云计算总体技术构架分析

朱敏

（无锡南洋职业技术学院智能装备与信息工程学院 江苏省无锡市 214081）

网络技术和计算机技术水平逐渐提升的情况之下，计算机性能已经发展到了一个瓶颈阶段，在未来全球范围内势必会大力发展网络技术，并且在不断研究过程中也将使计算资源共享效果更为良好。在云计算技术应用期间，可以将网络中大量的网络资源运用得更为充分，而且一些高性能服务的实现也不再需要依托于某个特定的计算资源。当今市场迫切需要计算资源之中能够支持所有高性能的计算，而且对于面向Web.2.0 的网络服务的需求表现得也比较强烈。特别是Web2.0 技术本身可以在网络之中有着极大的应用范围，其所能发挥出来的功能不再局限于信息的发布和传输，网络在人们应用期间也被重新定位。在提出SaaS 和PaaS 概念之后，市场之中也需要拥有更高层次的网络服务，而云计算这个概念正是在这样的情况之下提出来的。在这个概念之中有很多内容都和近些年来研究和应用的先进技术类型有所涉及，这些涉及到的技术类型本身已经发展到了较为成熟的程度。所以，我们如果从另一个角度来看的话，可以认为云计算本身属于某些技术升级和集成后的更高层次技术。云计算在诸多技术发展过程之中，已经被人们尝试性地应用到了商业方面，比如Amazon 的EC2 和微软的Azure 等云计算平台的应用便属于一个典型。

1 关于云计算技术定义概述

当前有很多人都以为云计算技术所指的就是在对网络计算机技术应用并行处理方法和分布式处理方法的过程中生成的一种全新的技术类型，该技术对于我国企业商业化水平的提升能够发挥出极大作用。但是，目前很多负责开发和研究云计算技术的人员，都认为要想更进一步提升云计算服务水平或者服务质量的话存有非常大的难度。信息技术本身所拥有的局限性是引发这个问题一个重要的诱因。另外，还有一些人员认为可以尝试使用专门设置的方法，将用户端不可见的问题妥善解决。

除此，还有一些关于云计算的定义，比如：

（1）用户在规划基础设计期间不需要再应用一天和一周这样的单位，而是可以选择分秒作为单位，由此可以将资源空闲的问题和资源过载的问题有效解决；

（2）在云系统中所采取的是一种并行分布的方法，在对云云系统进行架构期间选择并行分布的方式，为用户可以在联网处理和虚拟化处理之后提供统一性的服务，并且能巩固对计算资源进行同步；

（3）云计算本身可以归结为一种综合了多个方面的设计理念而生成的全新概念。

图1：云计算模式图示

图2：90年代计算机产业结构图

上述这些观点一部分是注重为用户提供服务资源，一部分注重基础设施的虚拟化效果，还要一些则是从网络服务概念的角度出发对云计算技术下的定义。事实上，我们这些观点都是选择了一个不同的侧面对于云计算这个概念加以解读。

例如集群技术、超级计算机等概念都和云计算有着一定的关系，这些概念之间在内在上存在着密切的联系，而且相互之间也有着明显的区别。云计算在服务方式上能够提供更多的计算资源，而且其平台规模相比传统的集群和网格也有了明显的提升。另外，超级计算机和集群技术等技术类型所提供的一般都是特定的服务，相比于云计算而言，在灵活性和规模等方面也有很大的不足。

结合相关研究来看，我们可以认为云计算技术本身就是通过互联网服务的方式，发布一些所需应用信息，同时提供与服务内容相关的软硬件服务。云计算模式图示如图1所示。

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2 关于云计算技术发展背景概述

当前应用90年代计算机技术已经无法满足社会发展和市场需求。云计算技术的发展是当前社会各类技术水平发展过程中的必然趋势，网络技术水平不断发展的背景之下，越来越多的企业运营系统之中开始对计算机技术进行了应用，而且也使网络运用方式有了极大的转变。从前构建的网络系统有很多都是一些实验性的网络，然而现在网络系统却有很多转型成了社交型的网络。因为要迎合多数人对网络系统使用需求，所以网络系统建设期间开始注重如何降低维护成本，朝向松散联系方向进行转型。我们以传统大型网络为切入点的话，可以认为要想保证一个大型商业网站运行的稳定性和正常性，就必然需要很多参与网站运行维护工作的技术人员，而这些维护人员日常开支又需要很大一部分资金的投入，然而最终网络运行期间所获取到的经济收益却只能由很少一部分人享有，这样必然会使一些人质疑这种分配机制的合理性。基于这一情况就导致传统计算机模式的发展遇到了壁垒。云计算技术便是为了解决这种不平衡问题而被研发出来的。云计算技术能够将自己数据库中最为核心的部分存储到互联网之中，同时互联网也能为云计算提供相应的技术层面和信息数据层面的支持。对于云计算平台进行充分和高效的应用，也能促使网站日常维护费用的有效降低，用户利用云计算平台灵活可靠的特点能够对平台进行充分地利用，依托于平台所拥有的服务功能快速搭建起系统，同时可以将基础设施交给专业机构进行维护，用户只需委托一些专业机构负责基础性的维护工作便能保证网站的健康运营。进而能够让企业技术人们将更多精力投入到技术研发工作之中。90年代计算机产业结构图如图2所示。

