云计算及其关键技术分析

马文珍 王婷 张文飞 王忠花

青海省电力公司信息通信公司 青海 西宁 810000

引言

云计算是2007年计算机行业出现的一个新型概念，是虚拟化技术、网络计算分析技术、分布式计算技术等技术形式的融合体现，云计算会借助互联网，按照人们的需求，采取方便拓展的方式来为人们提供他们所需要的数据存储和信息计算服务。在云计算技术的支持下，用户终端计算机操作系统将会变得更加简单，甚至在不需要额外软硬件的支持下就能够为人们提供精准的信息计算服务支持，从而简化各个领域的发展。

1 云计算概述

1.1 内涵

云计算是在分布式计算、虚拟化技术、网络计算分析技术等基础上发展起来的一种新型商业计算模型。云计算会借助互联网，按照人们的需求，采取方便拓展的方式来为人们提供他们所需要的数据存储和信息计算服务。云计算会将计算任务分布在各个资源池中，使得用户能够根据自己的需要来获取或和利用数据信息。

云计算中的“云”是一种具备自我管理、自我维护能力的虚拟计算资源，这些资源在整合应用的过程中会形成大型服务集群，云计算会将重要的信息借助软硬件集合在一起统一管理。

1.2 特点

第一，弹性服务。信息的收集、整理和使用往往会处于一种动态化的变化，基于信息使用的这种特点，如何使用一种可以伸缩的信息服务整合模式来动态化的把握利用信息就成为相关人员需要思考和解决的问题。云计算会根据用户需求来整合利用各方面的信息，由此能够全面提升数据信息的应用质量，减少数据信息资源浪费现象。第二，成本低廉。和传统意义上的计算机技术相比，云计算技术的应用模式更为方便，只需要借助一个网络终端系统就能够获取所需要的数据信息，且整个云计算终端系统的打造不需要消耗较多的资金，操作起来十分方便，维护成本费用低廉。第三，发展规模大。云计算本身具备较强的信息存储能力和信息整合计算能力，在一个云计算平台的支持下就能够实现对大量数据信息的整合利用，满足多个用户的多元化信息使用需求。第四，按需服务。云计算会根据用户的需求变化来为其提供有针对性的服务支持，且在运作的时候能够实现对数据信息的自动化分配管理，由此会充分提升资源信息的综合利用率。第五，虚拟化。在使用云计算软件获取信息的时候用户不需要来了解系统的具体运行位置就能够根据自己的需要来获取对应的信息资源。以往的计算机运行系统会需要安排专门的物理平台作为支撑，系统功能的发挥会和物理平台密切关联，资源和应用的虚拟化程序不高。云计算系统内部在运作的时候可以依靠虚拟网络层来在最大限度上发挥出系统应用功能，从而实现对资源信息的虚拟化整理，由此降低系统平台的依赖性。第六，服务精准度较高。云计算会依托分散的大量计算机设备、网络服务器来将进行运作，通过这样的运作不仅能够保障系统的运算能力，而且还能够为系统运作提供精准化的服务支持。一般情况下，单一计算机设备和服务能够为用户提供精准的个性化服务支持，并在具体服务管理的过程中通过采取模式化服务供应策略来为用户提供多个可选择的模式方案，从而更好地满足不同用户的多样化需求[1]。

2 云计算的体系架构

用户通过依托云计算来获得所需要的信息和资源，按照国内外所掌握的云计算方面知识，程序操作人员可以对云计算研究现状来对云计算技术的使用进行完善，具体包含基础服务、服务管理、安全策略、用户访问接口处等。第一，基础服务。基础服务是云计算体系的重要组成，整个体系也是云计算的组成。基础服务和整个计算整个资源体系都会被存储在基础服务系统中，具体包含物理性资源和虚拟化的资源。基础服务会承载在虚拟平台上，用户想要获得基础平台的数据信息需要进行缴费。借助这种方式能够简化基础服务程序，整个程序的采购、设置、安装、运行等一系列的操作会简化成本，从而有效提升软件的使用效率。在云计算的基础上用户能够有效控制资源的安放。考虑到一部分的云计算操作不好控制，为了能够更方便地使用云计算，可以将这一部分的资源进行额外控制。第二，平台和软件服务管理。①平台即服务。平台服务会牵扯到各个软件层次上，在具体实施操作的时候要注重优化各个软件的配置和分析。平台即服务的对象主要指的是软件开发人员、软件测试人员。这些软件在开发应用的时候都需要使用到基础服务设施。平台服务牵扯到两个独立层次的内容，包含编程环境、执行环境。软件即服务是一个早期被提出的概念，各个应用程序的使用都需要归结到软件上。很多应用操作程序都会被放在软件上，通过共享使用用户可以在畅通的情况下正确使用这些应用程序。第三，安全策略和服务管理策略。在具体实施的时候云计算的使用会降低用户的成本，减少烦琐的程序。在软件服务优化的背景下用户主会根据自己的需要来选择适合的服务模式，本身不会受到捆绑式销售干扰。软件即服务是计算机软件系统的上层构架体系，在软件即服务的程序操作中，用户只能够根据自己的需要来购买特定的服务。云计算的供应商会通过各样的方法来进行保障，如借助云计算技术能够为系统运作提供重要支持[2]。

