即服务是基本的基础设施资源,它主要为客户提供虚拟化的网络资源、计算资源、存储资源和安全保护,用户可以在上面部署包括客户操作系统和运行各种软件等应用。云平台即服务是指云计算平台供应商在用户要求下,通过互联网将业务软件的运行环境和开发环境打包成为一个完整的软件开发服务支持,用户可以以此创建他们自己的业务应用程序,并且可以直接在云平台的运行环境中运营自己的业务。云软件即服务是指交付给用户定制的软件应用程序。
图 1 云架构层次示意图
三、云计算在校园网中的应用
(一)智慧校园体系架构
目前随着云计算应用范围逐步扩大,教育机构和学校的信息处理如果能借助云计算的优势,校园网络应用普及将会快马加鞭。一方面,通过云平台可以更好地协助教育管理人员和教育技术工作者进行教学设计,优化教学过程,管理教学资源,教师也更加容易提升课题教学的效率和生动性。另一方面,学习者可以在云计算服务的支持下通过各种形式的网络APP,利用丰富的信息资源和服务更好地满足自己的学习需要。此外,智慧校园使用云计算模式可以通过外包的方式减少不必要的硬件资源投入,降低软件采购成本,从而加快网络建设和应用。因地制宜地将校园要素与智慧校园应用层相结合,形成智慧的校园资源分析、智慧的校园环境、智慧的校园服务等。
图2 智慧校园体系架构
(二)基于云计算的VCL
实验是学生将知识转化为技能的重要方式。然而,并非每所学校都有足够的资源来确保每个学生都能随时随地使用实验室,在实验室资源有限的情况下学校往往需要通过排队轮候的方式分配学生使用,这无疑降低了教学效率,削弱了教学效果。云计算模式下的虚拟计算实验室(Virtual Computer Laboratory,VCL)通过共享数据资源和远程桌面的方式,是实现“每个教师和学生都有一个虚拟实验室”的一个很好的方式。结构框图如图3所示。VCL环境构建的目的是更好地满足教学、项目或科研实验环境的要求,它运行在校园网的内部,对于VCL的最终用户(师生和研究人员)来说其内部运行完全透明,用户只需要通过浏览器进行资源预订,之后就可以通过远程桌面应用程序RDP进行对调用资源的访问。此外,该系统也可以像实体实验室一样给虚拟实验室设置一个个的“座位”,使VCL系统既适合个人的应用需求,同时也可以适用于团体使用,如对于多分组的教学需求等。
图3 VCL结构框图
四、一种基于云计算智慧校园的解决方案
笔者在此简要介绍一种应用级的解决方案,如图4所示。首先,用户通过终端发送一个请求到HTTP服务器,通过HTTP服务器将请求提交给WAS(WebSphere Application Server)应用程序服务器插件,该插件可以根据需求被配置为多种形式,如管理节点、部署管理器等。不同的节点代理可以选择不同的形式。应用服务器集群,后端数据库(DB2服务器)和Web服务器等相关联的底层支持模块,它们之间相互支持构建起智慧校园服务。因此,各种复杂的应用就需要进行大致的分层或者分类,然后将不同层次或者类型的应用封装到多个虚拟器件上,同时将不同层次或者类型的支撑模块分别安装在不同的虚拟器件中。针对应用服务器集群、后端的数据库(DB2 Server)和Web 服务器,至少需要三个虚拟设备。因此,需要根据不同的节点代理,选择不同的中间件来访问DB2数据库。不同的WAS在服务器上的托管节点通过会话复制来实现相互之间的通信。
图 4 IHD-WAS-DB2 解决方案
云计算作为一种新技术产业,到目前为止其执行标准和方式还没有完全统一,目前应用于智慧校园还只是处在探索和实践阶段,但随着云计算技术逐渐在智慧城市、智慧旅游等方面的大展身手,基于云计算的智慧校园代表着未来校园的建设理念,其前景也必将是光明的。
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【作者简介】林喜辉,北海职业学院电子信息工程系讲师。
基于云计算的网络学习 篇7
一、云计算的含义与特点
(一) 云计算的含义。
云计算是在分布式系统、网格计算等发展的基础上提出的一种新型计算模型, 是一种新兴的共享基础架构的方法, 它面对的是超大规模的分布式环境, 核心是提供数据存储和网络服务。云计算借用了量子物理中的“电子云”思想, 强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。在云计算中, 用户所处理的数据并不存储在本地, 而是保存在互联网上的数据中心, 用户所需的应用程序并不运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上, 而是运行在互联网上大规模的服务器集群中。提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运作, 为用户提供足够强大的存储空间和计算能力。用户只需能够接入互联网, 就可以通过电脑、手机等终端设备, 在任何地点方便快捷地使用数据和服务, 而不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上。可见, 云计算将改变传统以个人计算机为基础的生产模式, Web将成为交往聚合与设备聚合的中枢, 最终改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。
(二) 云计算相关技术
1、云计算与网格计算。
云计算技术是网格技术的发展, 两者有许多相似之处, 都希望利用大量计算机, 构建出强大的计算能力。云计算环境可通过快速提供运行网格应用的物理和虚拟服务器来支持网格计算。同时, 云计算也支持非网格环境, 比如标准的三层Web架构或Web2.0应用。两者之间的主要区别在于:从服务角度来看, 网格计算一般更重视异质资源整合, 而云计算更重视提供基础服务。为了方便管理, 并充分运用服务器的效能, 云计算使用了虚拟化技术;网格运算通常只使用专属的应用协议和数据格式, 而云计算当前则存在多种技术架构。
2、云计算与虚拟化技术。
虚拟化是云计算最强调的特点。在计算机领域, 虚拟化通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行, 是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源。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。在云计算环境下, 虚拟技术将网络中的服务器、存储和网络虚拟成一个资源池, 统一灵活调配。每一个应用部署的环境和物理平台无关, 通过虚拟平台进行管理实现对应用的扩展、迁移和备份。