图3：云计算平台概述

图4：互联网内容云计算引入示意图

图5：云计算应用领域

3 关于云计算技术特点概述

云计算平台如图3所示。

3.1 充分保证数据安全性与可靠性

在运用计算机技术期间，能否保证用户数据的安全性非常重要，要想保证数据的可靠性和安全性就必须保证数据能够存储到安全的位置中。相比于传统计算机技术而言，用户不再需要担心黑客非法侵入的行为以及数据丢失的问题，因为在云计算技术之中各类数据所存储的位置都是在互联网上，存储的位置不再是传统的计算机硬盘中。基于这一情况，即使黑客真正侵入到了电脑之中，也无法成功盗取重要的数据。要想实现数据存储安全性就必须有专业的人员对系统进行维护，而且还要不断对云计算技术的效率和先进性加以提升，用户在享受到优质云计算技术服务的情况下只需要花费较少的资金便能够实现。

3.2 用户对客户端需求有所降低

很多用户都有过应用自己的软件维护个人电脑的经历，但是他们为了对一些最新的系统或者软件进行使用，不可避免需要及时对电脑中各类软件和硬件升级和更新。如果我们需要打开某个特定形式文档的话，也需要结合这个文档的形式对一些软件进行下载和安装。病毒很可能在用户下载软件期间趁着系统漏洞侵入到电脑之中，为了防止病毒又要求用户在网上搜索一些能够起到防止病毒的软件和防火墙。如果用户缺乏使用计算机经验的话往往会认为这种小事是一个极大的困难。不过，在云计算技术不断发展的过程之中，用户在对云计算技术进行应用期间只要采取在电脑上选择一个浏览器进行下载，随后在浏览器中输入一个网址便可以便捷地享受到云服务。用户在整个获取服务的过程之中不再需要对版本不断更新来达到进行新操作的要求，而且还能将一些文件自由的共享给周边的同事和朋友。另外，因为有专门人员负责云计算技术中数据的日常维护工作，所以他们也不需要再担心会有病毒入侵的情况发生。

3.3 数据之间的共享变得越发复杂

当前这个社会之中信息共享成为常态，数据共享在人们日常生活中常常会有涉及，很多人只是应用常规化的方法，在电脑和手机上存储自己的朋友和家人，以及同事的联系方式，并且会定期对这些联系方式进行更新。不过，如果设备不同的话，所使用的数据共享方式也会存有区别。为了更为有效地进行数据共享，针对各类不同设备信息进行维护和存储也就变成一种必要的行为。不过，对于用户而言，这项工作本身也属于一种较为麻烦的事情。然而，在对云计算技术进行应用之后会使繁琐的维护和存储操作变得极为简单。用户只需要将数据连接上网络之后便能实现这一操作目的。不过这个操作为用户带来便捷的同时也会带来一定的危险，因此一定要将访问权限设置好。互联网内容云计算引入示意图如图4所示。

3.4 云计算技术有着极大潜能

因为云计算技术出现之后使互联网所具有的实用性得到了非常充分的开发，不仅使数据存储空间得到了很大程度的扩充，而且而是计算机的计算能力得到了更大程度的提升。这些技术在人们是日常生活中应用之后不仅使人们日常生活拥有了更加趋向于现代化的可能，比如旅游之前的网上购票和酒店预订等操作。

4 关于云计算总体技术构架分析

结合平台之中所涉及到的技术种类和具体研究内容，可以将技术框架具体划分成4 个层次，这几个层次分别为：

（1）底层基础设施层框架。我们从这个层面来看，通过网络和集群技术服务能够将地理上分布的物理机器封装起来，并且由此组装成一个可以充分保证SLA 的安全性较高的数据中心。

