時(shí)間：2023-08-15 17:20:45
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇云計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
abstract: virtualization and distributed parallel architecture are two typical technologies of cloud computing. for virtualization technology, this article discusses the pool of physical resources, resource pool management and use, cluster fault location and maintenance, resource pool grouping, and the building and application of heterogeneous virtualization platforms. it also discusses the distributed file system and key/value storage engine associated with distributed technology. a “master bottleneck” storage interface standard is proposed for the distributed file system, and directory-based storage is proposed for the key/value storage engine.
key words: virtualization; distributed computing; cloud computing management platform; key/value storage engine
云計(jì)算由google提出,隨后在互聯(lián)網(wǎng)界風(fēng)起“云”涌,隨之而來的云計(jì)算服務(wù)和技術(shù)平臺成功案例層出不窮,如google的gfs、mapreduce、bigtable、chubby和app engine,亞馬遜的dynamo、ec2、s3、sqs、simpledb和cloudfront,微軟的azure、sql、“.net”和live服務(wù),開源云計(jì)算平臺的hdfs、hbase和eucalyptus,vmware的虛擬化平臺等。
1 云計(jì)算的核心技術(shù)
云計(jì)算主要基于資源虛擬和分布式并行架構(gòu)兩大核心技術(shù),同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)上有大量的開源軟件為用戶提供支撐,如xen、kvm、lighttpd、memcached、nginx、hadoop、eucalytus等。云計(jì)算技術(shù)有效地節(jié)約了云服務(wù)商的硬件投入、軟件開發(fā)成本和維護(hù)成本。
虛擬化技術(shù)最早由vmware公司引入并在x86 cpu上實(shí)現(xiàn)。虛擬化平臺將服務(wù)器虛擬為多個(gè)性能可配的虛擬機(jī)(vm),對整個(gè)集群系統(tǒng)中所有vm進(jìn)行監(jiān)控和管理,并根據(jù)實(shí)際資源使用情況對資源池靈活分配和調(diào)度。
分布式并行架構(gòu)是云計(jì)算的另一個(gè)核心技術(shù),用于將大量的機(jī)器整合為一臺超級計(jì)算機(jī),提供海量的數(shù)據(jù)存儲和處理服務(wù)。整合后的超級計(jì)算機(jī)通過分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫和mapreduce技術(shù),提供海量文件存儲、海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)一的海量數(shù)據(jù)處理編程方法和運(yùn)行環(huán)境[1-3]。
2 虛擬化技術(shù)
虛擬化技術(shù)主要分為兩個(gè)層面:物理資源池化和資源池管理。其中物理資源池化是把物理設(shè)備由大化小,將一個(gè)物理設(shè)備虛擬為多個(gè)性能可配的最小資源單位;資源池管理是對集群中虛擬化后的最小資源單位進(jìn)行管理,根據(jù)資源的使用情況和用戶對資源的申請情況,按照一定的策略對資源進(jìn)行靈活分配和調(diào)度,實(shí)現(xiàn)按需分配資源[4-7]。
2.1 物理資源的池化
云計(jì)算平臺如圖1所示。物理硬件設(shè)備的虛擬化對象包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全等多個(gè)方面,不同的虛擬化技術(shù)從不同角度解決系統(tǒng)的各種問題。
(1)服務(wù)器虛擬化
服務(wù)器虛擬化對服務(wù)器進(jìn)行資源虛擬和池化,將一臺服務(wù)器虛擬為多個(gè)同構(gòu)的虛擬服務(wù)器,同時(shí)對集群中的虛擬服務(wù)器資源池進(jìn)行管理。
(2)存儲虛擬化
存儲虛擬化主要是對傳統(tǒng)的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(san)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(nas)設(shè)備進(jìn)行異構(gòu),將存儲資源按類型統(tǒng)一集中為一個(gè)大容量的存儲資源,并將統(tǒng)一的存儲資源通過分卷、分目錄的權(quán)限和資源管理方法進(jìn)行池化,然后將虛擬存儲資源分配給各個(gè)應(yīng)用使用,或者是直接分配給最終用戶使用。
(3)網(wǎng)絡(luò)虛擬化
網(wǎng)絡(luò)虛擬化將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)虛擬成多個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機(jī)、負(fù)載均衡器等),并進(jìn)行資源管理,配合虛擬機(jī)和虛擬存儲空間為應(yīng)用提供云服務(wù)。
2.2 資源池的管理和使用
資源池由云管理平臺實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理、調(diào)度和監(jiān)控,涉及云平臺的合理使用和維護(hù)管理。云管理平臺共分為4個(gè)管理層面,分別為:設(shè)備的管理、虛擬資源的管理、服務(wù)的管理和租戶管理。
(1)設(shè)備管理
設(shè)備管理為云計(jì)算平臺的硬件設(shè)備提供管理和告警功能,主要包括系統(tǒng)管理員在日常的維護(hù)工作中查詢各物理設(shè)備性能情況,并對如應(yīng)用服務(wù)器的cpu使用率、內(nèi)存使用率、硬盤使用率、網(wǎng)絡(luò)接口使用率、存儲設(shè)備的空間使用率、io情況等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。用戶可以根據(jù)應(yīng)用物理設(shè)備的實(shí)際配置,設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控閾值,系統(tǒng)會自動(dòng)啟動(dòng)對相應(yīng)指標(biāo)的監(jiān)控并報(bào)警。
(2)虛擬資源管理
虛擬資源管理為各種應(yīng)用提供虛擬資源的統(tǒng)一管理、資源分配和靈活調(diào)度,同時(shí)還包括系統(tǒng)管理員在日常的維護(hù)工作中查詢各個(gè)最小虛擬資源的性能情況,并對應(yīng)用虛擬機(jī)的cpu使用率、內(nèi)存使用率、硬盤使用率、網(wǎng)絡(luò)接口使用率,虛擬存儲(如亞馬遜的ebs)的空間使用率、io情況等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。用戶可以根據(jù)虛擬資源的實(shí)際配置,設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控閾值,系統(tǒng)會自動(dòng)啟動(dòng)對相應(yīng)指標(biāo)的監(jiān)控并報(bào)警。
(3)服務(wù)管理
服務(wù)管理包括服務(wù)模板、服務(wù)實(shí)例、服務(wù)目錄等管理。服務(wù)管理在虛擬資源的基礎(chǔ)上,快速向租戶提供用戶指定的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等軟件資源。
(4)租戶管理
租戶管理對每一個(gè)租戶對應(yīng)的資源群進(jìn)行管理,內(nèi)容包括資源的種類、數(shù)量、分布情況等,同時(shí)對租戶生命周期進(jìn)行管理,包括租戶的申請、審核、正常、暫停、注銷等。
2.3 集群的故障定位與維護(hù)
google的集群維護(hù)方式給我們留下了深刻的印象,維護(hù)人員推著小推車對損壞的機(jī)器進(jìn)行更換,故障定位通過定制pc的故障燈進(jìn)行判斷(在通用的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(idc)應(yīng)用中,計(jì)算資源通常使用通用pc機(jī))。目前所有的云平臺對物理機(jī)和虛擬機(jī)的監(jiān)控、告警,都是按照機(jī)器的ip地址作為機(jī)器的編號進(jìn)行管理。對于承載著虛擬機(jī)的物理機(jī)而言,其host os模塊的ip地址對應(yīng)和代表著物理機(jī)器在集群中的唯一標(biāo)志。ip地址的分配一般采用兩種方式:采用動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(dhcp)方式自動(dòng)獲取;通過手工指定方式確定。由于集群中機(jī)器很多,手工指定工作量非常巨大,因此通常采用dhcp的方式對ip地址進(jìn)行分配。
但是維護(hù)人員在云管理平臺上發(fā)現(xiàn)物理設(shè)備出了故障,維護(hù)人員無法通過ip地址對應(yīng)到故障機(jī)器的具體物理位置,通用的pc機(jī)又沒有故障燈等輔助定位手段。定位故障機(jī)器的物理位置并更換或維護(hù)它成為一個(gè)復(fù)雜和繁瑣的過程。
在的虛擬化集群中,可以采用簡單而有效的方法解決此問題。對于每一臺物理機(jī)器,配置一個(gè)usb接口的key,key中保存了物理機(jī)器的位置信息,同時(shí)usb key與物理位置直接綁定(如綁在機(jī)架上)。機(jī)器在啟動(dòng)時(shí),會到usb key中讀取物理位置信息,根據(jù)讀取的物理位置信息,依據(jù)固定的算法和物理信息算出機(jī)器的ip地址,并在管理平臺中體現(xiàn)。這樣,每個(gè)物理機(jī)器的ip地址就與物理位置綁定,在物理機(jī)器故障時(shí),維護(hù)人員在云管理平臺可以準(zhǔn)確獲取故障機(jī)器的ip地址和物理位置。
2.4 資源池的分組與異構(gòu)
對于服務(wù)器的虛擬化,由于架構(gòu)不同,sun、ibm等廠家的小型機(jī)虛擬化都采用相互獨(dú)立的架構(gòu),與基于x86架構(gòu)的虛擬化系統(tǒng)(如xen、kvm等)無法兼容,因此造成了資源浪費(fèi)。
對于服務(wù)器虛擬化的異構(gòu)問題,可以從兩個(gè)層面去解決:(1)通過資源池的分組,對不同架構(gòu)的服務(wù)器和小型機(jī)進(jìn)行虛擬化,不同架構(gòu)的資源池歸于一個(gè)獨(dú)立的組,針對不同的應(yīng)用,分配特定的虛擬機(jī)資源。(2)通過業(yè)務(wù)的定制和調(diào)度,將不同架構(gòu)的虛擬化平臺通過管理融合,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)虛擬機(jī)的調(diào)度。
異構(gòu)資源池如圖2所示。在云計(jì)算平臺中,把ibm的powersystems小型機(jī)集群通過ibm的powervm系統(tǒng)虛擬為基于powersystems架構(gòu)的計(jì)算資源池,把hp的小型機(jī)集群通過hp的vse系統(tǒng)虛擬為基于hp架構(gòu)的計(jì)算資源池,把x86架構(gòu)的計(jì)算資源通過xen\kvm系統(tǒng)虛擬為基于x86的zxve資源池。在業(yè)務(wù)部署時(shí),不同的應(yīng)用的可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和操作系統(tǒng)特點(diǎn),選擇性地部署在不同的資源池上,從而實(shí)現(xiàn)虛擬化對各類小型機(jī)的異構(gòu)。x86架構(gòu)的計(jì)算資源池、powersystems架構(gòu)的計(jì)算資源池和hp架構(gòu)的計(jì)算資源池分別受各自的虛擬化管理軟件(如vmm、ivm和gwlm)管理。在vmm、ivm和gwlm的上層,可以通過融合的虛擬化管理器(ivmm),對3個(gè)計(jì)算資源池進(jìn)行統(tǒng)一管理。
圖3所示為虛擬資源對應(yīng)用實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的方法。此方法的核心在于4個(gè)方面:ivmm、業(yè)務(wù)調(diào)度器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對不同的資源池架構(gòu)提供應(yīng)用功能相同的不同版本、ivmm和業(yè)務(wù)調(diào)度器之間的occi擴(kuò)充接口。
在業(yè)務(wù)應(yīng)用層面,針對業(yè)務(wù)系統(tǒng),本文增加業(yè)務(wù)調(diào)度器模塊。業(yè)務(wù)調(diào)度器根據(jù)業(yè)務(wù)的繁忙程度,向ivmm申請?jiān)黾踊驕p少虛擬機(jī)資源,并調(diào)整負(fù)載均衡策略。業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對不同的資源池架構(gòu),需要準(zhǔn)備與之對應(yīng)的功能相同的不同版本。occi擴(kuò)充接口的工作流程為:
業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)調(diào)度器通過occi接口向云計(jì)算平臺申請資源,同時(shí)向云計(jì)算平臺提供業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以支持的操作系統(tǒng)等信息,并提供優(yōu)先級信息。
云計(jì)算平臺根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的請求和云內(nèi)資源的空閑情況,分配計(jì)算資源,通過occi接口通知業(yè)務(wù)調(diào)度器云計(jì)算平臺向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了何種架構(gòu)的計(jì)算資源。
業(yè)務(wù)調(diào)度器根據(jù)申請到的資源情況,將業(yè)務(wù)處理機(jī)的操作系統(tǒng)、業(yè)務(wù)版本等模板信息通過occi接口通知云計(jì)算平臺,由云計(jì)算平臺進(jìn)行操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)程序的部署,完成后提交給業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行使用。
3 分布式技術(shù)
分布式技術(shù)最早由google規(guī)模應(yīng)用于向全球用戶提供搜索服務(wù),因此必須要解決海量數(shù)據(jù)存儲和快速處理的問題。其分布式的架構(gòu),可以讓多達(dá)百萬臺的廉價(jià)計(jì)算機(jī)協(xié)同工作。分布式文件系統(tǒng)完成海量數(shù)據(jù)的分布式存儲,分布式計(jì)算編程模型mapreduce完成大型任務(wù)的分解和基于多臺計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算,分布式數(shù)據(jù)庫完成海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲?；ヂ?lián)網(wǎng)運(yùn)營商使用基于key/value的分布式存儲引擎,用于數(shù)量巨大的小存儲對象的快速存儲和訪問。
3.1 分布式文件系統(tǒng)
分布式文件系統(tǒng)的架構(gòu),不管是google的gfs還是hadoop的hdfs,都是針對特定的海量大文件存儲應(yīng)用設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)中有一對主機(jī),應(yīng)用通過文件系統(tǒng)提供的專用應(yīng)用編程接口(api)對系統(tǒng)訪問。分布式文件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不廣的原因主要為:主機(jī)對應(yīng)用的響應(yīng)速度不快,訪問接口不開放。
