云計(jì)算技術(shù)在中國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究

[摘 要] 我國(guó)是世界上的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展問題是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。農(nóng)村信息化建設(shè)是促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的重要保障，目前我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)受到了國(guó)家的高度重視。而將把云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)村信息化建設(shè)中，為農(nóng)村信息化建設(shè)提供重要的技術(shù)支持，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展。基于此，本文對(duì)我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行研究，提出基于云計(jì)算技術(shù)的農(nóng)村信息化建設(shè)的整體設(shè)計(jì)方案。

[關(guān)鍵詞] 云計(jì)算技術(shù)；農(nóng)村信息化建設(shè)；分布式計(jì)算；農(nóng)業(yè)發(fā)展

[中圖分類號(hào)] TP399-C4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）19-89-3

1 我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)及發(fā)展現(xiàn)狀

加強(qiáng)農(nóng)村信息化建設(shè)，可以快速推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的步伐。因此，我國(guó)對(duì)農(nóng)村信息化建設(shè)非常重視，中央出臺(tái)和制定了農(nóng)村信息化建設(shè)的相關(guān)文件。農(nóng)村信息化建設(shè)的重點(diǎn)是加強(qiáng)農(nóng)村綜合信息服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，創(chuàng)造新的農(nóng)村服務(wù)模式，加強(qiáng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，這樣才可以促進(jìn)農(nóng)村信息化綜合服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)。

農(nóng)村信息化建設(shè)是我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略中的重要課題，在國(guó)家的支持下，我國(guó)的農(nóng)村信息化建設(shè)取得了很大的成果。但是，我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)仍存在很多不足之處，信息化建設(shè)方案中存在一些亟待解決的問題：電腦下鄉(xiāng)給農(nóng)民帶來了便利，農(nóng)民大多數(shù)都可以買到價(jià)格比較低的電腦，但是，對(duì)于一部分收入水平較低的農(nóng)民來說，電腦的價(jià)格還是比較貴的；農(nóng)民的知識(shí)水平有限，在對(duì)電腦進(jìn)行操作時(shí)存在很多問題；我國(guó)很多的農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站對(duì)信息和新聞的更新較慢，農(nóng)民不能及時(shí)得到實(shí)時(shí)的農(nóng)業(yè)信息，不能夠滿足大多數(shù)農(nóng)民的需要；大多數(shù)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站的信息比較單一，種類和欄目比較少，不能滿足農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站信息內(nèi)容的需要；有些農(nóng)業(yè)網(wǎng)站的信息來源不明確，對(duì)農(nóng)民造成一定的混淆，不利于農(nóng)民的學(xué)習(xí)和對(duì)信息的收集；農(nóng)業(yè)產(chǎn)品種類繁多，信息也是多樣化的，許多網(wǎng)站的信息不具有針對(duì)性，對(duì)農(nóng)民的服務(wù)不具有針對(duì)性。

我國(guó)的農(nóng)村信息化建設(shè)是通過高技術(shù)手段來建設(shè)智慧型農(nóng)村，讓農(nóng)民可以方便簡(jiǎn)單地使用高新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)農(nóng)村信息化建設(shè)。云計(jì)算為我國(guó)的農(nóng)村信息化建設(shè)提供了重要的技術(shù)支持，云計(jì)算為農(nóng)業(yè)信息化平臺(tái)提供了強(qiáng)大的存儲(chǔ)空間，可以收集到各個(gè)角落的農(nóng)業(yè)信息并進(jìn)行集中管理，這樣便于對(duì)農(nóng)業(yè)信息的使用。可以說在農(nóng)村信息化平臺(tái)系統(tǒng)中，云計(jì)算平臺(tái)作為非常強(qiáng)大的大腦，可以把世界各地的農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行收集和統(tǒng)一管理，存儲(chǔ)海量的數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和模糊匹配技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，把農(nóng)民需要的信息和感興趣的新聞反饋給農(nóng)民。云技術(shù)在農(nóng)村信息化平臺(tái)方案建設(shè)中的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了農(nóng)村信息化建設(shè)的發(fā)展，對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義[1]。我國(guó)的農(nóng)村信息化建設(shè)平臺(tái)是我國(guó)重大科技發(fā)展的平臺(tái)，推動(dòng)了我國(guó)高新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)和發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)了我國(guó)智慧型農(nóng)村的建設(shè)和發(fā)展[2]。

2 云計(jì)算技術(shù)

2.1 云計(jì)算技術(shù)概述

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)把世界聯(lián)系到了一起，人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的訪問量與日俱增，互聯(lián)網(wǎng)為人們提供數(shù)據(jù)訪問的服務(wù)，這些服務(wù)中有海量的數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)和計(jì)算。云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，提供巨大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算處理的能力。在信息化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)作為強(qiáng)大的技術(shù)被應(yīng)用進(jìn)來，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著云時(shí)代的到來。