（2）虚拟化层框架。在对这个框架进行架构的过程中，所依靠的是规模较大的分布式系统和一些基础性的数据，另外虚拟化技术为这一层框架的架构提供了技术层面的保障，由此能够为用户提供一个具有较强独立性和逻辑性特点的虚拟机。云计算在这个机制之下框架可以为用户提供动态分配的服务，而且还能发挥出较强的资源管理能力。对于这个领域，近些年来相关人员作出了很多的研究，比如如何采取有效手段提升物理资源和逻辑虚拟机之间映射的效果，如何对系统中的大量资源进行有效管理，以及如何应用映射手段对于用户所需要的虚拟资源进行挖掘出来。

（3）服务资源层框架。这个框架在建立期间，资源管理工作所依靠的是虚拟资源平台，为用户可以能够提供SLA 保证的云计算服务资源。在采取虚拟化创建这个框架期间，所能提供的云计算服务仍然存有一定的距离。在使用云计算平台期间应用统一管理的方式对虚拟化资源进行应用。应用平台本身拥有的服务功能获取和调用用户所需的资源。除此，平台还需要针对资源配置和环境优化等方面的问题采取有效的解决方法。

（4）除了需要对平台功能管理技术予以保证之外，在对云平台框架进行构建起见还要使其能够实现对相关业务进行管理。以服务资源为基础将用户所需要的服务发布出来，针对一些重要平台采取计费管理的方法，按照客户使用进行计费，这种计费管理的方法属于云计算平台业务服务管理工作中非常重要的管理手段，云计算平台为了保证用户能够按照资源使用情况进行付费还要满足下面几个条件：第一，需要按照用户的使用对资源进行分派；第二，需要对用户资源使用量进行计算；第三，需要按照用户的需求分派内存空间和磁盘空间中的资源；第四，拥有一套成熟的使用量统计方法。

5 在云计算技术之中存在的问题

5.1 安全方面的问题

在对云计算技术进行应用期间，数据共享是一个经常使用到的功能。这种功能主要通过云平台对于相关数据进行统一化的管理来实现数据库中数据资源的共享。不过，针对某一个企业而言，数据是他们日常生产经营期间一个非常重要的资产，哪怕出现一丝一毫的差错都有可能影响到企业健康发展的经济效益的获取。因为，一旦某一个核心数据遭到破坏或者被非法侵入人员盗取的话必然会使企业决策的及时性和管理的科学性遭受到影响，而这也正是数据对于企业而言非常重要的原因所在。如果云平台并没有完善平台本身安全性的话，大部分企业都不会将本企业相关数据存储到云平台上进行保存。这种情况之下云计算技术所能发挥出来的作用也必然会受到很大程度的影响，进而也就会使云平台推广难度变得非常大。基于这一情况，要想更为顺利地推广云计算技术，一定要将云平台安全建设工作的重要性提升到足够高的位置。

5.2 关于商业模式方面的问题

在应用云计算技术期间，我们还要重视如何解决收费机制这个问题，这主要是因为很多用户使用网络进行联机的习惯存有各式各样的差异，所以在这个过程之中产生的费用也必然会存有一定的差异。不过，很多用户往往不能充分了解云平台所制定的收费机制。所以，只有平台采用一些具有人性化特点收费机制之后，才能使用户更了解具体的收费标准，也只有如此才可以获取到更多人的支持和使用。基于这一情况，如何对云平台收费机制进行合理构建也就成为云平台建设过程中一个非常重要的问题。

另外，抛开收费机制问题来看，双方责任也属于一个非常重要的问题。因为在企业给付云平台使用费用之后也就相当于对云平台所能提供的服务进行了购买，这种情况企业和云平台开发人员之间也就成为一种买卖的关系，因此一旦云平台对平台功能和服务质量维护和监管不力的话，极有可能会使企业经济效益因为云平台服务质量不足而带来巨大的损失。比如，因为云平台更新不及时，或者功能不足以防止黑客攻击行为的话便很可能出现数据泄露或者丢失的情况，这种情况之下云平台必须负担起他们带给企业经济损失的法律责任。然而，在目前法律法规的制定之中缺乏相应法律监管的细则，这种情况也必然会使云计算技术的更好推广遭受到影响。

5.3 关于标准化问题概述

云计算技术相比于传统网络计算技术而言，可以当成一种推动产业发展和改革的重要技术类型和革命性的技术飞跃。基于这一情况，很多生产厂家缺乏技术层面考虑，而是只侧重对商业模式方面的研究。在这种情况之下他们根本不可能建立一套科学的标准。我们从云计算技术本质来看的话，云计算标准的制定大都是由生产厂家独立完成的，现在各个厂家对于云计算技术仍然缺乏一个清晰和统一的标准。就当前而言，很多厂家只是认为云计算属于一个融合性的概念，如果在进行通信传输期间应用的是传统互联网标准的话，这种标准所能覆盖的范围远远不及云计算技术所能发挥出来的作用。基于这一情况我们可以认为当前针对与云计算技术标准设定仍然存在一个初级发展的阶段之中。因此，用户很难顺利迁移数据和自身的程序，这种情况之下必然会使云计算技术大规模引入受到影响，也会商户遇到很大的困难。基于这一情况，如果所使用的标准不够统一的话也会极大影响云计算应用平台的建设，而且这一问题也使运营商的选择受到了很大的影响。

