云計算體系架構與關鍵技術解析

陳傳東

摘要：云計算是一種新型的信息技術，具有靈活的服務，資源池，計費服務，按需服務和無泛在接入等特點。云計算架構主要分為三層，包括服務管理，核心服務和用戶訪問接口，它們對應不同的服務功能。同時，為了進一步滿足不同用戶的實際使用需求，云計算廣泛應用了虛擬化技術，數據中心節能技術等關鍵技術。

關鍵詞：云計算；基本概念；體系架構；關鍵技術；發展前景

1 引言

云計算具有廣闊的發展前景，系統體系結構等相關的關鍵技術不斷完善和進步，現代業務處理和軟件應用的信息化、全球化和自動化，將為云計算的發展和應用前景提供廣闊的市場。云計算具有超大規模、高可用性、高可靠性、虛擬化、按需服務和低成本等特點。近年來，隨著許多關鍵技術的成熟和成功應用，正在迅速普及。

2 云計算的基本概念和特點

2.1 云計算的定義

云計算主旨是對大的程序進行分解，寫結成每個小部分然后再加以處理，最終傳回給用戶。而如今，業界對云計算的定義各有不同，當前云計算的定義美國則是根據標準局對云計算的定義是云計算是一種根據用戶使用量來進行收費的模式，這種模式可以進入可配置的計算資源共享池，這些資源能夠唄快速的提供給用戶，只需投入很少的工作。

2.2 云計算的特點

從商業角度看，云計算是一種全新的用戶體驗和商業模式，它提供標準化、自助服務，支持快速的服務交付和基于使用的交付；從專業技術角度看，云計算是一種新的IT基礎設施管理模式，它是物理資本源合成資源池，應用虛擬化資源，進行彈性擴展，動態部署。

3 云計算體系架構

3.1 核心服務層

云計算系統的核心服務層可分為基礎設施服務層、軟件服務層和平臺服務層?；A設施服務層為云計算系統提供硬件基礎設施部署服務，可根據用戶需求提供虛擬或實體計算、存儲和網絡信息資源。在用戶使用基礎設施服務層之前，他們需要向服務提供者提供與基礎設施相關的配置信息、運行基礎設施的程序代碼和相關的用戶數據。虛擬化技術的引入使基礎設施服務層大大提高了服務的規模和可靠性。通過使用相關的開發語言和軟件工具，應用程序開發者只能通過上傳程序代碼和相關數據來使用相應的服務，而完全不用擔心底層系統的任何管理問題。平臺服務層具有存儲、管理和處理海量數據的能力，通過有效的調度策略和資源管理方法提高數據處理效率。

3.2 服務管理層

在云計算架構的實際應用中，服務管理在核心服務層中具有非常重要的輔助作用，可以有效地提高核心服務層的安全性和可靠性，主要涉及服務質量保證和安全管理兩個方面。云計算服務系統資源龐大，結構復雜，在實際使用中無法滿足用戶的服務質量標準。為此，服務開發者可以與用戶簽訂服務水平協議，滿足雙方在服務質量方面的要求，從而保證云計算系統服務的質量。

3.3 用戶訪問接口層

用戶訪問層實現了云計算的普遍訪問。Web服務訪問模式為終端設備提供了應用程序開發接口，實現了多個服務的組合。門戶網站是一種用戶訪問接口層，可以實現桌面應用網絡和互聯網的遷移。它使用戶可以隨時隨地通過瀏覽器訪問數據和程序，極大地提高了用戶的效率。

4 云計算關鍵技術

4.1 虛擬化技術

云計算的優點是可以共享資源，虛擬化不同的應用程序，從而最大化應用程序的有效性。如果不是在云計算的情況下，將在不同的平臺上使用未使用的應用程序，在云計算的情況下，可以共享三個程序。所以你可以在一個平臺上使用三個程序，使用虛擬化方法來使用應用程序，使用虛擬化方法被稱為虛擬技術，其中包括兩種，一種是虛擬機技術，另一種是虛擬網絡技術。前者主要使用VMware，后者使用VPN技術。虛擬機技術的主要功能是對基礎設施進行虛擬化，以便用戶可以根據需要使用它。虛擬網絡技術是通過設置特殊的網絡模式訪問云計算。

4.2 數據中心節能技術

云計算中的資源數量龐大，消耗電能的數量據不完全統計50000個計算節點每年的耗電量大約在1億千瓦時。為了響應綠色節能號召，解決能耗利用率問題，實施綠色環保節能技術。云計算數據中心的能耗主要在設備和冷卻裝置中，針對這一想象，計算機設備可以通過數據中心虛擬化的自適應能耗管理系統來解決能耗的管理能力，另外也可以提高和控制CPU的頻率來達到；通過建立多層次的數據中心，考慮氣流、空間大小、熱交換等因素，設計冷卻裝置，提高數據中心布局的合理性。

4.3 海量的存儲技術

云計算涉及的數據非常多，云計算是利用分布式技術完成海量數據存儲的突出特點，從而保證了系統的穩定性和經濟性。同時，云技術也具有突出的優勢，能夠自動備份重要數據，提高數據的可靠性。這種分布式大容量存儲技術要求服務器主機具有很高的性能以及數據備份和恢復功能，從而增加了服務器構建的成本。

4.4 云計算相關的安全技術

云計算模型帶來了用戶隱私保護、用戶數據備份和云計算基礎設施保護等一系列安全問題。云計算中虛擬服務的規模、強度和專業化改變了終端設備上分散的大量信息資源的格局。云計算本身可以通過安全作為服務的形式為改善互聯網安全作出貢獻。云計算中心可以實現密集專業的安全服務，改變目前大家都在打補丁，都在殺毒的現狀；備份還可以用作一種服務形式，以實現特殊的云備份服務。

5 云計算的發展前景分析

云計算作為互聯網變革的核心組成部分，對于整個產業的發展起到了至關重要的作用。云計算的推廣普及已逐漸形成規模，尤其是其關鍵技術所促進的虛擬化、存儲和安全，促進了云計算的更加成熟與廣泛應用。云計算不僅對企業、個人，甚至對于社會都造成了巨大的影響。云計算把互聯網公司的商業模式逐漸變為軟件的服務型服務，帶動了商業理念的改變。

6 結語

云計算基礎架構是云計算系統的重要組成部分。它通過資源虛擬化、分云計算基礎設施是云計算系統的重要組成部分。布式計算等技術為云計算系統搭建基礎運營環境并為上層云計算應用提供存儲和計算能力。當前云計算仍處于研發階段，根據其運行可靠性，可用性和成本經濟性的要求，相關人員仍需要不斷探索，以促進云計算的進一步發展。

參考文獻：

[1]黃曉雯.云計算體系架構與關鍵技術[J].中國新通信，2014（13）.

[2]楊通國.云計算的體系架構與關鍵技術研究[J].科技展望，2016（25）.

（作者單位：江蘇天技科技實業有限公司）