淺談云計算環境下的體系構架及關鍵技術

趙靜++劉曉敏++肖廣軍++白蕊++郭雅麗

摘要：云計算的本質是在互聯網絡環境下計算資源的交付和使用方式，用戶通過網絡按需、易擴展的方式獲得所需服務。它描述了一種新的基于互聯網環境下的IT服務增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態、易擴展、而且經常是虛擬化的資源。本文系統地分析和總結云計算的研究現狀，將云計算體系架構劃分為核心服務、服務管理、用戶訪問接口等3個層次。圍繞低成本、高可靠、高可用、規模可伸縮等研究目標，深入全面地介紹了云計算的關鍵技術及最新研究進展。

關鍵詞：云計算 虛擬化 體系構架

中圖分類號：TP393.03 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0232-01

1 引言

近年來，隨著新一代大規模互聯網應用的快速發展，其快速的業務增長速度以及對數據存儲量的較高要求催生了“云計算”這一構想。云計算最早是由Google、Amazon等公司在2006年提出的[1]。計算機資源服務化是其最重要的表現形式，它為用戶屏蔽了數據中心管理、大規模數據處理、應用程序部署等問題。用戶可以根據自身實時業務量購買或者釋放資源，有效降低了運營成本。

2 云計算體系架構

根據實際應用可以把云計算模型分為部署模型和服務模型兩類。

云計算部署模型包括公有云、私有云和混合云三種[2]。公有云主要服務于小型機構，由云計算服務商提供相關基礎設施；私有云則服務于某一特定的數據較龐大的行業機構比如銀行等，由相應的大、中型機構內部提供云計算基礎設備；混合云主要提供接口服務以便云與云之間進行聯系。

云計算服務模型主要有軟件即服務、平臺即服務、基礎設施即服務三個層次。如圖1所示。所謂軟件即服務主要是提供用戶云計算服務商的相關基礎設施，Google的Apps 就屬于軟件即服務；平臺即服務提供云計算創建和定制應用的服務；基礎設施即服務提供云計算的計算資源，用戶可以根據自己的實際需求運行部署相關應用軟件和操作系統。

3 云計算的關鍵技術

3.1 實現云計算的兩種關鍵基礎技術

3.1.1 虛擬化

虛擬化技術是云計算的基礎，它在構建一個邏輯層的基礎上將硬件服務器虛擬化成若干虛擬系統，將物理資源與用戶使用分開為上層的云計算應用提供基礎架構。虛擬化屏蔽了底層的復雜性，用戶可以以最優的方式自主選擇拆分、組合資源，實現IT資源的動態分配、靈活調度、跨域共享，為IT資源的彈性服務提供了強大的基礎[3]。虛擬化技術不僅可以實現底層硬件資源如PC機，存儲器，服務器，網絡等的虛擬化，也可以對操作系統、應用系統等進行虛擬。

3.1.2 分布式計算

分布式計算是除虛擬化之外的云計算的另一項重要支撐技術，它是與集中式計算相對的一種計算方法。簡單來講，分布式計算就是把一個大的計算項目分解成很多小任務，由若干臺不同的計算資源分別進行處理，然后再將計算結果上傳統一合并處理。分布式計算能夠有效解決成本、效率和擴展性之間的平衡。近年來，隨著大數據概念的興起，很多大型的計算項目需要非常巨大的計算能力，使用集中式計算，需要耗費相當長的時間，效率低下，這就為分布式計算的提供了十分廣闊的應用前景[5]。在云計算服務模型的軟件即服務和平臺即服務領域有著不可替代的地位。

3.2 云計算技術最新演進

云計算技術當前的最新發展前沿是SDX，即軟件定義一切，它通過把計算機資源池化、封裝、隔離、服務化等手段，是用戶可以自由的使用計算資源，它是云計算向縱深演化的結果。可以說SDX集中了分布式計算與虛擬化，它使人們可以在分布的時間空間下突破物理資源的時空限定，在虛擬世界更高效更自由得使用資源，對于企業更好的使用分布式資源而言是一種全新且重大的變革。目前SDN即軟件定義網絡、SDS即軟件定義存儲、SDDC即軟件定義數據中心等概念已經相當成熟并且產品化。其中SDN是目前網絡通信領域最重要的發展方向之一，它通過軟件技術方法實現人們對資源使用與物理資源本身進行切割和解除綁定，從而實現人們利用物理資源的自由。

4 結語

云計算作為一種新興的信息技術發展迅速。在未來10 年以內，一些新的技術如大數據、物聯網、3D打印、可穿戴設備等將會逐漸普及。一場新的信息技術革命正在降臨，而云計算是此次信息技術革命當之無愧的核心。此次信息技術革命的革命性意義在于，改變了人類利用機器智能的方式，將擁有機器智能升級為使用機器智能，而云計算在人們使用機器智能方面發揮了關鍵作用，是它讓計算資源變得能夠連續分發并無處不在，可以說云計算帶來了信息技術領域顛覆性的變化。

參考文獻

[1]陳益.基于云計算架構的數字圖書館特點探析[J].內幕古科技與經濟，2014.

[2]楊青峰.信息化2.0+：云計算時代的信息化體系[M].北京：電子工業出版社，2013.

[3]冉旭，鐘鳴，程放，許勇，劉佳。云計算安全防護體系研究[J].信息通信，2013，（01）：81-82.

[4]劉彥.云計算安全風險與對策分析[J].硅谷，2013，（02）：132+70.

[5]大數據時代的云計算安全征文通知[J].信息網絡安全，2013，（03）：28.

收稿日期：2016-09-07

作者簡介：趙靜（1987—），女，山西晉中人，碩士，助理工程師，北方自動控制技術研究所，從事電氣設計工作。