3、云计算与SaaS。
SaaS (软件即服务) 是通过互联网以服务形式交付和使用软件的业务模式。据Gartner公司估计, 到2011年, 25%的软件将通过服务模式发布, SaaS将会逐渐成为软件行业主流的应用模式。但是, 随着SaaS软件客户的增长, 网络存储和带宽等基础资源逐步成为发展的瓶颈。云计算为SaaS的发展提供了条件, 服务商可以选择云计算平台, 使用云计算基础架构, 通过低廉的价格, 为海量的用户群提供更为稳定、快速、安全的应用和服务。
(三) 云计算的特点
1、可靠、安全的数据存储。
云计算提供了最为可靠安全的数据存储中心, 数据 (如文档和媒体) 将会自动同步, 通过Web可在所有的设备上使用。这样避免了用户将数据存放在个人电脑上可能造成的数据丢失或病毒等问题。同时, 云计算通过严格的权限管理策略支持数据的共享。
2、方便、快捷的云服务。
云计算时代, 用户将不需要安装和升级电脑上的各种应用软件, 只需要具有网络浏览器, 就可以方便快捷地使用云计算提供的各种服务。这将有效地降低技术应用的难度曲线, 进一步推动Web服务发展的广度和深度。
3、强大的计算能力。
云计算为网络应用提供了强大的计算能力, 可以为普通用户提供每秒10万亿次的运算能力, 完成用户的各种业务要求。这种超级运算能力在普通计算环境下是难以达到的。
4、经济效益。
据预计, 相对于机构自身运营数据中心而言, 云计算服务提供商的存储成本一般只有其1/10, 而带宽成本只有1/2, 计算处理能力成本只有1/3。这将帮助一些机构以低廉的架构成本进行运作。
二、云计算对网络学习的影响
在教育领域, 2007年10月, Google和IBM联合宣布推广“云计算”的计划, 包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校在内的多所高校都参加了该项计划, 我国的清华大学也于2008年3月加入了此项计划。通过这项计划, 高校的研究者能够更方便地利用Google和IBM的云计算资源, 搭建出各种创新性的应用。
传媒学家麦克卢汉认为“任何技术都倾向于创造一个新的人类环境”。云计算模式将为教育领域拓展出一个崭新的学习空间, 也为信息共享、信息协作和学习创造了一个全新的环境。随着云计算模式的逐渐发展和普及, 学校、教育机构和个人的信息处理会逐渐迁移到“云”上, 这将对网络学习带来积极的影响。一方面学习者可以通过云计算提供的服务, 自由地选择学习内容和学习方式, 更好地利用信息资源和服务;另一方面教育管理机构和教育科研工作者能更好地管理教学资源、开展教学设计、优化教学过程。对于我们教育技术工作者来说, 掌握云计算技术的思想和应用模式, 并在网络学习系统的设计和开发中进行应用, 将对网络学习带来新的推动。
(一) 学习者。
云计算是学习者方便快速地构建个人学习环境的有效手段, 将支持并推动个人学习环境和非正式学习的发展。
1、构建网络学习环境。
Web2.0环境下, 以学习者为中心的个人学习环境将是网络学习的发展趋势, 非正式学习将在学习者的学习活动中占据越来越大的比重。网络学习已不再被局限在学校机构的范围中, 而是更广泛的、学习者可自行创建和管理的空间, 学习活动也更多地由学习者自己而不是学校机构来控制。学习者控制和管理个人学习, 选择所需要的学习资源和服务, 不同的学习者会选择不同的学习内容和工具来创建其个人学习环境。在云计算支持下, 个人学习环境的基本要素如文本、音视频、培训等都可以由云服务实现控制和管理。学习者只需要通过浏览器即可获取构建学习环境所需的数据和服务, 而不需再掌握复杂的软件操作, 这样极大地降低了网络学习环境构建的门槛。
2、提高生产力。
云计算增强了网络学习的灵活性和敏捷性, 能够实现学习资源和学习工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”, 降低Web学习资源与服务的成本与难度, 创建灵活敏捷的学习方式, 创设丰富的学习情境, 从而有助于提高学习生产力, 最终提高学习效果。
(二) 学校管理机构。
云计算模式能极大地降低教育信息系统建设的成本。对于学校来讲, 通过投资建立计算中心成本较大, 并且难以与教育信息系统的快速成长和服务多元化要求相匹配。云计算模式为学校提供了合适的借鉴方案, 教育机构数据中心、网算提供的IT基础架构, 可以节约成本, 不用再投资购买昂贵的硬件设备, 负担频繁的维护与升级。同时, 云计算也将有效地消除教育信息系统中的“孤岛”现象。网格技术给出了消除信息孤岛的解决方案, 作为网格运算模式的发展和改进, 云计算提供了更强的管理机制、自动化部署和高层次的虚拟化, 将实现网络虚拟环境上的最大化资源共享和协同工作。Gartner研究机构的分析家称, 尽管云计算的全面实际应用依然有一定距离, 但是需要及早进行规划。在教育领域, 学校管理机构在现阶段进行信息系统建设和资源建设时应该考虑到这一因素, 一方面避免将来采用云计算时造成的硬件和软件建设浪费;另一方面能使现有的信息系统和资源能在将来更好地与云计算环境缝合。
(三) 教学系统开发人员。
基于云计算现状的探析 篇8
随着计算机在人们生产生活中的广泛应用, 人们对计算能力的要求越来越高, 迫使计算机的存储容量和运算速度不断地提高。虽然现有的机架式和刀片服务器可以解决高性能计算的问题, 但是它主要针对大型客户, 并且造价昂贵, 所以其适用范围有限;网格计算提供了一种造价低廉且数据处理能力较强的计算模型, 但网格计算是专门针对复杂科学计算的计算模型[1], 因此网格计算通用性不是很强。由于以上原因, 使高性能服务器和网格计算这两种方法都不能作为广泛适用且廉价的高性能计算的获取途径。云计算的兴起为以上问题提供了解决方法, 云计算可以给所有用户提供随时随地按需获取的存储空间和计算能力。
云计算是继网格计算之后兴起的新型分布式计算模型, 它利用分布式技术建造大型数据中心或者超级计算机, 并将这些数据中心和超级计算机中的所有软硬件资源虚拟化以服务的形式放在远程服务器上, 形成云服务, 用户以免费或者按需租用的方式获取服务, 这些由云营商提供的云服务就像天边的云彩, 用户在需要使用时把它拿来用, 平常就放在云上, 资源和服务的管理由服务的提供商负责。在这种模式下, 所有用户不用考虑任何软硬件的配置和维护问题, 用户端只需用浏览器和网络, 就可以随时随地按需使用云计算提供的各种应用软件、超级计算能力、海量存储空间, 这样就降低了用户配置软硬件的费用, 提高了用户使用软硬件资源的灵活性、广泛性。云计算的兴起为商业应用提供了一种新的模式, 已经成为一个新的研究热点。