主機(jī)是分布式文件系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)。所有的元數(shù)據(jù)信息都保存在主機(jī)的內(nèi)存中,主機(jī)內(nèi)存的大小限制了整個(gè)系統(tǒng)所能支持的文件個(gè)數(shù)。一百萬個(gè)文件的元數(shù)據(jù)需要近1g的內(nèi)存,而在云存儲的應(yīng)用中,文件數(shù)量經(jīng)常以億為單位;另外文件的讀寫都需要訪問主機(jī),因此主機(jī)的響應(yīng)速度直接影響整個(gè)存儲系統(tǒng)的每秒的讀入輸出次數(shù)(iops)指標(biāo)。解決此問題需要從3個(gè)方面入手:
(1)在客戶端緩存訪問過的元數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用對文件系統(tǒng)訪問時(shí),首先在客戶端查找元數(shù)據(jù),如果失敗,再向主機(jī)發(fā)起訪問,從而減少對主機(jī)的訪問頻次。
(2)元數(shù)據(jù)信息存放在主機(jī)的硬盤中,同時(shí)在主機(jī)的內(nèi)存中進(jìn)行緩存,以解決上億大文件的元數(shù)據(jù)規(guī)模過大的問題。為提升硬盤可靠性和響應(yīng)速度,還可使用固態(tài)硬盤(ssd)硬盤,性能可提升10倍以上。
(3)變分布式文件系統(tǒng)主機(jī)互為熱備用的工作方式為1主多備方式(通常使用1主4備的方式),通過鎖服務(wù)器選舉出主用主機(jī),供讀存儲系統(tǒng)進(jìn)行改寫的元數(shù)據(jù)訪問服務(wù),如果只是讀訪問,應(yīng)用對元數(shù)據(jù)的訪問將被分布式哈希表(dht)算法分配到備用主機(jī)上,從而解決主機(jī)的系統(tǒng)“瓶頸”問題
對于分布式文件系統(tǒng),外部應(yīng)用通過文件系統(tǒng)提供的專用api對其進(jìn)行訪問,這影響了分布式文件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。對于標(biāo)準(zhǔn)的posix接口,可以通過fuse的開發(fā)流程實(shí)現(xiàn),但將損失10%~20%的性能。對于網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(nfs),在實(shí)現(xiàn)posix接口的基礎(chǔ)上,可以直接調(diào)用linux操作系統(tǒng)的nfs協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)。
3.2 key/value存儲引擎
key/value存儲引擎最大的問題在于路由變更后,數(shù)據(jù)如何快速地實(shí)現(xiàn)重新分布。key/value存儲引擎如圖4所示?？梢砸M(jìn)虛擬節(jié)點(diǎn)的概念,將整個(gè)key值映射的ring空間劃分成q個(gè)大小相同的bucket(虛擬節(jié)點(diǎn),key的映射算法推薦采用md5)。每個(gè)物理節(jié)點(diǎn)根據(jù)硬件配置情況負(fù)責(zé)多個(gè)bucket區(qū)間的數(shù)據(jù)。同一個(gè)bucket上的數(shù)據(jù)落在不同的n 個(gè)節(jié)點(diǎn)上,通常情況下n =3。我們將dcache的q設(shè)定成10萬,即把整個(gè)ring空間分成了10萬份,如果整個(gè)dcache集群最大容量為50 tb,每個(gè)區(qū)間對應(yīng)的數(shù)據(jù)大小僅為500 mb。對500 mb的數(shù)據(jù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間的遷移時(shí)間可以少于10 s。圖4中,n =3,bucket a中的數(shù)據(jù)存儲在b、c、d 3個(gè)節(jié)點(diǎn)。
4 結(jié)束語
云平臺的構(gòu)建是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題,本文詳細(xì)描述了虛擬化和分布式架構(gòu)兩大核心技術(shù)。在基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(iaas)層面,著重描述了虛擬化技術(shù),以及異構(gòu)的虛擬化云計(jì)算平臺的建設(shè)和應(yīng)用,同時(shí)介紹了云管理平臺的功能。在分布式技術(shù)方面,介紹了分布式文件系統(tǒng)和key/value存儲引擎。對于分布式文件系統(tǒng),本文著重介紹了主機(jī)“瓶頸”解決方案及存儲接口標(biāo)準(zhǔn)化的想法;對于key/value存儲引擎,本文提出了用于目錄化存儲的解決方案。
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收稿日期:2010-05-28
中圖分類號:TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)09(a)-0026-01
1 云計(jì)算概述
1.1 云計(jì)算的定義
1.1.1 什么是云計(jì)算
云計(jì)算的概念源于網(wǎng)格、公用計(jì)算和 SaaS概念。這是一種新興的模型,利用該模型,用戶可以在任何地方通過連接的設(shè)備訪問其應(yīng)用程序。應(yīng)用程序位于可大規(guī)模伸縮的數(shù)據(jù)中心,計(jì)算資源可在其中動(dòng)態(tài)部署并進(jìn)行共享,以便能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。
狹義的云計(jì)算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源(硬件、平臺、軟件)。 廣義的云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。
1.1.2 云計(jì)算的特征
(1)硬件和軟件都是資源,通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的方式提供給用戶;(2)應(yīng)用資源可以根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展和配置;(3)資源在物理上以分布式的共享方式存在,但最終在邏輯上以單一整體的形式呈現(xiàn);(4)資源按需分配,按實(shí)際使用量付費(fèi),自動(dòng)化管理。
1.2 云計(jì)算的優(yōu)勢
(1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)格局,推進(jìn)專業(yè)分工;(2)降低管理開銷,提升資源利用率;(3)減少初期投資,減輕基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn);(4)降低入市資本,加快技術(shù)創(chuàng)新。
2 云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 云計(jì)算的技術(shù)支撐
2.1.1 資源調(diào)度
資源調(diào)度指的是在特定的環(huán)境下,根據(jù)一定的資源使用規(guī)則,在不同的資源使用者之間進(jìn)行資源調(diào)整的過程。目前,通常有兩種途徑可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)的資源調(diào)度:一種是在計(jì)算任務(wù)所在的機(jī)器上它的資源使用量;另一種是將計(jì)算任務(wù)轉(zhuǎn)移到其他機(jī)器上。
2.1.2 多租戶技術(shù)
與傳統(tǒng)的軟件運(yùn)行和維護(hù)模式相比,用戶的應(yīng)用軟件不需要一次性購買和部署在個(gè)人的數(shù)據(jù)中心中,這些計(jì)算機(jī)硬件資源和軟件資源能夠更好的被共享,具有良好的伸縮性,任何一個(gè)企業(yè)用戶都能夠按照自己的需求對SaaS軟件進(jìn)行客戶化配置而不影響其他用戶的使用。多租戶技術(shù)就是目前云計(jì)算環(huán)境中能夠滿足上述需求的關(guān)鍵技術(shù)。
2.1.3 海量數(shù)據(jù)處理
作為以互聯(lián)網(wǎng)為計(jì)算平臺的云計(jì)算,將會更廣泛的涉及到海量數(shù)據(jù)處理任務(wù)。海量數(shù)據(jù)處理指的是對大規(guī)模數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析,通常數(shù)據(jù)的規(guī)?？梢赃_(dá)到TB甚至PB級。
2.1.4 大規(guī)模消息通信
云計(jì)算的一個(gè)核心理念就是資源和軟件功能都是以服務(wù)的形式進(jìn)行的,不同服務(wù)之間經(jīng)常需要通過消息通信進(jìn)行協(xié)助。可靠、安全、高效能的通信基礎(chǔ)設(shè)施對于云計(jì)算的成功至關(guān)重要。
2.1.5 大規(guī)模分布式存儲
分布式存儲的目標(biāo)是利用多臺服務(wù)器的存儲資源來滿足單臺服務(wù)器所不能滿足的存儲需求。分布式存儲要求存儲資源能夠被抽象表示和統(tǒng)一管理,并且能夠保證數(shù)據(jù)讀寫操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。目前,云環(huán)境下的大規(guī)模分布式存儲領(lǐng)域已經(jīng)有了一些研究成果和應(yīng)用。
2.1.6 許可證管理與計(jì)費(fèi)
隨著云時(shí)代的到來,IT基礎(chǔ)設(shè)施的許可證管理和計(jì)費(fèi)模式將發(fā)生重大的變化。在云計(jì)算環(huán)境中,用戶每月可以估計(jì)使用量選取許可證的數(shù)量,甚至可以根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤用戶在云環(huán)境里的使用情況定期生成的賬單付費(fèi)。
2.2 云計(jì)算的技術(shù)挑戰(zhàn)
2.2.1 數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)
在云環(huán)境中,云暴露在公開的網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)及它們的網(wǎng)絡(luò)都可能受到攻擊,而且服務(wù)器的更新和升級都在遠(yuǎn)程進(jìn)行,每一次升級都可能帶來潛在的威脅。
2.2.2 資源高效性和服務(wù)可用性
云環(huán)境下,通過技術(shù)創(chuàng)新,保證即使在計(jì)算機(jī)軟硬件出現(xiàn)問題,服務(wù)仍然可用,云計(jì)算服務(wù)商希望預(yù)測到可能的可用性問題,并通過提前準(zhǔn)備副本、提前解決故障、通知用戶等手段來避免這些故障的發(fā)生,或者減少故障發(fā)生帶來的損失。
2.2.3 資源的動(dòng)態(tài)分配
在云計(jì)算環(huán)境中對資源的管理提出了更高的要求,要求資源的調(diào)度必須動(dòng)態(tài)、及時(shí)、適量、細(xì)粒度、自動(dòng)化和預(yù)動(dòng)性。
2.2.4 統(tǒng)一的編程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化
為了使用戶能更輕松地享受云計(jì)算帶來的服務(wù),讓用戶能利用該編程模型編寫簡單的程序來實(shí)現(xiàn)特定的目的,云計(jì)算上的編程模型必須十分簡單。
3 云計(jì)算的應(yīng)用前景
云計(jì)算正在成為IT的一種發(fā)展趨勢,進(jìn)入數(shù)字化、信息化的社會,為人們的生活和工作提供了無限多的可能,構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)之上的云計(jì)算給人們帶來了諸多方便。無論是普通網(wǎng)絡(luò)用戶,還是企業(yè)員工,無論是IT管理者,還是軟件開發(fā)人員,他們都能親身體驗(yàn)到這種改變,成為云計(jì)算的真正受益者。
3.1 云計(jì)算面向大公司
對于大型企業(yè)而言,其具有相當(dāng)完善的IT基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)的專業(yè)IT管理人員,對已有的IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行高效的利用。將云計(jì)算的強(qiáng)大功能引入數(shù)據(jù)中心,變傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)成私有云(根據(jù)需要與外部云建立聯(lián)邦的內(nèi)部云集合),從而使IT基礎(chǔ)架構(gòu)作為可輕松訪問的服務(wù)來交付將是最理想的解決方案。此方案優(yōu)點(diǎn)在于:降低成本并最大限度提高IT效益,通過服務(wù)級別自動(dòng)化加強(qiáng)IT控制力,為IT部門提供更多選擇性。
3.2 云計(jì)算面向中小企業(yè)
對于中小企業(yè)來說,充分利用現(xiàn)有IT資源來部署新應(yīng)用程序、提高可用性和確保業(yè)務(wù)持續(xù)性,以發(fā)揮虛擬化的強(qiáng)大功能。通過使用業(yè)界最受信賴、最可靠的虛擬化平臺,大幅度降低資金和運(yùn)營成本。同時(shí),為企業(yè)提高IT人員效益,提供“IT永不停機(jī)”,保證其服務(wù)具備高可用性、高性能和高可靠性,混合云模式是中小型企業(yè)最理想的云計(jì)算方案。具有優(yōu)勢在于:減少資金投入和運(yùn)營成本,提高IT人員生產(chǎn)效率和企業(yè)響應(yīng)能力,保護(hù)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù),提高業(yè)務(wù)可用性。
3.3 云計(jì)算面向家庭
現(xiàn)階段,云計(jì)算和智能家庭在其各自的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展都非?？焖?為了能夠在智能家庭中利用云計(jì)算提供的服務(wù),那么需要將起橋接作用的家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行有效的改進(jìn),使之能夠完成將智能家庭中提供的服務(wù)到云上,還能從云中搜索在智能家庭的網(wǎng)關(guān)層上看,每一個(gè)智能家庭被看作是一個(gè)結(jié)點(diǎn),而智能家庭云是由很多個(gè)智能家庭結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的集群,智能家庭云就像其他由計(jì)算機(jī)組成的云一樣是整個(gè)云架構(gòu)的一部分,并且智能家庭云也可以向外界提供不同的服務(wù)。
中圖分類號：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 （2011） 06-0000-01
Enterprise Applications Analysis of Cloud Computing and Cloud Storage Technology
Cai Han
(China Shipping,Xiamen361006, China)
Abstract:Cloud computing use the Internet as computing platforms,
will be more widely involving mass data processing tasks.Mass data processing refers to the large-scale data analysed and calculated.In the Internet age,the Internet data statistics and analysis of many is mass data level for corporate data storage,provides an important service.This paper analyzes the application of cloud computing,introduces the types of cloud computing infrastructure,in-depth analysis of the cloud computing and the relationship between the enterprise applications.
