基于云计算的高校数字资源存储安全分析*

孟庆伟 刘果

1 郑州师范学院 郑州 450044

2 河南省实验学校郑东小学 郑州 450044

云计算（Cloud Computing）是当前全球IT界共同关注的热点。云计算是给终端用户提供超强的计算能力和海量的虚拟化资源的一种超级计算模式，它能利用虚拟化技术构建虚拟化资源池，动态地组织异构资源，快速部署云端的资源以获取服务。通过云计算技术，可以将各个高校的资源共享，各个高校也可以大幅提高软硬件资源的利用率，解决资源分布不均，杜绝资源的浪费，达到效益最大化。云计算属于分布式系统，虚拟服务器端的数据分布在网络上各个地方。因此，各高校数据用户不知道自己数据存储的实际物理位置，数据的安全性、准确性、系统的容错能力就显得非常重要。由此可知，基于云计算的高校数字资源存储需要更为健全的容错性能。

1 云计算的概念

云计算是一种基于因特网的超级计算模式，由大量计算机群组成，能够监控资源的部署和分配情况，实时动态地分配资源。广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。云计算中的服务根据提供的服务层次可以分为软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）和基础设施即服务（IaaS）3个层次。

1）软件即服务（SaaS）是一种服务观念的基础，软件服务供应商以租赁的概念提供给客户服务，而非购买。消费者使用应用程序，但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。

2）平台即服务（PaaS），指消费者掌控运作应用程序的环境（也拥有主机部分掌控权），但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。

3）基础架构即服务（IaaS），指消费者使用“基础计算资源”，如处理能力、存储空间、网络组件或中间件，消费者能掌控操作系统、存储空间、已部署的应用程序及网络组件（如防火墙、负载平衡器等），但并不掌控云基础架构。

2 云计算技术在高校数字资源存储上的优势

各高校是云服务的开发者、提供方，在云计算模式中，将相关的数据存储在“云”之中。一方面，各高校将计算任务分布在大量的计算机构成的资源池上，通过网络按需提供可动态伸缩的计算服务；另一方面，各高校也是云计算的使用方、受益者，云中的资源对高校用户来说可以随时获取，随时扩展，用户可以在任何时间、任何地点以某种便捷、方便、安全的方式获得云中的相关的信息或服务。

2.1 云计算以用户为中心

云服务提供者依靠各种资源（包括服务器、存储器、CPU等硬件资源和应用软件、集成开发环境等软件资源，称为所谓的“资源池”）为用户提供按需服务；对用户而言，这些资源是透明的，无限大的，用户无需了解内部结构，只关心自己的需求是否得到满足即可。用户可以在任何地方通过浏览器在“云”的另一端运行程序和数据。他们通过一个统一的接口界面，使用云服务就如同通过互联网使用本地计算机一样的方便，只需一台PC机作为终端就可以登录到云系统中直接使用其高性能的资源，而且不用担心机器上是否安装了应用软件或担心是不是最新的版本。用户也不用投入大量的资金用于配置大型机和购买昂贵的高性能设备，也不需要花费资金来更换陈旧的设备。云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享，实现云计算中“一切皆服务”的理念。

2.2 云计算提供无限的数据存储空间

云计算为高校数字资源存储和管理提供了几乎无限的空间。云计算提供不同服务器间数据资源共享环境，有效扩大高校数字信息资源的共享范围。各用户可以把自己的数据放在“云”中，在管理上确保整个云计算中心能够安全、稳定地运行，并且能够被有效管理。云计算为客户提供自助化的资源服务，用户无需同提供商交互，就可自动得到自助的计算资源能力。

2.3 充分利用资源共享

通过云计算技术，将各个高校的数字信息资源共筑成一个可以充分利用的资源池。云计算提供最安全最可靠的数据存储中心，不仅能够确保数据的隐私性，而且确保数据不会受到破坏。云计算将分散在不同服务器上的数据库统一起来，为用户提供一站式服务。这样可以解决各个高校资源分布不均的问题，大幅提高各个高校资源的利用率。