1 云计算定义
1.1 云计算定义
云计算现在还没有统一的定义, 各个公司根据所处的领域提出了不同的云计算概念, 下面给出几个典型的定义。
IBM云计算的定义:云计算是一个虚拟化的计算机资源池。它可以托管多种不同的工作负载, 包括成批的后端作业和面向用户的交互式应用程序;通过快速提供虚拟机器或物理机器, 迅速部署和增加工作负载;支持冗余、自我恢复且具有高可扩展性的编程模型, 以使工作负载能够从多种不可避免的硬件软件故障中进行恢复;实时监控资源使用情况, 在需要时重新平衡资源分配[2]。
维基百科定义:云计算是分布式计算技术的一种, 其最基本的概念, 是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序, 再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。过这项技术, 网络服务提供者可以在数秒之内, 达成处理数以千万计甚至以亿计的信息, 达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务[3]。
Google认为云计算就是软件服务, Amazon认为云计算就是平台服务, 微软认为云计算是软件和服务。
综上云计算的定义, 可知云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展, 或者说是这些计算机科学概念的商业实现, 它是把计算机资源虚拟化成具有层次的计算机资源池, 并将这些资源按层以服务的形式提供给用户, 用户不用关心计算机资源的具体情况, 只需按需获取服务。
1.2 云计算与网格计算的异同
云计算和网格计算既有相似点, 又相互有区别。
云计算和网格计算的相同点:从云计算和网格的定义上看二者都是将各种资源看成一个虚拟的资源池, 然后向外提供服务;从发展上来看两者都是分布式计算的进一步发展, 都为试图为用户提供高性能的计算能力, 都是要提高计算机资源的使用效率, 降低用户成本。
云计算和网格计算区别:从定义上看云计算允许用户通过互联网访问云计算提供的各种计算机资源, 狭义网格只向用户提供高性能计算能力;从发展上来看云计算是网格计算的进一步发展, 云计算既可以支持网格程序又可以支持非网格程序;从用户的角度来看云计算可以满足所有用户对计算能力的需求, 网格计算主要针对科学计算支持的用户需求范围有限;从资源的分配方式来看云计算是所有资源作为一个整体进行统一分配, 实现资源的自动分配, 网格在分配资源时只能以节点为单位分配;从目标上看云计算把计算看作一种公共事业, 网格将分布在不同地理位置的计算机连接起来解决一个共同的问题。
2 云计算体系结构
云计算由云和云端两个部分构成, 聚集资源和服务构成云, 云端即用户端。云中包含大量的计算资源、存储资源、软件资源和服务, 所有能够使用网络的用户都可以通过Internet使用云提供的各种资源和服务。客户端不再需要配置昂贵的硬件设备, 不再需要购买和安装大量的应用软件, 仅仅在需要时从云中免费或者租用相应的服务, 这样就简化了客户端的应用复杂性, 降低了客户端的成本。云计算体系结构如图1所示, 依据云计算提供的服务所在的层次将云计算可分为基础设施服务 (Infrastructure-as-a-Service, Iaa S) 、平台服务 (Platform-as-a-S ervice, Paa S) 、应用程序服务 (Softw are-as-a-Service, Saa S) , 数据存储服务 (data-Storage-as-a-Service, d Saa S) 。
2.1 虚拟层
这一层通过虚拟化计算资源、存储资源和软件资源给上层应用提供统一访问接口, 提高上层使用的敏捷性和灵活性, 它不需要上层应用详细了解基础物理资源, 同时为上层提供了一个优势分享、可管理和隔离的云环境。
2.2 数据存储服务层
其作用是将存储作为一项服务, 为互操作和外部应用程序提供一个统一的编程接口。
2.3 基础设施服务层
这一层是将基础设作为服务出租, 只向用户提供虚拟计算机, 而没有应用软件栈。它具有在有特定服务质量约束的情况下提供计算能力或者数据存储能力, 并能执行任意类型的操作系统和应用软件。用户能够从虚拟计算机中获取满足要求的计算能力, 开发型用户可以在基础设施层上开发云计算应用程序。
2.4 平台服务层
类似于基础设施服务, 但是它包括操作系统和围绕特定应用的必需的服务, 即平台服务层是在基础设施服务层上加了一个用于定制的软件栈。平台服务层也可描述为一个有特定的操作系统和应用程序集的虚拟平台, 它包括一个或多个在一组物理服务器上虚拟而成的服务器、操作系统以及特定的应用程序。
2.5 软件服务层
这一层通过浏览器把应用程序服务提供给所有的用户。从用户的角度看来, 这样可以降低或者省去配置高级服务器和购买软件的费用, 从供应商的角度看, 这种模式只需要在云计算中维持一个程序就可以满足所有用户使用这个软件。利用软件服务, 用户就没有必要购买软件, 只需按照自己的需要从Internet上租用软件。软件服务提供两种应用方式, 一种是提供在Internet上使用远程执行的软件, 这种软件既可以是可以本地使用被定义为Web服务的软件, 也可以是通过Web浏览器远程调用的不可以本地使用的应用软件;另一种是可以在远程执行应用程序, 通常需要依赖于一个应用服务器来公布所提供的服务。
3 云计算研究现状
云计算是新兴的技术, 国外著名的IT公司谷歌、IBM、亚马逊、微软、Sun、EMC、HP、Oracle等都投入巨资进行云计算的研究和产品开发。目前比较著名的云计算有:谷歌的云计算平台和云计算应用程序、IBM云计算、微软的“软件+服务”和亚马逊的弹性云计算。与国外相比, 中国的云计算发展速度相对比较缓慢, 现在清华大学正在与谷歌合作把云计算课程推广到国内更多高校, 共同推动“云计算”在中国的普及, 国内的IT公司正在逐步展开云计算的研究与产品开发。
以下是一些研究云计算的公司:
3.1 谷歌