Keywords:Cloud computing;Cloud storage;Enterprise application
云計(jì)算技術(shù)帶來了IT技術(shù)領(lǐng)域的重大變革。它極大地降低了企業(yè)的IT建設(shè)及運(yùn)營維護(hù)成本，降低了能源消耗，大大加快了企業(yè)信息化建設(shè)進(jìn)程。云計(jì)算與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合也催生了IT商業(yè)模式的革命，使得越來越多的公司不再購買和維護(hù)軟硬件，而是從亞馬遜等公司租用計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源以及IT服務(wù)，使得企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化變得像獲取自來水一樣方便、廉價(jià)。
一、云計(jì)算的應(yīng)用類型
目前流行的幾種基于云計(jì)算的應(yīng)用類型。這些應(yīng)用分為三層或三類，分別是平臺或基礎(chǔ)設(shè)施方面的應(yīng)用、業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)服務(wù)。基于平臺的應(yīng)用主要集中在為用戶提供存儲服務(wù)（云存儲）、計(jì)算能力（計(jì)算云）、數(shù)據(jù)庫服務(wù)（云數(shù)據(jù)庫）。云存儲是一種基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲模式，數(shù)據(jù)被存儲在多種虛擬服務(wù)器上，通常由第三方的組織來管理，而不是用專門的服務(wù)器來管理。數(shù)據(jù)托管公司運(yùn)營大型的數(shù)據(jù)中心，用戶通過從公司購買或租用存儲空間來存儲自己需要托管的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營商在后臺根據(jù)用戶的需要虛擬化資源，對用戶來說就像在使用虛擬服務(wù)器，這樣用戶可以自己管理自己的數(shù)據(jù)。而實(shí)際上，這些資源或許橫跨了很多不同的物理服務(wù)器。
二、云計(jì)算中的基礎(chǔ)設(shè)施
云計(jì)算中的基礎(chǔ)設(shè)施可以建立在虛擬化、網(wǎng)格計(jì)算或二者結(jié)合的基礎(chǔ)上。網(wǎng)格計(jì)算（或者計(jì)算網(wǎng)格的使用）是指多個(gè)計(jì)算機(jī)同時(shí)處理一個(gè)問題的計(jì)算模式，處理的往往是需要大量計(jì)算資源、需要訪問大量數(shù)據(jù)的科學(xué)或者技術(shù)問題。它是一種分布式的計(jì)算模式，通過將網(wǎng)絡(luò)上的、松耦合的計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來組成一個(gè)“超級虛擬計(jì)算機(jī)”來完成大型計(jì)算任務(wù)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在運(yùn)算密集的科學(xué)、數(shù)學(xué)和理論問題的運(yùn)算上，參與運(yùn)算的計(jì)算機(jī)是以自愿的形式加入的。在商業(yè)機(jī)構(gòu)中也有多種不同的應(yīng)用，如藥物研發(fā)、經(jīng)濟(jì)預(yù)測、地震分析、股票數(shù)據(jù)處理、電子商務(wù)和Web服務(wù)。在這種計(jì)算模式下，計(jì)算任務(wù)被拆分為許多小的部分，不同的部分在不同的計(jì)算機(jī)上同時(shí)、獨(dú)立、并行地進(jìn)行。因此，對于需要在計(jì)算過程中交換中間結(jié)果的應(yīng)用，這種計(jì)算模式是不適用的，因?yàn)椴煌奶幚砥骱痛鎯ο到y(tǒng)很難保證高速的連接。網(wǎng)格可以實(shí)現(xiàn)本地、大學(xué)內(nèi)部、區(qū)域性和國際性的應(yīng)用、數(shù)據(jù)和存儲資源的分享及管理。Google的搜索引擎就是以網(wǎng)格計(jì)算的形式，通過上千臺服務(wù)器來處理搜索請求、尋找新的站點(diǎn)、存儲文件和管理廣告。
三、云計(jì)算對企業(yè)的影響
云計(jì)算模式能極大地降低企業(yè)或者學(xué)校的信息系統(tǒng)建設(shè)的成本。對于他們來講，通過投資建立計(jì)算中心成本較大，并且難以與他們的信息系統(tǒng)的快速成長和服務(wù)多元化要求相匹配。具體來講，云計(jì)算為企業(yè)帶來的便利歸納為以下幾個(gè)方面。
（一）商業(yè)模式和理念的轉(zhuǎn)變。IT公司的商業(yè)模式從實(shí)體的軟件或硬件產(chǎn)品銷售轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的軟硬件服務(wù)的提供。通過云計(jì)算，更多的應(yīng)用能夠以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式進(jìn)行。云計(jì)算的先驅(qū)者之一谷歌甚至強(qiáng)調(diào)未來幾乎所有的軟件都可以搬上互聯(lián)網(wǎng)，以服務(wù)取代軟件。云計(jì)算將帶動(dòng)整個(gè)商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，延伸出新的商業(yè)體系，特別是IT企業(yè)商業(yè)理念也需要轉(zhuǎn)變，當(dāng)前的軟件銷售轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)銷售，將實(shí)體變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)服務(wù)提供給個(gè)人用戶或企業(yè)用戶。
（二）提高管理效率、服務(wù)水平。利用云計(jì)算的商業(yè)服務(wù)平臺提供用戶和提供商之問交互的平臺，用戶不用花精力去開發(fā)相應(yīng)的軟件或提供相應(yīng)平臺，只需要付少量的費(fèi)用就能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的信息管理，將更多的精力用在企業(yè)的實(shí)質(zhì)管理和服務(wù)客戶，增強(qiáng)了企業(yè)的自動(dòng)化度，能提高企業(yè)的管理效率及相應(yīng)的服務(wù)水平。
（三）降低運(yùn)行維護(hù)成本。企業(yè)只需定制相應(yīng)的服務(wù)，由云服務(wù)商或云端提供需要的基礎(chǔ)架構(gòu)、服務(wù)、軟硬件資源等，可以節(jié)約成本，不用投資購買昂貴的硬件設(shè)備，負(fù)擔(dān)頻繁的維護(hù)與升級，企業(yè)不需要建立自己的數(shù)據(jù)中心、大型機(jī)房、服務(wù)器中心等并相應(yīng)減少硬軟件的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
（四）提高了資源利用率。云計(jì)算模式中多企業(yè)共用相應(yīng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，由云計(jì)算提供更強(qiáng)的管理機(jī)制、自動(dòng)化部和高層次的虛擬化，將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上的最大化資源共享和協(xié)同工作。企業(yè)可以自己組建云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，也可以按需或按時(shí)租賃的方式來完成企業(yè)的計(jì)算任務(wù)、存儲、平臺服務(wù)等，多個(gè)企業(yè)共享云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，在節(jié)約成本的同時(shí)提高資源的利用率。
四、結(jié)束語
云計(jì)算是集成了大量資源的高效運(yùn)行模式，在數(shù)據(jù)存儲與處理中具有極高的應(yīng)用價(jià)值，因而在企業(yè)中廣泛應(yīng)用，應(yīng)用云計(jì)算和云存儲技術(shù)能夠改變企業(yè)運(yùn)營模式、提高管理效率、降低系統(tǒng)成本、提高資源的利用效率，對現(xiàn)代企業(yè)的信息操作產(chǎn)生了劃時(shí)代的影響，在企業(yè)信息系統(tǒng)的發(fā)展中必將起到更重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
期權(quán)是一種廣泛的金融衍生產(chǎn)品，它即是一種投資手段，也能幫助買方規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。其中美式期權(quán)允許期權(quán)持有人在期權(quán)到期日之前的任何時(shí)刻執(zhí)行期權(quán)，所以其定價(jià)過程十分復(fù)雜，運(yùn)算量及數(shù)據(jù)規(guī)模都極端龐大。云計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展為這一課題提供了良好的運(yùn)算環(huán)境與條件。
1 美式期權(quán)的定價(jià)方法
目前對于期權(quán)定價(jià)的方法有Black-Scholes期權(quán)定價(jià)方法和蒙特卡羅模擬方法等。前者給出顯式解，但只適用于某些比較特定的情形。蒙特卡羅模擬方法是一種在期權(quán)定價(jià)上非常有效的數(shù)值方法，近年來許多研究也是針對蒙特卡洛方法開展的。蒙特卡洛方法可以模擬多標(biāo)的資產(chǎn)的價(jià)格路徑，從而克服了二叉樹模型和有限差分模型不能為多標(biāo)的資產(chǎn)期權(quán)定價(jià)的問題。最小二乘蒙特卡洛方法 （LSM）能模擬多資產(chǎn)標(biāo)的價(jià)格，同時(shí)又能解決提前執(zhí)行期權(quán)的問題。為了使定價(jià)結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確，在使用蒙特卡羅方法時(shí)應(yīng)盡可能多的產(chǎn)生樣本路徑數(shù)據(jù)，以保證定價(jià)的可靠性。但是大數(shù)據(jù)量產(chǎn)生同時(shí)也帶來運(yùn)算困難的問題，因此可以考慮采用分布式的云計(jì)算模型來實(shí)現(xiàn)。
2 LSM模擬算法的實(shí)現(xiàn)步驟
LSM模擬方法是根據(jù)標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格的模擬樣本路徑在每個(gè)時(shí)刻的截面數(shù)據(jù)，利用最小二乘法回歸求得繼續(xù)持有期權(quán)的期望收益，并將其與該時(shí)刻立即執(zhí)行期權(quán)的收益相比較，如果后者大于前者，則立即執(zhí)行期權(quán)。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下文所述。
2.1 生成標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格樣本路徑
根據(jù)期權(quán)理論，我們假設(shè)期權(quán)的到期日為T，執(zhí)行時(shí)間為T*，則對歐式期權(quán)而言，T=T*，即期權(quán)只能在到期日執(zhí)行；對美式期權(quán)而言，T*∈[0，T]，即期權(quán)可以在到期日前的任意時(shí)刻執(zhí)行。期權(quán)在執(zhí)行時(shí)間T*的價(jià)值為：
通過隨機(jī)抽樣對公式f進(jìn)行求解，從而得到期權(quán)價(jià)值的一種數(shù)值方法。因此，價(jià)格路徑的生成就顯得非常重要。給定發(fā)行日的標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格為S0，任意時(shí)刻ST標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格為：
其中δ是標(biāo)的資產(chǎn)的價(jià)格波動(dòng)率，由公式2可以得到標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格的一條樣本路徑，經(jīng)過M次模擬，就可以得到樣本路徑矩陣P。
2.2 最優(yōu)執(zhí)行時(shí)間和期權(quán)受益的計(jì)算
在每條路徑上，LSM方法通過逆向求解，從期權(quán)到期日開始，通過回歸得到一個(gè)當(dāng)前標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格的多項(xiàng)式，我們將樣本路在時(shí)刻i的價(jià)格Si作為X值，將對應(yīng)的樣本路徑上的未來期望收益的貼現(xiàn)值作為Y值，并采用多元線性回歸的方法：
為了求解每條樣本路徑上的最優(yōu)執(zhí)行時(shí)間和相應(yīng)的期權(quán)收益，我們從到期日開始考慮，期權(quán)執(zhí)行的條件是執(zhí)行期權(quán)當(dāng)且僅當(dāng)期權(quán)是溢價(jià)的，同事還要考慮繼續(xù)持有期權(quán)至到期日的期望收益的貼現(xiàn)值，如果它小于X- Sn-1，則立即執(zhí)行期權(quán)，否則，繼續(xù)持有期權(quán)。我們僅以那些在N-1時(shí)刻處于溢價(jià)的樣本路徑為基礎(chǔ)進(jìn)行回歸。以N時(shí)刻的收益在N-1時(shí)刻的貼現(xiàn)值作為Y值，Sn-1作為X值，采用曲線擬合，就可求的各項(xiàng)系數(shù)，然后再求出此時(shí)的未來預(yù)期收益，然后決定此時(shí)是否執(zhí)行期權(quán)，以此類推，即可計(jì)算出執(zhí)行時(shí)刻和收益的貼現(xiàn)值。
3 算法并行化設(shè)計(jì)
為了充分利用云計(jì)算技術(shù)強(qiáng)大的運(yùn)算能力，需要多整個(gè)期權(quán)定價(jià)的計(jì)算過程進(jìn)行并行化設(shè)計(jì)。最終選擇在每一步的最小二乘法回歸處進(jìn)行并行化處理，每一步的最小二乘法采用公式3進(jìn)行擬合，則問題等價(jià)于求解矩陣（XTX）β=XTy。
本論文選擇使用開源的Hadoop平臺實(shí)現(xiàn)算法。Hadoop平臺對于矩陣的運(yùn)算具有顯著優(yōu)勢。Map函數(shù)負(fù)責(zé)將每一條價(jià)格路徑作為一條記錄提交提交給節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)對這些價(jià)格路徑求解矩陣， Reduce函數(shù)負(fù)責(zé)將所有矩陣的對應(yīng)元素相加，得到XTX矩陣。與此類似，XTy也用相同的方法求得。在求出這兩個(gè)矩陣之后，利用多元線性回歸，求得最小二乘法的系數(shù)向量，進(jìn)而倒推得出最終期權(quán)價(jià)格。
