计算机云计算及其实现技术浅析

王锐铭

(山西青年职业学院，山西 太原 030006)

当前计算机模型产生了深刻的转变，这里转变的背景是多核处理器的出现，数据虚拟化过程中产生的分布式储存，加之互联网呈现出的扁平化发展、自动控制技术的变革等等，我们把这一系列深刻的变革运用到计算机模型中就产生了云计算。云计算的运行过程可以简单概括为：整合资源、有偿使用、提取资源。一般来讲，云计算会采取远程方式来连接各类终端，并进行数据的储存、运算、提取等等。云计算资源配置程序中涵盖了 “云”和“云终端”两个部分。“云”是互联网或大型服务器的隐喻。互联网中的分布式基础结构就会构成“云”，如常常用到的各式网络设备、网络服务器以及用于存储资源的相关设备、保障资源安全的各类设备等，也就是说，绝大部分的计算机程序、运行软件都可以存储在“云”中。同时，“云”的运行也需要“云终端”设备，折旧包括了计算机、移动电话、可以运算的电子设备等，这个过程中仅仅需要安装一个简单的操作系统，并将“云”通过网络进行连接运算，这样云计算中的资源就可以进行便捷化的提取与使用。

一、计算机云计算的概念界定与特点

当前互联网技术日新月异，对业务系统的要求迅速增长，并且网站需要为用户数据提供更多的存储空间。随着用户数量的增加，规模也随之增加，智能终端设计和进入互联网设备的数量以及系统的负载持续增长。对于这些有限的操作能力，将不得不考虑采用更少的资源来解决问题。随着因特网技术的发展，诸如芯片和硬盘驱动器的技术也在发展，分布式计算机程序正在发展。逐渐地，将地理上分散的资源连接成为一个整体成为了现实。技术开发为产品提供了强大的数据处理能力，并为云计算发展奠定了基础。

云计算特性主要从以下几个方面体现出来。第一，使用虚拟化技术。它还具有一些更重要的功能，包括应用程序和资源虚拟化两个方面。应用程序部署的环境和物理平台之间没有连接。管理操作平台可以执行任务，例如执行备份、迁移和扩展等。第二，动态可扩展性。第三，按需实施部署。云平台根据用户需求提供资源，为不同用户需求量身定制独特资源。第四，高灵活性。它非常灵活，大多数应用程序和硬件承担虚拟化任务，并将它们放入虚拟云计算组中以进行统一管理，并且其兼容性可以发挥重要作用。第五，高可靠性。借助稳定的虚拟化技术，计算机和应用程序可以分布在不同的物理服务器上，即使服务器在某个时候出现故障，也可以部署新的服务器保证其计算能力，并将其添加到受保护的应用程序中，确保计算正常进行。第六，高性价比。它具有高成本效益，可通过一组虚拟资源管理所有资源，并减少了物理资源需求，以适当地控制成本并提高性能[1]。

二、云计算的实现形式

通过观察计算机发展状态，已经形成了五种主要的业务应用程序。第一，软件即服务。云计算软件类别主要使用浏览器将相关应用程序分发给用户。它的优势主要体现在它的灵活性和低成本上，因此用户不必为应用程序授权付费。第二，网络服务。它与以前的单机模式不同，它为软件供应商提供API，以帮助企业开发软件。第三，平台服务。研发公司只能使用中间商的设备来完成应用程序开发过程。第四，实用计算。可以创建虚拟化的数据中心(Web资源)。主要针对计算机行业中的服务。第五，商业服务平台。此云计算实现是将程序模式和管理服务结合在一起的混合模式。可以根据需要将服务提供商连接到用户，从而创建一个平台，使他们可以相互通信[2]。

