云計算技術及其應用研究

文｜河北醫科大學第二醫院 底濤

1、云計算的應用價值

相比于以往的硬件存儲，云計算將更加節省人力、物力，并且其安全性能也得到了較好的保障。這種全新的理念與模式主要是利用一些服務器的集中狀態，這些服務器在被集群之后，其功能將十分強大，能夠分門別類地對于各種資源進行篩選，并且根據用戶的需求，配送到其用戶中心。這樣一來，一方面用戶能夠比較方便地利用網絡上各種資源，另一方面運營方由于沒有傳統的硬件平臺的缺陷的制約，能夠節約成本，促進創新。在大數據處理方面，云計算中的云處理更是能夠發揮其優勢：對于大數據的綜合性計算，深層的挖掘，以及最后的整合；這就較好的彌補了當前大型計算機的不足，一些難以處理的大數據和超級文件，在云計算完成了強大計算資源池的轉換之后，一切都將是可能的。

1.1 云計算可為統籌統管創造有利條件

傳統的硬件處理過程中，常常無法對數據進行較為集中的存放，尤其是當遇上數據較大的情況時，工作人員的硬件存儲管理工作，常常是復雜并且繁冗的。云計算可以克服這一點，在資源被分割的零散的狀態之下，可以通過其強大的計算功能將其進行整合，這一點對于數據的管理是一個福音，對于運營以及管理人員更是福音。另外，對于網絡上技術標準不一的狀況也能有改善的作用。

1.2 云計算可為信息系統安全運行提供技術支持

云計算的重要好處在于其結構的虛擬化。以往的硬件在運行過程中，由于材質等方面的原因，常常容易出現故障，并且這些故障都需要進行較大工作量的維護。而云計算卻克服了此項缺點。一旦出現了局域的故障，云計算中心能夠依據其遠程的維護功能，對于可能的故障進行云分析，進而實現修補。另外，在病毒查殺的過程中，聯網云查殺使得查殺的能力大幅度提高，信息系統的安全性能得以提升。

2、云計算技術在應用過程中的關鍵問題

2.1 虛擬機遷移

虛擬機經常需要得到遷移，因為在遷移的過程中能夠避開熱點，從而使得數據中心的負載，不會長期處于超負荷的狀態，即是一個減壓平衡的過程。另外，數據中心在這一過程中，其應用高度相應，也有望被提高。以往虛擬機的遷移常常是比較滯后的，然而今年來已經克服了此點。以往虛擬機的滯后遷移，對于進程級遷移方法來說，需要面對不少的困難，但在運用了實時遷移之后，這些困難都可以被克服。然而，在避免熱點的過程中，常常是比較艱難的。因為，系統的靈活性常常無法跟上。另外一方面，一旦要進行較為高效的遷移，物理服務器的資源負載常常是不足以支撐的，一旦無法支撐，這個過程將變得十分棘手。

2.2 服務器整合

為了使得能源消耗被減到最低，常常采用所謂的服務器整合，顧名思義，服務器在被整合之后，資源的利用率可以因此而提高。不同的服務器其使用率不盡相同，因此，高頻可以彌補低頻，而低頻可為高頻減壓。在服務器被整合之后，它的性能可能不會因此得到優化，然而，在云計算的理念中，性能不應該是消退的，資源虛擬機的變化是永恒的，其變化間不斷被共享的各種服務器資源使用，如果一旦被突然地使用，尤其是在黃金時間段的大量使用，會使得一種信息的擁堵狀況出現。因此，這個不利的因素應當被考慮進去，以便于在該種情況發生時，系統能夠處理應付。

2.3 能耗管理

云計算的眾多問題中，能源效率也是一項極其迫切的任務。運營的支出中，能耗成本經常能占到一半以上。因而，目前能耗的支出將是制約基礎設施提供商發展的最大瓶頸以及障礙。在現在看來，光是減少能耗自然是不夠的，也要考慮到廢能量或者多于能量排除后，對于環境的不利影響。這些問題或許我們能夠提供以下思路：第一，對于硬件的架構，需要處理好；第二，在運行時，對一些不特別重要的硬件組進行關閉；第三，對于cpu的速度應該控制在一個合理的范圍之內。另外，在最新的研究中，也可將基礎設施作為一個重要的可優化項目考慮進去。總之，在保持性能的時候，如何保持其能耗在一定范圍之內，這是仍然需要進行深入的研究和實踐。

2.4 流量管理和分析

流量的管理無論在何種計算環境下都是十分值得關注的問題。為了讓用戶得到較為優化的體驗，分析數據流量可以達到這一目的，目前多數web應用程序都采用了此點。在進行一些重大的決策之前，決策者必須要知道數據流量。即使是流量的分析技術在其他的數據中心已經被嫻熟的運用，然而，在普及到云的領域中時，卻遭遇了較大的麻煩。原因是ISP的密度不算高，但云計算的相應部件卻高的出奇，使得原本的技術不能被云計算所接受。還有，傳統的方法中大型的流量矩陣，都只有幾百臺主機，那些方法固然能在幾百臺主機之間較為靈活地運用，然而，當遇到了幾千臺服務器的小型云數據中心，其速度會縮減幾十倍，而幾千臺的量只是小型，大型的常常幾萬甚至十數萬；另外，現在的流量模式與以往不同，這都是其難以被云計算所接受的原因。

2.5 軟件框架

在網絡文件系統的運行之間，有一些框架借助于此運行。這就是map reduce，它能夠處理數據密集的大型任務。和傳統的文件體系不同的是，其存儲結構、應用編程的接口都有其自己的模式，由于標準POSIX接口沒有兼容性問題未被很好的解決，一旦此類兼容性問題出現，就會對文件系統運行產生干擾。為了解決該類問題，以新的API原語支持可伸縮以及并發數據的訪問為基礎，以及集群文件體系為框架的新模式便開始被廣泛應用。

以往難以實現的大型的、密集型的數據平臺，只是存在于理念之中，而云計算卻讓此成為了可能。在map reduce框架被構造之后，這些應用程序能夠被運行。并且這些應用程序的類型，決定了map reduce的性能以及其資源消耗。在grep任務中，其運行是以大量的cpu資源占有量為基礎，否則無法實現。因此，在進行優化性能以及節約成本的操作時，需要對這種大型軟件系統的參數值以及調度算法進行改進和甄別，以便于更好的適應云計算這種新的模式。

小結

云計算的產生，是服務于當代的信息化管理模式，滿足于當代大數據時代的處理需求的結果。當然，前提是需要有著足夠強大的技術支持。在對云計算的建設以及管理進行了一番討論之后，本文對該種模式的價值進行了分析，也相應地指出了對于其未來發展中的關鍵問題，希望對相關研究有所裨益。