4 測試結(jié)果及結(jié)論
測試平臺選擇Hadoop集群的MapReduce模塊，一個(gè)NameNode，3個(gè)DataNode，對比測試環(huán)境使用單機(jī)MATLAB。為了使定價(jià)結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確，在使用蒙特卡羅方法時(shí)應(yīng)盡可能多的產(chǎn)生樣本路徑數(shù)據(jù)，以保證定價(jià)的可靠性。但是大數(shù)據(jù)量產(chǎn)生同時(shí)也帶來運(yùn)算困難的問題，因此可以考慮采用分布式的云計(jì)算模型來實(shí)現(xiàn)。
通過上述論斷可以看出，在價(jià)格路徑較少的情況下，云計(jì)算平臺的優(yōu)勢并未發(fā)揮，這是因?yàn)樵诜植际降倪\(yùn)算中，用于節(jié)點(diǎn)間通信的消耗較大，此時(shí)單機(jī)運(yùn)算效率更高；當(dāng)價(jià)格路徑及時(shí)間點(diǎn)數(shù)增加的時(shí)候，云計(jì)算平臺的分布式計(jì)算能力優(yōu)勢明顯，運(yùn)算效率趕超單機(jī)模型；當(dāng)數(shù)據(jù)量大到一定程度時(shí)，單機(jī)運(yùn)算模型將無法負(fù)擔(dān)運(yùn)算的強(qiáng)度。
參考文獻(xiàn)
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[2]Wang F Y，Yan A M，Yang L bined application of cloud computation technology and Business Intelligence[C].ICECE，2011：2933-2936.
作者簡介
劉源（1986-），男，河南省鶴壁市人。碩士研究生學(xué)歷?，F(xiàn)為鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院助教。主要從事網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)方向的研究。
某企業(yè)云桌面硬件系統(tǒng)采用3臺思科UCS 5108服務(wù)器，10個(gè)B250M2刀片分布在3個(gè)機(jī)籠中；UCS服務(wù)器通過6248互聯(lián)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的互聯(lián)；1臺HDS AMS2500存儲陣列使用8G FC接口上聯(lián)至SAN交換機(jī)MDS9148；6248通過萬兆網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有的遼河油田核心交換機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)桌面終端和后臺系統(tǒng)的互聯(lián)；同時(shí)配置了移動(dòng)審批組防火墻，使用了2臺USB HUB搭建Ukey認(rèn)證管理系統(tǒng)，進(jìn)行移動(dòng)辦公的人員Ukey身份識別；前端采用瘦客戶機(jī)并配置三星22寸液晶顯示器共500套。
云桌面軟件架構(gòu)借助虛擬化和云計(jì)算基礎(chǔ)領(lǐng)域的領(lǐng)先者 VMware 進(jìn)行部署，實(shí)現(xiàn)了“IT 即服務(wù)”交付。VMware View Manager是桌面連接，按需使用vCenter Server服務(wù)部署虛擬機(jī)，用各個(gè)組件來管理虛擬桌面功能的集合。2012年2月系統(tǒng)開始正式實(shí)施，通過半個(gè)月系統(tǒng)安裝調(diào)試，搭建了VMware vCenter、View Composer、View Connect Server以及微軟AD、DNS、DHCP等后臺控制管理服務(wù)器，并完成了虛擬桌面及相關(guān)策略的部署工作，經(jīng)過多種應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際測試，提交給相關(guān)單位進(jìn)行培訓(xùn)及試運(yùn)行，現(xiàn)已推廣應(yīng)用。具體應(yīng)用包括兩個(gè)方面。一是虛擬桌面系統(tǒng)。云桌面安裝了Windows Xp和Windows 7兩種操作系統(tǒng)，結(jié)合企業(yè)具體情況，部署了ERP、USB Key、辦公系統(tǒng)以及其他標(biāo)準(zhǔn)的桌面系統(tǒng)，設(shè)定了安全保護(hù)等一系列的系統(tǒng)策略。二是延伸搭建移動(dòng)辦公平臺。搭建了運(yùn)營商提供的與互聯(lián)網(wǎng)隔離的APN專線，通過防火墻進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換和安全訪問控制；采用網(wǎng)絡(luò)地址唯一的設(shè)備安全認(rèn)證技術(shù)，使用了具有網(wǎng)絡(luò)地址的USB HUB作為UKEY的集中管理設(shè)備，利用iPad等外設(shè)使用虛擬桌面，實(shí)現(xiàn)了真正的移動(dòng)辦公平臺。通過搭建實(shí)施云桌面系統(tǒng)，借助VMware View，可以簡化桌面和應(yīng)用管理，同時(shí)加強(qiáng)安全性和控制力，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)PC辦公系統(tǒng)無法完成的功能，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：
（1）集中管理、統(tǒng)一配置，系統(tǒng)安全性高。管理員在數(shù)據(jù)中心對所有桌面和應(yīng)用通過后臺進(jìn)行統(tǒng)一配置和管理，規(guī)范辦公應(yīng)用系統(tǒng)的安裝和配置；所有數(shù)據(jù)和計(jì)算都發(fā)生在數(shù)據(jù)中心，系統(tǒng)傳遞只是最終運(yùn)行圖像，增加了安全性；通過配置禁止下載到客戶端，防止泄露機(jī)密信息。
（2）技術(shù)先進(jìn)、訪問靈活，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。訪問桌面終端設(shè)備靈活多樣，可以是PC、瘦客戶端、手機(jī)等設(shè)備；用戶可以遠(yuǎn)程訪問桌面系統(tǒng)，只要網(wǎng)絡(luò)暢通就可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。
云計(jì)算技術(shù)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之一，其定義在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)行業(yè)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義，但是通過目前各個(gè)產(chǎn)業(yè)中存在的各類云技術(shù)使用范疇進(jìn)行有序的統(tǒng)一，不難得到云技術(shù)的模糊定義，云計(jì)算技術(shù)是以資源虛擬化為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)載體，以提供基礎(chǔ)框架、平臺、應(yīng)用等服務(wù)為形式，整合大規(guī)模的計(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式資源，按照服務(wù)等級協(xié)議向使用戶收費(fèi)的資源平臺服務(wù)模式。云計(jì)算技術(shù)作為一項(xiàng)互聯(lián)網(wǎng)資源平臺化分享的技術(shù)，它更多的是將電子計(jì)算機(jī)的硬件和軟件為基礎(chǔ)，進(jìn)行虛擬化的信息平臺建立，并且以用戶的需求實(shí)現(xiàn)不同資源信息的提供，當(dāng)前形勢下，云計(jì)算技術(shù)發(fā)展迅速，形成了很多成熟的技術(shù)，例如網(wǎng)格計(jì)算、海量存儲、Web服務(wù)、瀏覽器和虛擬技術(shù)等等。
2 云計(jì)算對于國企未來發(fā)展的影響
云計(jì)算技術(shù)作為當(dāng)前各行業(yè)主要流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，已經(jīng)被現(xiàn)代的許多工業(yè)生產(chǎn)管理活動(dòng)所應(yīng)用，我國國有企業(yè)作為社會主義市場競爭中的主體構(gòu)成，更多時(shí)候代表著社會生產(chǎn)力先進(jìn)水平，代表著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向，對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步有著其他私營企業(yè)和民營經(jīng)濟(jì)沒有的優(yōu)勢，新的市場經(jīng)濟(jì)條件下，伴隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制中外來企業(yè)、混合型企業(yè)的參入、民營企業(yè)的不斷壯大，我國國企面臨著嚴(yán)峻的競爭局勢。新的形勢下提高生產(chǎn)效率，提高管理工作生產(chǎn)工作的效率，成為我國國企提高本身綜合競爭力新的工作重點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)代化管理經(jīng)營理念的戰(zhàn)略發(fā)展指導(dǎo)思想，不難得到要實(shí)現(xiàn)我國國企生產(chǎn)管理工作效率的提高，首要的就是進(jìn)行傳統(tǒng)舊有管理工具和管理方式的改良，在我國舊有的傳統(tǒng)管理生產(chǎn)工作中，生產(chǎn)管理工作的信息多是以語音紙質(zhì)的形式進(jìn)行傳遞，新形勢下伴隨著競爭機(jī)制的加劇，原有的傳統(tǒng)信息傳遞方式已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前瞬息萬變的競爭市場，尤其是信息搜集和匯集速度的不及時(shí)，極大程度上給我國國企相關(guān)生產(chǎn)管理政策的制定造成了一定的延遲，從競爭的源頭，我國大多數(shù)國企的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的開展已經(jīng)落后于廣大的私營或者外來企業(yè)，因而改變信息傳遞模式成為當(dāng)前國企生產(chǎn)管理工作效率提高的一大重點(diǎn)。
云計(jì)算技術(shù)作為當(dāng)前適用性強(qiáng)、信息傳遞速度快的新式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)悶雷，其對于企業(yè)信息傳遞和企業(yè)經(jīng)濟(jì)策劃制定有著極大的幫助。云計(jì)算技術(shù)通過服務(wù)器提供商提供的信息平臺，對于企業(yè)本身的各種生產(chǎn)銷售業(yè)務(wù)信息進(jìn)行匯總整理，從而在最短的時(shí)間內(nèi)整理出對企業(yè)現(xiàn)階段或者將來階段有用的信息，并且能夠?qū)ζ髽I(yè)往昔的生產(chǎn)活動(dòng)信息進(jìn)行有序科學(xué)的列表式對比，從而以遠(yuǎn)超傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息整理人員的工作成績，向廣大的國企管理人員提供清晰完整科學(xué)的企業(yè)市場數(shù)據(jù)信息支持，為國企下一步的生產(chǎn)策略的制定奠定基礎(chǔ)。
與此之外，云計(jì)算技術(shù)作為當(dāng)前主流的企業(yè)應(yīng)用型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其更大的效能在于信息的綜合平臺化。企業(yè)通過自己私營的云服務(wù)器或者服務(wù)商提供的服務(wù)器，通過在虛擬的平臺上建立企業(yè)本身的生產(chǎn)管理制度表，從而以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獨(dú)有的動(dòng)態(tài)感官功能，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)各個(gè)不同階段數(shù)據(jù)的記錄比較，進(jìn)而保證對企業(yè)的二十四小時(shí)不間歇監(jiān)察監(jiān)督工作，極大程度的提高了企業(yè)本身各個(gè)部門的工作效率。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的一大優(yōu)勢便是其部署迅速，對于未來企業(yè)各項(xiàng)目的發(fā)展具有巨大的彈性擴(kuò)展能力。云計(jì)算的規(guī)模并不是一成不變的，其服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)可以伴隨著國企本身經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大從而擴(kuò)多，并且及時(shí)的將新的企業(yè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)或者部門節(jié)點(diǎn)拉入到國企整體的規(guī)劃管理活動(dòng)當(dāng)中，極大程度的提高了國企在進(jìn)行前瞻性戰(zhàn)略核心觀念方面的工作效率，更節(jié)省了不少的工作時(shí)間。而且云計(jì)算技術(shù)本身有著強(qiáng)大的計(jì)算能力、高可用性能夠更快的相應(yīng)市場信息的發(fā)展變化，從而實(shí)現(xiàn)高度虛擬化資源統(tǒng)一組織、組成一個(gè)龐大的資源平臺，統(tǒng)一提供服務(wù)，在引導(dǎo)企業(yè)更低消耗的同時(shí)，提高國企的利潤從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的戰(zhàn)略經(jīng)營，形成國企可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)模式。
