云计算基本架构范文

云计算基本架构范文第1篇

【关键词】云计算基础架构；功能节点；结构网络；效能

1.引言

云基础架构作为云计算体系的基础，位于云计算系统的底层。云基础架构的良好运行对云计算系统有着至关重要的作用。

2.云计算基础架构

2.1 云基础架构的定义

目前，业界及学术界对云基础架构还没有一个统一的定义利标准。各IT运营商均根据自身的实际情况，以各自的理解定义和实现云计算基础架构的部署。

通过对现有云计算系统基础架构以及相关文献资料的分析研究，可以得出以下结论：云计算基础架构是指由硬件资源（PC服务器、磁盘阵列、路由器、交换机及相关配套设备）组成，通过虚拟化技术、分布式并行技术整合形成的用以直接对外提供存储、计算服务或作为基础设施为上层云计算应用提供存储、计算能力支撑的一种高效、可靠并且具有良好扩展性的底层分布式系统。

2.2 云基础架构的结构体系

目前云基础架构的体系结构还没有一个统一的定义及标准，业界各厂家均有自己的解决方案及实现方式，学术界也根据现有技术产品提出改进方案。IBM公司在其IBM Cloud Foundation Stuck基础架构云计算解决方案中把云基础架构分为4个层次：物力资源层、逻辑资源层、虚拟化管理平台层和云计算服务平台层。物力资源层主要提供云基础架构所需的服务器等硬件设施。逻辑资源层是指物理资源层与虚拟化的软硬结合，使资源能够拥有更好的扩展性、可分配性和可调度性。虚拟化平台层是对逻辑资源进行管理、调度的平台。云计算服务管理层则是云平台的门户，用户通过云计算服务管理层对虚拟化资源进行操作。苏州大学董昊晶、崔志明等通过研究VMware虚拟化相关技术产品，对VMware vSphere原有逻辑结构框架进行了实例验证，并用TCO计算器得到构建私有云的成本，数据显示在部署大量高性能服务器进行虚拟化的前提下具有比传统数据中心更低的成本优势。

通过对当前业界主流云基础架构系统的分析和对相关学术成果的研究，可以看出云基础架构的作用是通过将物理资源转化为虚拟资源池，实现对资源的监控、调度和管理以达到为上层应用和用户提供弹性的计算和存储资源的目的。由此本文将云基础架构分为图1所示的五个层次。

3.云基础架构的效能分析

3.1 云基础架构效能的定义

系统的效能是指对系统所具有能达到规定任务要求能力的度量。系统的效能不仅是其所具有的内在的执行任务的能力，而且是在系统的全寿命周期中围绕系统的一些活动所取得的效果，也称之为系统的效能。通过对复杂电子系统进行效能研究，可以量化系统标称能力与实际能力的匹配程度。通过研究系统效能可以对系统的运行进行科学的预测，并对系统进行有效的维护和改进。云基础架构作为一个庞大、复杂的电子信息系统，其效能对于整个云计算服务起着至关重要的作用。通过研究，本文对云基础架构效能加以概括既云基础架构效能是指在其运行周期内对云基础架构完成任务效果的度量。云基础架构作为一个大型的分布式系统，其效能并不能简单以完成任务数量的多少来衡量，其分布式的基本架构和良好的扩展性都使其能够完成数量庞大的任务。所以简单的以完成任务的多少来衡量其效能的方法有待改进。因此本文利用完成任务的效果作为衡量云基础架构效能的标准。

3.2 云基础架构效能的层次化分析

根据云计算的定义，云计算系统是在云基础架构之上，将置于其上层的应用以服务的形式提供给用户的系统。所以整个云计算系统运行的过程。也可以看作是云基础架构、云应用和用户三者间数据交互的过程。由此可得到云数据交互模型如图4所示。

由图3可知，用户端通过网络将所需请求发送至云应用端。云应用端根据用户请求，利用云基础架构的计算及存储能力对数据进行处理，最后将结果返回至用户端。通过云数据交互模型，可以得出云基础架构效能与云计算效能之间的关系。既云计算系统要想提供给用户良好的用户体验，其效能应该由云基础架构效能、云应用效能及网络效能共同组成。因此云基础架构效能不完全等同于云计算效能，它是云计算效能的重要组成部分之一。

通过上述分析可知云基础架构在整个云系统交互中所处的位置，由此可知云基础架构效能的具体表现形式在于对数据的处理上。因此本文根据云基础架构的体系结构图.1构造云基础架构的任务请求处理流程图，以此作为层次化分析云基础架构效能的理论基础。通过研究分析得云基础架构请求处理流程如图4。

根据上述描述，可以推出云基础架构效能是以各层次良好运行的共同结果来体现的，既云基础架构完成任务的效果是由云基础架构各层次的共同作用来体现的。因此研究各层次之间的运行参数指标及其之间的联系对研究云基础架构效能有着重要作用。

云计算与传统服务器运营模式上最大的区别在于云计算将交互过程中绝大部分的数据计算与存储工作都放到云中来处理，客户端几乎就是一个用于显示结果的显示器。因此在分析云基础架构效能上，不能再延续传统的分析服务器的方式方法。而是应该从云基础架构的入手，研究其效能问题。因此本文尝试基于功能节点和结构网络的云基础架构效能分析方法。

