云計算環(huán)境下信息系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計研究

朱娜

（哈爾濱市執(zhí)紀(jì)審查服務(wù)中心 黑龍江省哈爾濱市 150001）

1 云計算與研究背景綜述

1.1 云計算及其特點

早期的云計算主要指的是分布式計算，通過將一個大程序拆解成為多個或數(shù)個計算分程序，分開計算后再將各個計算結(jié)果進行整合，最后返回給用戶。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，云計算已經(jīng)發(fā)展成為包括分布計算、效能計算、并串行計算等計算方式的網(wǎng)格計算技術(shù)。“云”本質(zhì)上是一種網(wǎng)絡(luò)資源，用戶可以瀏覽和下載，按云流量使用量付費，表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、信息技術(shù)等學(xué)科的綜合交叉。云計算作為整合網(wǎng)絡(luò)資源的一種手段，起到管理者的作用，使用戶能快捷便利地獲取所需求的資源，迅速地查找信息，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源的拓展性和便捷性。

云計算是數(shù)據(jù)處理層面的概念，以互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)提供商為代表。高度成熟的云計算能力有助于優(yōu)化基層設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備投入和維護成本。近年來，云計算逐漸成為發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的必需品，云計算技術(shù)得到了前所未有的應(yīng)用，規(guī)模正在不斷擴大中。云計算作為針對基礎(chǔ)層面的更新方式，相比于5G 等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的更新?lián)Q代，無需大面積鋪設(shè)基站，具有投入少回報快的特點。

隨著5G 建設(shè)的推行，云計算、通信網(wǎng)等詞匯頻繁出現(xiàn)，由此而帶來的“云網(wǎng)融合”也引起了人們的矚目。隨著全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的轉(zhuǎn)型，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度達到了一個空前的高度，促使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不再局限于“傳輸速度快，數(shù)據(jù)延遲小”，而開始關(guān)注和發(fā)展云計算業(yè)務(wù)。隨著我國把5G 建設(shè)作為基礎(chǔ)設(shè)施進行部署，云計算技術(shù)越發(fā)炙手可熱，使用云計算技術(shù)部署通信和信息系統(tǒng)成為大勢所趨。

云計算具有可靠性高和服務(wù)性強的特點。云計算的可靠性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)存儲方面，與傳統(tǒng)計算機硬盤存儲方式相比，云計算還可以實現(xiàn)云端存儲，增加安可靠性的同時保障了數(shù)據(jù)安全性。云計算的服務(wù)性體現(xiàn)在服務(wù)群體方面，隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，云計算已經(jīng)完成了從高端型服務(wù)方式到大眾型服務(wù)方式的轉(zhuǎn)變，受眾群體數(shù)量大大增加，一方面降低了服務(wù)成本，另外一方面，市場供應(yīng)需求也刺激了服務(wù)效率與服務(wù)質(zhì)量的提升。

1.2 相關(guān)理論與研究背景

云計算技術(shù)的核心是虛擬化，虛擬化針對真實運行環(huán)境而言，使得互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、存儲系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等在虛擬的基礎(chǔ)上運行。虛擬化技術(shù)可以提高資源的利用效率，整合資源以提高共享性，隨著5G 技術(shù)的發(fā)展，云計算的虛擬性得到了極大的應(yīng)用，其中與通行網(wǎng)結(jié)合而產(chǎn)生的云網(wǎng)融合最具代表性，產(chǎn)生了諸如SD‐WAN、DCI等現(xiàn)下炙手可熱的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。隨著產(chǎn)品的完善，云網(wǎng)融合服務(wù)已經(jīng)發(fā)展成為包括業(yè)務(wù)開通、業(yè)務(wù)質(zhì)量追蹤、質(zhì)量維護等方面的綜合服務(wù)。隨著“云+網(wǎng)+業(yè)務(wù)”模式的不斷形成，云網(wǎng)融合邁向更新、更成熟的階段，在此模式下，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和基礎(chǔ)服務(wù)得到了更好融合，一方面，云網(wǎng)融合應(yīng)更具有針對性和競爭性，另外一方面，以ICT 服務(wù)為代表的基礎(chǔ)服務(wù)與信息類產(chǎn)品的融合更加默契。“云+網(wǎng)+業(yè)務(wù)”模式的不斷成熟，云網(wǎng)融合產(chǎn)品的市場競爭力有了顯著提升，相關(guān)產(chǎn)品的針對性更強，同時具有完善的功能模塊，更強的產(chǎn)品效能。

1.3 當(dāng)下信息系統(tǒng)設(shè)計的現(xiàn)狀

（1）由于我國計算機技術(shù)起步發(fā)展比較晚，對高新技術(shù)的利用程度不高，仍然停留在傳統(tǒng)的人工信息管理階段。雖然目前云計算智能技術(shù)飛速發(fā)展，發(fā)展前景較好，但開發(fā)云計算相關(guān)技術(shù)的投入資金不足，致使云計算技術(shù)發(fā)展相對緩慢。領(lǐng)導(dǎo)者對高新技術(shù)的顧慮，也導(dǎo)致云計算軟件建設(shè)和維護人員較少，人員專業(yè)能力不足，因此，云計算類軟件在實際應(yīng)用中發(fā)揮出的效果不佳。

