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[摘 要]近年来，社交网络、数字城市、电子商务和在线视频等新一代的大规模互联网应用的发展速度惊人。2006 年，Amazon、 Google等公司提出了“云计算体系”的构想。美国国家标准与技术研究院（NIST）给云计算的定义是，云计算体系是一种利用互联网实现随时、随地、便捷地访问共享资源池（如计算设施、应用程序、存储设备等）的计算模式。计算机的资源服务化是云计算体系的重要表现形式。其中 Google等公司的云计算体系平台提出可快速实现部署的虚拟服务器，实现了对基础设施的按需分配。本文将对云计算体系架构的核心服务、服务管理、用户访问接口这3个方面进行简单介绍，再围绕着低成本、高可靠、规模可伸缩、高可用等研究目标，简单地介绍云计算的关键技术。
[关键词]云计算体系 关键技术
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0168-01
前言：计算机的资源服务化是云计算的重要表现形式，它为用户屏蔽了应用程序部署、数据中心管理、大规模数据处理等问题。通过云计算，用户们可以根据自己的业务负载来快速申请或者释放资源，并按所需的支付方式对所使用的资源付费，提高服务质量又降低了运营成本。云计算作为信息产业的一大创新项目，云计算模式一经提出便得到各界的广泛关注。用较低的成本提供较高可靠性、可用性和个性化的服务是云计算体系的目标。
1.云计算的体系架构
1.1 核心服务层
云计算体系的核心服务层可分为基础设施服务层、软件服务层和平台服务层。其中的基础设施服务层为云计算体系提供了硬件基础设施的部署服务，它可以根据用户的需要提供虚拟或实体的计算、存储及网络信息等资源。在用户使用基础设施服务层之前，用户需要向服务提供商提供基础设施的相关配置信息、使基础设施运行的程序代码和相关用户数据。引入的虚拟化技术，使基础设施服务层可以极大地提高服务的规模和可靠性。通过利用相关的开发语言和软件工具，应用程序的开发人员只需要通过上传程序代码和相关数据，即可使用对应的服务，根本不需要担心底层系统的任何管理问题。平台服务层还具有对海量数据的存储、管理和处理的能力，可以通过有效的调度策略和资源管理办法提高数据的处理效率。软件服务层是在云计算体系基础平台的前提上所开发出的应用程序。用户们能够通过租用软件服务器来解决相关的信息化问题，与此同时，软件服务层可以实现将应用程序在互联网上转移，实现应用程序的广泛访问。
1.2 服务管理层
服务管理层为云计算体系的核心服务层的可用性、使用安全性及可靠性提供了保障，与此同时，也对服务质量提供了有力的保证。云计算的平台规模非常庞大并且具有较复杂的系统结构，很难使用户要求的服务质量得到有力保证。对此，云计算体系的服务提供商与广大用户进行协商，制定并签订服务水平协议，来使得服务提供商与广大用户可以达成一致的质量要求。除此之外，因为云计算体系会将所有用户的全部数据存储在云端服务器中，所以这就让用户对其数据的安全问题产生了疑问和担心。由于很多原因的存在，被保存在云端的数据可能会造成丢失以及泄露。所以，要使云计算体系健康安全的发展下去的关键所在就是根据云计算的服务特点，重点研究云计算环境下数据的安全保护技术。
1.3 用户访问接口层
用户接口层作为云计算体系架构的重要层次之一，它的存在实现了云计算体系服务的广泛访问。用户接口层提供的泛在访问服务不仅可以使终端设备提供应用程序开发，还可以使多种服务实现组合应用。用户访问接口层中包含web门户形式，可以通过实现桌面程序网与互联网的移植方式，来提高程序的易操作性，为用户带来更多的方便，使用户的工作效率得到提高。
2.云计算体系的关键技术
2.1 虚拟化技术
可以同时实现多个程序间的资源共享和虚拟转换是云计算体系的最大特点，从而使每个设备能够发挥出自身的最大作用。在通常的网络环境中，运行不同的应用程序需要不同的服务器来支持;然而利用云计算处理时，不同服务器之间可以实现资源共享，并且使用虚拟化技术可以将不同的服务器虚拟成一个整体的服务器架构，同时支持多个应用程序的使用。虚拟化技术主要包括虚拟网络技术和虚拟机技术两个方面。vPN技术是虚拟网络技术的代表性技术，它可以使用户过对网络环境进行个人定制后，再访问云端资源。vMware是虚拟化技术的代表性产品，它能够在一个平台上利用软件的功能虚拟各种类型的操作系统，使一个硬件平台可以同时运行很多个操作系统。数据中心为云计算体系提供了海量资源。加深对虚拟化技术的研究可以使基础设施服务实现按需分配。虚拟化是云计算体系最重要的特点，也是 IaaS 层的重要组成成分。虚拟化技术能够通过虚拟机封装用户各自的运行环境，有效地实现多用户共同分享数据中心的资源。