三、计算机云计算工作原理

通常，计算机云计算方法主要分为三种类型：PACE、IAAS和SaaS。换句话说，这三种类型的技术体系几乎是相同的。云计算的体系结构主要分为4个层，每个层执行其自身的功能：第一层，SQA属于构建层，该级别的主要功能是为云计算处理创建服务策略。SQA控制平面的主要功能是满足人们对服务的需求。第二层，管理中间件，该层的主要功能是制定数据管理策略。当人们需要计算机时，管理中间件技术会在云计算中处理数据，并根据每个库从库中检索所需的数据。第三层，属于数据池，可以对数据进行深度处理。第四层，属于物理资源层，它的主要特征是提供应用平台或操作所需的软件和硬件，主要为前三个层服务。从云计算级别4的角度来看，云计算访问性能原则主要基于互联网上的计算机概念以及其他综合信息数据处理技术，以实现计算数据处理的最终目标。当接收到诸如另一控制终端或计算机终端之类的各种信息的请求时，进行数据信息处理，然后为每个用户提供不同的信息。云计算处理执行高效的远程信息处理。当人们需要此技术时，它们会通过设备和系统发送相关的请求，这有助于用户提高工作效率并节省资金[3]。

四、计算机云计算实现技术

计算机云计算技术基于虚拟技术。在操作中，虚拟服务系统的各种技术(例如动态组合和自动化分布)用于实现储存联网功能。它集成了系统自治性和灵活性的结构，通过自动化和分析实现技术部署管理，将信息和速度集中起来，并将IT平台快速集成到系统中。 云计算平台的结构基于双向通信接口，该接口执行重要的服务功能，执行集成的数据资源管理，并将集群服务器作为系统进行管理，主要实现方法体现在以下几点。

(一)体系结构

为了有效地支持云计算，它们必须支持具有多种结构的核心功能。首先，系统必须是独立的，需要集成自动化技术以减少或消除手动管理任务，以便平台可以合理地满足应用程序要求。然后，云计算架构必须提高灵活性，或对变化做出快速反应。通过集成技术和虚拟化技术的集成，可以根据服务级别的差异化要求进行快速转变。云计算的运行平台如图1。

图1 云计算平台的体系结构

(1)用户界面:是承接用户资源请求服务的交互式界面;(2)服务目录:用户进行资源请求的服务列表;(3)管理系统:运行和保存可用的各类资源、综合服务;(4)部署工具:根据用户的资源请求进行资源配置和应用程序，并在整个运行过程中实时更新、调配资源;(5)监控:跟踪云使用情况并快速响应;(6)服务器集群:由管理系统管理的虚拟或物理服务器。

(二)自动化部署

自动化部署是指将提取到的资源进行整合、清洗、再配置，将这些资源从初始化状态转变为可使用状况，以在云计算中实现虚拟资源的共享、安装，并最终实现为资源请求用户提供各种服务，为应用程序获得资源共享的过程，例如硬件(服务器)、软件(用户应用程序和配置)、网络和存储，系统资源的部署过程中会有较多的步骤运行。通过第三方自动配置工具，可以自动实现应用程序软件部署和配置，因此许多计算机都是大量人机交互，实现过程与手动操作无关。如图2所示，显示了整合部署过程的工作流程。

图2 自动化部署方案构架

其中，数据模型、引擎流和工作流会在自动部署工具中进行运算，可以在数据模型中定义特定程序、硬件甚至逻辑概念来识别，计划和分类这些资源。控制工作流引擎是执行启动和执行工作流的主要机制。它将各种脚本编制过程自动集成到工作流数据库中，这些工作流通常可以在服务器上自动运行手动执行的操作系统、中间件、应用程序、存储器和网络设备的配置任务[4]。

(三)资源监控

各类服务器组合在一起形成了“云”，资源在实时更新，这样就一定要高效、精确和完整的信息。资源监控可最大程度地利用资源并有效地监视资源利用率和负载状况。资源管理是获取云资源的重要组成部分，实时系统资源监视和系统性能信息可以与其他子系统共享，以提高系统资源分配的效率。 云计算通过监视服务器管理每个云服务器上所有资源，配置每个资源服务器，并定期管理资源数据存储，并将信息传输到数据仓库。数据仓库云资源利用率分析数据并监视资源可用性。

五、结语

云计算与新的产业技术模型相关联，它的主要特征是可扩展性、灵活性、共享环境和按需付费，业务系统的技术结构是灵活的，业务信息系统更加灵活。它目前处于开发的早期阶段，但已改变了人们使用资源的方式。 云计算是为社会和经济发展提供强大动力的关键技术。 云计算有效地结合了计算机技术和网络技术，它具有强大的运算速度和资源优势而成为科学技术发展的重要方向。