3 云計(jì)算在我國國企中的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國云計(jì)算技術(shù)相比較發(fā)達(dá)國家，其發(fā)展的速度和發(fā)展開始時(shí)間均較落后。Google作為我國第一個(gè)運(yùn)行Goolge云計(jì)劃的廠商，在我國大范圍各大高校合作建立云服務(wù)器聯(lián)絡(luò)站，從而建造起了自己的云計(jì)算服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。而IBM＼HP等大型公司緊隨其后，2008年我國無錫市政府率先與IBM合作開展了一系列的云計(jì)算項(xiàng)目合作，這標(biāo)志著我國國企第一個(gè)應(yīng)用云計(jì)算系統(tǒng)的特例出現(xiàn)，隨后伴隨后我國南京政府開始建設(shè)國內(nèi)首個(gè)“電子商務(wù)云計(jì)算中心”并且與廣大服務(wù)器廠商合作，實(shí)施布局全國范圍的云計(jì)算推廣方案。與此同時(shí)北京、山東、廣東等省市也開始加快了對云計(jì)算技術(shù)的相關(guān)服務(wù)的建設(shè)和云營，通過云計(jì)算搭建了政府辦公信息平臺，逐步完成了對電子政務(wù)、公共醫(yī)療、數(shù)字化城市等方面的應(yīng)用部署，而此段時(shí)間我國多數(shù)國企業(yè)在政府的引領(lǐng)下開始大范圍的引用云計(jì)算數(shù)據(jù)信息技術(shù)，縱觀我國國企當(dāng)前的云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用，不難發(fā)現(xiàn)我國多數(shù)國企云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度相比較國外先進(jìn)大型企業(yè)，仍存在較大差距。
當(dāng)前階段伴隨著我國經(jīng)濟(jì)市場的發(fā)展，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)市場中參與元素的多元化，國企所占的市場地位已經(jīng)從原來一家獨(dú)大的局勢變成了多強(qiáng)競爭的局面，新的形勢下廣大國企管理者要從自己的工作角度出發(fā)，從而著眼于當(dāng)前市場的發(fā)展?fàn)顩r，采用新的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提高國企的管理工作效率，提高生產(chǎn)消耗、提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大銷售渠道、提高企業(yè)管理策略的制定實(shí)施，從而根本上提高國企的綜合競爭力，在新的條件下不斷的開發(fā)新技術(shù)，吸收新的人才理論，提高企業(yè)本身的品牌文化內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)國企的可持續(xù)高速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
作者簡介：王曉蓉(1974-)，女，本科，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，在很大程度上帶來了企業(yè)信息化的建設(shè)，不管是在生產(chǎn)、業(yè)務(wù)拓展、管理等方面，都帶來了非常好的效果。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)主要是指利用計(jì)算機(jī)軟件，進(jìn)而滿足人們的需求，并且從企業(yè)發(fā)展的角度來說，為了提升企業(yè)在市場中的競爭力，開拓新的發(fā)展道路，向信息化的運(yùn)作模式轉(zhuǎn)變已經(jīng)是勢在必行了，合理地使用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，通過利用相應(yīng)的計(jì)算軟件，可以對企業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展情況，進(jìn)行有效的整合，尋找一個(gè)新的發(fā)展方向，這樣不僅僅促進(jìn)了我國企業(yè)發(fā)展的進(jìn)程，也為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
1企業(yè)信息化發(fā)展概述
計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)主要是利用各種軟件，通過自身的性能、設(shè)置、性質(zhì)和應(yīng)用等方面，在不同的環(huán)境下熟練地進(jìn)行操作，從而滿足客戶的需求，提供著不同的服務(wù)性能。同時(shí)，在企業(yè)信息化運(yùn)作的過程中，主要是利用先進(jìn)的技術(shù)手段，以及最新的管理理念和方式，將企業(yè)現(xiàn)有的資源進(jìn)行有效的整合，形成企業(yè)運(yùn)營框架，這樣主要是保證企業(yè)的任何一方面，都得到合理的配置。另外，企業(yè)信息化的不斷的建設(shè)，對企業(yè)在業(yè)務(wù)拓展、生產(chǎn)、管理等方面，都進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)范，這樣不僅僅提升了企業(yè)自身的發(fā)展實(shí)力，也保證了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化的作用
計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化建設(shè)和發(fā)展的過程中，起到了非常重要的作用，主要表面在管理和生產(chǎn)效率的提升，以及經(jīng)濟(jì)效益的提升，總結(jié)起來可以從以下幾個(gè)方面分析：
2.1數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性
企業(yè)在運(yùn)作的過程中，會存在著大量的數(shù)據(jù)和信息，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)可以企業(yè)在獲取數(shù)據(jù)和信息方面，變得更加的準(zhǔn)確。一個(gè)企業(yè)經(jīng)營和管理的過程中，所包括有很多，例如：企業(yè)內(nèi)部信息、員工信息、財(cái)務(wù)信息等方面，傳統(tǒng)的管理模式主要是通過紙質(zhì)文件的方式，將這些數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且加以保存，僅僅是在需要的時(shí)候調(diào)出查閱，這樣的管理方式是存在著很大的弊端，主要是表面在兩個(gè)方面：(1)主要是利用人工的方式，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行抄錄，這樣不僅僅工作負(fù)擔(dān)相對較大，很容易出現(xiàn)誤差；(2)信息和數(shù)據(jù)調(diào)用相對較為麻煩，并且及時(shí)性不夠，很容易發(fā)生延誤的現(xiàn)象。然而，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化運(yùn)用的過程中，主要是利用相應(yīng)的軟件，構(gòu)建相對完善的數(shù)據(jù)和信息庫，這樣不僅僅保證了各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息自動(dòng)化管理的模式。
另外，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)可以利用遠(yuǎn)程方式，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行調(diào)用，這樣可以在很大程度上方便了對數(shù)據(jù)的使用，時(shí)效性和準(zhǔn)確性也相對較高。
2.2管理效率提升
企業(yè)信息化包含著很多內(nèi)容，管理就是其中的一個(gè)內(nèi)容。企業(yè)在運(yùn)營的過程中，各項(xiàng)信息和數(shù)據(jù)來源都相對較為復(fù)雜，數(shù)量也相對較大，這樣給管理也會一定的困難，其管理工作也相對較低。然而，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化運(yùn)用的過程中，企業(yè)管理逐漸轉(zhuǎn)向自動(dòng)化管理模式，其優(yōu)點(diǎn)主要分為兩個(gè)方面：(1)利用計(jì)算技術(shù)對復(fù)雜的、大量的信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的整合、歸類，化繁為簡，這樣在信息和數(shù)據(jù)使用的過程中，相對較為清晰化，進(jìn)而有效地提升了管理工作的效率。(2)管理靈活性相對較強(qiáng)，并且在業(yè)務(wù)拓展的過程中，不會受到傳統(tǒng)因素的限制。同時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化在運(yùn)用的過程中，還會對辦公室的人員進(jìn)行相應(yīng)的簡化，人力、財(cái)力、物力等方面，進(jìn)行了有效的節(jié)約，進(jìn)而有效地提升了企業(yè)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3提升企業(yè)的綜合實(shí)力
企業(yè)的綜合實(shí)力是保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，然而計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化運(yùn)用的過程中，主要是通過利用相應(yīng)的軟件技術(shù)，以此提升企的綜合實(shí)力。企業(yè)綜合實(shí)力主要包括有：資產(chǎn)規(guī)模、營業(yè)收入、市場份額、企業(yè)文化等方面。同時(shí)，在管理的過程中，通過利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)可以加強(qiáng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息之間的交流，實(shí)現(xiàn)員工信息交流和共享的功能，從而提升了企業(yè)的工作效率。另外，信息和數(shù)據(jù)的共享，可以在最大程度上提升良好的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而提升企業(yè)在發(fā)展中的綜合實(shí)力，保證了企業(yè)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
3具體應(yīng)用
企業(yè)信息化主要是以提升經(jīng)濟(jì)效益、競爭力等方面為基礎(chǔ)，降低企業(yè)運(yùn)營的成本，合理配置企業(yè)資源，為企業(yè)帶來新的發(fā)展方向。但是，在企業(yè)信息化構(gòu)建的過程中，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)是必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容，下面就對計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化中運(yùn)用的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行簡要的分析和闡述。
3.1企業(yè)生產(chǎn)
生產(chǎn)是企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，以及長期生存和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，并且對各項(xiàng)技術(shù)都有著相對較高的要求。那么，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化應(yīng)用的過程中，主要是對生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的控制，尤其是生產(chǎn)流水線和批量生產(chǎn)方面。另外，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化運(yùn)用的過程中，主要是利用仿真技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面，對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行良好的控制和調(diào)控，避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不必要的誤差，提升生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，也保證了良好的效益和效率。另外，在應(yīng)用的過程中，針對不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所應(yīng)用的技術(shù)也是不一樣，比如：應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造、復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輔助工藝設(shè)計(jì)等方面，這可以進(jìn)一步地保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2內(nèi)部管理
管理是任何一個(gè)企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，信息化管理的構(gòu)建組要就是對企業(yè)的基礎(chǔ)工作，業(yè)務(wù)流程、管理流程等方面是，進(jìn)行有效的規(guī)范，并且利用集成應(yīng)用系統(tǒng)的形式，對其中所含有的數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)行全面的收集、整合、存儲等，根據(jù)這些信息和數(shù)據(jù)，指定企業(yè)下一步的發(fā)展方向，這樣不僅僅保證發(fā)展方向具有一定的針對性，還可以降低企業(yè)內(nèi)部管理成本，并且為一些業(yè)務(wù)的拓展和決策，提供了重要的信息和數(shù)據(jù)支持。
另外，傳統(tǒng)企業(yè)管理模式不僅工作量相對較大，操作也不是很便捷，然而計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化運(yùn)用的過程中，通過利用一些相關(guān)的技術(shù)形式，可以對操作流程進(jìn)行相應(yīng)的簡化，降低了工作梁，所涉及的范圍相對交廣，例如：事務(wù)處理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等方面。同時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)管理運(yùn)用的過程中，還會涉及到一些其他方面，像辦公室表格、文檔和郵件以及幻燈片等，進(jìn)而提升辦公室工作效率。
3.3企業(yè)供應(yīng)鏈
隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)效益的不斷提升，企業(yè)整體運(yùn)營過程已經(jīng)從開始時(shí)候的孤立封閉狀態(tài)逐漸橫向和縱向發(fā)這就需要供應(yīng)鏈信息化管理。其實(shí)，所謂供應(yīng)鏈?zhǔn)侵笍脑?、零部件的采購、倉儲、加工、營銷形成了一套由供應(yīng)商、生產(chǎn)商和及售后的服務(wù)流程。同時(shí)，這個(gè)過程的好壞直接影響著企業(yè)的發(fā)展。因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化應(yīng)用的過程中，一定要構(gòu)建相對完善的供應(yīng)鏈，這也是企業(yè)發(fā)展中的重點(diǎn)。在應(yīng)用的過程中，其重點(diǎn)主要是在于企業(yè)局域網(wǎng)、Internet互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、電子商務(wù)等方面，并且應(yīng)當(dāng)對企業(yè)資源、供應(yīng)商、銷售商、售后服務(wù)商等方面，進(jìn)行有效的整合，根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展的需求，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，這樣可有效地提升企業(yè)在市場發(fā)展中的競爭力。
3.4企業(yè)與業(yè)內(nèi)溝通
行業(yè)的發(fā)展不是依靠一個(gè)企業(yè)就可以的，企業(yè)信息化水平的提升也是一樣的。因此，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化的過程中，通過利用相應(yīng)的技術(shù)形式，可以加強(qiáng)企業(yè)與業(yè)內(nèi)之間的交流，并且定期可以和兄弟企業(yè)展開相應(yīng)的交流活動(dòng)，加強(qiáng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息之間的交流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)共贏的局面。另外，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)信息化運(yùn)用的過程中，可以通過網(wǎng)絡(luò)通道對市場發(fā)展的走向，以及市場最新信息，進(jìn)行及時(shí)、全面的了解，這樣可以為企業(yè)各項(xiàng)決策的制定，提供重要的參考依據(jù)，避免發(fā)生決策上的失誤，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的損失。
3.5業(yè)務(wù)拓展
【中圖分類號】G623.58 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）11-0137-01
在計(jì)算機(jī)方面虛擬化通常是一個(gè)廣義的術(shù)語，它的虛擬性主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)元件一般并不是在現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上而是在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行的。虛擬化技術(shù)不僅對硬件容量的擴(kuò)大有重要作用，而且能夠使軟件的重新配置過程得到簡化。單CPU模擬可以與多CPU并行，是CPU的虛擬化技術(shù)一個(gè)顯著特點(diǎn)，它不僅能夠允許在一個(gè)平臺上對多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，另一方面可以使應(yīng)用程序運(yùn)行在互相獨(dú)立的空間不被彼此影響，對計(jì)算機(jī)工作效率的提高有顯著作用。而作為IT產(chǎn)業(yè)的又一次的成功變革，云計(jì)算的產(chǎn)生是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、分布式技術(shù)及虛擬化技術(shù)與處理器技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的。使計(jì)算從遠(yuǎn)程服務(wù)器或本地計(jì)算機(jī)中集中分布在一定量的分布式計(jì)算機(jī)上，是云計(jì)算的基本原理。從某種層面上來說，支撐云計(jì)算的最重要的技術(shù)基石就是虛擬化，因此，虛擬化與云計(jì)算是相輔相成的。在云計(jì)算中幾乎所有的部署環(huán)境與物理平臺都對虛擬平臺的遷移和備份以及擴(kuò)展等有所依賴。甚至可以說云計(jì)算的各種操作都要通過虛擬化的層次才能完成，云計(jì)算中很大部分的硬軟件對虛擬化在一定條件下都能支持，從各種技術(shù)的發(fā)展來看，過不了多久就能實(shí)現(xiàn)各種資源在物理平臺上的透明運(yùn)行，在資源上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分配。在現(xiàn)代這個(gè)信息化飛速發(fā)展的社會，信息化建設(shè)對企業(yè)來說，是影響其生存與發(fā)展的一大因素。在云計(jì)算出現(xiàn)之前，由于資金、人力等方面的不足限制，一些中小企業(yè)在信息化建設(shè)上上仍然面臨不少問題。虛擬化技術(shù)及云計(jì)算的產(chǎn)生與發(fā)展，給眾多中小企業(yè)的在信息化建設(shè)上又多提供了一項(xiàng)選擇。目前，虛擬化技術(shù)及云計(jì)算在企業(yè)中的應(yīng)用，領(lǐng)先的有谷歌、雅虎、微軟、亞馬遜、IBM、Sun等。虛擬化技術(shù)及云計(jì)算在解決企業(yè)信息化建設(shè)中有很多優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。
1.在降低企業(yè)信息化成本中的應(yīng)用
虛擬化技術(shù)及云計(jì)算模式與傳統(tǒng)11r模式有著明顯的區(qū)別，虛擬化技術(shù)及云計(jì)算包括
彈性收縮、按使用量收費(fèi)及快速部署和資源抽象四個(gè)顯著特征。依據(jù)訪問用戶數(shù)量的多少，云計(jì)算可以相應(yīng)對對包括中間件應(yīng)用、帶寬、CPU及存儲等IT資源進(jìn)行增減，以使IT資源在規(guī)模上可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的伸縮，依靠用戶需要可以進(jìn)行資源等及時(shí)陜速的部署，對其規(guī)模變化的滿足有重要作用。云計(jì)算的特點(diǎn)主要有先期成本低、虛擬化技術(shù)及按需、升級便利等。此外，由于其基礎(chǔ)設(shè)施的租用性，云計(jì)算的應(yīng)用將會使企業(yè)在運(yùn)營管理成本有很大節(jié)省，大大縮減了企業(yè)在服務(wù)器、機(jī)房電力和制冷等方面的開支。虛擬化技術(shù)及云計(jì)算在企業(yè)信息化的應(yīng)用中首先是根據(jù)企業(yè)自身信息系統(tǒng)的需求或直接購買或委托開發(fā)商開發(fā)，置購服務(wù)器等軟硬件設(shè)施，采用企業(yè)自己建設(shè)、自己維護(hù)的信息化建設(shè)模式，在自己的服務(wù)器上部署自己的軟件系統(tǒng)。雖然，虛擬化技術(shù)及云計(jì)算這種應(yīng)用方式可能會使企業(yè)承擔(dān)一定的IT投資風(fēng)險(xiǎn)很購置與維護(hù)費(fèi)用，但畢竟只需要購置一次，無需再購買其他軟件產(chǎn)品，在人力維修更新等方面也不用再花費(fèi)大量人力物力等，解決了企業(yè)信息化建設(shè)成本高的問題。
2.在企業(yè)平臺豐富、性能與信息化實(shí)施效率以及軟件功能集成上的應(yīng)用
虛擬化技術(shù)及云計(jì)算，帶有龐大的平臺和商性能的服務(wù)器集群，可以把各種資源整合在“云”中。尤其是云計(jì)算，能夠給一些資金不足的中小企業(yè)同樣體驗(yàn)到性能先進(jìn)而又豐富的大型系統(tǒng)平臺以及重要的信息資源在企業(yè)中的應(yīng)用。在之前信息化發(fā)展的傳統(tǒng)環(huán)境下，一般只有大型的企業(yè)集團(tuán)與重要客戶才能用到這些重要的平臺與資源?？梢哉f，虛擬化技術(shù)及云計(jì)算在企業(yè)中的應(yīng)用，拉小了大企業(yè)與中小企業(yè)之間先進(jìn)信息化與資金的差距。虛擬化技術(shù)及云計(jì)算所采用的架構(gòu)是一種高可靠器集群數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，對系統(tǒng)可以實(shí)施動(dòng)態(tài)更新、負(fù)載均衡，通過SSL安全套接層進(jìn)行加密傳輸，實(shí)現(xiàn)安全身份遠(yuǎn)程校驗(yàn)，對一些中小企業(yè)來說安全性與可靠性會更高。除此之外，虛擬化技術(shù)及云計(jì)算在企業(yè)中應(yīng)用是可以滿足其不同業(yè)務(wù)多種多樣的發(fā)展需要，甚至能夠依據(jù)條件量身定制各種軟件應(yīng)用服務(wù)，有助于企業(yè)因盜版問題而牽扯的知識產(chǎn)權(quán)問題的克服與解決，有效提高信息化實(shí)施效率，避免“信息孤島”的出現(xiàn)。
云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。互聯(lián)網(wǎng)主要解決人與人的互聯(lián)，連接了虛擬與真實(shí)的空間；而物聯(lián)網(wǎng)主要解決的是物與物之間的互聯(lián)，連接了現(xiàn)實(shí)與物理世界。物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為前提的。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展、終端數(shù)量的增長，會產(chǎn)生非常龐大的數(shù)據(jù)流，這時(shí)就需要一個(gè)非常強(qiáng)大的信息處理中心。傳統(tǒng)的信息處理中心是難以滿足這種計(jì)算需求的，在應(yīng)用層就需要引入云計(jì)算中心處理海量信息，進(jìn)行輔助決策。云計(jì)算作為一種虛擬化、分布式和并行計(jì)算的解決方案，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供高效的計(jì)算能力、海量的存儲能力，為泛在鏈接的物聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)引擎和支撐。
1 分布式緩存的發(fā)展
在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用剛起步時(shí)，各種平臺大多采用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。那時(shí)PC機(jī)昂貴、性能低下并且網(wǎng)絡(luò)不普及，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫因?yàn)樘幚砟芰?qiáng)、數(shù)據(jù)安全可靠、一致性好等優(yōu)勢，一直處于主導(dǎo)地位，并發(fā)揮了重要的作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，特別是WEB 2.0等交互式、個(gè)性化應(yīng)用的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)量急劇增加，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已經(jīng)無法滿足這種快速增長的存儲需求。為此不少IT服務(wù)提供商都設(shè)計(jì)開發(fā)了自己的存儲系統(tǒng)，如亞馬遜在2007年10月份開發(fā)出的Dynamo就是其中非常典型的一種存儲系統(tǒng)（如圖1所示），作為狀態(tài)管理組件和存儲服務(wù)的基礎(chǔ)被用于眾多的亞馬遜的系統(tǒng)中。
對于Google，Amazon，淘寶這樣的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，每時(shí)每刻都有無數(shù)的用戶在使用它們提供的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，這些服務(wù)帶來的是大量的數(shù)據(jù)吞吐量，在同一時(shí)間，并發(fā)的會有成千上萬的連接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。在這種情況下，單臺服務(wù)器或者幾臺服務(wù)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些數(shù)據(jù)的處理需求，單靠提升服務(wù)器性也已經(jīng)改變不了該情況，所以唯一可以采用的辦法就是擴(kuò)展服務(wù)器的規(guī)模。服務(wù)器規(guī)模擴(kuò)展通常有兩種方法：一種是仍然采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，然后通過對數(shù)據(jù)庫的垂直和水平切割將整個(gè)數(shù)據(jù)庫部署到一個(gè)集群上，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以采用基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（RDBMS）的技術(shù)，但缺點(diǎn)在于它是針對特定應(yīng)用，實(shí)施非常困難；另外一種方法就是Google和Amazon所采用的方法，拋棄關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，采用Key-Value形式的存儲，這樣可以極大地增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。事實(shí)上，基于Key-Value的分布式緩存就是由于Google的BigTable，Amazon的Dynamo以及Facebook的Cassandra等相關(guān)論文的發(fā)表而慢慢進(jìn)入人們的視野，這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭在分布式緩存上的成功實(shí)踐也使之成為了云計(jì)算的核心技術(shù)。
2 分布式緩存技術(shù)
2.1 分布式緩存的部署方式
緩存服務(wù)器集群采用無主架構(gòu)，所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)地位完全一致，互相之間采用網(wǎng)狀的全連接方式。應(yīng)用通過調(diào)用分布式緩存提供的API對數(shù)據(jù)進(jìn)行透明訪問，無需關(guān)心數(shù)據(jù)在后端服務(wù)節(jié)點(diǎn)的分布情況。數(shù)據(jù)在集群各節(jié)點(diǎn)均勻分布，集群數(shù)據(jù)處理能力隨集群中節(jié)點(diǎn)數(shù)量的擴(kuò)充呈線性增長。集群通過數(shù)據(jù)的多副本機(jī)制能夠提高系統(tǒng)的可用性，某幾臺服務(wù)節(jié)點(diǎn)的宕機(jī)對應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪問沒有任何影響。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)應(yīng)用的需求靈活配置數(shù)據(jù)是否持久化存儲。