2.2 海量数据的储存技术
在通常情况下，云计算平台所涉及到的数据量非常庞大，这时就要利用分布式数据存储技术存储这些海量的数据，这时系统的高稳定性、高可用性和经济性得到了有力保证。与此同时，此储存方式再结合冗余存储方式就可以来备份用户们的重要数据，这样就能够提高数据的安全性和可靠性。Hadoop公司的HDFs与Google公司的GFs是云计算体系中两个常用的数据存储系统，这两个系统采用的都是分布式结构化的数据存储技术。分布式的海量存储技术就可以实现庞大规模、海量数据的存储以及保障数据的安全性。分布式的海量存储技术采用的存储方式是直连式存储方式，这对服务器的主机性能要求是个极大的考验，同时又因为用户对数据备份和数据恢复的具体要求，通常情况下会占用大量的主机资源，使服务器建设的成本大大提高。
2.3 数据的处理技术与编程模型
云计算体系是一种对庞大规模的密集型数据进行分布式技术处理的高端技术。为给用户们提供更方便、更高效的云计算服务，让用户可以通过使用变成模型编写简单的程序，云计算体系需要给用户们提供出变成模型，使用户们可以轻松便捷地享受云计算体系提供的各种服务内容。现今，MapReduce是最著名的变成模型，此模型可以给程序开发人员和系统管理人员提供非常大的可用性。虽然对数据布局的方案的研究可以使多数据中心间的数据管理起到一定的优化作用，但是并没有深入地去讨论副本管理的应对策略。因此，在多数据中心环境下，还需要对副本的放置和选择、一致性维护和更新机制进行深入研究。用户可以根据各自的应用需求去自己定义文件的储存位置，使待协同处理的数据落在相同节点上，从而能够在一定程度上减少节点间数据的传输开销。
3.结语
通过本文对云计算体系构架和关键技术的简单介绍，可以了解到云计算体系的重要性以及虚拟化技术的重要特点，正因如此，虚拟化技术成为了实现云计算资源海量储存以及按需服务的基础。为进一步满足云计算体系的弹性服务以及数据中心自治性的要求，对虚拟机的快速部署以及在线迁移技术的研究应该被提上日程。如今现代信息技术的发展迅速，云计算体系的发展前景非常广阔。其体系和它相关的关键技术也正随着用户不断提高的要求，呈现出持续发展的态势。云计算的各种优质特点为IT行业带来了又一次的变革，在未来中，将给IT行业的发展带来重大而深远的影响。
参考文献：
[1]郑洋，崔立真，王海洋等.云计算环境下面向数据密集型应用的数据布局策 略与方法[J].计算机学报.2010（8）：1472―1480
[2]冯登国，张敏，张妍等.云计算安全研究[J].软件学报.2011.22（1）：71
[关键词]云计算体系 关键技术
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0168-01
前言：计算机的资源服务化是云计算的重要表现形式，它为用户屏蔽了应用程序部署、数据中心管理、大规模数据处理等问题。通过云计算，用户们可以根据自己的业务负载来快速申请或者释放资源，并按所需的支付方式对所使用的资源付费，提高服务质量又降低了运营成本。云计算作为信息产业的一大创新项目，云计算模式一经提出便得到各界的广泛关注。用较低的成本提供较高可靠性、可用性和个性化的服务是云计算体系的目标。
1.云计算的体系架构
1.1 核心服务层
云计算体系的核心服务层可分为基础设施服务层、软件服务层和平台服务层。其中的基础设施服务层为云计算体系提供了硬件基础设施的部署服务，它可以根据用户的需要提供虚拟或实体的计算、存储及网络信息等资源。在用户使用基础设施服务层之前，用户需要向服务提供商提供基础设施的相关配置信息、使基础设施运行的程序代码和相关用户数据。引入的虚拟化技术，使基础设施服务层可以极大地提高服务的规模和可靠性。通过利用相关的开发语言和软件工具，应用程序的开发人员只需要通过上传程序代码和相关数据，即可使用对应的服务，根本不需要担心底层系统的任何管理问题。平台服务层还具有对海量数据的存储、管理和处理的能力，可以通过有效的调度策略和资源管理办法提高数据的处理效率。软件服务层是在云计算体系基础平台的前提上所开发出的应用程序。用户们能够通过租用软件服务器来解决相关的信息化问题，与此同时，软件服务层可以实现将应用程序在互联网上转移，实现应用程序的广泛访问。
1.2 服务管理层