所谓功能节点是指具有特定功能的基础物理资源，如PC服务器、存储矩阵等。它作为构成云基础架构的基本物理单元，其效能对整个云基础架构效能有着重要影响。结构网络是指以控制软件为依托的由功能点相互连接而形成的云基础架构网络拓扑结构。结构面是一个抽象的概念，它依托在物理功能点之上，对功能点起着支配、调度的作用，因此研究结构面的效能问题对研究云基础架构效能同样起着重要的作用。通过上述思想，可以抽象出云基础架构的组成要素如表2。

通过抽象云基础架构的功能节点与结构网络，可以对云基础架构进行形式化描述：

CN—A=（FN—A1，…，FN—An）

CN—C=（FN—C1，…，FN—Cn）

CN—E=（FN—E1，…，FN—En）

CN—B=（FN—B1，…，FN—Bn）

CCI=（CN—A，CN—C，CN—E，CN—B）

3.3 云基础架构效能的研究参数指标

通过对相关材料的分析与研究，本文提出云基础架构效能指标体系如图5。

表3为各指标定义及表示符号。

通过云基础架构效能指标体系，可得云基础架构效能数学模型：

功能节点效能：EFN=f（PFN、TFN、BFN）结构网络效能：ECN=h（EFN、ND、ASP、NMD、EC）

交互效能：EIF=（IF、NBU、FQ、TLQ、IIF、T）

云基础架构效能：E=（EFN、ECN、EIF）

4.理论分析

通过上述指标体系，可以得出云基础架构效能的实质是不同结构网络之间数据交互过程。不同结构网络之间的数据交互又被参与交互的结构网络效能及交互信道效能所影响。不同的结构网络由相同属性的功能节点相互组成，所以结构网络的效能又受到结构网络效能的自身组织特性与同属节点的效能的影响。而功能节点的效能可由其功能特性所决定。因为通过一个数据交互过程不仅可以得到运算结果，还可以通过过程找出影响过程的因素。所以在研究云基础架构效能的过程中，研究整个云基础架构的数据交互过程，既研究功能节点效能，进而研究同属性结构网络效能，最后研究不同属性结构网络间数据交互效能，通过数据交互过程来研究云基础架构效能是可行的。本文通过构建云基础架构典型结构（如图6），分析验证从功能节点到结构网络的分析思路对云基础架构效能研究的可行性。

为计算方便，设所有服务器同构。图6（a）是一个典型的分布式云基础架构处理模型：上层向服务器A提出任务请求，服务器A（负责请求分析与控制分配）完成任务要涉及服务器B、C，服务器C要想完成任务要涉及服务器E、D。现假设有n个不同的任务请求同时发送至服务器A处，通过分析可以得到完成第n个任务所需时间为

，

其中表示C1的任服务器A完成第i个任务所需的时间。将图6（a）中所有服务器数量扩张至原数量的两倍得到图6（b）。在图6（b）中，相同功能服务节点间可形成同属性结构网络。同一时刻同时发出n个任务请求，其中有m个任务请求分配至服务器A1，n—m个任务请求分配至服务器A2，由推算可知第n个任务请求的应答时间为：

其中参数l、k是上层服务器A1、A2分配给服务器B1的任务请求，参数分别是服务器A1、A2发送给务请求，参数分别是服务器C1、C2发送给D1的任务请求，参数分别是服务器C1、C2发送给E1的任务请求。由服务器A1、A2的总任务数是m+n—m=n可知m

同理可以推出

由此可知

5.结论

本文对云基础架构进行了定义和结构框架分析，定义了云基础架构效能。并从层次化的角度分析了云基础架构数据交互过程，利用基于功能节点和结构网络的云基础架构效能研究方法对云基础架构数据交互过程进行了形式化描述：CN—A=（FN—A1，…，FN—An）、CN—C=（FN—C1，…，FN—Cn）、CN—E=（FN—E1，…，FN—En）、CN—B=（FN—B1，…，FN—Bn）CCI=（CN—A，CN—C，CN—E，CN—B）。并在此基础上提出建立了云基础架构效能体系指标，构造了云基础架构效能数学模型：E=（EFN、ECN、EIF）其中（EFN=f（PFN、TFN、BFN）、ECN=h（EFN、ND、ASP、NMD、EC）、EIF=（IF、NBU、FQ、TLQ、IIF、T））。最后本文通过理论分析对研究方法进行了可行性分析。通过分析可知，基于功能节点与结构网络的云基础架构效能分析方法，能有正确地根据云计算的模式特点为云基础架构效能的研究提供方向。

参考文献

[1]黄浩晶，崔志明.一种以vSphere为核心的私有云基础架构设计方案[A].微电子学与计算机，2011，28（4）：38—41.

[2]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2011，7.

[3]A.Lenk，M.Klems，J.Nimis，S.Tai.What is Inside the Cloud？ An Architectural Map of the Cloud Landscape.http：///portal/web/csdl/doi/10.1109/CLOUD.2009.5071519.

[4]张敏，陈云海.虚拟化技术在新一代云计算数据中心的应用研究[J].计算机应用，2011：35—39.

[5]陈康，郑纬民.云计算系统实例与研究现状[J].软件学报，2009，20（5）：1337—1348.

