云计算探讨及在电子信息技术中的应用

姜雪玲

[摘 要]云计算作为大数据时代的新技术，在提高信息技术水平以及降低信息化成本方面发挥着越来越大的作用。本文重点就云计算技术基本特点及其包含的核心内容进行分析并就其在电子信息中的应用展开探讨。

[关键词]云计算技术；信息；影响分析

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0340-01

随着计算机网络化和数字化技术的快速发展，计算机网络和信息处理技术被广泛应用在人们生产生活的各个领域。近几年互联网和信息存储技术飞速发展，促使人类进入了大数据和云信息处理时代。

一、云计算技术的概念及特点

所谓云计算技术，是指基于互联网且面向用户提供更加快速、安全，更加易于网络计算和数据存储的服务模式。作为新型的IT技术使用模式，云计算技术是以并行计算、网格计算以及分布式计算为基础逐步发展起来的。我们也通常认为，云计算技术实际上就是根据用户的需求通过网络以易扩展的方式来获得用户实际需要的软件、硬件以及平台的各类资源和服务，我们把能够提供资源的网络就叫做云，使用资源的用户通常都会认为云中的资源是可以无限扩展的，并且在任何时间都是可以获取的。在网络中分布着大量的计算机系统以及存储设备，云计算技术就能将它们很好地联系集中起来形成一个虚拟的资源库。这样通过网络，云计算技术就可以为用户提供高质量的计算和存储服务了。

云计算技术的特点如下：（1）规模较大。“云”实际上就是由网络上数量众多的服务器所形成的一个庞大的服务器群，其主要包括软件服务器、存储服务器以及计算服务器等，群组中的计算机会及时地更新数据库中的信息数据。借助于较为先进的数据处理技术，“云”可以快速地搜索数据库中的各类资源，并且为用户提供准确详细的数据和结果。“云”具有非常强的存储和计算能力，能够轻松地完成海量存储和计算等工作。（2）虚拟化。云计算技术中的操作平台以及安全、计算和存储等方面的内容都是虚拟化的，用户通过云计算技术使用网络上的资源时就好像使用自己的本地计算机一样，对于“云”提供服务的整个过程用户也是不需要知道的。这种虚拟化的技术大大地提升了网络资源的利用效率。（3）易扩展。云计算技术通过计算机网络向用户提供存储和计算的服务，它的服务规模是可以动态伸缩，这样才能与用户规模的不断增长相适应。在云计算技术的架构体系内，在现有的资源库中使用云计算技术可以实时加入新的资源，其处理能力会得到很大的提升。如果网络上某一个节点出现了问题，那么“云”就会立即停用这个节点，将任务转交给别的节点，当问题解决后，便会将该节点恢复。（4）可定制性。云计算技术可以根据用户自身的需求进行定制和购买，用户可以定制自己所需要的服务、资源以及应用，云计算技术就会做出相应的部署，因而用户就可以得到自己所需的各类服务。此外，云计算技术在成本以及安全性等方面也有着一定优势。

二、云计算的支撑技术

云计算技术是由众多技术融合的综合体，其中主要包括虚拟化技术、资源管理、安全性技术、分布式编程技术及数据存储技术。

（一）虚拟化

虚拟化是云计算的基石，它有效地分离了硬件与软件，而云计算则让人们将精力更加集中在软件所提供的服务上。在云计算模式中，用户并不知道私有数据的准确位置，用户和云计算服务提供商之间进行协商，由服务提供商来负责管理。各个用户的私有数据都存储在“云”中，共享底层的存储资源。通过增加一个虚拟化层，可以将物理站点用于多个独立的虚拟机，而这些虚拟机可能由不同的用户拥有和管理。这项技术可以极大地提高资源利用率，因为低计算需求的任务可以共享一个单独的物理站点（如服务器）资源。虚拟机的部署和调度还能简化负载平衡，从而达到云计算的全局性能最优化。在云计算模式中，需要实现计算虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化3个基本的技术。虚拟化技术的应用场景，较典型的有：集群服务，小应用隔离，生产、开发、测试环境隔离，资源利用管理等。

（二）资源管理

云计算资源包括存储资源、计算资源、网络资源、基础设施资源以及其它资源。云计算资源管理系统的基本功能，是接受来自云计算用户的资源请求，并且把特定的资源分配给资源请求者。合理地调度相应的资源，使请求资源的作业得以运行。一般而言，云计算资源管理系统应提供4种基本的服务，即资源发现、资源分发、资源存储和资源调度。资源分发和资源发现以及资源存储是资源调度的前提条件，资源调度实施，把所需资源分配到相应的请求上去，包括通过不同结点资源的协作分配。云计算的资源管理方法，涉及到云存储架构、计费、资源模型和调度等方面。由于云计算的资源在地理上是分布的，形式上是异构的，并且各个组织和管理域有各自的资源管理策略和不同的访问代价模型。因此，云计算的资源管理必须处理好存储架构问题，解决资源部署、监控和调度策略等问题。

（三）安全技术

安全性是用户选择云计算时的首要考虑的因素，也是云计算实现可持续发展的关键。云计算的开放性、复杂性、按需服务、虚拟化资源池、快速弹性架构和多租户等特点，也直接影响云计算环境的安全和相关的安全保护策略。云计算为信息安全领域带来了巨大的挑战，主要包括：①利用虚拟化技术能够隔离软件与硬件、应用软件与底层系统之间的直接依赖关系，能够提供比操作系统更强的隔离性，然而虚拟化技术也会带来主机受到破坏及虚拟网络中断等安全问题。②在云平台中运行的各类云应用，没有固定不变的基础设施，没有固定不变的安全边界，难以实现用户数据安全与隐私的保护。

（四）分布式编程模式

云计算实际上是一种处理大规模密集型数据的并行分布式计算技术。为了使用户能更轻松的享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，云计算上的编程模型必须十分简单。必须保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。当前IT厂商提出的“云”计划的编程工具，均基于Map-Reduce和Dryad的编程模型。Map Reduce的主要思想，是将要执行的问题分解成Map和Reduce两个过程：先通过Map函数将问题分解，并将数据分割成不相关的区块，分配给服务器并行处理；再通过Reduce函数将结果归约汇总输出。微软于2010年底发布的分布式并行计算平台Dryad，可以使开发人员在Windows或者.Net平台上编写大规模的并行应用程序模型，并能够方便地将单机上编写的程序运行在分布式并行计算平台上。

（五）数据存储技术

云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此，云计算的数据存储技术必须具有分布式、高吞吐率和高传输率等特点。目前数据存储技术主要有Google的GFS以及HDFS，这两种技术已经成为事实标准。

总之，作为新一代IT变革的核心，云计算的发展将对整个IT产业链的发展产生重大影响，包括计算机体系结构、硬件和网络基础架构、中间件、操作系统、应用软件、网络服务等等。随着云计算模式的应用普及，将加快软件服务化进程，促进虚拟化、并行计算、海量存储与管理等技术的更加成熟和商业化应用，并加快推进IT产品从生产工具向随身伴侣；从大型固定设备向微型移动设备；从高价商用产品到底价普及产品；从基于传统互联网到基于新型多通道互联网；从终端应用向云计算的方向发展。

参考文献

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[2] 薛永献.云计算技术在大学计算机应用大赛中的应用[J].电子测试，2013，13.

[3] 王华伟.云计算技术在数字图书馆中的应用初探[J].情报理论与实践，2011，08.