（2）由于信息技術(shù)環(huán)境落后，運用領(lǐng)域單一，對于信息技術(shù)缺乏足夠了解，云計算信息化技術(shù)難以發(fā)揮作用。此外，由于云計算技術(shù)仍處在發(fā)展階段，尚不明確的投入產(chǎn)出比也使得改革缺乏動力。因此，建設(shè)現(xiàn)代化云計算信息技術(shù)，需要政府牽頭鼓勵，營造一個良性的市場環(huán)境，以市場帶動改革，引導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)者和員工培養(yǎng)相關(guān)的應(yīng)用理念和習(xí)慣，以此提升管理質(zhì)量和水平。

2 云計算下信息系統(tǒng)的架構(gòu)

2.1 理論與方法

基于文獻研究法、比較分析法、案例分析法等方法，可以從現(xiàn)有信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)置入手，建立智能云計算型信息系統(tǒng)。軟件部署功能、中間件通信功能以及基礎(chǔ)硬件實施按需出租功能是云計算型信息系統(tǒng)主要的三個功能，在設(shè)計時，從這三個功能出發(fā)，結(jié)合不同的分析法，設(shè)計滿足需求的信息管理系統(tǒng)。應(yīng)用軟件部署功能主要針對系統(tǒng)軟件的安裝與使用，使用者可以根據(jù)使用需求對軟件后臺進行訪問，并進行相應(yīng)的設(shè)置更改，此外，還可以使用部署功能進行存儲器容量設(shè)置操作。中間件通信功能主要針對于計算機的硬件通信問題，基于虛擬化技術(shù)，硬件資源將以虛擬資源的形式存在，因此必須借助中間件進行通信，中間件主要通過訪問計算機的各接口，實現(xiàn)資源調(diào)度、負(fù)載運行管理、安全防護等計算機通信操作。基礎(chǔ)硬件實施按需出租功能主要針對硬件資源配置，按需分配、專項配置，能有效減少冗雜程序?qū)τ布到y(tǒng)的占用，從而大幅度提高系統(tǒng)運行速度。

2.2 信息系統(tǒng)架構(gòu)的需求分析

云計算信息系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計主要包括C/S 架構(gòu)和B/S 架構(gòu)。C/S 架構(gòu)作為云計算程序中最常用的系統(tǒng)架構(gòu)方式，其一共包含兩層結(jié)構(gòu)，分別是服務(wù)器層和客戶端層。客戶端程序主要針對人機交互系統(tǒng)，通過客戶端，使用者可以對計算程序進行設(shè)置和使用，并對系統(tǒng)后臺進行監(jiān)控和訪問。此外，客戶端還可通過傳輸介質(zhì)等方式與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)傳輸操作。服務(wù)器是計算操作的主要承擔(dān)者，可以同時進行邏輯操作處理和數(shù)據(jù)計算處理，當(dāng)使用者在客戶端發(fā)出相應(yīng)指令后，服務(wù)器會根據(jù)指令進行響應(yīng)，完成一系列的功能，最后輸出反饋結(jié)果。

與C/S 架構(gòu)的雙層結(jié)構(gòu)不同的是，B/S 架構(gòu)設(shè)計包含三層結(jié)構(gòu)，分別包括表示層和功能處理層，其中功能處理層又包括業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)處理。這使得云計算系統(tǒng)既保留了分布式計算系統(tǒng)所具有的處理速度快的優(yōu)點，又提高了系統(tǒng)的交互性能。與C/S 架構(gòu)的客戶端相對應(yīng)的是B/S 架構(gòu)的表示層，主要起人機交互的作用，與C/S 架構(gòu)不同的是，表示層可以沒有具體的軟件系統(tǒng)，用戶可直接根據(jù)ip地址進行訪問，在網(wǎng)頁端用戶可以進行更改設(shè)置、發(fā)出指令等操作，同時，還可以直接在網(wǎng)頁端將計算結(jié)果反饋給使用者。

B/S 架構(gòu)的主要構(gòu)成部分是業(yè)務(wù)功能處理層，與C/S 架構(gòu)的服務(wù)器相對應(yīng)的是B/S 架構(gòu)的網(wǎng)頁服務(wù)器，網(wǎng)頁服務(wù)器具有多種數(shù)據(jù)接口，能識別多種計算機語言，在服務(wù)器內(nèi)，計算系統(tǒng)可進行任務(wù)接收與處理、數(shù)據(jù)解析與處理、結(jié)果反饋等操作。數(shù)據(jù)功能處理層主要承擔(dān)計算機數(shù)據(jù)的處理工作，數(shù)據(jù)經(jīng)過識別與解析之后，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的操作語言，觸發(fā)系統(tǒng)計算和功能性操作。B/S 架構(gòu)三層之間互為相對獨立結(jié)構(gòu)，處理對應(yīng)層的業(yè)務(wù)，同時也可以進行層間通信。