作者简介：

冯昊（1987—），男，仡佬族，贵州贵阳人，武警工程大学硕士研究生在读，主要研究方向：通信安全、计算机网络、云计算。

张龙军（1961—），男，陕西西安人，教授，博士后，硕士研究生导师，主要研究方向：信息安全。

云计算基本架构范文第2篇

【关键词】云计算；企业IT架构；搭建

0 引言

正如知名调研公司Gartner的分析师所说：“云服务是多种多样的，每种类型的云服务都有不同的发展前景。有些云服务注重的是企业的业务方面，具有很强的适应性，多样化是其显著特点。”在诸多云服务中，云计算的发展前途巨大，特别是在企业的IT架构构建上。云计算带给企业的不仅仅是技术上的变革，更是企业内相应的IT构架流程以及与之相应的业务的一场革命。毫无疑问，云计算将会成为未来企业IT架构搭建的主要模式。接下来本文将对基于云计算的企业IT架构搭建做出浅显的分析及探讨。

1 云计算概述

所谓云计算，其基本原理就是通过互联网和远程数据中心，把无数的服务器相连接，使得计算机的运算能力得到了极大的提高（甚至达到10万亿次每秒），从而实现很多传统计算机无法实现的事情。之所以称之为云，是因为云计算中的资源较传统IT资源有很大不同，其具有“云”的特性，使用者可以随用随取，具有极大的方便性。对于一般用户来说，云计算可以看成一种通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的IT服务。对于专业人员来说，云计算是一种基于互联网的，融合了分布式、并行计算等IT技术，具备大规模、低成本、高度弹性、自动管理等特征的互联网和计算机技术的商业实现。

通常比较常用的云计算服务模式有以下几种：首先是基础设施即服务（IaaS，Infrastructure as a Services），即提供按需付费的弹性资源服务，例如弹性计算、存储资源。其次是平台即服务（PaaS， Platform as a Service），即提供基于可扩展云基础设施的按需付费平台服务，例如运行环境、用户数据服务、应用开发环境等。然后是软件即服务（SaaS，Software as a Service），即一种以互联网为载体，以浏览器为交互方式，把服务器端的程序软件传给远程用户来提供软件服务的应用模式，提供基于可扩展云架构的按需付费应用软件服务。

2 传统的企业IT架构的基本以及面临的核心问题

由于企业的特殊性，使得企业内部使用的软件和一般大众使用的软件有着极大的不同，最核心的差异在于企业为了保证正常的经营活动，最基本的应用必须有极高的稳定性，而且还必须保证一定的使用周期。通常来说企业内部传统的IT架构搭建主要存在着以下问题。首先企业IT建构所需的一些基础设备不具有实用性，每次构建一个新的IT架构时，很多基础设施都必须重新建设，这样不仅使得搭建周期长，同时还浪费资源，使得资源利用率极低，使得IT架构的搭建成本大大提高。其次是传统的IT架构适用范围比较窄且没有很好的延展性，没有制定统一的标准，使得后期的维护比较困难，维护成本也比较高。

传统的企业IT架构的基本组成为：1）IT构架内的各种管理应用系统，比较常用的有CRM、OA、ERP等；2）IT架构内的其它软件和基础的设施，例如机房、服务器、存储设备、网络设备、数据库软件、操作系统等；3）其他一些保证IT架构正常运行的软件和设备，例如网络安全工具、杀毒软件、安保措施、供电保障、IT组织与IT管控体系等。

3 企业传统IT架构与基于云计算的企业IT架构的比较

云计算的划分有很多种，通常比较常用的是以服务和部署为依据来划分，目前在实际应用中比较成熟的有公有云、私有云和融合云三种模式。目前来说企业传统的IT架构中有着数量庞大的服务器，虽然在庞大的服务器的作用下，使得企业内的计算机具有很高的运算能力，但是这样会带来一个弊端，那就是随着企业IT架构中服务器数量的增加，IT架构中数据中心就越难管理，同时IT架构的成本也会大幅度的提高。同时企业传统IT架构的稳定性和可靠性也不尽人意，比如每个服务器的不稳定性为0.01%，但是成千上万个服务器叠加使用时，服务器的整体稳定性则会大大降低。虽然可以通过改变硬件的设计来提高IT架构数据中心的稳定性，但这种方法仅适用于服务器数量不多的时候，当服务器数量急剧增多时这种方法的效果就大大降低。

如果把云计算技术运用到企业IT架构的搭建中则可以极大的提高IT架构的稳定性，通过云计算技术使IT架构中的服务器构建成一台逻辑上的计算机，实现资源的共享和按需分配。这样不仅从根本上提高了服务器的稳定性，同时也使IT架构数据中心的计算能力得到了保证。目前很多规模庞大的互联网公司在搭建企业IT构架时都采用了这种做法，如微软公司，谷歌公司，百度公司等。

