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[摘 要]云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，而公有云被认为是云计算的主要形，在国内发展如火如荼。公有云平台能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户，创造新的业务价值，公有云作为一个支撑平台，还能够整合上游的服务（如增值业务，广告）提供者和下游最终用户，打造新的价值链和生态系统。本文主要阐述通过微软AZURE平台IAAS 服务的运行模式，为林下养殖提供基础硬件及网络运行方式。
[关键词]云计算；公有云；虚拟化
中图分类号：TP393.09 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0289-02
0 引言
云计算是把信息技术作为服务（IT as a Service）提供的一种方式。所谓服务的概念需要从消费方（服务用户）角度出发，而不是从服务提供方出发考虑问题，因此一个基本特点是云计算要求按需服务，即用户可以根据需求即时得到服务。从这个角度讲，云计算就像我们公共服务中的自来水、电和煤气一样，集中供应该并按需服务和计费。而公有云通常指第三方提供商用户能够使使用的云，公有云一般可通过 Internet 使用，可能是免费或成本低廉的。这种云有许多实例，比如微软的Azure，亚马逊的AWS，IBM的Softlayer可在当今整个开放的公有网络中提供服务。其最大意义是能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户。
近年来，通过将“物联网，云计算，大数据”等信息技术运用于农业生产，通过充分发挥云计算易部署，易扩展，综合性价比高的优势，以最合理的投入达到最高效的收入，并改善环境，取得经济效益和环境效益。本文主要阐述通过微软AZURE平台IAAS 服务的运行模式，为智慧养殖提供基础硬件及网络运行方式。
1 公有云应用于精准农业的必要性
1.1 农业企业资金有限，难以支持一次性大量投入购买服务器等硬件
云计算之所以受到大众的关注成为IT界耀眼的新星，低成本的特点占据了一定的原因。所以除了安全，第二个要考虑的就是成本问题。成本问题上，企业不仅要考虑前期的技术投资成本，还要考虑后期持续支出成本，如运营费用、长期维护和企业软件和应用开支等。传统的养殖企业资金有限，难以支持一次性大量投放购买服务器等硬件，和承受后期较高的运维成本。
1.2 林下养殖偏僻，基础设施差：IT运维很难
一般的林下养殖企业，都分布在城郊，农村，这些地方通讯运营商往往没有实现有线覆盖，交通不便，如果直接在种养基地部署服务器，电力、通讯等基础都难以得到保障。而精准农业公有云平台，只需要在养殖基地布设较少数量的、耗电量较小的传感设备即可，尽量减少对基础设施的依赖。
2 云服务模式
众所周知，目前的公有云计算服务模式分为三类：
SaaS（软件即服务）：这种模式包括类似虚拟桌面、各种实用应用程序、内容资源管理、电子邮件、软件及其他等软件部分。在此种模式中，云服务供应商负责安装、管理和运营各种软件，而客户则通过云来登入和使用。
PaaS（平台即服务）：在此种模式中，托管服务供应商通过提供工作平台来帮助客户，包括执行运行时间、数据库、Web服务、开发工具和操作系统，客户无需手动分配资源。
IaaS（基础架构即服务）：基础设施福分包括电脑、网络、存储、负载平衡设备、虚拟机。这些服务于终端用户的软硬件资源都可以按照它们的需求来进行扩展或收缩。
IAAS模式与SaaS模式相比，易于开发人员系统对接及迁移，服务形式灵活多变。本文將立足于零下养殖领域，探索基于IAAS模式下企业级公有云服务平台的搭建和实现。
3 IAAS模式下公有云平台运行需求
1.平台稳定性：平台需要提供7*24小时的不间断系统平台
2. 快速部署：需要快速架设站点，最大程度简化采购服务器-安装上架-安装操作系统-安装数据库，配置应用环境等一系列的繁琐步骤。
