試論云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)剖析

程明 方祥毅

試論云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)剖析

程明 方祥毅

中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300

與傳統(tǒng)計(jì)算模式相比，云計(jì)算能夠?qū)?shù)據(jù)信息開展科學(xué)化的分析和處理，滿足人們對(duì)數(shù)據(jù)信息的多元需求。就云計(jì)算的概念及特征進(jìn)行闡述，并從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、相關(guān)安全技術(shù)以及虛擬化技術(shù)等方面入手，對(duì)云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)及核心內(nèi)容進(jìn)行探究，旨在提升云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用水平，僅供相關(guān)人員參考。

云計(jì)算；關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)據(jù)管理；業(yè)務(wù)接口

引言

云計(jì)算的發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)為支持，以數(shù)據(jù)為核心。云計(jì)算的科學(xué)化應(yīng)用，能夠整合資源。基于傳統(tǒng)計(jì)算方式之上實(shí)施云計(jì)算，為用戶提供多元化服務(wù)，保證數(shù)據(jù)處理的可靠性。數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度得到明顯提升，數(shù)據(jù)處理服務(wù)效率也得到明顯改善。云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)所具有的經(jīng)濟(jì)性也得以凸顯出來。

1 云計(jì)算簡(jiǎn)介

1.1 云計(jì)算的概念

作為一種現(xiàn)代化的計(jì)算模式，云計(jì)算與傳統(tǒng)計(jì)算模式相比更具先進(jìn)性。這種先進(jìn)性主要體現(xiàn)在分布式計(jì)算機(jī)和并行網(wǎng)絡(luò)上。云計(jì)算實(shí)際上就是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持所實(shí)現(xiàn)的信息分析處理模式，能夠?qū)⒂?jì)算處理程序細(xì)化為子程序，在服務(wù)器的支持下對(duì)子程序進(jìn)行處理，進(jìn)而促進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)建，便于用戶搜尋信息，在分析處理之后將數(shù)據(jù)信息傳遞給用戶。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，云計(jì)算的應(yīng)用較為廣泛。用戶只需輸入相關(guān)信息，就能夠獲得所需的信息，可見云計(jì)算操作的便捷化程度較高。云計(jì)算作為一種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有動(dòng)態(tài)化和可擴(kuò)展性，在計(jì)算機(jī)硬軟件資源的支持下，能夠滿足用戶的多層次服務(wù)需求，保障數(shù)據(jù)信息處理的時(shí)效性[1]。

1.2 云計(jì)算的特點(diǎn)

云計(jì)算的特點(diǎn)在于可靠性較高，具有超大規(guī)模，支持用戶基于任意位置通過任意終端來獲取應(yīng)用服務(wù)，因而云計(jì)算具有虛擬化的特征。云計(jì)算的可擴(kuò)展性較強(qiáng)，但在云計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)方面，用戶信息是保密的，而在云計(jì)算服務(wù)過程中存在一定危險(xiǎn)性。

2 云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)及核心內(nèi)容

2.1 編程與計(jì)算

就云計(jì)算的應(yīng)用情況來看，其在編程方面比較簡(jiǎn)單，能夠?yàn)橛脩羰褂脦順O大的便利。在簡(jiǎn)單的編程模式下，用戶能夠更高效地運(yùn)用云技術(shù)來處理信息[2]。云計(jì)算的適用性良好，尤其是谷歌提出的MapReduce編程模式，能夠滿足用戶的編程需求。在編程模式運(yùn)行過程中，需要將后臺(tái)并行執(zhí)行與任務(wù)調(diào)度展現(xiàn)出來，便于用戶及編程人員更清晰地掌握編程模式的應(yīng)用方式，進(jìn)而開展科學(xué)且準(zhǔn)確的云計(jì)算。當(dāng)前提到的云計(jì)算，大多以MapReduce編程模式為原型。在實(shí)際編程與計(jì)算的過程中，必須要明確Map中函數(shù)進(jìn)項(xiàng)的具體特征，以函數(shù)進(jìn)項(xiàng)為支持，由程序員進(jìn)行分塊處理。在科學(xué)處理后，能夠獲得精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果；在總結(jié)并歸納數(shù)據(jù)結(jié)果后，即可順利完成編程與計(jì)算。從本質(zhì)上來說，云計(jì)算的編程與計(jì)算的實(shí)現(xiàn)，就是以指定Map與Reduce函數(shù)為基本條件。編程活動(dòng)的開展主要在這一范圍內(nèi)，以滿足用戶的數(shù)據(jù)信息處理需求。