分布式緩存同時(shí)提供操作控制臺，能夠登錄到任何一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)并對集群的成員關(guān)系、訪問負(fù)荷、數(shù)據(jù)分布進(jìn)行監(jiān)控和配置，同時(shí)通過操作維護(hù)臺可以完成分布式緩存集群軟件版本的安裝、升級和配置。目前分布式緩存提供基于命令行（telnet登錄）和基于B/S的圖形化運(yùn)維方式。分布式緩存系統(tǒng)的具體部署如圖2所示。
2.2 分布式緩存功能架構(gòu)
分布式緩存為應(yīng)用程序提供了客戶端程序庫以及若干數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)組成的服務(wù)集群，客戶端通過和數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)通信形成可用服務(wù)器列表，并將應(yīng)用程序提交的存取請求通過路由算法映射到一個(gè)確定的數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)上，具體的功能架構(gòu)如圖3中所示。
數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)主要分成3個(gè)層次：通信支撐層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)存取層。
通信支撐層主要負(fù)責(zé)通信協(xié)議適配，根據(jù)數(shù)據(jù)處理層中路由鏈路管理模塊的指示進(jìn)行端口的偵聽和主動(dòng)建鏈，同時(shí)完成底層通信數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收。
數(shù)據(jù)處理層包括路由鏈路管理模塊、訪問控制處理模塊以及數(shù)據(jù)遷移控制模塊。
數(shù)據(jù)存儲層提供內(nèi)存/SSD/硬盤介質(zhì)的三級存儲管理，具體可以根據(jù)應(yīng)用的要求進(jìn)行不同的配置。內(nèi)存管理關(guān)注內(nèi)存分配的效率以及如何避免內(nèi)存碎片的形成，并根據(jù)數(shù)據(jù)訪問頻度進(jìn)行最近最少使用算法（LRU）控制。SSD和硬盤存儲模式在保證訪問性能的同時(shí)提供數(shù)據(jù)的持久化存儲，在這兩種存儲模式下數(shù)據(jù)不會隨著服務(wù)節(jié)點(diǎn)重新啟動(dòng)而丟失。數(shù)據(jù)存儲層提供數(shù)據(jù)生存期管理機(jī)制，能夠自動(dòng)清理過期數(shù)據(jù)。
2.3 分布式緩存關(guān)鍵技術(shù)
分布式緩存在保證數(shù)據(jù)訪問可靠性、最終一致性的同時(shí)對應(yīng)用提供高吞吐、低時(shí)延的訪問服務(wù)，通過增加數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)即能實(shí)現(xiàn)處理能力的性能擴(kuò)充，擴(kuò)容過程對應(yīng)用訪問完全透明。下面對分布式緩存涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。
2.3.1 NRW多副本機(jī)制
分布式緩存通過多副本機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問的可靠性，同時(shí)多個(gè)副本之間的數(shù)據(jù)同步又會帶來性能和一致性的問題。我們采用NRW多副本技術(shù)來保證數(shù)據(jù)在可靠性、高性能訪問以及最終一致性之間取得平衡。圖4是NRW機(jī)制的示意圖，其中N是一個(gè)數(shù)據(jù)的副本數(shù)，R代表一次成功的讀取操作中最小參與節(jié)點(diǎn)數(shù)量，W代表一次成功的寫操作中最小參與節(jié)點(diǎn)數(shù)量。當(dāng)分布式緩存的訪問模型滿足R+W >N時(shí)就能保證數(shù)據(jù)訪問的可靠性和一致性。
R和W直接影響性能、可用性和一致性。如果W設(shè)置 為 1，則分布式緩存集群中只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)可用，就不會影響寫操作；如果R 設(shè)置為1，則分布式緩存集群中只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)可用，就不會影響讀請求。但顯而易見R 和W值過小都會對影響數(shù)據(jù)訪問的性能和可用性，為兼顧性能、可用性和一致性，這兩個(gè)值一定要合理設(shè)置。
2.3.2 一致性Hash和虛節(jié)點(diǎn)
一致性Hash需要首先求出分布式緩存數(shù)據(jù)服務(wù)器（節(jié)點(diǎn)）的哈希值，并將其配置到0～232的圓上，用同樣的方法求出存儲數(shù)據(jù)的鍵的哈希值，并映射到圓上。然后從數(shù)據(jù)映射到的位置開始順時(shí)針查找，將數(shù)據(jù)保存到找到的第一個(gè)服務(wù)器上。如果超過232仍然找不到服務(wù)器，就會保存到第一臺緩存數(shù)據(jù)服務(wù)器上。因?yàn)閿?shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的機(jī)型并不統(tǒng)一，其性能和容量是不同的，可以使一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)多個(gè)Hash區(qū)間的處理，使高端機(jī)器能夠被充分利用。在出現(xiàn)熱區(qū)時(shí)，可以將過熱的Hash區(qū)間以虛擬節(jié)點(diǎn)的方式放在負(fù)荷較低的物理節(jié)點(diǎn)上。
分布式緩存平臺結(jié)合了一致性Hash和虛擬節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)并加以改進(jìn)，形成了如圖5的方案：將232的Hash空間等分為若干分片，每個(gè)分片即是一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)，根據(jù)各物理節(jié)點(diǎn)性能差異配置處理不同數(shù)量的虛節(jié)點(diǎn)，這些虛節(jié)點(diǎn)在物理節(jié)點(diǎn)上的部署關(guān)系即形成虛節(jié)點(diǎn)的路由。
通過一致性Hash和虛節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在集群的均勻分布，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)的消除。
2.3.3 智能路由交換
路由是指分布式緩存集群中虛節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)上的分布情況。分布式緩存平臺構(gòu)建了一個(gè)分布式鎖同步系統(tǒng)來存放全局路由表，這張路由表是分布緩存集群路由管理的基準(zhǔn)表，路由變更時(shí)必須要首先修改這張路由表中對應(yīng)的路由記錄。
為避免每次路由查找都需要查詢分布式鎖服務(wù)，各數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)在本地同時(shí)存儲全局路由表，路由查找時(shí)可直接在本地進(jìn)行。這樣帶來的一個(gè)問題是本地路由記錄可能已經(jīng)過期，因此在路由記錄中增加修改時(shí)間戳來進(jìn)行路由記錄版本的控制，舉例說明：
（1）第10號虛節(jié)點(diǎn)的路由信息是：存在3個(gè)副本，依次存放在服務(wù)節(jié)點(diǎn)A、B、C上，該條路由信息在集群中所有節(jié)點(diǎn)本地都有存儲。
（2）A節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障宕機(jī)，在A宕機(jī)期間，操作員對10號虛節(jié)點(diǎn)的路由記錄進(jìn)行了手工調(diào)整：仍然是3個(gè)副本，依次存放在服務(wù)器節(jié)點(diǎn)A 、D、C上，集群中除A節(jié)點(diǎn)外都完成了本地路由記錄的更新。
（3）此后A恢復(fù)了服務(wù)，A節(jié)點(diǎn)本地10號虛節(jié)點(diǎn)的路由記錄成為一個(gè)過期的記錄，當(dāng)A節(jié)點(diǎn)收到落在10號虛節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)讀寫請求時(shí)，就會對B、C節(jié)點(diǎn)的副本進(jìn)行訪問，訪問時(shí)會帶上本地10號路由記錄的時(shí)間戳，B、C節(jié)點(diǎn)收到訪問請求后會立即通知A路由信息已經(jīng)過期，通過這樣的路由交換機(jī)制，A快速地完成了本地路由記錄更新。
上述例子中路由交換是通過數(shù)據(jù)訪問請求被動(dòng)觸發(fā)，同時(shí)集群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由管理模塊也會定時(shí)啟動(dòng)路由交換，通過這種類似病毒傳染式的智能路由交換，路由變更能在集群所有節(jié)點(diǎn)中快速生效?？蛻舳薃PI的路由記錄也采用同樣的方式：客戶端API本地緩存路由信息表，在數(shù)據(jù)訪問的同時(shí)完成和服務(wù)節(jié)點(diǎn)的路由交換，大大提高了路由查找的效率，降低了數(shù)據(jù)訪問的時(shí)延。
2.3.4 成員關(guān)系維護(hù)和故障檢測
分布式緩存將節(jié)點(diǎn)分成兩類：種子節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)。
種子節(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)配置時(shí)，需要預(yù)先從所有節(jié)點(diǎn)中選出若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們的職責(zé)是指揮系統(tǒng)的鏈路建立和拆除等。
普通節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)后，根據(jù)配置向種子節(jié)點(diǎn)主動(dòng)建鏈，種子節(jié)點(diǎn)對連接上的普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，根據(jù)一定的原則比如按照IP數(shù)值的大小，通知普通節(jié)點(diǎn)完成互相之間的建鏈，種子節(jié)點(diǎn)互相之間也根據(jù)這個(gè)原則完成兩兩之間的連接。圖6描述集群成員關(guān)系建立的過程。
（1）分布式緩存當(dāng)前有節(jié)點(diǎn)1、2、3、5共4個(gè)節(jié)點(diǎn)，相互之間兩兩存在鏈路，節(jié)點(diǎn)1、2是種子節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)0、3、5是普通節(jié)點(diǎn)。
（2）普通節(jié)點(diǎn)4新加入緩存集群，它首先根據(jù)配置主動(dòng)連接種子節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2。
（3）種子節(jié)點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)當(dāng)前有普通節(jié)點(diǎn)0、3、5和它建立了鏈路，當(dāng)普通節(jié)點(diǎn)4連接成功后，它根據(jù)節(jié)點(diǎn)大小原則指揮節(jié)點(diǎn)4連接普通節(jié)點(diǎn) 0 和3，同時(shí)指揮原有普通節(jié)點(diǎn)5連接節(jié)點(diǎn)4。
分布式緩存通過上述機(jī)制維護(hù)集群中節(jié)點(diǎn)的成員關(guān)系，最終在各節(jié)點(diǎn)間形成網(wǎng)狀的全連接模型，兩兩之間具備通信鏈路，任何節(jié)點(diǎn)故障和恢復(fù)都能夠快速被集群中其他節(jié)點(diǎn)檢測到。
3 分布式緩存助力物聯(lián)網(wǎng)平臺云化
3.1 分布式緩存的優(yōu)勢和解決的問題
分布式緩存具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。分布式的架構(gòu)從架構(gòu)上保證了良好的擴(kuò)展性，當(dāng)性能不夠時(shí)，可以輕松地通過添加新節(jié)點(diǎn)的方法擴(kuò)展性能；因?yàn)榱己玫臄U(kuò)展性，所以分布式緩存的容量可以隨著節(jié)點(diǎn)規(guī)模的增大而呈線性增加，容量不會成為系統(tǒng)的瓶頸；分布式緩存采用的是基于Key-Value的簡單存儲方式，緩存的架構(gòu)和以內(nèi)存為基礎(chǔ)的訪問方式使得分布式緩存性能非常高，單節(jié)點(diǎn)每秒可以達(dá)到24萬多次的讀寫操作；分布式緩存所使用的多份副本復(fù)制的方法，避免單點(diǎn)故障；同時(shí)無中心化的架構(gòu)和一致性Hash的數(shù)據(jù)分布算法，使得局部節(jié)點(diǎn)的損壞不會影響整體集群的可用性，把故障的影響降到最低。
目前的應(yīng)用在部署運(yùn)行過程中常會遇到一些問題：第一，單節(jié)點(diǎn)不能滿足性能要求時(shí)，需要擴(kuò)展到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，通常采用按號段的方式進(jìn)行擴(kuò)展，此種擴(kuò)展方式不具有通用性，與各個(gè)應(yīng)用密切相關(guān)，開發(fā)和維護(hù)的成本也較高；第二，在不同的物理節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用上共享數(shù)據(jù)，通常通過文件的方式或同步的方式進(jìn)行共享，但是這在性能和一致性的處理上存在較大的風(fēng)險(xiǎn)和困難；第三，因?yàn)槎鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問數(shù)據(jù)庫，使得數(shù)據(jù)庫和磁盤I/O成為系統(tǒng)的瓶頸，通常使用單節(jié)點(diǎn)的緩存方式來解決，這樣一方面會造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，另一方面也使各個(gè)節(jié)點(diǎn)中緩存一致性的處理也非常復(fù)雜；第四，應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序意外退出重啟動(dòng)后，如何保證已有的會話不掉線，往往通過寫文件的方法實(shí)現(xiàn)，這時(shí)磁盤I/O以及系統(tǒng)初次的加載都存在性能瓶頸。把分布式緩存引進(jìn)應(yīng)用后，可以方便地幫助應(yīng)用解決這些問題。應(yīng)用通過調(diào)用分布式緩存提供的API接口，把關(guān)鍵的數(shù)據(jù)放到分布式緩存中，而自身重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)用邏輯的處理，這樣可以輕松打造出高性能的、可擴(kuò)展的、高可靠的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)接口的封裝，對外提供云服務(wù)。