3 云计算的数字化信息资源中心架构

云计算的数字化信息资源中心总体架构以提供用户基于云的各种服务为主，共包含3个层次：基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS。结合数字化信息资源建设的业务特点，构建云计算数字化信息资源中心总体架构模型，如图1所示。这一体系架构模型分3个层次：基础设施层、应用接口层、用户接口层。

图1 基于云计算的数字化信息资源中心架构模型

基础设施层是其中最底层，为高层提供计算、数据通讯、数据存储等，即提供IaaS。物理资源主要包括服务提供者提供的物理机、存储器、通信线路等物理意义上的资源。虚拟资源池是通过不同的技术将相同类型的资源构成同构或相近同构的虚拟资源池。虚拟资源是构建在物理子层之上，利用虚拟技术对硬件资源进行管理，由各类虚拟机组成。在高校中可以是PC机、服务器、工作站、交换机、存储设备等物理设备共同构成“云”，也可以是当前主流的虚拟机软件VMware、Virtual PC等。云计算系统中资源共享包括计算资源、存储资源和网络资源等。

第二层是应用接口层，提供基于云计算的教育软件开发环境和公用的Api等。通过资源管理平台建设中间件主要对虚拟资源层的各种虚拟资源进行管理，包括云资源管理、云数据管理、云安全管理和用户管理，对用户及云平台上的数据进行保管和维护，保证用户数据资源的安全性及访问的安全管理和用户的身份认证、控制权限等。

第三层是用户接口层，为用户和云计算应用提供统一的接口规范：传统的图形用户接口和基于Web的接口。客户端对计算机的硬件要求不高，由于所有运行的软件运行在云上，云客户端只需用PC机和浏览器就可以快捷方便地访问云中的资源，从而使用远超过终端性能上限的高强度计算工作和存储能力，同时把各高校用户的数据资源放在云端，不用担心数据的丢失。

4 基于云计算的高校数字资源容错性分析

所谓容错是指在故障存在的情况下计算机系统不失效，仍然能够正常工作的特性。容错即Fault Tolerance，确切地说是容故障（Fault），而并非容错误（Error）。计算机系统的容错性是指运行的软件或硬件中由许多因素导致系统异常，系统出现数据损坏、丢失等异常情况时，能自动恢复达到正常工作的能力。通常可以从系统的可靠性、可用性、可测性等几个方面来衡量。

云计算是基于SOA的提供公共计算的网络平台，各高校用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的虚拟服务端的软件、计算能力、存储能力等服务。云计算的安全性由服务提供商来做出承诺，应用交付技术把数据中心的数据和资源以一种合理的方法，平滑地、快速地、安全地给到最终的使用者手中。这就实现了云计算“胖”数据（应用）中心和“瘦”客户机之间的快速传输，体现了云计算的优势。

云安全技术融合并行处理、未知病毒行为判断等概念，依靠庞大的网络服务，实时对网络进行采集、分析及处理。瑞星、江民科技、卡巴斯基、金山、360安全卫士等都推出了自己的云安全解决方案，为高校数字资源的存储提供安全保障。云计算能通过行为分析判断网上的威胁是否属于恶意行为，把威胁的不同组件关联起来，更新其威胁数据库，针对Web威胁提供自动保护，从而保证云计算的高可用性和可靠性。

云计算的数据存储在不同的存储区域，降低数据发生危险的机率。云计算中的虚拟服务端可以把用户的请求分散在云端，这样数据请求不会因网络中服务器的计算能力超载而导致用户的请求被中止。用户的数据请求总能在云端的不同服务器中找到相匹配的请求，用户也不用担心系统的兼容性问题。云计算最大限度地实现了数据容错。

5 结束语

云计算在高校数字信息资源建设中有着与传统数据处理和服务不可比拟的优势，各高校用户可以不用配置高性能服务器但又享用云计算中提供的无限的存储空间和运算性能，云安全保证了用户数据的安全性和健壮性。云计算时代将高校从有限的资源利用和费时费力的软硬件维护中解放出来，势必为教育系统的计算应用带来全新的变革，为不同用户、不同平台的用户提供全方位的云端服务。

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[3]张云飞,关于云计算中的数据汇总和容错性分析[J].电脑知识与技术,2011(5):1046-1047.

[4]孟庆伟,张玉,等.基于云计算的信息安全研究[J].中国新技术新产品,2012(1):34.