個(gè)人使用的電腦計(jì)算處理速度慢，存儲(chǔ)空間小；而且電腦容易發(fā)生中病毒等情況，造成電腦無法正常使用；電腦軟件還需要升級(jí)和更新等處理，降低了工作效率。云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)是按需使用，用戶根據(jù)自己的需要向云平臺(tái)申請(qǐng)資源，云平臺(tái)根據(jù)用戶的指示把用戶需要的資源提供給用戶，用戶在使用完資源后，資源會(huì)自動(dòng)釋放。云中心再把資源分配到其他的用戶端，云計(jì)算模式可以提高資源的使用效率，對(duì)用戶終端電腦的配置要求也有所降低。云計(jì)算提供的資源服務(wù)，用戶不需要知道這些資源存放在哪里，對(duì)數(shù)據(jù)資源的安全也不用擔(dān)心，所有的工作和服務(wù)都交給云端即可。云計(jì)算示意圖如圖1所示。

云計(jì)算的服務(wù)模式和理念都是全新的，采用網(wǎng)絡(luò)任務(wù)處理方式來改變傳統(tǒng)的桌面化處理方式，互聯(lián)網(wǎng)作為信息傳遞和計(jì)算的媒介。云計(jì)算的工作原理是通過分布式計(jì)算機(jī)為用戶提供存儲(chǔ)和計(jì)算的服務(wù)，云計(jì)算技術(shù)把普通計(jì)算機(jī)連接起來變成計(jì)算功能強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)把高性能的并行計(jì)算和分布式計(jì)算應(yīng)用進(jìn)來，通過云計(jì)算技術(shù)的服務(wù)，用戶在幾秒內(nèi)即可得到自己需要的云服務(wù)。

2.2 云技術(shù)的特點(diǎn)

云平臺(tái)通過軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的虛擬化管理，在云計(jì)算中虛擬技術(shù)的應(yīng)用，可以大大降低維護(hù)成本，提高資源利用效率。

2.2.1 動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和應(yīng)用，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問量變得越來越大，云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了把服務(wù)器加入到云的服務(wù)器集群中，提高了云計(jì)算的處理速度，如果云服務(wù)集群中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了問題，那么其他服務(wù)器可以代替進(jìn)行工作。

2.2.2 可靠性和安全性高。農(nóng)民普遍文化水平低，對(duì)電腦使用的知識(shí)欠缺，傳統(tǒng)模式下農(nóng)民的電腦出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)很容易丟失，造成很大的麻煩。云計(jì)算的應(yīng)用，數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在云平臺(tái)上，在云中心運(yùn)行需要的應(yīng)用程序，云中心負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，云服務(wù)通過分布式方式分布在服務(wù)器集群中，保證了數(shù)據(jù)的正常運(yùn)行，用戶端不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失。軟件更新和安裝都是在云中完成的，傳統(tǒng)模式下農(nóng)民電腦中要自己安裝軟件，并且要定期為軟件進(jìn)行更新和升級(jí)，一旦電腦中了病毒，那么農(nóng)民沒有辦法處理，這樣會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失。云計(jì)算模式下，農(nóng)民的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在云端，用戶只需要直接從云端下載數(shù)據(jù)資源即可，而且軟件的維護(hù)和更新都是由云端統(tǒng)一進(jìn)行的，農(nóng)民不需要擔(dān)心這些問題，不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失，方便了農(nóng)民的使用[3]。

2.2.3 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。傳統(tǒng)模式下農(nóng)民在使用電腦處理數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)感覺處理速度慢，有時(shí)會(huì)感覺電腦的存儲(chǔ)空間不足，這樣農(nóng)民需要對(duì)自己的電腦硬件進(jìn)行升級(jí)。在云計(jì)算模式下，農(nóng)民可以隨時(shí)隨地登錄云平臺(tái)來訪問自己的資源，獲取云服務(wù)，農(nóng)民也不必?fù)?dān)心硬件配置不夠的問題。

2.2.4 綠色節(jié)能。云計(jì)算通過把小型計(jì)算機(jī)加入到計(jì)算機(jī)集群來提供云服務(wù)，減低了成本費(fèi)用；云計(jì)算虛擬化技術(shù)的使用，提高了設(shè)備的使用效率，通過虛擬技術(shù)對(duì)資源進(jìn)行整合，關(guān)閉空閑的資源，提高了數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的效果[4]。云計(jì)算技術(shù)的使用，提高了設(shè)備和資源的使用效率，降低了農(nóng)民的投入成本，并且起到了節(jié)能的作用。

3 云計(jì)算技術(shù)在農(nóng)村信息化建設(shè)中的實(shí)施方案設(shè)計(jì)與分析

在農(nóng)村信息化平臺(tái)建設(shè)中，按照云技術(shù)的功能不同，可以把云計(jì)算中心的架構(gòu)分為4個(gè)部分，如圖2所示[5]。這四個(gè)部分彼此功能是相互獨(dú)立的，但是相互之間在數(shù)據(jù)的處理上又是緊密聯(lián)系在一起的。