谷歌从2007年宣布云计算计划开始就和IBM公司合作把美国的卡内基美隆大学、麻省理工学院、史丹佛大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等融入到云计算的研究和开发中, 并于2008年1月在台湾启动了“云计算学术计划”, 谷歌现在正互联网上宣传和推广其云计算产品。谷歌是最早提出云计算的公司, 也是云计算研究最活跃的公司之一。谷歌现有两个最典型的云计算应用, 一个是云计算平台Google App Engine。它是一个专为开发者而设计的服务, 开发者可以将自己编写的在线应用程序运行在Google的资源上。通过它可以在Google的可伸缩性极佳的架构上部署Web应用程序。App Engine为可通过Internet引用的Python应用程序提供一个沙盒。除了支持用户认证、镜像操作和电子邮件发送外, App Engine还提供了Python API, 用于持久地存储和管理数据。Web应用程序运行时所在的沙盒会限制对底层操作系统的访问, 这不会影响到App Engine支持有用的Web服务的构造。另一个是云计算应用程序Google Apps, 它是Google推出的在线应用服务, 中文名称是企业应用套件, 包括字处理、电子文档处理、Gmail邮件服务、Gtalk及时通讯服务、语音聊天服务以及在线日历服务等。其功能相当于微软的Office办公软件, 区别在于微软的Office办公软件要每个用户都必须在自己的计算机上安装整套软件, 而Google Apps只需通过一个标准的Web浏览器用域名申请注册就可以获取全套服务, 这些服务都是由Google托管的, 用户不需要配置安装任何软硬件, 并且使用费用远远低于自己配置硬件和购买软件授权的费用。
3.2 IBM
IBM是最早进行云计算研究和实施的公司之一, IBM推出“蓝云” (Blue Cloud) 计划, 它是一系列基于开放标准和开源软件的云计算产品, 能够把计算机连接起来提供如:Mashups、开放协作、社会网络和移动商务等Web2.0应用。2008年5月, IBM建立在无锡科教产业园第一个云计算中心开始运营, 该中心将为中国新兴软件公司提供接入一个虚拟计算环境的能力, 使其利用分配的资源来设计、开发和测试软件产品。2008年8月IBM投资3.6亿美元在美国北卡罗来纳州建立云计算数据中心, IBM将该数据中心称为史上最复杂的数据中心, 其数据中心的体系结构由基础设施、管理平台、虚拟机、应用构成。这些大型数据中心的建成极大的促进了云计算的发展。
3.3 微软
微软公司正在开发完全脱离桌面的互联网操作系统, 其目的是为了大规模应用云计算技术。微软已经发布了Live Mesh, 它是一个软件和服务相结合的云计算平台, 允许用户同步、共享、存储和访问文件和文件夹, 并且支持移动设备和网络云计算的项目。Live Mesh将计算机和其它设备通过互联网整合到一起, 允许个人和组织管理、访问和共享他们的文件和应用, 无缝整合各种设备和互联网。Live Mesh包括平台、云服务、软件和平台体验, 其中平台主要明确和构建用户的设备、数据、应用和人之间的数字关系, 开发者将获得开放的数据模型和协议;云服务提供微软数据中心的平台;软件允许本地应用客户端离线进行云计算的交互;平台体验将用户设备、文件和应用, 以及社会化图表通过Feed整合在一起。
3.4亚马逊
亚马逊2007年向开发者开放了名为“弹性计算机云”的服务, 让小软件公司可以按需购买亚马逊数据中心的处理能力。其代表产品是Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) 。在EC2中, 可以指定一个特定的虚拟机器, 然后将应用程序部署到它上面, 或者提供要在服务器上执行的虚拟计算机镜像。根据计算时间、存储和网络带宽付费。Eucalyptus (Elastic Utility Computing Architecture for Linking Your Programs To Useful Systems) 是加利福尼亚大学为进行云计算研究而开发的项目, 是Amazon EC2的一个开源实现, 它与商业服务接口兼容。除了以上典型的云计算的研究公司和产品以外, 其它IT公司也在进行云计算的研究和产品开发, 限于文章篇幅, 不能每个都详细讨论, 在图2列出了云计算各层的主要产品。
另外有一个值得关注的云计算产品是10gen, 它是一个可下载开放源代码包的云平台, 用户可以用这个软件包创建自己的私有云。10gen是类似于App Engine的一个软件栈, 它提供与App Engine类似的功能。通过10gen, 可以使用Python以及Java Script和Ruby编程语言开发应用程序。
4 云计算发展趋势
云计算是崭新的技术, 是一个研究的热点, 虽然已经有了一些云计算的产品, 但是云计算还处在刚刚起步的阶段, 还远远没有到达成熟的阶段, 面临的主要问是:
4.1 云计算的安全性
云计算面临的安全问题主要包括, 用户远程登录安全、快速数据加密、数据访问安全、数据传输安全都是云计算研究的方向。
4.2 用户数据保密
随着云计算的发展和应用的推广, 将会有越来越多的用户使用云计算, 大量用户的数据都保存在数据中心, 保护用户的商业秘密数据和个人隐私, 是云计算必须解决的问题。
4.3 云计算标准制定
云计算刚刚起步, 各研究机构和公司对云计算的认识和看法都不相同, 现在每个公司都是依据自己对运计算的认识设计和开发自己的云计算产品。没有统一的标准, 众多的云计算产品将造给用户造成使用的烦杂、混乱, 也会影响到云计算的进一步发展。
4.4云计算服务的稳定性
硬件故障、软件故障和网络故障都会造成云计算系统运行不稳定, 如何检控和排除云计算中出现的各种故障是云计算一个重要的研究方向。
总之, 云计算被视为计算机技术的下一次革命, 它将给现在的工作方式和商业模式带来巨大改变。云计算的发展很可能改变用户使用计算机的习惯, 未来的个人计算机可能仅仅用作网络连接以及使用云计算服务, 那时网络就是计算机将成为现实。云计算正处在初级阶段, 还需要走很长的路, 还需要做很多的研究。
摘要:云计算是继网格计算之后兴起的新型分布式计算模型, 它为商业应用提供了一种新的模式。文章简述了云计算的定义、体系结构、发展现状, 分析了当前云计算中存在的问题和云计算的发展趋势。
关键词:云计算,云服务,虚拟化
参考文献
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[5]Platform as a service.http://en.wikipedia.org/wiki/Plat-form_as_a_service.