4 云计算出现后，企业实现IT架构的思路

随着云计算的出现，企业在IT架构搭建时应该从以下方面着手。首先从IT架构的基础设备层进行着手，从传统的烟囱式的建设模式转变为集约化的建设模式，要充分运用IaaS，将众多服务器资源池化，为应用系统的承载提供所需的计算资源，快速提供计算资源以满足用户突发资源需求。其次，要充分发挥PaaS的关键作用，注重能力汇聚、能力开放和统一应用开发环境的建设，通过分布式并行计算算法，充分聚合服务器的计算和存储能力，为特定应用提供海量数据处理能力，形成高效的软件应用开发和托管平台，聚合第三方软件开发者和终端用户演进。另外，在应用层面，要从实际的建设、运营、维护角度出发，优先选择SaaS应用。因为SaaS提供商为用户搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软硬件运作平台，负责所有前期的实施、后期的维护等一系列工作，作为客户的企业则只需根据自己的需要，向SaaS提供商租赁软件服务，无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员，更重要的是在企业IT架构中采用云计算技术还会增加企业的自主性，企业在设计之前可以根据自己的实际需求来向软件商购买或定制所需要的服务，同时通过互联网完成软件的使用，一方面使计算工作从终端侧转移至数据中心侧，降低对终端设备的计算能力要求，另一方面也减少了企业IT架构构建的成本，也极大的方便了企业对经营活动的管理，而且离线数据的使用还使得企业在使用这些软件服务时，不受时间和地点的限制，使企业办公更加便捷安全可靠。

5 结束语

总而言之，企业在IT架构构建方面，应该充分利用云计算的优势和优点，从而使企业IT架构更加科学化，更加稳定可靠，在保证企业正常运营的基础上，进一步提升运营价值。同时由于云计算在我国还处于起步阶段，为了使云计算能更好的在企业IT架构中发挥作用，仍需要大家的不断探索和努力。

【参考文献】

[1]张东.大话存储 网络存储系统原理精解与最佳实践[J].清华大学出版社，2008，11.

云计算基本架构范文第3篇

不会改变服务器格局

IDC（中国）行业研究与咨询服务部助理副总裁武连峰表示，虽然云计算在数据中心中已成为趋势，并且很多数据中心也在重新规划或者迁移中为服务器的采购创造了一个巨大市场，但它并不会成为改变x86和非x86架构市场格局的推手。

x86服务器的增长动力来自于互联网企业。而在私有云的建设中，由于不同的工作负载要适应不同的基础架构，大型企业仍然会按照原有的基础架构和工作负载平滑向云计算平台过渡。在各地兴起的主要为中小企业服务的云基地公有云中心也不一定都采用x86架构。

武连峰表示，虽然政府的初衷是想把云计算平台开放给中小企业做运营平台，并大量使用x86服务器，但是不少云基地主要是为以软件外包为主营业务的中小企业服务，而这些中小企业的服务对象往往是国内外的大型企业，这些大型企业对应用平台的性能有很高要求，比如编码测试是基于Unix的小型机甚至是主机系统，如果用x86服务器构建云测试平台，就不能满足其要求。那么，中小企业内部的业务是否就可以应用基于x86架构的云计算平台呢？实际情况是，中小企业一般不用公有云平台，而是采用微软、腾讯等第三方的软件。

两种云平台

谈到中国用户为什么重x86架构，而轻其他架构平台，IDC认为，包括Google和AWS在内的很多国际公共云计算平台大多采用了分布式的架构。这是由于互联网企业普遍具有自身技术实力雄厚、IT资产生命周期短、核心业务对实时性要求不高等特点。因此，互联网企业选择了适合自己的分布式计算平台，而其他行业用户的需求和互联网企业并不相同。因此用户应考虑自身的行业特征来选择适合自己的云计算架构。

IBM系统与科技部中国区行业及重点客户技术支持总经理梁建球对分布式云平台的组成做了细致分析：硬件平台为x86，操作系统为Linux/Windows，分布式数据存储都采用MySQL-CS、BigTable、HDFS以及Hadoop Map-Reduce等分布式开源软件。在应用程序层，用户需要针对新应用重新编程。在梁建球看来，上述这种分布式云平台适用于对性能、可靠性、数据一致性要求不高的应用。

此外，IBM在Power上也加强了对分布式软件的支持，比如Power小型机可以支持Linux，去年底收购的Platform Computing则在分布式计算调度和管理方面具备更大的优势。由此可见，云计算基础架构的搭建并不是一个简单的软硬件集成项目，而是一种企业IT战略的改变。

IDC在《中国云计算基础架构建设指南》中的用户调研数据显示，多数用户在选择云计算架构时，希望未来的云计算平台能够与企业现有的基础架构兼容，从而降低实施风险，同时还可以快速地从现有架构过渡到云平台上，以便节省用户的投资，缩短项目实施的周期。

云计算已经成为NGDC（下一代数据中心）的主要建设目标。IDC刚刚的《中国云计算基础架构建设指南》中列举了中国用户建设云计算的六大误区：重概念，轻本质；重实施，轻规则；重x86架构，轻其他架构；重硬件，轻软件；重虚拟化，轻管理；重创新，轻移植。在云计算进入数据中心的初期阶段，尤其是在IaaS阶段，以服务器为主的基础架构的选择成了摆在用户面前的一道博弈题：是选择x86分布式计算这种初始成本低、未来成本不可预测的基础架构，还是选择初始成本高、未来有商用软件支持的以Power为代表的小型机架构呢？

不会改变服务器格局

IDC（中国）行业研究与咨询服务部助理副总裁武连峰表示，虽然云计算在数据中心中已成为趋势，并且很多数据中心也在重新规划或者迁移中为服务器的采购创造了一个巨大市场，但它并不会成为改变x86和非x86架构市场格局的推手。

x86服务器的增长动力来自于互联网企业。而在私有云的建设中，由于不同的工作负载要适应不同的基础架构，大型企业仍然会按照原有的基础架构和工作负载平滑向云计算平台过渡。在各地兴起的主要为中小企业服务的云基地公有云中心也不一定都采用x86架构。

