云计算技术及其应用研究

文｜河北医科大学第二医院 底涛

1、云计算的应用价值

相比于以往的硬件存储，云计算将更加节省人力、物力，并且其安全性能也得到了较好的保障。这种全新的理念与模式主要是利用一些服务器的集中状态，这些服务器在被集群之后，其功能将十分强大，能够分门别类地对于各种资源进行筛选，并且根据用户的需求，配送到其用户中心。这样一来，一方面用户能够比较方便地利用网络上各种资源，另一方面运营方由于没有传统的硬件平台的缺陷的制约，能够节约成本，促进创新。在大数据处理方面，云计算中的云处理更是能够发挥其优势：对于大数据的综合性计算，深层的挖掘，以及最后的整合；这就较好的弥补了当前大型计算机的不足，一些难以处理的大数据和超级文件，在云计算完成了强大计算资源池的转换之后，一切都将是可能的。

1.1 云计算可为统筹统管创造有利条件

传统的硬件处理过程中，常常无法对数据进行较为集中的存放，尤其是当遇上数据较大的情况时，工作人员的硬件存储管理工作，常常是复杂并且繁冗的。云计算可以克服这一点，在资源被分割的零散的状态之下，可以通过其强大的计算功能将其进行整合，这一点对于数据的管理是一个福音，对于运营以及管理人员更是福音。另外，对于网络上技术标准不一的状况也能有改善的作用。

1.2 云计算可为信息系统安全运行提供技术支持

云计算的重要好处在于其结构的虚拟化。以往的硬件在运行过程中，由于材质等方面的原因，常常容易出现故障，并且这些故障都需要进行较大工作量的维护。而云计算却克服了此项缺点。一旦出现了局域的故障，云计算中心能够依据其远程的维护功能，对于可能的故障进行云分析，进而实现修补。另外，在病毒查杀的过程中，联网云查杀使得查杀的能力大幅度提高，信息系统的安全性能得以提升。

2、云计算技术在应用过程中的关键问题

2.1 虚拟机迁移

虚拟机经常需要得到迁移，因为在迁移的过程中能够避开热点，从而使得数据中心的负载，不会长期处于超负荷的状态，即是一个减压平衡的过程。另外，数据中心在这一过程中，其应用高度相应，也有望被提高。以往虚拟机的迁移常常是比较滞后的，然而今年来已经克服了此点。以往虚拟机的滞后迁移，对于进程级迁移方法来说，需要面对不少的困难，但在运用了实时迁移之后，这些困难都可以被克服。然而，在避免热点的过程中，常常是比较艰难的。因为，系统的灵活性常常无法跟上。另外一方面，一旦要进行较为高效的迁移，物理服务器的资源负载常常是不足以支撑的，一旦无法支撑，这个过程将变得十分棘手。

2.2 服务器整合

为了使得能源消耗被减到最低，常常采用所谓的服务器整合，顾名思义，服务器在被整合之后，资源的利用率可以因此而提高。不同的服务器其使用率不尽相同，因此，高频可以弥补低频，而低频可为高频减压。在服务器被整合之后，它的性能可能不会因此得到优化，然而，在云计算的理念中，性能不应该是消退的，资源虚拟机的变化是永恒的，其变化间不断被共享的各种服务器资源使用，如果一旦被突然地使用，尤其是在黄金时间段的大量使用，会使得一种信息的拥堵状况出现。因此，这个不利的因素应当被考虑进去，以便于在该种情况发生时，系统能够处理应付。

2.3 能耗管理

云计算的众多问题中，能源效率也是一项极其迫切的任务。运营的支出中，能耗成本经常能占到一半以上。因而，目前能耗的支出将是制约基础设施提供商发展的最大瓶颈以及障碍。在现在看来，光是减少能耗自然是不够的，也要考虑到废能量或者多于能量排除后，对于环境的不利影响。这些问题或许我们能够提供以下思路：第一，对于硬件的架构，需要处理好；第二，在运行时，对一些不特别重要的硬件组进行关闭；第三，对于cpu的速度应该控制在一个合理的范围之内。另外，在最新的研究中，也可将基础设施作为一个重要的可优化项目考虑进去。总之，在保持性能的时候，如何保持其能耗在一定范围之内，这是仍然需要进行深入的研究和实践。

2.4 流量管理和分析

流量的管理无论在何种计算环境下都是十分值得关注的问题。为了让用户得到较为优化的体验，分析数据流量可以达到这一目的，目前多数web应用程序都采用了此点。在进行一些重大的决策之前，决策者必须要知道数据流量。即使是流量的分析技术在其他的数据中心已经被娴熟的运用，然而，在普及到云的领域中时，却遭遇了较大的麻烦。原因是ISP的密度不算高，但云计算的相应部件却高的出奇，使得原本的技术不能被云计算所接受。还有，传统的方法中大型的流量矩阵，都只有几百台主机，那些方法固然能在几百台主机之间较为灵活地运用，然而，当遇到了几千台服务器的小型云数据中心，其速度会缩减几十倍，而几千台的量只是小型，大型的常常几万甚至十数万；另外，现在的流量模式与以往不同，这都是其难以被云计算所接受的原因。

2.5 软件框架

在网络文件系统的运行之间，有一些框架借助于此运行。这就是map reduce，它能够处理数据密集的大型任务。和传统的文件体系不同的是，其存储结构、应用编程的接口都有其自己的模式，由于标准POSIX接口没有兼容性问题未被很好的解决，一旦此类兼容性问题出现，就会对文件系统运行产生干扰。为了解决该类问题，以新的API原语支持可伸缩以及并发数据的访问为基础，以及集群文件体系为框架的新模式便开始被广泛应用。

以往难以实现的大型的、密集型的数据平台，只是存在于理念之中，而云计算却让此成为了可能。在map reduce框架被构造之后，这些应用程序能够被运行。并且这些应用程序的类型，决定了map reduce的性能以及其资源消耗。在grep任务中，其运行是以大量的cpu资源占有量为基础，否则无法实现。因此，在进行优化性能以及节约成本的操作时，需要对这种大型软件系统的参数值以及调度算法进行改进和甄别，以便于更好的适应云计算这种新的模式。

小结

云计算的产生，是服务于当代的信息化管理模式，满足于当代大数据时代的处理需求的结果。当然，前提是需要有着足够强大的技术支持。在对云计算的建设以及管理进行了一番讨论之后，本文对该种模式的价值进行了分析，也相应地指出了对于其未来发展中的关键问题，希望对相关研究有所裨益。