3.1 硬件資源池

在云計(jì)算中心架構(gòu)圖中，硬件資源池是由大量的計(jì)算機(jī)集群和服務(wù)器集群構(gòu)成的。服務(wù)器相對(duì)軟件來說要穩(wěn)定，但是，服務(wù)器的價(jià)格隨著硬件配置的升級(jí)變得越來越高。分布式技術(shù)出現(xiàn)之后，服務(wù)器的數(shù)量呈爆棚式增長(zhǎng)，云計(jì)算的出現(xiàn)解決了服務(wù)器集群中節(jié)點(diǎn)失效的問題，在農(nóng)村信息化建設(shè)平臺(tái)的云服務(wù)中，硬件資源池的硬件主要由小型計(jì)算機(jī)或者高性能的服務(wù)器構(gòu)成。

3.2 集群管理平臺(tái)

集群服務(wù)平臺(tái)的主要功能是對(duì)資源池進(jìn)行管理，主要負(fù)責(zé)資源池的負(fù)載調(diào)度和資源的監(jiān)控工作。資源監(jiān)控是對(duì)資源進(jìn)行有效的監(jiān)控，是進(jìn)行負(fù)載調(diào)度的基礎(chǔ)。比如，對(duì)中央處理器進(jìn)行使用率的監(jiān)控，對(duì)內(nèi)存進(jìn)行使用率和讀寫的監(jiān)控等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控主要是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的輸入和輸出的監(jiān)控，如果節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把節(jié)點(diǎn)進(jìn)行屏蔽從而進(jìn)行維護(hù)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)被修復(fù)完成后，會(huì)把節(jié)點(diǎn)自動(dòng)歸還到系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)集群中。負(fù)載調(diào)度的作用是保證資源池節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡，在云計(jì)算的資源池集群中，大部分節(jié)點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)負(fù)載不均衡的現(xiàn)象，如果節(jié)點(diǎn)負(fù)載不平衡，那么資源使用率低，浪費(fèi)了資源，這樣就需要平臺(tái)提供的自動(dòng)化負(fù)載均衡功能對(duì)負(fù)載進(jìn)行合并處理，提高使用效率。如果節(jié)點(diǎn)負(fù)載太高，會(huì)造成其他負(fù)載過低，從而降低資源的利用率。

3.3 Hadoop平臺(tái)

Hadoop平臺(tái)的功能主要是對(duì)大量數(shù)據(jù)完成處理的任務(wù)，采用分布式處理方式，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)采用分布式存儲(chǔ)方式。Hadoop平臺(tái)采用云計(jì)算和云存儲(chǔ)功能來完成對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)，云計(jì)算的架構(gòu)大部分都是以Hadoop平臺(tái)架構(gòu)為基礎(chǔ)的，Hadoop平臺(tái)架構(gòu)也是云技術(shù)架構(gòu)的重要技術(shù)支持，Hadoop平臺(tái)架構(gòu)負(fù)載對(duì)服務(wù)信息資源進(jìn)行處理。Hadoop平臺(tái)架構(gòu)的主要工作模式是采用HDFS架構(gòu)，HDFS架構(gòu)圖如圖3所示。

3.4 服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)

在本方案的設(shè)計(jì)中，服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)主要是面向農(nóng)民用戶的，為農(nóng)民用戶提供信息化服務(wù)，為用戶提供簡(jiǎn)潔個(gè)性化的界面信息。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)的實(shí)際問題，提出了基于云計(jì)算技術(shù)的農(nóng)村信息化建設(shè)的方案，并進(jìn)行了可行性的分析和研究。在農(nóng)村信息化建設(shè)中，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用是農(nóng)村信息化建設(shè)的新思路。云計(jì)算技術(shù)在中國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)中的應(yīng)用具有一定的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]李東明，任振輝，時(shí)君偉，等.農(nóng)業(yè)信息化形勢(shì)下農(nóng)林院校信息類專業(yè)建設(shè)的策略研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)林教育版），2009（2）：151-154.

[2]鄭會(huì)龍，梁智淳，譚衛(wèi)軍，等.以云計(jì)算技術(shù)建設(shè)高端農(nóng)產(chǎn)品物流系統(tǒng)的研究[J].現(xiàn)代食品科技，2012（12）：1839-1843.

[3]趙星，廖桂平，史曉慧，等.物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算環(huán)境下的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)模式構(gòu)建[J].農(nóng)機(jī)化研究，2012（4）：142-147.

[4]楊玉寶，唐連章，衛(wèi)建安，等.基于云計(jì)算平臺(tái)的數(shù)字校園建設(shè)方案——以廣州大學(xué)數(shù)字校園建設(shè)為例[J].中國(guó)教育信息化，2012（3）：9-12.

[5]鐘小軍，楊磊，黃莉旋，等.農(nóng)村綜合信息服務(wù)平臺(tái)云存儲(chǔ)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（3）：170-176.