武连峰表示，虽然政府的初衷是想把云计算平台开放给中小企业做运营平台，并大量使用x86服务器，但是不少云基地主要是为以软件外包为主营业务的中小企业服务，而这些中小企业的服务对象往往是国内外的大型企业，这些大型企业对应用平台的性能有很高要求，比如编码测试是基于Unix的小型机甚至是主机系统，如果用x86服务器构建云测试平台，就不能满足其要求。那么，中小企业内部的业务是否就可以应用基于x86架构的云计算平台呢？实际情况是，中小企业一般不用公有云平台，而是采用微软、腾讯等第三方的软件。

两种云平台

谈到中国用户为什么重x86架构，而轻其他架构平台，IDC认为，包括Google和AWS在内的很多国际公共云计算平台大多采用了分布式的架构。这是由于互联网企业普遍具有自身技术实力雄厚、IT资产生命周期短、核心业务对实时性要求不高等特点。因此，互联网企业选择了适合自己的分布式计算平台，而其他行业用户的需求和互联网企业并不相同。因此用户应考虑自身的行业特征来选择适合自己的云计算架构。

IBM系统与科技部中国区行业及重点客户技术支持总经理梁建球对分布式云平台的组成做了细致分析：硬件平台为x86，操作系统为Linux/Windows，分布式数据存储都采用MySQL-CS、BigTable、HDFS以及Hadoop Map-Reduce等分布式开源软件。在应用程序层，用户需要针对新应用重新编程。在梁建球看来，上述这种分布式云平台适用于对性能、可靠性、数据一致性要求不高的应用。

此外，IBM在Power上也加强了对分布式软件的支持，比如Power小型机可以支持Linux，去年底收购的Platform Computing则在分布式计算调度和管理方面具备更大的优势。由此可见，云计算基础架构的搭建并不是一个简单的软硬件集成项目，而是一种企业IT战略的改变。

云计算基本架构范文第4篇

关键词关键词：云计算；网络学习；系统架构；信息教育

DOIDOI：10.11907/rjdk.162256

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2016）011009103

0 引言

当前，我国教育信息化整体推进已步入全面发展阶段。基于教育信息技术、网络多媒体技术、人工智能技术等构建的网络教育系统成为教育信息化服务的重要平台[13]。云计算因能够提供海量数据存储和方便快捷的网络服务而逐渐应用于教育领域，在云计算环境下实现网络学习资源的全面共享，能够有效避免重复建设，对推进教育信息化发展具有现实意义[45]。如何将云计算技术和云服务更好地用于网络学习平台建设，对提高信息化环境下的教育服务质量，促进网络学习资源有效共享具有非常重要的现实意义。探讨基于云计算的多媒体网络学习平台系统架构，可为推进云计算技术在教育信息化中的应用提供参考。

1 网络学习与云计算

网络学习也称在线学习，是通过在网络教育平台，利用网络资源进行学习的一种全新学习方式。与传统学习方式相比，网络学习打破了传统教学时空的局限，能够满足学习者随时随地学习的需求。网络教学平台作为连接学习资源和学习者的载体，有效整合了教学资源，学习者通过学习平台能够不受时间、地点的限制，自主控制学习进度，实现更加个性化的学习。然而，目前我国网络学习平台建设资源分布不均匀、共享程度较低、网络计算方式较落后[610]。

云计算是并行计算、分布式计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机技术和网络技术融合发展的一种新型计算模型，面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供数据存储和网络服务[11]。云计算的出现为我国网络学习平台建设提供了理论基础和技术解决途径。

不同于传统网络学习系统开发，云计算网络学习平台更重要的是如何基于云计算的基础架构来构建系统，使得系统能够充分利用云计算技术的优势，提供更为全面、实用、高效的服务[1213]。基于云计算的网络学习平台应该满足以下几点需求：①充分利用网络计算资源，降低系统建设成本；②充分利用网络教学资源，使学习者能够了解更多课程相关知识；③充分利用学习者在学习过程中产生的学习轨迹大数据，通过数据挖掘分析平台用户习惯，为其提供更精准有效的学习建议。

2 总体目标与需求分析

已有关于云计算学习平台的研究主要关注云计算技术的基本情况和学习平台的结构设计，忽视了平台建设的需求分析[1415]。而需求分析是应用软件开发的前提，是一切应用研究的基础。

基于云计算的网络学习平台的核心服务是提供网络学习。基于管理工程的研究思想，学习平台设计和管理的核心目标可以用6个 R表示：即将正确的学习资源（Right Resource），在正确的时间（Right Time），按照正确的数量（Right Quantity）、正确的质量（Right Quality）、正确的状态（Right Status），送给准确的目标用户（Right Learner）。同时，出于成本考虑，还应当综合管控整个学习过程在时间、人力、物力、财力等多方面的综合花费。