基于云计算 篇9
随着现代信息技术云计算时代的到来, 云计算已成为一种有效促进信息资源配置, 实现按需而变的新型服务工具, 为应急决策服务模式的创新提供了一种切实可行的技术支持。
云计算及其体系架构
云计算是近几年来发展起来的一种新的计算形态, 它是以互联网为载体进行资源扩展的一种计算方式, 主要涉及互联网中资源的供应与需求, 以互联网的使用和基础设备作为硬件条件。具体来说就是借助互联网这一平台进行资源的应用、存储和计算, 从而以商品流通的形式估算计算能力的价值, 是一种集架构、负载与研发的新型商业运作模式。云计算不仅仅是一种使用和交付互联网基础设施的特有模式, 更包括了其他各类服务的使用与交付。云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度, 构成一个资源池按需向用户提供服务。
一般而言, 云计算体系结构可分为以下三层:基础设施层 (Infrastructure-as-a-Service, IaaS) :基础设施层即物理资源层, 主要包括计算资源和存储资源, 包括计算机、存储器、网络设施、服务器等。整个基础设施也可以作为一种服务项向用户提供。IaaS向用户提供的不但包括虚拟化的计算资源和存储, 还包括外部用户访问使用的网络带宽等;平台资源层 (P1atform-as-a-Service, PaaS) :该层是建立在基础设施层之上的, 是整个云计算体系的核心层。平台资源层是将相同类型的资源同构或组合成为资源池, 包括存储资源池、计算机资源池、网络资源池、数据资源池、软件资源池等, 包含云计算系统中的资源管理、部署、分配、监控管理、分布式并发控制、安全管理等。平台资源层提供应用程序运行、存储及维护所需要的所有平台资源, 也可以把平台资源当作服务, 该层能够为程序开发者提供并行开发环境, 并且开发过程中不受应用程序运行所需的资源限制;应用服务层 (Software-asa-Service, SaaS) :该层是通过网络浏览器使用互联网上的软件, 服务供应商负责维护和管理软硬件设施, 并以免费或按需租用的方式向最终用户提供服务。
“云计算”架构下的应急管理云服务平台研究
与一般物流管理信息系统相比较, 应急管理信息平台应由应急数据服务支撑平台和应急管理应用系统两块构成。
构建应急数据服务支撑平台。GPS定位系统:在灾害发生的第一时间可以远程无线监控, 最大限度地统一调度所有临近车辆迅速到达救灾现场;存储备份系统:该系统是保证突发灾害事件中应急管理系统正常运行的备份系统;图像接入系统:该系统能够将突发事故现场的第一手图像和视频资料传送到应急指挥中心, 使决策者在第一时间掌握现场实时动态, 方便指挥和决策;地理信息系统:地理信息系统承担着空间基础数据管理、数据更新和技术服务等方面的工作, 软件平台提供足够的数据管理、更新和服务能力, 是应急管理信息系统应用实施的重要保证;电话调度系统:此系统主要是为灾区群众提供紧急救援及路况服务, 还能实现传统程控交换机的全部语音和通话功能;视频会议系统:系统通过互联网可组建成视频会议;大屏显示系统:该系统主要进行应急地理信息显示、应急物资车辆状态显示、气象显示、应急实力信息显示、灾情受理地点显示和部分重点保卫目标监控显示;信息发布系统:通过报刊、广播、互联网信息等多种媒介向公众提供及时准确的信息, 并通过数据交换平台在相关联的应急管理系统、内部门户间交换信息, 使群众第一时间了解灾情和救援情况。
构建应急管理应用系统。应急信息接报系统:是综合应用系统日常业务管理的核心功能;应急预案管理系统:该系统辅助应急指挥人员在了解突发事件发生和发展情况后, 全盘掌握应急处置情况, 最终实现协同指挥、有序调度和有效监督, 提高应急效率;应急保障系统:系统接到突发事件上报, 经对上报事件分析, 并启用相关应急预案进行处置, 根据应急资源分布状态, 确定应急保障计划并下发各单位执行;应急指挥调度系统:此系统主要包括情况汇总、信息上达和下达、任务管理、处置跟踪、调度跟踪和总结报告等功能;应急评估系统:系统对应急救援行动方案的实施效果、响应效率、物资的利用率、灾害的损失程度、各部门的协调程度等环节进行分析评估, 总结救援行动中的问题和不足, 完善应急预案和记录数据库, 确定今后建设的重点;应急模拟演练系统:集成日常应急救援基础理论网络考核、专项业务理论和模拟实战考核、虚拟仿真综合演练、应急救援预案模拟推演等主要功能实现应急救援的模拟, 增强救援意识。
“云计算”架构下的应急管理逻辑架构
应急物流服务管理平台的构建是为了克服应急管理中部门沟通障碍、加快应急反应速度、提升应急反应效率、科学利用社会资源、充分发挥信息技术以实现对突发事件有效处理和控制的根本途径。基于云计算架构的应急管理云服务平台的建设, 可以有效融合社会各方面信息资源, 为政府、公众和企业提供信息资源, 整合各部门各地区的存储和计算资源, 有效节约系统建设成本, 科学使用社会资源, 拓宽应急资源的来源渠道, 从而提高应急管理的敏捷性、科学性和实用性。
在硬件设备资源层 (即应急物理资源池) 上建立虚拟化层, 在硬件设备资源层和虚拟化层的基础上提供虚拟机, 形成虚拟机应用系统, 这三层结合与计算服务管理就可构成IaaS云。在IaaS云基础上就可以构建PaaS云, 即平台云, 该层主要用于提供软件产品的自行安装和部署, 例如各种适应不同应急情况的应急业务软件的安装。云联邦服务平台实现跨云的服务集成, 它形成高度集成的应急物流平台信息, 并以统一的界面和操作方式为客户提供服务, 在此基础上形成SaaS应用服务平台, 该平台通过多功能网关向应急物流指挥中心提供最终的应急管理服务。
“云计算”架构下应急管理云服务平台的构建
应急物流是针对突发事件的物流需求, 具有很强的不可预知性, 无法在短时间内准确估计灾害的持续时间、强度大小以及引发的后果。因此, 当灾害发生时, 短时间内就有可能会产生海量信息, 且具有分散异构的特点, 将云计算技术应用到应急管理服务中, 可以为应急管理提供海量存储和高性能的计算能力。构建基于云计算架构的应急物流云服务平台, 主要包含能够容纳应急管理中相关应急部门提供的多种应急信息的云存储体系、能够适应突发事件应急管理中高强度计算功能伸缩性的云计算体系和跨部门和地区的多云协作体系。
云存储体系最大的特点是存储虚拟化, 通过网络监测、实时统计各种不同的信息资源, 统一整合后存储在存储体系中, 再经过虚拟化实施统一的标准对海量数据进行融合与管理。正是这种存储和计算的相互支持确保了高效的虚拟数据服务。基于应急物流信息的特殊性, 支持这种应急管理的云服务体系就要有随时集结或释放大量计算资源的特性, 同时能够完成多种分布式的应用和对计算资源的使用进行优化管理。
基于云计算 篇10