2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

從計(jì)算方式來看，云計(jì)算以數(shù)據(jù)為對(duì)象，在存儲(chǔ)方面主要通過分布式存儲(chǔ)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)際計(jì)算也主要通過吞吐和傳輸來實(shí)現(xiàn)，但必須保障吞吐與傳輸?shù)母咝浴４朔N技術(shù)應(yīng)用方式能夠保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，發(fā)揮數(shù)據(jù)的使用價(jià)值，滿足用戶對(duì)云計(jì)算的現(xiàn)實(shí)需求。此種情況下數(shù)據(jù)的可用性更強(qiáng)。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)條件下，GFS、HDFS都是比較常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。GFS是由谷歌開發(fā)的非開源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)；而HDFS是由Hadoop開發(fā)的開源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)

大數(shù)據(jù)時(shí)代下數(shù)據(jù)量較大，處理分析與處理的難度也明顯加大。為保障數(shù)據(jù)服務(wù)的高效性，要注重?cái)?shù)據(jù)管理技術(shù)的科學(xué)化應(yīng)用。這是云計(jì)算領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。在數(shù)據(jù)管理技術(shù)應(yīng)用過程中，要從存儲(chǔ)、讀取與分析等方面入手，對(duì)海量數(shù)據(jù)實(shí)施科學(xué)化處理，滿足用戶對(duì)特定數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)需求，確保數(shù)據(jù)更新速率可靠，以促進(jìn)云計(jì)算技術(shù)水平的提升。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的科學(xué)化應(yīng)用能夠明顯改善數(shù)據(jù)隨機(jī)讀取速率，實(shí)現(xiàn)云技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的最大化。在云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用過程中，技術(shù)管理中心必須高度重視數(shù)據(jù)更新速率與隨機(jī)讀速率這兩個(gè)事項(xiàng)，為云計(jì)算的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供可靠的支持。在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的大環(huán)境下，要注重研發(fā)現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理模塊，切實(shí)提升云計(jì)算技術(shù)水平，更好地為用戶提供服務(wù)。

2.4 業(yè)務(wù)接口

在科學(xué)技術(shù)的支持下，云計(jì)算的現(xiàn)代化水平得到顯著提升。作為一種計(jì)算方式，云計(jì)算為IT系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)支持，在云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用過程中，業(yè)務(wù)接口應(yīng)用價(jià)值的發(fā)揮，能夠滿足用戶的現(xiàn)實(shí)需求，與用戶之間的聯(lián)系較為緊密。此種情況下有助于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效化管理，在云集合范圍內(nèi)，用戶能夠結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求來搜尋數(shù)據(jù)，從而切實(shí)提升云計(jì)算的服務(wù)水平。就當(dāng)前云計(jì)算業(yè)務(wù)接口的應(yīng)用情況來看，主要通過Web Service業(yè)務(wù)模式來實(shí)現(xiàn)[3]。

