云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

王 歡

（江西財(cái)經(jīng)職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院 江西 九江 332000）

1 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，關(guān)于計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用也在相應(yīng)地增多，針對(duì)云計(jì)算的研究也越來(lái)越普遍。云計(jì)算是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其旨在虛擬的I P網(wǎng)絡(luò)中建立具有多項(xiàng)功能的技術(shù)平臺(tái)，包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、對(duì)獲取的信息進(jìn)行分類計(jì)算以及輸出結(jié)果。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[1]包括計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)兩種方式，其是在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過(guò)光纖、微波、電纜等方式將多臺(tái)相互獨(dú)立工作的終端連接在一起，并對(duì)這些計(jì)算機(jī)上的資源進(jìn)行收集、計(jì)算、存儲(chǔ)以及轉(zhuǎn)發(fā)等操作，從而實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)能共享各種資源的目的。

2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有多種分類方式，按照不同的方式分類方法也不同。一般可分為通信鏈路以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)兩類[2]，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)指信源節(jié)點(diǎn)、信宿節(jié)點(diǎn)以及轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的目的是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，比如交換機(jī)、網(wǎng)橋等設(shè)備。通信鏈路是指將信息進(jìn)行傳輸?shù)耐ǖ溃@個(gè)通道包括電話線、電纜、光纖、衛(wèi)星鏈路等。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可以分為通信網(wǎng)絡(luò)和資源網(wǎng)絡(luò)兩類，通信網(wǎng)絡(luò)由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)和通信線路兩部分組成，其目的是進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，資源網(wǎng)絡(luò)包括兩部分，一部分為用戶主機(jī)一部分為用戶終端。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)終端相互連接的方式，廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中在廣域網(wǎng)中使用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是樹(shù)型以及不規(guī)則型，在局域網(wǎng)中使用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是有一定規(guī)律的結(jié)構(gòu)，如星型、環(huán)型、總線型等。

按照設(shè)備連接方式和通信方式，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又可以分為三大類，包括局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）以及廣域網(wǎng)（WAN）。局域網(wǎng)適用距離較短的網(wǎng)絡(luò)，一般在室內(nèi)或者校園內(nèi)部使用，其數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)來(lái)說(shuō)較快，由于數(shù)據(jù)傳輸范圍較小，故其誤碼率最小。城域網(wǎng)一般在建筑物之間或者城區(qū)內(nèi)進(jìn)行傳輸，每秒傳輸幾兆位至每秒幾十兆位，其傳輸誤碼率比局域網(wǎng)高。廣域網(wǎng)適用于城市與城市之間或者國(guó)家與國(guó)家之間，傳輸距離較遠(yuǎn)，每秒可傳輸幾十千位，由于傳輸?shù)木嚯x很遠(yuǎn)，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)丟失的信息也會(huì)更多，誤碼率也最高。

3 云計(jì)算

3.1 云計(jì)算的基本定義

云計(jì)算的基本原理[3]是指通過(guò)很多分布式計(jì)算機(jī)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳給相應(yīng)的用戶終端。通過(guò)云計(jì)算這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商可以在較短的時(shí)間內(nèi)處理相當(dāng)大數(shù)量的數(shù)據(jù)信息，以此達(dá)到超級(jí)計(jì)算機(jī)的高性能作用[4]。

3.2 云計(jì)算的分類

（1）根據(jù)服務(wù)方式可以分為公有云、私有云以及混合云[5]三種類型。

公有云是指由供應(yīng)商提供的云環(huán)境，可以供各種用戶共同使用，是一種開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶可以共享該環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)資源，由于公有云可通過(guò)Internet使用，不需要花錢或者價(jià)格很低，通過(guò)該方式用戶可以創(chuàng)造出新的價(jià)值。公有云作為一個(gè)資源集中的平臺(tái)，它能夠?qū)⑸嫌蔚母鞣N資源收集起來(lái)提供給下游的用戶或者企業(yè)使用，打造新的價(jià)值資源。

私有云是為了保證用戶數(shù)據(jù)安全而建立起來(lái)的一種服務(wù)模式，是為用戶特地建立起來(lái)的，因此私有云的數(shù)據(jù)更安全可靠。私有云一般都建立在比較安全可靠的位置，比如公司的防火墻內(nèi)，也可以在一個(gè)相對(duì)安全地由供應(yīng)商提供的安全場(chǎng)所建立，類似于Sun、IBM提供的安全隱蔽的場(chǎng)所，可以為用戶或者企業(yè)提供一個(gè)安全地?cái)?shù)據(jù)中心。