企业竞争模拟教学私有云作为模拟经营类应用系统, 参与的角色有内部各部门、外部供应商、零售商及客户, 这些角色在生产经营环境和销售市场环境中选择产品战略并组织生产, 然后在市场上销售出去, 获得利润。同时还应拥有模拟企业业绩评价体系对各模拟企业的经营结果进行分析。云计算技术是当前最先进和前沿的计算机技术, 基于云计算技术的企业竞争模拟云平台是当前企业竞争模拟教学软件发展的方向之一。
1 基于云计算技术的企业竞争模拟教学私有云
云计算是互联网环境下的计算服务模式。计算资源以虚拟化资源池的形式分布具有海量存储的远程计算机服务器上, 企业根据运营需求, 访问、获得、使用和退出云资源。云资源内容包括:基础设施即服务 (IAAS) , 平台即服务 (PAAS) 和软件即服务 (SAAS) , 具有分层结构特征, IAAS在基础设施层, PAAS在开放运行平台层, SAAS在应用软件层。
企业竞争模拟云平台是属于PAAS, 通过各种路径和技术手段为企业竞争模拟云平台中的企业和角色提供服务。服务的内容包括:企业注册登记、融资、采购、库存管理、市场订单销售、售前售后的分析、物流运输、政府类公共管理事务、市场竞争环境模型库等, 企业竞争模拟按照不同的角色即首席执行官、财务总监、销售总监、生产总监、采购员以及系统管理员, 这些角色分别由学生和教师担任。具体来说, 在企业竞争模拟云平台中, 教师负责在实验开始前对云进行初始化处理, 并根据系统提供的企业竞争环境模型库中选择某一环境提供给学生进行操作实验, 模拟云平台为教师提供模拟市场竞争环境的功能。作为教学软件, 模拟云平台应对本次实验的模拟企业竞争绩效的评估和分析提供支持, 以便教师能够根据实验结果给出教学建议和实验成绩。
综上所述, 本文所提出的企业竞争模拟私有云就是指将企业竞争环境模拟功能与企业绩效评价功能进行虚拟化, 作为一种私有云服务, 在互联网上为工商管理教学提供支持, 以保证实验教学顺利进行的云计算平台。
2 企业竞争模拟教学私有云需求分析
2.1 市场竞争环境模拟的需求分析
在现实生活中, 公司面临的竞争环境是复杂多变的。从外部环境到企业内部环境, 都对公司的运营有至关重要的影响。公司是不可能独立生存于市场竞争环境中的, 它依赖于市场竞争环境, 公司面临的竞争环境将直接影响到企业的运营状况。公司在不同的环境下会制定不同的经营战略, 竞争环境模拟的仿真性将直接影响和决定了公司的原作, 模拟云必须为公司运作模拟提供最为仿真的市场环境以供实验。通过以上分析, 企业竞争模拟云平台, 通过友好的界面将竞争环境模拟作为教师的功能支持展现给用户, 并且提供全面的竞争模拟参数, 教师可以按照提示更加细致地设定当前模拟竞争环境。
2.2 政府类公共管理事务模拟的需求分析
公司除了处于竞争环境中, 还需要政府类公共服务, 包括注册登记、税务登记和征收、项目审批等, 模拟云通过友好的界面将工商行政管理局、税务局等政府公共服务机构模拟出来, 以便更加真实的模拟公司经营环境。
2.3 公司生产运作绩效评估的需求分析
在实验结束后, 主流的电子沙盘对抗软件并不对模拟企业运作数据进行分析预处理, 教师只能通过简单的评分规则为学生的公司运作结果打分。教师无法从实验数据中获得绩效的相关内容, 学生是否掌握相关的理论知识也无法判断, 更无法在之后的教学过程中加强薄弱环节的教学。公司竞争模拟系统是跨学科的教学模拟软件, 其中的公司生产与运作绩效的评价就是单一评价与综合评价相结合的评价体系。当前的企业竞争模拟系统的评分规则只能评价企业总的经营状况, 无法分析获得具体的经营问题。模拟云通过建立公司绩效评估分析模型库, 提供模拟分析调用界面, 优化建模, 为教学互动和绩效评估分析提供有力支持。
3 企业竞争模拟教学私有云的功能设计
企业竞争模拟教学私有云是以为学生提供训练企业生产与运营相关技能的软件平台, 从功能的角度出发, 模拟云必须为模拟企业提供参与市场运作的功能和工作业绩分析评价的功能。
3.1 企业竞争环境模型类库
由于市场竞争的影响因素的数据量的巨大和范围的宽广, 根据模拟企业与外部市场环境的关联程度, 本文对市场竞争环境模型类库的设计是从具体的某个模拟企业的角度出发, 按纵横双维度对模拟企业的环境进行详细功能分析 (见图1) 。
3.1.1 物料供应市场环境类库。
在企业竞争中, 模拟云担任供应商角色, 在市场上出售厂房、原材料、零部件及生产线设备。当前电子沙盘软件一般来说模拟企业的生产制造过程一定的, 不可改变的, 实验者也只能按照该运作过程运行, 不可更改, 模式固定。本文设计的模拟云, 运用运筹学理论, 对生产制造流程再造, 将物料采购与产品销售功能合成为一个独立的供应商类库, 使各模拟企业可以更便捷、更灵活的自行控制购买或出售生产物料的时间, 真实的反映了模拟企业物料采购、生产设备调度和市场销售的经营活动。
3.1.2 市场销售订货会类库。
关于市场营销销售的模式, 模拟云担任展销会主办方角色, 提供展销会功能, 以招投标和拍卖会方式向各模拟企业提供订单, 模拟企业通过参展、投标竞拍和投放广告等方式取得订单, 模拟云还提供拍卖的方式竞争订单。具体的过程如下:首先, 各模拟企业销售总监参加展销会, 根据年度规划投入广告费用。其次, 模拟云根据各模拟企业的广告费用、市场销售额、占有率等数据进行数据分析, 将模拟企业进行排序, 确定投标的顺序, 按照这个顺序选择订单。最后, 当模拟企业未按时交货时, 需要承担相应的损失及罚款, 包括名誉上的处罚以及资金上处罚。为了避免由于广告销售策略制定失误导致的破产, 模拟云在排单时, 通盘考虑广告费、上年度业绩、现有规模及发展前景, 保证了企业竞争模拟实验的科学性以及公平性。
3.1.3 物流配送服务类库。
物流运输配送是联系供应商、企业和客户的纽带, 模拟云以最新的库存管理理论为基础, 担当物流商角色, 提供物流仓储配送功能。模拟企业可选的库存管理方式有:购买、租赁和供应商管理库存。模拟企业选择购买仓库存储原材料、成品等, 则只产生购买费用和管理费用, 但是需要缴纳运输费用;模拟企业选择物流服务时, 自由选择物流服务方式, 如存储、存储运输一体化等, 需要按照物流公司的规定缴纳费用。与以往的企业竞争模拟系统不同, 模拟云基于先进的现代物流管理思想, 拓展了学生学习应用物流管理的理论知识, 扩展并完善私有云的功能。
3.1.4 金融市场融资类库。
电子沙盘对抗软件多将融资流程模式化, 模拟企业无法根据自身需求融资, 模拟云为了解除这些限制, 构建金融市场融资类库, 引入金融租赁、股市、银行、债市和同业拆借等方式, 提供灵活的融资功能, 甚至可以开展证券市场和债券市场等功能, 极大的模拟现实中的金融市场。
3.1.5 生产排程类库。
生产排程是在产能和物料数量一定的条件下, 根据生产订单的先后顺序, 安排生产顺序, 优化生产顺序, 优化选择生产设备, 使得生产线减少等待时间, 平衡产品线负荷, 平衡人工负荷。从而优化产能, 提高生产效率。模拟云设计了基于WEB2.0的生产排程工具, 引入运筹学线性规划优化模型辅助排程并优化。