3.灵活多变的扩展性：快速部署任意数量的虚拟机、调用无限的存储空间，通过该平台用户可以快速生成、部署和管理应用程序。
4.节省硬件费用：传统农业是一项产品低商品率、低价格和低附加值的特质的行业.这就决定了传统的高价格的IT系统模式难以找到生存的空间，在IAAS模式下公有云需要平台具有随用随付费的灵活特性，能够为服务提供商以及农产品生产企业之间达到了利益契合点，通过按分钟计费或内置功能自动缩放，用户只需为实际需要的基础结构付费，并将基于实际使用情况自动加快/减慢资源的使用。
5.安全性：安全性是个广义的概念，从系统平台运维的角度，如硬件配置安全，物理安全，网络安全，等等。
架设IAAS模式下的企业级公有云服务平台在上述的苛刻要求下，普通的数据中心将面临极大的硬件及基础设备施的成本压力，因此本文将基于微软Azure公有云完成平台架设。
4 林下养殖公有云平台架构
5 虚拟机（Virtual Machine）规划
中间层和WEB应用服务器及数据库服务器的配各逻辑单元的网络架构是公有云架设的关键，作为系统架设初期，考虑到运营成本及用户访问量的关系，以一个普通的硬件及基础操作系统要求如下：（下面的表格仅是例子）
基于以上要求，在Azure上我们选择A2级别的虚拟机作为应用服务器的，选择A3平台的虚拟机作为数据库平台服务器：
Azure平台提供可靠 的虚拟机硬件级别，不但在搭建初期可以任意选择，在完成搭建后，我们可以根据实际的业务量，通过Azure的可用性集及自动缩放功能，完成VM的硬件自动缩放： 目前提供的主要缩放方式有两种：
1. 根据时间表来自动缩放。
2. 按CPU负载进行自动缩放。
我们配置按照CPU的自动缩放
1.选中CPU
2.在实例范围出选择实例的范围（最少和最多的虚拟机实例）
3.目标CPU：配置CPU低于一定百分比时关闭虚拟机，CPU高于一定百分比时开启虚拟机
4.扩展幅度：每次扩展的虚拟机数量
5.扩展等待时间：上次扩展后等待的时间
6.缩减幅度：每次缩减的虚拟机数量
7.缩减等待时间：上次缩减后需要等待的时间
6 虚拟网络规划
虚拟网络（Virtual Net）可用于在虚拟机（Virtual Machine）之间建立连接。需要注意的是，需要先创建好虚拟网络，然后在创建虚拟机的时候将其关联至已经创建好的虚拟网络。虚拟网络可用于创建和管理IPv4地址空间。在本地内网和虚拟网络之间建立VPN安全连接，也可以通过网络对接的方式将云端应用连接到本地，通过地址空间划分子网，将应用服务器与数据库服务器进行网间隔离，达到一定程度的网络安全保障。
通过在Azure中布署VNET，达到我们提高网络安全级别，实现网络负载均衡，并为后期通过Azure上的VPN网关实现混合云作准备.
通过Point to Site的VPN，可以将数据库或流媒体服务器放在本地数据中心里，以实现混合云的模式，达到更高的可用性，进一步消减运营费用，增强用户体验。
结束语： 很多企业已经意识到云计算所能帶来的潜力。然而，有些企业倾向于投资内部私有云基础架构。许多企业这样做主要出于安全考虑，认为将公司所有数据转移到公有云服务提供商的行为存在隐患。私有云确实能够充分利用云计算主要功能，但对于要求敏捷性、灵活性的企业来说，所要求的功能远不止这些。在这种环境下，混合型云计算将迎来巨大的投资价值。如今，企业可以决定哪些数据可以发布到公有云服务提供商，哪些数据留在本地。混合型云计算让企业从两个方面均得到最大收益。
通过将基于IAAS服务的企业级公有云平台运行用农业，既满足了林下养殖对整个养殖周期的把控，又把生产的IT使用成本降至了最低点，因此对促进林下养殖具有广泛的使用价值。
参考文献
[1] 方国伟，王强，吴中伟.详解微软Windows Azure云计算平台[J].电子工业出版社，2011
[2] 赵立威.让云触手可及：微软云计算实践指南[J].电子工业出版社，2010.
[3] Windows Azure 安全概述白皮书. http：//www.microsoft.com/windowsazure/Whitepapers/securityoverview
[4] 方国伟，段雪明. 基于用例的云计算互操作性分析.信息技术与标准化，2011年7月.