6 关于云计算在运营商IT系统中的应用概述

如图5所示。

6.1 依托云计算技术构建的ICT业务平台

ICT 类业务在近些年发展的速度相对较快，而且对于那些中小型ICT 业务平台的发展也起到了一定的推动作用，而且伴随ICT 类业务数量的不断增加，传统“竖井式”运营模式和开发的模式已经无法适应当前业务发展的需要，并且也在很大程度上影响到了资源的合理利用。要想更好解决这些问题的话，就需要将云计算技术引入到业务平台建设过程之中，科学合理的整合ICT 业务系统，并且依托这个系统构建起一个统一的资源池。集中管理和运营当前的诸多业务。云计算技术为ICT 平台的构建提供了技术层面的保障。由此可以使用户享受到SaaS 服务和PaaS 服务，用户只要使用网络浏览器，便能部署和安排自己计算机上软件访问与使用，而且用户的计算机也不再需要对那些规模比较大的数据库等软件。而且，用户只要使用Salesforce 便能获取到CRM 软件服务，这个案例属于云计算技术一个最典型的应用类型。另外，在能够提供基础设施层的基础之上，运营商只需要和开放平台中的应用接口连接起来，便能向客户或者服务商提供一些支撑基础性操作的软硬件服务，进而为他们开发系统提供技术层面的支撑，之后可以以合作的方法和运营商一起对这个新开发出来的系统进行运营和管理。

我们依托于云计算这项基础性的技术，在商务领域也构建起了ICT 业务平台，这个平台所具有的特点主要是：可以整合所有系统中的各类资源，由此系统便可以在一个统一的平台之中进行运行。另外，用户通过平台还能获取高可用性的服务和所需要的备份服务。另外，商户通过访问量的变化情况可以对资源量进行不断的扩展。按照用户资源使用的情况对于费用进行收取。经过专门人员对平台进行管理之后能够促使系统运行和维护的效率得到极大提升，而且还能促使运维过程成本的充分降低。

6.2 以云计算为基础构建的IDC中心

利用虚拟化技术期间，云计算本身所拥有的资源池能够提供极大的帮助，在这个资源池里面囊括了服务器资源、IDC 中心网络等组成部分。在运营商应用云计算管理平台期间，对于各类所需要的资源可以实施动态化的部署，而且运营商还能对各类资源进行合理的调度和及时的监控。另外，应用网络手段也可以向用户提供各种需要的资源。统一资源管理凭条可以非常明显地提升IDC 实际运营和维护过程的效果，而且还能使管理期间一些较为复杂的操作变得更加简单。除此之外，也能将中信资源利用和调度的效率极大程度提升上来。在向市场推进各类业务、对一些自动化软件进行线上安装以及对于资源进行部署的过程之中也得到了充分的资源支持，这种情况使客户进入到市场的时间得到了极大地降低。

云计算技术是构建IDC 中心期间的主要技术手段，运营商通过对云计算技术的大力应用可以将科学高效的IaaS 业务提供给外界，而且也能将平台所收集到的各类硬件资源出租给外界，进而能够获取到更多的经济收益，而且也能将硬件运维方面的业务提供给需要使用的用户。用户结合自己的个人需要，将自己需要的数据资源从数据库中筛选出来。并且可以借助平台提供的租赁服务，更好的运用平台之中一些数据资源。同时，也可以充分按照自己业务发展的需求对于租赁资源的日期和内容进行及时调整，随后再按照平台制定的收费标准给付自己资源使用方面产生的费用。IDC 中心所设置的计费方式具有非常灵活性和人性化特点，所以人们对于IDC 关注程度较高，在用户实际应用期间选择IDC 平台的频率也比较高。

7 结束语

当前各个领域对于云计算技术有了非常广泛的应用，但是在云计算技术应用过程之中虽然为用户带来了一定的便捷，但是也出现了一定的问题。这种情况之下我们需要针对引发云计算技术应用问题的具体原因进行分析，并且结合当前技术水平对于未来云计算技术发展方向进行探讨，由此促进云计算技术水平的更好发展。