3.1.6 政府公共服务类库。
模拟云通过友好的界面将工商行政管理局、税务局、海关等政府公共服务机构模拟出来, 提供企业注册、税务征收和进出口业务, 以便更加真实的模拟公司经营环境。
3.2 企业竞争绩效分析模型类库
以实现教学目的为目标, 考虑企业所处行业特点和企业生产特征等因素, 以平衡计分卡理论为基础, 采用面向对象分析的方法, 对公司生产运作绩效分析模型库进行设计。平衡计分卡避免短视行为, 重视长期发展的理念, 引导企业正确经营、健康发展。模拟云的绩效分析模型库设计引入平衡计分卡思路, 以模拟企业为对象, 从财务指标、销售指标、内部运作指标和成长性四个角度, 设计绩效计算公式。如图2所示。
模拟云的企业绩效分析模型库主要是通过从数据库中读取所需数据加以计算之后以WEB多图表形式为教师呈现最后的评价结果, 通过此模块, 教师可以目的明确的选择性的了解模拟企业的经营运作能力。模拟企业竞争绩效分析模型类库协助主讲人全面、科学、定量地评估企业状态。
4 企业竞争模拟教学私有云技术实现
4.1 基础架构
企业竞争模拟教学私有云建立在硬件虚拟化基础上的WEB应用, 具有典型的三层结构特征, 低层的物理硬件及虚拟化设备, 中间层的企业竞争模拟类库中间件, 上层的基于WEB2.0设计的UI。示意图如图3。
4.2 硬件服务器配置
企业竞争模拟教学私有云服务器配置根据满足在线用户数量200个节点设计。配置分析如表1:
5 结束语
随着云计算技术的发展, 企业竞争模拟需求的变化, 新技术应用的越来越广泛, 基于云计算技术的经营模拟教学私有云必将迎来大发展。本文从需求分析、功能设计和基础架构等方面做出初步研究, 下一步将进一步研究私有云建设中的存在问题及对策。
参考文献
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基于云计算的校园信息化建设 篇11
关键词:云计算;信息化;数字化
一、引言
1.云计算的概念
云计算的概念是由Google提出的,这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指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的资源;广义云计算是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的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的,也可以是任意其他的服务,它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效;它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常为一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来,并由软件实现自动管理,无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼,能够更加专注于自己的业务,有利于创新和降低成本。之所以称为“云”,是因为它在某些方面具有现实中云的特征:云一般都较大;云的规模可以动态伸缩,它的边界是模糊的;云在空中飘忽不定,你无法也无需确定它的具体位置,但它确实存在于某处。
根据服务对象和搭建云的目的的不同,云计算也可以分为公有云和私有云。前者服务的对象主要是企业的外部客户,而后者服务的对象则是企业的内部各个业务部门。而按照服务的内容,云计算通常划分为三个层次IaaS(基础设施云),PaaS(平台云)和SaaS(软件云)。在这三个层次中,IaaS主要针对的是硬件资源的整合。而PaaS和SaaS则分别针对了企业软件以及业务系统资源的整合。
2.云计算的特点
(1)服务提供的多元性
云就是庞大的计算机群,具备极高的计算、存储能力,能够完成单机所完不成的海量计算、存储等工作。云将调用云中的计算机群,使用基于海量数据的数据挖掘技术来搜索网络中的数据库资源,并运用各种方法为用户反馈出尽可能详尽、准确的结果,极大的扩展了而不是傳统意义上的基于某个具体服务器为用户提供相应服务的工作模式,用户服务的快速、准确。
(2)使用的便捷性
在云计算模式中所有应用和服务请求的数据资源均存储在云中,用户可以在任意场合、时间通过网络接入云平台,使用统一的云服务,按照自身的需求获取所需信息,并可以实现不同终端、设备间的数据与应用共享,为工作带来极大的便利和效率。
(3)服务的安全性
分布式系统具有高度容错机制,云计算作为分布式处理技术的发展,依托据存储中心可以实现严格、有效的控制、配置与管理,具有更好的可靠性、安全性和连接性能,同时高度集中化的数据管理、严格的权限管理策略可以让用户避免数据丢失、病毒入侵等麻烦。
(4)用户端设备成本低廉
由于云计算模式下大量的计算及存储工作都被放到了网络上,作为个人的用户端就完全可以简化到只有一个浏览器了。云计算模式中用户只需通过网络使用服务商所提供的相关服务,并按实际使用情况付费,具体的计算机系统硬件配置、设备运行维护开支和服务器系统软、硬件升级都由云服务提供商来完成。
二、中小学多媒体教学管理平台展望
1、中小学IT设备现状
随着现代教育的发展,台式电脑、交互式电子白板、交互式一体机等多媒体教学设备已经被广泛应用,成为主流的教学方式。这些多媒体教学设备采用的是一套设备多人使用的模式,所有老师都在同一个桌面环境中进行教学,教学文件一般是通过U盘的方式进行传输。
2、带来的问题
(1)多媒体设备是一台公共设备,所有老师都在公共设备上操作,会导致桌面文件杂乱,文件误删等问题;安装的文件、保存的文档过多,还会导致机器运行速度变慢,直接影响教学效率;
(2)由于设备均是公用的,教师保存在其中的文件可以被所有人浏览,无法满足教师私密性的要求;
(3)教师备课多在家中或办公室电脑上,而授课却是在教室的设备上,环境不同。教师只能U盘传输文件,U盘若存在病毒则会干扰整个教学环境,影响后面课程的正常进行,并且,不同电脑系统和应用软件配置及版本的不同,常造成课件无法正常运行。
综上所述,问题的产生是由于多媒体设备的公用属性造成的,因此,如果可以将一台多媒体设备变成多个教师的个人设备,这些问题将不复存在,为老师们创造一个统一的教学和备课的工作环境,是本解决方案核心思想。
3.云平台简介
针对国内中小学及高校的多媒体教学自主研发一款基于IaaS的私有云计算平台全面解决方案将极大提高我国的教学效率。
更重要的是,云桌面还可以在任何时间任何地点使用,如办公室、家中与教室,为教师提供了便利,为教学提供了更多可能性。
4.云平台特色
(1)每位老师使用的虽然是同一台设备,却是在云平台提供的个性化云桌面上进行教学,教师看到的、机器运行的都是教师自己所需要的软件与文档,既不会造成桌面杂乱、误删等问题,又提高了机器的运行速度;