服务管理层为云计算体系的核心服务层的可用性、使用安全性及可靠性提供了保障，与此同时，也对服务质量提供了有力的保证。云计算的平台规模非常庞大并且具有较复杂的系统结构，很难使用户要求的服务质量得到有力保证。对此，云计算体系的服务提供商与广大用户进行协商，制定并签订服务水平协议，来使得服务提供商与广大用户可以达成一致的质量要求。除此之外，因为云计算体系会将所有用户的全部数据存储在云端服务器中，所以这就让用户对其数据的安全问题产生了疑问和担心。由于很多原因的存在，被保存在云端的数据可能会造成丢失以及泄露。所以，要使云计算体系健康安全的发展下去的关键所在就是根据云计算的服务特点，重点研究云计算环境下数据的安全保护技术。
1.3 用户访问接口层
用户接口层作为云计算体系架构的重要层次之一，它的存在实现了云计算体系服务的广泛访问。用户接口层提供的泛在访问服务不仅可以使终端设备提供应用程序开发，还可以使多种服务实现组合应用。用户访问接口层中包含web门户形式，可以通过实现桌面程序网与互联网的移植方式，来提高程序的易操作性，为用户带来更多的方便，使用户的工作效率得到提高。
2.云计算体系的关键技术
2.1 虚拟化技术
可以同时实现多个程序间的资源共享和虚拟转换是云计算体系的最大特点，从而使每个设备能够发挥出自身的最大作用。在通常的网络环境中，运行不同的应用程序需要不同的服务器来支持;然而利用云计算处理时，不同服务器之间可以实现资源共享，并且使用虚拟化技术可以将不同的服务器虚拟成一个整体的服务器架构，同时支持多个应用程序的使用。虚拟化技术主要包括虚拟网络技术和虚拟机技术两个方面。vPN技术是虚拟网络技术的代表性技术，它可以使用户过对网络环境进行个人定制后，再访问云端资源。vMware是虚拟化技术的代表性产品，它能够在一个平台上利用软件的功能虚拟各种类型的操作系统，使一个硬件平台可以同时运行很多个操作系统。数据中心为云计算体系提供了海量资源。加深对虚拟化技术的研究可以使基础设施服务实现按需分配。虚拟化是云计算体系最重要的特点，也是 IaaS 层的重要组成成分。虚拟化技术能够通过虚拟机封装用户各自的运行环境，有效地实现多用户共同分享数据中心的资源。
2.2 海量数据的储存技术
在通常情况下，云计算平台所涉及到的数据量非常庞大，这时就要利用分布式数据存储技术存储这些海量的数据，这时系统的高稳定性、高可用性和经济性得到了有力保证。与此同时，此储存方式再结合冗余存储方式就可以来备份用户们的重要数据，这样就能够提高数据的安全性和可靠性。Hadoop公司的HDFs与Google公司的GFs是云计算体系中两个常用的数据存储系统，这两个系统采用的都是分布式结构化的数据存储技术。分布式的海量存储技术就可以实现庞大规模、海量数据的存储以及保障数据的安全性。分布式的海量存储技术采用的存储方式是直连式存储方式，这对服务器的主机性能要求是个极大的考验，同时又因为用户对数据备份和数据恢复的具体要求，通常情况下会占用大量的主机资源，使服务器建设的成本大大提高。
2.3 数据的处理技术与编程模型
云计算体系是一种对庞大规模的密集型数据进行分布式技术处理的高端技术。为给用户们提供更方便、更高效的云计算服务，让用户可以通过使用变成模型编写简单的程序，云计算体系需要给用户们提供出变成模型，使用户们可以轻松便捷地享受云计算体系提供的各种服务内容。现今，MapReduce是最著名的变成模型，此模型可以给程序开发人员和系统管理人员提供非常大的可用性。虽然对数据布局的方案的研究可以使多数据中心间的数据管理起到一定的优化作用，但是并没有深入地去讨论副本管理的应对策略。因此，在多数据中心环境下，还需要对副本的放置和选择、一致性维护和更新机制进行深入研究。用户可以根据各自的应用需求去自己定义文件的储存位置，使待协同处理的数据落在相同节点上，从而能够在一定程度上减少节点间数据的传输开销。
3.结语
通过本文对云计算体系构架和关键技术的简单介绍，可以了解到云计算体系的重要性以及虚拟化技术的重要特点，正因如此，虚拟化技术成为了实现云计算资源海量储存以及按需服务的基础。为进一步满足云计算体系的弹性服务以及数据中心自治性的要求，对虚拟机的快速部署以及在线迁移技术的研究应该被提上日程。如今现代信息技术的发展迅速，云计算体系的发展前景非常广阔。其体系和它相关的关键技术也正随着用户不断提高的要求，呈现出持续发展的态势。云计算的各种优质特点为IT行业带来了又一次的变革，在未来中，将给IT行业的发展带来重大而深远的影响。
参考文献：
[1]郑洋，崔立真，王海洋等.云计算环境下面向数据密集型应用的数据布局策 略与方法[J].计算机学报.2010（8）：1472―1480
[2]冯登国，张敏，张妍等.云计算安全研究[J].软件学报.2011.22（1）：71