3 云計算與信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)問題

3.1 智能信息系統(tǒng)運維模式

智能系統(tǒng)的運維主要包括組織部署、制度管理、安全管理、自動化設(shè)計以及故障排除等方面。智能系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)包括職能部、運維部和技術(shù)部，分別負(fù)責(zé)信息系統(tǒng)的運營管理、軟硬件安裝調(diào)試以及產(chǎn)品研發(fā)。信息系統(tǒng)的制度架構(gòu)的主要出發(fā)點是為使用者提供最便捷操作體驗，如今，運維流程正朝著用戶自助方向發(fā)展。安全管理是保障信息系統(tǒng)安全的屏障，管理員在安全系統(tǒng)中具有最高的操作權(quán)限，管理員可以對系統(tǒng)的任意工作區(qū)進行查看和更改，通過對系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)文件、網(wǎng)站信息等內(nèi)容進行監(jiān)測操作，保障系統(tǒng)的安全性。智能化意味著自動化，與人工運營方式相比，自動化運維方式具有更快的處理效率，節(jié)省人力的同時，有效規(guī)避人工誤差，提高系統(tǒng)運行準(zhǔn)確性。云計算型系統(tǒng)的故障管理操作可以跨平臺進行，同時兼智能修復(fù)和安全防護功能。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

首先，在系統(tǒng)設(shè)計之前，需要對系統(tǒng)進行負(fù)載分析。基于管理需求，在負(fù)載分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇最適合的云計算方案，不同類型的公司選擇不同的設(shè)計方向，目前的云計算設(shè)計主要包括云遷徙方向和云轉(zhuǎn)型方向，此外，對于不適合云計算的負(fù)載，也應(yīng)加以區(qū)別。負(fù)載分析還可以幫助設(shè)計者進行云類型決策，主要針對于公有和私有的選擇，例如，對于信息管理系統(tǒng)中的內(nèi)部財務(wù)信息、營運數(shù)據(jù)、員工信息等內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)選擇私有云布置方式。

在進行負(fù)載分析之后，就可以制定系統(tǒng)虛擬化設(shè)計了，主要包括系統(tǒng)服務(wù)器虛化、網(wǎng)絡(luò)虛化、硬件虛化等。對系統(tǒng)進行虛化操作是一個系統(tǒng)資源重新整合的過程，信息系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)需要經(jīng)過虛擬化，重新設(shè)計業(yè)務(wù)模型，完成數(shù)據(jù)的遷徙操作。

在設(shè)計階段，系統(tǒng)設(shè)計主要考慮系統(tǒng)應(yīng)用針對性、系統(tǒng)功能以及智能化等幾個方面。首先，針對不同的信息系統(tǒng)，云計算環(huán)境下的應(yīng)用設(shè)計應(yīng)具備個性化服務(wù)功能，對于不同的需求，應(yīng)當(dāng)跳出模版的圈定，設(shè)計精準(zhǔn)定位、專項服務(wù)的云計算系統(tǒng)。其次，系統(tǒng)功能的設(shè)計應(yīng)本著集中處理、數(shù)據(jù)共享的原則，使系統(tǒng)具有更強的可操作性，最好能設(shè)計共享系統(tǒng)，提升應(yīng)用層的信息共享能力。此外，云計算是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的成果，因此，云計算型信息系統(tǒng)也正在朝著智能化方向發(fā)展，隨著越來越多智能化系統(tǒng)的開發(fā)以及越來越多智能化云計算應(yīng)用的實際應(yīng)用，智能化正在成為云計算型系統(tǒng)的代名詞。

4 總結(jié)與展望

信息技術(shù)和計算機技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，虛擬化技術(shù)的日漸成熟，使現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)資源的配置更加合理，在市場需求的刺激下，云計算技術(shù)不斷發(fā)展不斷成熟。社會經(jīng)濟迅速發(fā)展、市場環(huán)境不斷變化，經(jīng)濟發(fā)展需要更先進的管理信息技術(shù)，云計算的產(chǎn)生使信息資源更加完善和豐富。利用云計算技術(shù)分析可以提高效率、集中整合資源，助力更好地管理和決策。通過云計算獲取更多相關(guān)信息，可以更快捷的處理各種業(yè)務(wù)，合理利用各種資源，有利于提高管理水平、降低運營成本、減少IT 技術(shù)成本。云計算的產(chǎn)生更促進現(xiàn)代信息化技術(shù)的建成，使人們在大數(shù)據(jù)時代更加方便快捷的查詢資源，獲得良好的用戶體驗。云計算的到來，加速了社會的發(fā)展和資源的整合利用效率，人們獲取更多類型資源的同時也能高效率的利用資源，減少資源的消耗和浪費。因此，要想實現(xiàn)發(fā)展，就必須利用好云計算技術(shù)，對各項資源科學(xué)合理的運用，不斷改革信息系統(tǒng)，加快現(xiàn)代化信息建設(shè)。