(2)他会为每位教师分配不同的用户名,教师只能通过自己的用户名访问自己的桌面,以及桌面上的软件和文档,并且云桌面重启后,所有对桌面的改动都将被删除,满足了教师私密性的要求;
(3)云桌面具有病毒免疫的能力,用户对云桌面的任何改动,在关机以后会自动清除,这不但能为教师和学生提供更高的安全和保护,还能极大减少了维护工作量甚至实现零维护。
三、云计算为中小学学校教育信息化建设提供新的思路
1.云计算能大大节约信息化的资金投入
目前的中小学校信息化建设中成本主要来源于软硬件的购置、日常维护及设备更新等,如果将这些建立在云计算和服务的基础之上,将大大减少资金投入。
2.真正实现资源整合,建立统一的资源平台
基于机房的云计算实验 篇12
关键词:云计算,机房,负载均衡
随着科技的进步以及互联网的发展和普及, 人们的生活和工作越来越离不开网络, 对网速、网络的处理速度和能力等也有着更高的要求。因此, 云计算被认为是继个人计算机变革、互联网变革之后的第三次IT浪潮。云计算会改变互联网的技术基础, 甚至会影响整个产业的格局。很多大型企业都在研究云计算技术和基于云计算的服务, 亚马逊、谷歌、微软、IBM等IT国际巨头以及百度、阿里等国内业界都在其中。几年之内, 云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。
负载均衡可以将单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理, 每个节点设备处理结束后将结果汇总并返回给用户, 系统处理能力得到大幅度提高。这与云计算的资源统一管理与调度理念相吻合, 并且可以解决云计算中服务器的负载问题。为了能够紧跟网络技术发展的步伐, 提升高职计算机专业学生的就业能力, 笔者带领几个高职学生以学校的机房设备作有关负载均衡方面的云计算实验。
1 实验总体目标
首先, 构建云计算基础框架, 架设校园网大型缓存服务器集群, 提高校园网络质量, 加快网页浏览速度, 提供教学资源共享服务。建设学校云计算中心开源项目网站。
其次, 建设大型Linux服务器集群, 实现基于Nginx的web服务器的负载均衡技术。
最后, 在此实验的基础上开发云计算专用Linux操作系统。
2 实验的实施过程
2.1 实验前的准备
本次实验会根据实验的进展情况持续3个月或者更长的时间。本次实验使用的机房共有24台电脑, 两台交换机, 局域网已经搭建好了, 但是机房已经闲置了半年。因此, 实验开始之前, 需要对每台电脑进行细致检查, 看是否能正常工作, 局域网是否能正常连接, 更重要的是要保证能连接到互联网。
2.2 实验架构图
本次实验使用8台主机来架构服务器集群:
用squid做前端总缓存服务器
用nginx做负载均衡
用3台apache处理动态脚本语言如php、jsp、python、ruby
用mysql作为数据库
用iscsi作为文件服务器
用Heartbeat进行心跳检测服务器连接其它7台服务器
另外, 专门用一台交换机来连接这些服务器。
3 实验过程
整个实验划分两大部分, 第一部分是以实验机房为例, 把服务器集群作为代理服务器, 代理校园网连接到互联网。需要说明的是, 本实验机房在实验之前, 每台计算机都能正常访问互联网, 但速度相对较慢。
首先是用Linux配置好这8台服务器, 核心是nginx服务器和squid服务器的配置。把Squid作为网页服务器的前置cache服务器, 缓存相关请求来提高Web服务器的速度。用nginx做负载均衡服务器。把实验机房剩下的其他计算机作为局域网的用户端, 连接到服务器集群上, 通过服务器代理连接到互联网。把squid设置成透明代理, 也就是在用户端不用对浏览器进行代理设置, 而是通过squid服务器进行设置, 只要是访问www的, 都由squid服务器代理。
经过反复实验和对比, 通过服务器代理来访问互联网的话, 访问速度有了明显的提升。比如, 同样是访问新浪网, 代理之前打开网站的速度是10秒左右, 而通过服务器代理以后访问的话, 3秒左右就能打开。这一部分实验难度相对较小, 所以一周左右的时间就完成了。
第二部分内容是构建一个网站, 然后通过服务器集群来代理该网站, 让用户访问该网站的时候能做到均衡负载, 在现有设备的支持下, 把访问该网站的速度尽可能提高。实验过程如下:
第一, 在第一部分实验的基础上, 使用squid做前端总缓存服务器, 缓存网站的相关请求。
第二, 用nginx做负载均衡, 因为nginx的并发能力强。多用户同时访问网站时, 由nginx服务器做并发性的负载均衡处理, 如果squid服务器里缓存有相应的请求, 则把请求直接发给用户, 否则再由apache服务器进行处理。
第三, 根据apache服务器的负载能力进行分配处理用户的请求, 因为apache服务器主要处理的是动态的脚本语言, 处理的数据量相对大, 因此设置了3台apache服务器。
第四, 用apache解析网页的动态脚本语言如php、jsp、python、ruby等。
第五, 使用mysql作为数据库, 用Sphinx对mysql进行大规模的全文检索, 以便更好地提高效率。
第六, 使用iscsi作为文件服务器, iscs主要功能是在TCP/IP网络上的主机系统和存储设备之间进行大量数据的封装和可靠传输过程, 在这个实验中, iscsi服务器主要是跟3台apache服务器进行数据的封装和传输。
第七, 用Heartbeat进行心跳检测服务器连接其它7台服务器, 实时监控服务器集群所有服务器的工作情况, 包括心跳检测和资源接管, 资源接管包括磁盘使用、内存使用和CPU峰值等。
4 实验阶段性成果
首先, 本实验经过一个月的实施后, 实验小组成员对Linux操作系统的使用更熟练, 并且学会了对Squid、Nginx、Apache等服务器进行配置, 对高并发负载均衡技术有进一步了解。
其次, 以实验机房为例, 通过代理服务器代理后, 校园网访问互联网的速度有明显的提升, 以访问新浪网为例, 代理之前打开网页所需时间是10秒左右, 代理之后3秒左右就能打开。
最后, 学校的开源性网站正在建设当中, 相关的服务器配置工作已接近尾声。
5 实验总结
本次实验还在继续进行当中, 实验的第一部分内容通过服务器代理校园网连接互联网, 在实验机房已经取得了一定成果, 访问互联网相关网站的速度有了明显的提升。但是这一部分的实验可以扩展到整个校园网, 在设备允许的条件下, 通过服务器代理所有校园网用户连接到互联网, 这样可以更好地提高校园网络质量, 加快校园网用户浏览网页的速度。
第二部分的实验以及后续的有关linux操作系统的发行还需继续进行。
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