2.5 相關(guān)安全技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在為社會(huì)帶來極大便利的同時(shí)，其開放性大環(huán)境下也存在一定潛在風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在諸多不確定因素，環(huán)境的安全系數(shù)較低，尤其是在信息技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下資源類型豐富，數(shù)據(jù)量較大，網(wǎng)站運(yùn)行過程中也面臨著諸多風(fēng)險(xiǎn)。此種情況下云計(jì)算安全技術(shù)的科學(xué)化應(yīng)用，有助于保證整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的安全運(yùn)行。在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何保障網(wǎng)絡(luò)安全是云計(jì)算模式應(yīng)用過程中的重要問題。為保障用戶網(wǎng)絡(luò)安全，必須注重云計(jì)算服務(wù)專業(yè)化與集約化水平的提升，突破傳統(tǒng)殺毒的局限性，保障病毒查殺的實(shí)效性，從而將病毒對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)安全所造成的威脅控制在最小范圍內(nèi)，并通過云備份的實(shí)現(xiàn)來降低互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

2.6 虛擬化技術(shù)

云計(jì)算實(shí)際上就是一種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有動(dòng)態(tài)化特征，可擴(kuò)展性較強(qiáng)；而可擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)，離不開虛擬化技術(shù)的支持。從宏觀層面來看，云計(jì)算涵蓋的范圍廣闊。虛擬化技術(shù)是云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)體系中的重要組成部分。在數(shù)據(jù)信息處理過程中，虛擬化技術(shù)能夠促進(jìn)資源優(yōu)化整合，并提升所存儲(chǔ)資源的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，通過資源有效利用來滿足用戶需求，提升云計(jì)算服務(wù)水平。云計(jì)算的虛擬化技術(shù)的獨(dú)特之處在于能夠在虛擬化條件下對(duì)數(shù)據(jù)展開計(jì)算，而傳統(tǒng)計(jì)算方式下無法實(shí)現(xiàn)這一操作。云計(jì)算的虛擬化技術(shù)實(shí)際上就是資源的轉(zhuǎn)化過程中，將復(fù)雜資源換算為虛擬資源，并通過資源整合等方式來實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值的最大化，為用戶提供高效的數(shù)據(jù)信息服務(wù)。云計(jì)算的虛擬化技術(shù)具有優(yōu)良的應(yīng)用價(jià)值，主要包含以下幾種類型。

一是虛擬服務(wù)器。在云計(jì)算領(lǐng)域下，以硬件資源為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行分配和管理的過程，就是虛擬服務(wù)器的應(yīng)用過程；以軟件為對(duì)象，在分配管理硬件資源的基礎(chǔ)上，開展虛擬化處理，促進(jìn)服務(wù)器功能的發(fā)揮。在這一過程中應(yīng)注意，物理服務(wù)器在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，以物理服務(wù)器為載體，能夠滿足多個(gè)虛擬服務(wù)器的運(yùn)行需求，并且這種運(yùn)行是同時(shí)的。在云計(jì)算虛擬化技術(shù)的應(yīng)用過程中，虛擬服務(wù)器使用功能的發(fā)揮，能夠保證管理的統(tǒng)一化和科學(xué)性，并滿足快速部署與故障恢復(fù)需求，為用戶提供多元化的服務(wù)，促進(jìn)云計(jì)算服務(wù)效率的改善。

二是虛擬存儲(chǔ)。虛擬存儲(chǔ)在云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用過程中，以云計(jì)算的存儲(chǔ)資源為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一化處理，并在資源整合與科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，為用戶數(shù)據(jù)查詢帶來極大便利。云計(jì)算的分布式存儲(chǔ)資源管理具有一定復(fù)雜性，在資源整合與統(tǒng)一化管理的基礎(chǔ)上，要注重提升云存儲(chǔ)系統(tǒng)化水平。用戶接口訪問來保證虛擬存儲(chǔ)的規(guī)范性，為用戶數(shù)據(jù)信息云存儲(chǔ)帶來極大便利。此種虛擬存儲(chǔ)的方式，有助于減少不必要的能源消耗，并且達(dá)到良好的節(jié)能效果。加密方式有助于提升數(shù)據(jù)信息的安全性與可靠性。安全認(rèn)證的應(yīng)用，也是云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)過程中必須高度重視的內(nèi)容，旨在通過此種方式來降低用戶在云計(jì)算過程中的數(shù)據(jù)信息風(fēng)險(xiǎn)，保證云存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬盤化與本地化，切實(shí)提升數(shù)據(jù)信息利用的安全性與可靠性[4]。