[5] David Chappell，Introducing Windows Azure，http：//www.davidchappell.com/writing/white_papers/Introducing_Windows_Azure_v1.2—Chappell.pdf
基金项目
广西科学研究与技术开发计划项目“林下高效种养综合技术研究与示范”项目合同编号：桂科攻1299001-3。
[关键词]云计算；公有云；虚拟化
中图分类号：TP393.09 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0289-02
0 引言
云计算是把信息技术作为服务（IT as a Service）提供的一种方式。所谓服务的概念需要从消费方（服务用户）角度出发，而不是从服务提供方出发考虑问题，因此一个基本特点是云计算要求按需服务，即用户可以根据需求即时得到服务。从这个角度讲，云计算就像我们公共服务中的自来水、电和煤气一样，集中供应该并按需服务和计费。而公有云通常指第三方提供商用户能够使使用的云，公有云一般可通过 Internet 使用，可能是免费或成本低廉的。这种云有许多实例，比如微软的Azure，亚马逊的AWS，IBM的Softlayer可在当今整个开放的公有网络中提供服务。其最大意义是能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户。
近年来，通过将“物联网，云计算，大数据”等信息技术运用于农业生产，通过充分发挥云计算易部署，易扩展，综合性价比高的优势，以最合理的投入达到最高效的收入，并改善环境，取得经济效益和环境效益。本文主要阐述通过微软AZURE平台IAAS 服务的运行模式，为智慧养殖提供基础硬件及网络运行方式。
1 公有云应用于精准农业的必要性
1.1 农业企业资金有限，难以支持一次性大量投入购买服务器等硬件
云计算之所以受到大众的关注成为IT界耀眼的新星，低成本的特点占据了一定的原因。所以除了安全，第二个要考虑的就是成本问题。成本问题上，企业不仅要考虑前期的技术投资成本，还要考虑后期持续支出成本，如运营费用、长期维护和企业软件和应用开支等。传统的养殖企业资金有限，难以支持一次性大量投放购买服务器等硬件，和承受后期较高的运维成本。
1.2 林下养殖偏僻，基础设施差：IT运维很难
一般的林下养殖企业，都分布在城郊，农村，这些地方通讯运营商往往没有实现有线覆盖，交通不便，如果直接在种养基地部署服务器，电力、通讯等基础都难以得到保障。而精准农业公有云平台，只需要在养殖基地布设较少数量的、耗电量较小的传感设备即可，尽量减少对基础设施的依赖。
2 云服务模式
众所周知，目前的公有云计算服务模式分为三类：
SaaS（软件即服务）：这种模式包括类似虚拟桌面、各种实用应用程序、内容资源管理、电子邮件、软件及其他等软件部分。在此种模式中，云服务供应商负责安装、管理和运营各种软件，而客户则通过云来登入和使用。
PaaS（平台即服务）：在此种模式中，托管服务供应商通过提供工作平台来帮助客户，包括执行运行时间、数据库、Web服务、开发工具和操作系统，客户无需手动分配资源。
IaaS（基础架构即服务）：基础设施福分包括电脑、网络、存储、负载平衡设备、虚拟机。这些服务于终端用户的软硬件资源都可以按照它们的需求来进行扩展或收缩。
IAAS模式与SaaS模式相比，易于开发人员系统对接及迁移，服务形式灵活多变。本文將立足于零下养殖领域，探索基于IAAS模式下企业级公有云服务平台的搭建和实现。
3 IAAS模式下公有云平台运行需求
1.平台稳定性：平台需要提供7*24小时的不间断系统平台
2. 快速部署：需要快速架设站点，最大程度简化采购服务器-安装上架-安装操作系统-安装数据库，配置应用环境等一系列的繁琐步骤。
3.灵活多变的扩展性：快速部署任意数量的虚拟机、调用无限的存储空间，通过该平台用户可以快速生成、部署和管理应用程序。
4.节省硬件费用：传统农业是一项产品低商品率、低价格和低附加值的特质的行业.这就决定了传统的高价格的IT系统模式难以找到生存的空间，在IAAS模式下公有云需要平台具有随用随付费的灵活特性，能够为服务提供商以及农产品生产企业之间达到了利益契合点，通过按分钟计费或内置功能自动缩放，用户只需为实际需要的基础结构付费，并将基于实际使用情况自动加快/减慢资源的使用。