在此核心目标的基础上，按照“信息通透、交流方便，功能务实、系统健壮、应用灵活、结构开放”的基本原则，设计系统功能目标如下：①提供更加丰富的学习内容，使学习者实现网络自主学习；②有机组合多种功能模块，实现教师导学、学生自主学习、在线练习测试以及多人交互；③整合各门课程所需的课程内容，提供教案、知识点、练习题库、测试题库、辅助软件等多种资源；④系统框架清晰，操作界面友好，符合教育学习理论的认知习惯；⑤注重安全，根据云计算平台数据安全需求，从云计算各层全面考虑安全预防和管控措施，增强平台整体安全性。

3 基于云计算的在线学习平台架构

3.1 基于分层思路的云计算应用平台的架构模型

一个网络应用平台通常包含3个部分：①核心基础。指在计算机上运行的平台软件和支撑功能，如操作系统、存储资源、标准库等；②基础设施服务。指由其它计算机提供的基本服务，如远程存储服务、集成服务等；③应用服务。指封装后的面向服务化的应用，这些应用提供的功能可为新的应用使用。

基于云计算的平台是一种更为高级的网络应用平台，其本质是通过网络提供服务，因此其体系结构以服务为核心。基于分层思路可以将云计算应用平台架构模型分为4层，其中横向三层，分别为应用层、平台层和资源层，据此可以提供非常丰富的云计算能力和友好的用户界面；纵向一层，为管理层，用来实现对横向三层的管理和维护，具体如图1所示。

资源层将分布式系统中分散的资源进行汇聚。平台层首先将资源层的资源封装成通信、存储和计算能力，提供资源描述、分配和调度功能，然后将封装好的资源能力以服务形式展现，提供面向服务和能力的管理和调度功能。应用层由基于平台层提供的系统能力所实现的诸多业务逻辑模块构成，这些模块通过定义好的接口对外提供服务，模块之间的交互通信则通过管理层的各种服务管理功能来完成。

图1系统架构能够充分发挥云计算技术在面向大规模数据的分布式系统资源汇聚、资源管理和资源调度上的优势，提供高性能、可延展的分布式通信、存储和计算能力。并且因为融合了SOA理念，在系统范围内能够提供数据统一支撑，支持服务的安全管理、生命周期管理、交互管理、可靠性管理和可用性管理，实现系统范围内的架构松耦合。

3.2 基于云计算的多媒体网络学习平台的架构模型

根据基于分层思路的云计算应用平台架构模型，结合云计算在线学习平台建设的总体需求分析，提出如图2所示总体结构。

学习是平台最主要的服务，所有应用都是围绕支撑学习来提供的。用户终端包括用户和客户端，是整个云计算系统的消费者。应用层、管理层、平台层和基础设施资源层是整个云计算体系的支撑和服务提供者。各种支持学习的应用都是该平台中的一个应用业务，围绕使业务应用具有良好的适应性来构建应用层、平台层、资源层和管理层。通过实现云计算的分层式架构，更好地反映学习业务应用的基本元素和功能构成，从而满足以功能为目标导向的学习平台应用开发需求。

在此总体结构的基础上，进一步结合基于分层式架构设计思路的云计算应用平台架构模型，按照以学习应用为中心，以功能为目标的建设思路构建体系架构，将分层的思路从单一业务应用的架构中延伸到系统范围，将整个信息系统按照分层的思路统一规划设计，得到如图3所示的系统架构。

以上基于云计算平台的多媒体学习平台贯彻了系统架构设计分层的思路，在逻辑上将系统分为：

（1） 平台层。包括分布式数据总线（通信能力）、分布式统一存储系统（存储能力）、分布式工作流程和调度引擎（计算能力和资源调度），统一数据管理和访问，统一服务管理框架，统一服务交付框架，自动化运维管理系统。

（2）资源层。学习平台资源层由虚拟化和实体化的分布式服务器集群和存储设备构成。

（3）应用层。学习平台应用由运行在平台层之上的服务化软件模块构成。软件模块的服务管理和交付都通过平台层提供的服务交付模块实现。如此设计的分层框架能够封装资源抽取和能力，根据上层业务应用需求，方便灵活地动态调整系统中各个支撑模块的组织模式，从而适应学习活动中复杂的学习科目和学科支撑工具对技术上的需求。

该体系架构设计符合以数据流为中心的数据驱动架构理论，在功能构架上将整个系统划分为数据采集、数据存储、数据处理和数据交付等4个关键功能模块。映射平台中数据流动的基本流程，通过分布式数据总线联接各功能模块，实现高效可靠的数据交换，系统整体数据流向清晰，数据交换模式和接口明确。因此，可以有效地控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向和顺序，使得即使在网络稳定性不佳的情况下，仍然能够保证数据通道畅通、数据交换安全可靠。实现高速、可信、易于扩展和管理的数据交换、传输和存储，满足基于云计算的网络学习平台对实时数据同步、海量数据集中存储、海量数据统一访问的要求。此外，它还具备高效的基于策略的资源调度和管理机制，能够实现资源的自动部署和灵活调度，从而大幅提升学习服务的执行效率和可靠性。

4 结语

随着云计算模式的逐渐发展和普及，学校、 教育机构和个人的信息处理逐渐迁移到“云”上，研究基于云计算的网络学习平台关键技术势在必行。本文深入研究基于云计算的多媒体网络学习平台的系统架构，基于分层思路和模块化思想提出了一种符合数据驱动架构理论的系

统架构设想。基于云计算平台的网络学习系统架构能够根据业务应用的需求和服务场景，快速作出调整，适应需求和环境，从而使网络信息系统资源利用最大化。通过平台建设，可以使未来的在线学习系统及时收集和分析各区域及各子系统的相关数据，实现在全系统范围内实时监控、动态调整、智能决策的高效信息网络，为网络教育领域的信息共享、信息协作和交互学习提供新的环境和模式。

参考文献：

[1] 焦建利，贾义敏，任改梅. 教育信息化的宏观政策与战略研究[J]. 远程教育杂志，2014（1）：2532.