混合云是將公有云和私有云結(jié)合起來(lái)運(yùn)行的模式，是云計(jì)算的主要發(fā)展方向。用戶在混合云環(huán)境中根據(jù)自身要求選擇公有云或者私有云，得到最佳的效果，這種比較人性化的解決用戶數(shù)據(jù)的方法，既能節(jié)約錢又安全可靠。

（2）按照服務(wù)類型可以分為平臺(tái)即服務(wù)（PaaS，Platform as a Service）、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS，Infrastructure as a Service）和軟件即服務(wù)（SaaS，Software as a Service）三種類型。

平臺(tái)即服務(wù)的特點(diǎn)是為用戶提供一個(gè)資源代管的平臺(tái)，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)出自己的應(yīng)用，然后將應(yīng)用上傳到該平臺(tái)，由平臺(tái)進(jìn)行管理。平臺(tái)服務(wù)使用起來(lái)方便快捷，開(kāi)發(fā)人員可以很便捷地開(kāi)發(fā)出自己的應(yīng)用程序。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)是指用戶在比較完備的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)引擎的方式來(lái)獲取需要的服務(wù)，通過(guò)該服務(wù)模式，用戶可以獲得基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心等各種資源。此種服務(wù)模式使用戶無(wú)需花費(fèi)過(guò)高的成本購(gòu)買價(jià)格高昂和品質(zhì)高的設(shè)備，只需通過(guò)Internet租用的模式構(gòu)建符合自己要求的應(yīng)用系統(tǒng)。

軟件即服務(wù)模式：該模式[6]可以為用戶直接提供所需要的軟件，這些應(yīng)用一般都是在Internet上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，該平臺(tái)下的用戶沒(méi)有必要再來(lái)購(gòu)買相關(guān)的軟件，只需租用開(kāi)發(fā)商已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序即可。軟件即服務(wù)模式通過(guò)給用戶提供直接的服務(wù)，用戶無(wú)需額外對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)管理，因此很大程度上降低了軟件的使用成本。

如圖1所示，按服務(wù)類型進(jìn)行分類后的云計(jì)算不同服務(wù)與云服務(wù)和云平臺(tái)有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖1 云計(jì)算分類圖

3.3 云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)介紹

云計(jì)算有三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，包括虛擬化技術(shù)、分布式計(jì)算技術(shù)和并行編程模式三種。

虛擬化技術(shù)：虛擬化技術(shù)的原理是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)的各種資源，如內(nèi)存、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、軟硬件等資源進(jìn)行管理，虛擬出多臺(tái)計(jì)算機(jī)技術(shù)，該技術(shù)能夠提高資源的使用率，降低使用成本，從而達(dá)到高效的技術(shù)手段，虛擬出來(lái)的新資源不會(huì)受到現(xiàn)有資源的物理組態(tài)以及地域的影響。

分布式計(jì)算技術(shù)：分布式計(jì)算是指將一個(gè)需要比較大計(jì)算量的數(shù)據(jù)，分解成許多小的計(jì)算方式得到相應(yīng)的結(jié)果，最后再將這些結(jié)果進(jìn)行整合得到最終的計(jì)算結(jié)果。數(shù)據(jù)分布式計(jì)算有很多的優(yōu)點(diǎn)，用戶可以最大效率地使用網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)于一些比較稀有的資源，用戶也能很方便的使用，分布式計(jì)算能有效地使用系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，通過(guò)該方式可以同時(shí)處理更多的數(shù)據(jù)，提高了運(yùn)算效率。

并行編程模式[7]：通過(guò)并行編程模式，用戶可以快速方便地獲得云計(jì)算的各種服務(wù)，從而能夠最大限度地利用各種資源，在這個(gè)過(guò)程中用戶能夠很清晰地了解并行執(zhí)行計(jì)算任務(wù)。當(dāng)前受到各供應(yīng)商歡迎的編程模式是MapReduce方式，其通過(guò)Map（映射）和Reduce（歸約）兩個(gè)函數(shù)完成海量數(shù)據(jù)的運(yùn)算。

4 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算飛速發(fā)展，得到了很多利用，但也存在很多問(wèn)題，如數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中存在安全隱患、數(shù)據(jù)隱私得不到保障、軟件許可證問(wèn)題以及網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中可能存在誤碼率和延遲等，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，如何保證云服務(wù)供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)不被非法獲取是一項(xiàng)很重要的任務(wù)，僅通過(guò)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)也無(wú)法避免這種問(wèn)題，同時(shí)也需要法律進(jìn)行更詳盡的規(guī)定。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，有些數(shù)據(jù)是企業(yè)的商業(yè)機(jī)密，如何保證企業(yè)的商業(yè)機(jī)密而又不影響云計(jì)算在企業(yè)中的運(yùn)用，這些都是使用云計(jì)算過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。