3.2 分布式緩存在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是信息通信技術(shù)（ICT）的新挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)無所不在，它可以使所有的物體，從洗衣機(jī)到冰箱、從房屋到汽車通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入了射頻識別（RFID）技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能技術(shù)與嵌入技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將是改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞣绞降闹匾夹g(shù)。物聯(lián)網(wǎng)主要包括3個(gè)層次，如圖7中所示。第1個(gè)層次是傳感器網(wǎng)絡(luò)，也就是目前所說的包括RFID、條形碼、傳感器等設(shè)備在內(nèi)的傳感網(wǎng)，主要用于信息的識別和采集；第2個(gè)層次是信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要用于遠(yuǎn)距離無縫傳輸來自傳感網(wǎng)所采集的巨量數(shù)據(jù)信息；第3個(gè)層次是信息應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)主要通過數(shù)據(jù)處理及解決方案來提供人們所需要的信息服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)屬于第3個(gè)層次，如圖8所示。它是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)終端智能連接的橋梁，能夠提供接入認(rèn)證、智能路由、業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)、能力接入、服務(wù)質(zhì)量（QoS）服務(wù)保障等核心功能。支持通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）、短信、有線接入等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)匯聚所有的機(jī)器到機(jī)器（M2M）終端消息，除了支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議終端的消息處理外，對非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議終端也提供IP層路由轉(zhuǎn)發(fā)和業(yè)務(wù)鑒權(quán)功能。因此對業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)相關(guān)的性能提出了極高的要求。
中興通訊物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)采用多模塊架構(gòu)，通過引入云計(jì)算分布式緩存平臺，使其具有極高的吞吐率，保證了網(wǎng)關(guān)的高并發(fā)處理能力，系統(tǒng)在兩個(gè)刀片機(jī)框滿配置的情況下，可達(dá)到18萬條/秒的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)速率。分布式緩存的應(yīng)用，使系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)遷移，在個(gè)別節(jié)點(diǎn)故障不會造成事務(wù)的中斷。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算存在著密不可分的關(guān)系。一方面，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開云計(jì)算的支撐。從量上看，物聯(lián)網(wǎng)將使用數(shù)量驚人的傳感器（如數(shù)以億萬計(jì)的RFID、智能塵埃和視頻監(jiān)控等），采集到的數(shù)據(jù)量驚人。這些數(shù)據(jù)需要通過無線傳感網(wǎng)、寬帶互聯(lián)網(wǎng)向某些存儲和處理設(shè)施匯聚，而使用云計(jì)算分布式緩存等系列技術(shù)來承載這些任務(wù)具有非常顯著的性價(jià)比優(yōu)勢；從質(zhì)上看，使用云計(jì)算系列技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、挖掘，可以更加迅速、準(zhǔn)確、智能地對物理世界進(jìn)行管理和控制，使人類可以更加及時(shí)、精細(xì)地管理物質(zhì)世界，從而達(dá)到“智慧”的狀態(tài)，大幅提高資源利用率和社會生產(chǎn)力水平?？梢钥闯?，云計(jì)算憑借其強(qiáng)大的處理能力、存儲能力和極高的性能價(jià)格比，很自然就會成為物聯(lián)網(wǎng)的后臺支撐平臺。另一方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)針對智能交通、智能醫(yī)療、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域解決方案的落地，物聯(lián)網(wǎng)將成為云計(jì)算最大的用戶，為云計(jì)算系列技術(shù)取得更大商業(yè)成功奠定基石。
石油產(chǎn)業(yè)是我國重要的能源產(chǎn)業(yè)與支柱性產(chǎn)業(yè)，技術(shù)與知識作為石油企業(yè)核心競爭力的所在，是促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)健康、可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，因而建設(shè)數(shù)據(jù)中心并不斷優(yōu)化對數(shù)據(jù)資源的管理與應(yīng)用，對現(xiàn)代石油企業(yè)而言勢在必行。以云計(jì)算為基礎(chǔ)，開展數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與管理，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)中心信息資源化、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)化的目標(biāo)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更為高效的資源管控、成本管控、人力資源管理等。
云計(jì)算技術(shù)通過虛擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建與管理，相對于傳統(tǒng)的企業(yè)管理信息化系統(tǒng)具有以下幾項(xiàng)顯著的優(yōu)勢：首先，基于云計(jì)算的石油企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與管理，能夠大大減少因購置機(jī)房、物理服務(wù)器等硬件設(shè)備的資金投入，且相能夠有效降低企業(yè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行所消耗的電力資源和制冷維護(hù)成本，以及相關(guān)的資源、人力、財(cái)務(wù)投入，因而將最大限度地提升企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行效益；其次，更快的響應(yīng)速度，更高的IT服務(wù)質(zhì)量，更為靈敏便捷的IT設(shè)施資源，使得云計(jì)算背景下的石油企業(yè)數(shù)據(jù)中心能夠?yàn)槭推髽I(yè)的經(jīng)營管理提供更為有利的技術(shù)保障；再次，我國石油企業(yè)多采取集團(tuán)化運(yùn)營模式，基于云計(jì)算技術(shù)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心，能夠更好地滿足集團(tuán)內(nèi)信息數(shù)據(jù)資源共享的需求，以有效提升資源利用率。
基于云計(jì)算技術(shù)的石油企業(yè)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建與管理可采取以下幾項(xiàng)對策：
（1）科學(xué)測試，全面驗(yàn)證。虛擬化系統(tǒng)廠商的選擇對云計(jì)算技術(shù)在石油企業(yè)管理中的應(yīng)用成效有著顯著的影響，對此石油企業(yè)應(yīng)在多方考察主流廠商的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)開展全面的系統(tǒng)測試與驗(yàn)證工作，以此選定最能夠滿足自身需求的虛擬系統(tǒng)廠商。
（2）由總部牽頭聯(lián)合企業(yè)各部工作組，制定科學(xué)的虛擬化系統(tǒng)工作方案，由總部到二級單位依次推行。
（3）不斷深化網(wǎng)絡(luò)云、服務(wù)器云、桌面云的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對石油企業(yè)員工終端的集中管控。
2 云計(jì)算技術(shù)在石油企業(yè)資源調(diào)度管理中的應(yīng)用
以往，我國石油企業(yè)信息化管理建設(shè)中的重復(fù)構(gòu)建、閑置浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了石油企業(yè)對自身信息化管理系統(tǒng)的有效應(yīng)用和不斷優(yōu)化。而云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效減少重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的集約化管理和科學(xué)調(diào)度。
云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用可滿足現(xiàn)代石油企業(yè)資源調(diào)度管理的以下幾項(xiàng)要求：
（1）提升管理系統(tǒng)的規(guī)模效應(yīng)，減少信息化系統(tǒng)及相關(guān)資源建設(shè)的成本，如石油集團(tuán)企業(yè)中，總部與二級單位之間存在著許多想通或相近的需求，如檔案管理、項(xiàng)目管理、合同管理等，通過云計(jì)算系統(tǒng)建設(shè)可避免因不同級別單位資質(zhì)不一而對管理系統(tǒng)建設(shè)成效造成影響的問題。
（2）充分利用規(guī)模效應(yīng)來提升企業(yè)資源管理的經(jīng)濟(jì)細(xì)化程度，使企業(yè)有效的人力、資本、設(shè)備與原料等發(fā)揮出最大的效用，創(chuàng)造更高的價(jià)值。
（3）集中的、系統(tǒng)性的資源調(diào)度管理，減少了中間環(huán)節(jié)，規(guī)避了部分管理風(fēng)險(xiǎn)，有助于提升石油企業(yè)資源管控水平。
云計(jì)算技術(shù)在石油企業(yè)資源調(diào)度管理中的應(yīng)用可遵循以下流程：首先，應(yīng)由總部牽頭，各個(gè)二級單位配合，梳理好企業(yè)資源調(diào)度管理需求，建立驗(yàn)證場景，搭建試點(diǎn)系統(tǒng)，先在集團(tuán)總部開展培訓(xùn)和推廣，積累經(jīng)驗(yàn)，再次基礎(chǔ)上陸續(xù)在各單位推廣應(yīng)用；其次，選擇共性強(qiáng)，且需要相當(dāng)個(gè)性化的應(yīng)用，如項(xiàng)目資源管理等，由總部建立驗(yàn)證場景，搭建試點(diǎn)系統(tǒng)，積累經(jīng)驗(yàn)并分析效益，作為典型示范，引導(dǎo)二級單位依次開展試點(diǎn)和推廣；再次，集中分析企業(yè)資源調(diào)度管理工作需求，找出總部與下屬單位在各項(xiàng)資源調(diào)度管理實(shí)務(wù)中的共性與個(gè)性，逐步完善應(yīng)用云。
3 云計(jì)算技術(shù)在石油企業(yè)業(yè)務(wù)與組織管控中的應(yīng)用
云計(jì)算技術(shù)在石油企業(yè)業(yè)務(wù)與管理組織管控中的應(yīng)用多以，有助于提升石油企業(yè)業(yè)務(wù)管理的可控性和實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)組織框架的不斷優(yōu)化，從而使企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略得到統(tǒng)一與有效落實(shí)。
首先，基于云計(jì)算的石油企業(yè)業(yè)務(wù)執(zhí)行更為便捷、高效和靈活，使企業(yè)內(nèi)各項(xiàng)管理、技術(shù)、人力資源得到有效利用，便于打造統(tǒng)一、靈活的企業(yè)組織；其次，在云計(jì)算Paas平臺上開展企業(yè)構(gòu)架，便于使管理者判斷組織構(gòu)架的科學(xué)性，進(jìn)而針對其中存在爭議的部分作出討論和研究，在可視化的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。
云計(jì)算技術(shù)在石油企業(yè)業(yè)務(wù)與組織管控中的應(yīng)用可采取以下對策：
（1）由總部率先建設(shè)PaaS平臺并不是相關(guān)試驗(yàn)、測試工作，構(gòu)建平臺服務(wù)庫并進(jìn)行試點(diǎn)成果分析。
（2）引入企業(yè)架構(gòu)的階段性成果，和集團(tuán)平臺相結(jié)合，定義企業(yè)架構(gòu)，抽象企業(yè)現(xiàn)狀，引入企業(yè)能力，在平臺上輸入企業(yè)業(yè)務(wù)流程和組織結(jié)構(gòu)，開展相應(yīng)的分析、討論、研究與優(yōu)化工作。