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云计算基本架构范文第5篇

具体到企业，许多CIO都认为未来几年，通过部署云计算基础架构来实现私有云是改善公司IT环境的主要途径。但不少企业在云计算基础架构建设项目的实施过程中，没有明确的建设思路和指导方针，盲目跟随市场潮流，结果往往陷入技术的误区，导致项目的建设没有达到最初的预期。为此，IDC启动了“中国云计算基础架构建设指南”项目，力图提出中国企业建设云计算基础架构的路线图，为建设云计算基础架构的企业和组织提供建议，使最终用户少走弯路，能够快速、成功地部署云平台。

IDc中国企业级系统研究部高级研究经理周震刚认为，云计算的实施不是简单的软硬件集成项目，而是一种企业IT战略的改变。企业用户应着重考虑相关的一系列配套措施，包括业务和组织架构等各方面，需要把云计算提升到企业战略的层面上进行统筹。他建议企业用户在实施云计算项目之前需要谨慎评估，并与有经验的IT咨询服务提供商进行合作，对云计算项目进行整体的规划，考虑云计算中心的管理模式，将未来的运营纳入到整体规划中。

IDC针对企业用户的调研显示，在建设云计算基础架构的各类企业中，公共云服务提供商更关注如何通过云计算形成新的可持续盈利的业务模式，支撑和促进业务发展；私有云用户则更关注如何通过云计算提高IT系统使用效率，优化IT架构，实现IT部门的服务模式转型，使其从企业的成本中心转化为业务支撑中心。周震刚说：“企业用户在考虑如何建设云计算基础架构之前，首先应明确建设云计算的目的，一定要避免为了云计算而云计算。”

IDC根据多年研究和广泛调研为中国企业实施云计算项目设计了一个路线图，包括准备（完成数据集中、资源整合和系统架构）、实施（实现虚拟化和资源池化）、深化（完成管理和资源的自动化）以及应用（包括开发API/应用移植和开发）这四个阶段。而路线图中有几个要点需要企业特别给予关注。

首先，在云计算平台的系统设计和架构阶段方面，企业应重点考虑几个因素：根据自身的业务特点和行业特征选择系统架构，选择具有充分扩展性和高效能的硬件平台，从技术和业务两个方面保证云计算平台与现有平台的连续性。在Google和AWS等知名的公共云计算案例中，很多是基于分布式架构的云计算平台。这是由于互联网行业普遍具有自身技术实力雄厚、IT资产生命周期短、核心业务对实时性要求不高等特点。某公共云计算服务提供商CTO也认为x86是最理想的云计算系统架构：“我们运营云计算服务的，成本是最重要的因素。使用x86服务器构建分布式结构可以让硬件成本降到最低，同时分布式结构还可以保证系统的可靠性。”但周震刚指出，分布式计算或其他计算模式并没有绝对的孰优孰劣，互联网行业选择了适合自己的分布式计算，而其它行业本身的特性未必与互联网类似，用户应考虑自身的行业特征来选择真正适合自己的云计算架构。总之，对于大型企业的云计算平台，其对整体架构和硬件平台的选择是和企业自身情况以及平台上运行的工作负载息息相关的，系统设计中应考虑一致性和兼容性，如果在系统迁移中要求对现有应用重新编写，那么风险评估是不可缺少的。

其次，有些企业认为自己已经用虚拟化技术将物理服务器分成了若干虚拟机，并在不同的虚拟机上运行不同的应用，这便完成了云计算架构的部署。周震刚认为这种认识是片面的，虽然企业级虚拟化平台的创建是建设云计算基础架构必不可少的环节，但是仅将物理服务器分成虚拟机并不是完整的云计算实施过程，企业级虚拟化还要考虑更多方面。例如，从安全与稳定性角度来看，由于虚拟化所具有的整合特性，在其基础上可能会运行对企业至关重要的核心应用，企业在使用中考虑其底层的软硬件承载平台是否具有高安全性，高稳定性等特点；而从灵活性角度来看，先进的虚拟化软件应该可以做到对硬件资源的更细粒度调用，对底层硬件资源可以进行增加和减少操作从而实现真正的灵活控制与按需使用。灵活性的另一个体现方面则是应用可以在不影响业务的前提条件下在不同物理主机间进行迁移，达到平衡不同物理服务器负载，并使业务可以运行在更合适的环境中。

此外，在虚拟化重新定义了资源以后，还需进一步对这些虚拟资源进行管理，动态的调控这些资源为应用服务，这也是云计算必不可少的特征。目前部分用户已经实现了对其部分基础架构硬件资源的虚拟化，其面临的是在更大范围（服务器、存储、网络资源）与更高层次上对虚拟化平台进行管理，打造资源池。这就需要在虚拟化层以上实现模版管理、动态、负载管理、生命周期管理等功能。IDC认为，企业需要一种实施周期短，使用门槛低的入门级云平台，来迅速的满足其对虚拟化、资源池创建管理、自动化管理的迫切需求，之后再实现一个可以平滑升级的“高级云套装”，来满足自身个性化的需求。