5.安全性：安全性是个广义的概念，从系统平台运维的角度，如硬件配置安全，物理安全，网络安全，等等。
架设IAAS模式下的企业级公有云服务平台在上述的苛刻要求下，普通的数据中心将面临极大的硬件及基础设备施的成本压力，因此本文将基于微软Azure公有云完成平台架设。
4 林下养殖公有云平台架构
5 虚拟机（Virtual Machine）规划
中间层和WEB应用服务器及数据库服务器的配各逻辑单元的网络架构是公有云架设的关键，作为系统架设初期，考虑到运营成本及用户访问量的关系，以一个普通的硬件及基础操作系统要求如下：（下面的表格仅是例子）
基于以上要求，在Azure上我们选择A2级别的虚拟机作为应用服务器的，选择A3平台的虚拟机作为数据库平台服务器：
Azure平台提供可靠 的虚拟机硬件级别，不但在搭建初期可以任意选择，在完成搭建后，我们可以根据实际的业务量，通过Azure的可用性集及自动缩放功能，完成VM的硬件自动缩放： 目前提供的主要缩放方式有两种：
1. 根据时间表来自动缩放。
2. 按CPU负载进行自动缩放。
我们配置按照CPU的自动缩放
1.选中CPU
2.在实例范围出选择实例的范围（最少和最多的虚拟机实例）
3.目标CPU：配置CPU低于一定百分比时关闭虚拟机，CPU高于一定百分比时开启虚拟机
4.扩展幅度：每次扩展的虚拟机数量
5.扩展等待时间：上次扩展后等待的时间
6.缩减幅度：每次缩减的虚拟机数量
7.缩减等待时间：上次缩减后需要等待的时间
6 虚拟网络规划
虚拟网络（Virtual Net）可用于在虚拟机（Virtual Machine）之间建立连接。需要注意的是，需要先创建好虚拟网络，然后在创建虚拟机的时候将其关联至已经创建好的虚拟网络。虚拟网络可用于创建和管理IPv4地址空间。在本地内网和虚拟网络之间建立VPN安全连接，也可以通过网络对接的方式将云端应用连接到本地，通过地址空间划分子网，将应用服务器与数据库服务器进行网间隔离，达到一定程度的网络安全保障。
通过在Azure中布署VNET，达到我们提高网络安全级别，实现网络负载均衡，并为后期通过Azure上的VPN网关实现混合云作准备.
通过Point to Site的VPN，可以将数据库或流媒体服务器放在本地数据中心里，以实现混合云的模式，达到更高的可用性，进一步消减运营费用，增强用户体验。
结束语： 很多企业已经意识到云计算所能帶来的潜力。然而，有些企业倾向于投资内部私有云基础架构。许多企业这样做主要出于安全考虑，认为将公司所有数据转移到公有云服务提供商的行为存在隐患。私有云确实能够充分利用云计算主要功能，但对于要求敏捷性、灵活性的企业来说，所要求的功能远不止这些。在这种环境下，混合型云计算将迎来巨大的投资价值。如今，企业可以决定哪些数据可以发布到公有云服务提供商，哪些数据留在本地。混合型云计算让企业从两个方面均得到最大收益。
通过将基于IAAS服务的企业级公有云平台运行用农业，既满足了林下养殖对整个养殖周期的把控，又把生产的IT使用成本降至了最低点，因此对促进林下养殖具有广泛的使用价值。
参考文献
[1] 方国伟，王强，吴中伟.详解微软Windows Azure云计算平台[J].电子工业出版社，2011
[2] 赵立威.让云触手可及：微软云计算实践指南[J].电子工业出版社，2010.
[3] Windows Azure 安全概述白皮书. http：//www.microsoft.com/windowsazure/Whitepapers/securityoverview
[4] 方国伟，段雪明. 基于用例的云计算互操作性分析.信息技术与标准化，2011年7月.
[5] David Chappell，Introducing Windows Azure，http：//www.davidchappell.com/writing/white_papers/Introducing_Windows_Azure_v1.2—Chappell.pdf
基金项目
广西科学研究与技术开发计划项目“林下高效种养综合技术研究与示范”项目合同编号：桂科攻1299001-3。