3 云计算的主要服务形式

3.1 基础设施作为服务

各个硬件设备会组合形成云计算应用的云端基础设施，在处理信息的过程中会将内部存储信息、I/O设备、存储信息整合成一个虚拟化的资源池塘来提供给客户，客户会根据自己的需要从中获取信息。基础平台会允许用户根据需要动态化的释放资源信息，并按照实际使用量来计算费用。

3.2 平台作为服务

云计算会将系统开发环境作为一种特殊的服务来提供，本质上是一种分布式平台服务。用户在这个平台上会根据自己的需要定制和开发应用程序，而后借助这个开发程序将信息传递到各个服务器端口。云计算能够为企业或者个人信息的使用以及获取提供可供研发的中间平台，在这个平台上会为用户提供一系列应用服务[3]。

3.3 软件作为服务

软件作为服务时，软件服务提供商会将各个应用软件统一部署在自己的服务器上，用户会根据自己的需求在网络平台上向厂商订购对应应用软件的服务，软件提供商会向用户提供满足其需求的服务，在这个过程中提供商会根据客户所使用软件的类型、数量以及时间来向其收取一定的费用。在这样的服务影响下，用户只需要连接上互联网终端系统就能够随时随地的获取自己所需要的软件信息资源。

4 云计算实现的主要技术形式

4.1 编辑模型

在以往的计算机应用系统中，为了能够更为方便的获取所需要的信息资源，在数据信息应用到过程中会打造出一种并行执行模型，在并行执行操作模型的作用下会使用多进程技术、多线程技术来提升数据信息的处理能力。云计算的应用对编程模型的建设提出了更高的要求。从当前实际应用角度来看，云计算常用编程为Map Reduce，这个编程系统能够处理大规模的数据信息，在处理这些数据信息的过程中会打造出一个完善的分布式编程模型[4]。

云计算编程在执行任务的时候会借助一定的映射操作来将数据信息划分为多个区块，对数据信息进行分类管理，按照属性和使用需要将其调度给计算机系统，完成数据的并行处理。在数据信息并行处理之后会借助Reduce来完成对数据信息的归约处理，最终实现对分布式并行编程程序的开发零。

Map Reduce编程操作程序能够分步骤、分环节的完成对数据信息的并行计算，在具体应用操作的时候编程人员需要关注应用程序本身即可，不需要考虑整个编程程序的后台运作。在执行Map Reduce编程程序的时候一般需要按照以下步骤实施操作：①输入文件信息。②将输入的文件信息分配给多个系统执行；③本地写好中间文件；④实现多个子系统的同时运行；⑤输出最终运算结果。

4.2 分布式存储技术

云计算系统的运作由多个服务器构成，在多个服务器的综合作用下能够为各个用户提供满足其需求的服务。为了能够富有效率的处理这些数据信息，需要采取分布式存储技术来存储和管理数据信息，在分布式存储技术的支持下还能够通过冗余的存储方式来保障数据信息的安全性、可靠性[5]。

从当前实际应用情况来看，云计算服务系统中广泛使用的数据存储系统是谷歌开发的GFS系统。该系统是一个方便扩展的分布式文件整理系统，系统打破了以往信息的烦琐化处理流程，采取冗余存储处理方式能够简化数据信息的处理。

4.3 海量数据信息管理技术

在云计算技术使用的过程中如何提升云计算数据库的性能是相关人员一直以来在思考的问题。由于以往的计算机数据库资源数量有限，使用数据缓存、数据索引、数据分区技术形式就能够实现对数据信息的整合处理，而对于谷歌这样的大容量数据处理系统，则是需要依托更完善的数据处理系统来处理信息，以往的数据信息管理技术难以满足大规模数据处理需要[6]。

为此，谷歌数据处理系统结合数据信息量大的特点开发出了Big Table技术形式，这种技术形式在使用的时候拥有比较简单的数据表结构，系统运作采取基于存储的分布式数据管理模式，在系统运作的时候能够很好地满足海量数据信息的处理需要。

4.4 虚拟化处理技术

虚拟化处理技术在使用的过程中能够顺利实现软硬件的隔离，且在具体应用的过程中能够将单个资源划分为多个虚拟资源，通过对这些虚拟资源整合会形成一个聚合模式。按照使用对象的不同，虚拟技术可以细分为存储虚拟化、计算分析虚拟化和网络应用虚拟化。在多个虚拟化技术的综合使用下会对计算机系统内部资源但是用进行高效率的整合。

在虚拟化技术的作用下能够减少云计算服务器的集群损耗，并在云计算实施应用到过程中将多个负载较轻的虚拟计算节点汇集在一个统一的节点上，通过实现对信息的整合管理能够有效提升信息资源的使用率。不仅如此，虚拟化技术还能够实现应用程序和服务程序的顺利衔接，保证所有信息的有效使用[7]。

5 结束语

综上所述，文章在阐述云计算技术应用内涵、应用特点的基础上，分析了云计算技术的主要服务形式，即基础设施服务、平台管理服务、软件服务，并就云计算实现的关键技术，如虚拟化技术、资源管理技术、分布存储技术、海量数据管理技术等做出了深入的分析，旨在能够为云计算技术在人们社会生活中的高效率利用提供更多支持，在真正意义上推进云计算技术的纵深化发展。