三是虛擬應(yīng)用。就云計(jì)算虛擬技術(shù)的整體情況來看，操作系統(tǒng)與硬件之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。底層系統(tǒng)對(duì)硬件的依賴性較強(qiáng)。通過虛擬應(yīng)用價(jià)值的充分發(fā)揮，令操作系統(tǒng)與硬件之間的應(yīng)用關(guān)系得到合理轉(zhuǎn)變，通過虛擬化方式來展現(xiàn)底層系統(tǒng)與硬件之間的依賴關(guān)系，便于開展虛擬化本地運(yùn)行，為云計(jì)算下應(yīng)用程序的規(guī)范化操作提供可靠的技術(shù)支持。就虛擬應(yīng)用的實(shí)際操作情況來看，一旦存在應(yīng)用沖突，就能自動(dòng)屏蔽沖突內(nèi)容，并實(shí)現(xiàn)合理兼容，從而發(fā)揮云計(jì)算虛擬技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，提升云計(jì)算服務(wù)水平。

四是虛擬平臺(tái)。在云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用過程中，以開發(fā)資源為支持，將其進(jìn)行虛擬化應(yīng)用之后，模擬統(tǒng)一接口，能夠?yàn)閼?yīng)用開發(fā)與傳輸帶來極大便利，并保證開發(fā)與傳輸?shù)谋憬菪耘c高效性[5]。此種操作方式下，資源開發(fā)人員的任務(wù)量明顯降低，云服務(wù)更新的時(shí)效性也比較強(qiáng)，這就能夠?yàn)橛脩舾玫貞?yīng)用云計(jì)算提供極大的便利。虛擬平臺(tái)在上述過程中扮演的角色就相當(dāng)于一個(gè)載體。正是由于虛擬平臺(tái)的存在和應(yīng)用，才能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用開發(fā)與傳輸，令云服務(wù)得以更新。虛擬平臺(tái)的應(yīng)用，主要依靠開發(fā)工具與軟件來實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算的虛擬平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠滿足用戶的多元需求，通過自身環(huán)境測(cè)試、排名打分以及升級(jí)更新等功能的發(fā)揮，為用戶的云計(jì)算操作提供極大的便利。

3 結(jié)語

綜上所述，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，云計(jì)算相當(dāng)于一項(xiàng)巨大變革。作為一種計(jì)算模式，其應(yīng)用價(jià)值顯著。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)得以快速發(fā)展，為保證云計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，要把握云計(jì)算的具體特征，改善數(shù)據(jù)處理時(shí)效，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平，從而滿足用戶在數(shù)據(jù)處理方面的多元需求，保證數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性與可靠性。

[1]初勇. 云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 信息與電腦（理論版），2018（4）：1-2.

[2]蔡榮茂. 試析云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 通訊世界，2017（19）：37-38.

[3]陳仁太. 云計(jì)算架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2017（1）：180.

[4]胡瑩. 云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 軟件導(dǎo)刊，2016，15（8）：159-161.

[5]劉國(guó). 云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)淺談[J]. 信息安全與技術(shù)，2015，6（9）：41-43.

On Cloud Computing and Its Key Technologies

Cheng Ming Fang Xiangyi

China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd., Tianjin 300300

Compared with traditional computing models, cloud computing can scientifically analyze and process data information to meet people’s diverse needs for data information. The paper explains the concept and characteristics of cloud computing, and starting from the aspects of data storage technology, data management technology, relates security technology and virtualization technology, and explores the key technologies and core content of cloud computing, aiming to improve cloud computing and its application level of key technologies, which is for reference only.

cloud computing; key technologies; data management; business interface

TP311.1

A