云计算基本架构范文第6篇

IT架构演变的三个阶段

企业的IT建设可以归纳为三个阶段。

第一个阶段是数据大集中的过程。在这个阶段,企业将分散的数据资源、IT资源进行物理集中,形成了规模化的数据中心基础设施。在数据集中的过程中,大多数企业的数据中心基本实现了标准化,既有业务的扩展和新业务的部署具有可控性,解决了数据业务混乱无序的问题。此阶段主要解决了集中管理与容灾的问题。

第二个阶段是实施虚拟化的过程。实现数据集中与容灾之后,随着企业的快速发展,数据中心IT基础设施的扩张速度很快,但是系统建设成本高,周期长。虚拟化屏蔽了不同物理设备的异构性,将基于标准化接口的物理资源虚拟成逻辑上完全标准化的逻辑计算资源(虚拟机)和逻辑存储空间。虚拟化环境可以实现计算与存储资源的逻辑化变更,特别是虚拟机的克隆功能,使得数据中心IT建设的灵活性大幅提升,业务部署周期从数月缩减至一天以内。此阶段提升了企业IT架构的灵活性,数据中心资源(包括服务器和存储)的利用率得到大幅提高,运行成本得以降低。

第三个阶段是云计算阶段。在此阶段,企业IT建设有了新的蓝图:IT资源能够弹性扩展,可以实现按需服务,将服务作为IT的核心,从而提升业务的敏捷性,进一步降低成本。企业既可以自建云计算架构,也可采用第三方的云设施。未来的趋势是企业将逐步采取租用IT资源的方式来满足业务需要。与水、电等资源一样,计算、存储、网络将成为企业IT运行的基础资源,可以按需获得。云计算解决了企业IT资源的动态调配和成本问题,使得IT部门可以专注于服务的提供和业务运营。

从数据大集中与容灾到虚拟化,再到云计算,经过这样一个演进过程,IT运营模式逐步发生了改变。云计算从根本上改变了传统IT的架构。

云计算技术已就绪

标准化公共技术的长期发展,使得基础组件的标准化日益完善,硬件层面的互通已经没有阻碍,即使是大型机也有了对外连接的IP接口。大规模运营的云计算能够极大地降低IT建设和运维的成本。

虚拟化与自动化虚拟化技术不断发展,IT资源可以通过自动化的架构提供全局动态调度的能力。自动化提升了IT架构的伸缩性和扩展性。

并行/分布式架构大规模的计算与数据存储系统已经在分布式、并行处理的架构上得到广泛应用,计算密集型系统、数据密集型系统、大型数据文件系统成了实现云计算的基础。云计算基础架构具有更高的弹性与扩展性。

带宽大规模的数据交换需要超高带宽的支持。40G/100G网络平台具有更加扁平化的结构,使得云计算系统中的信息交互变得更快。

云计算对基础架构的要求

云计算基本架构范文第7篇

关键词：云计算；教学资源共享；Hadoop

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）02-0247-01

一、引言

随着我国教育体制改革的不断深入以及经济社会发展对人才质量内涵提出的新要求，学校内部单一教学资源平台己经不能应对更加复杂的需求，出现了学校内部教学资源与外部教学资源的集成应用需求。为解决扩展性教学资源集成，急需研究和建立开放教学资源平台体系结构，支持学校间教学资源平台协同开发，透明地获取所需资源，实现学校间的松耦合协作和面向任务的资源动态重构。云计算技术的出现，为高校教育提供了一个新的具有集成、开放、虚拟和自治特征的服务平台，可以有效的解决当前教育领域面临的资源共享与协作难题。

二、云计算在国外教育资源共享的应用

美国肯塔基州就将云计算应用到拥有10200名学生的该学区中。通过云服务平台，将原来过时废弃在仓库中的1400台计算机转变为能够起作用的虚拟机。正因为云服务不需要本地计算机有硬盘，这种转换才成为可能。云计算在英国的院校中也有一席之地。很多英国高等教育机构，均利用了谷歌的程序。学生的应用需求和削减支出是主要的推动因素。同样非洲也欢迎云计算。已经有很多非洲的教育机构选择了云计算服务，选择云计算的主要动力来自于不完备的IT基础设备和没有资金去更新软硬件设备。谷歌已经与很多东非教育机构达成合作关系，为这些学校提供谷歌的云计算服务。

三、云计算在高校教学资源共享平台中的实施方案

（一）资源共享平台系统架构

为了更好的对云计算中的教育资源进行管理，首先需要了解其宏观的资源管理架构。架构通常可以分为物理架构和逻辑架构。物理架构是指计算机、服务器以及网络等设备的物理连接结构；而逻辑架构则是从各个元素所发挥的功能角度来区分它们的角色并描述了它们之间的关系。物理架构和逻辑架构是可以相互进行映射的。

系统架构是建立云计算环境首先需要考虑的关键问题。调度系统架构通常与数据中心架构密切相关，目前在有管理需求的大规模分布式环境下多是考虑的多级分布式体系结构。

（二）云计算框架Hadoop

在目前许多开源的云计算框架之中，Hadoop是其中最为著名的一个。很多大型企业都对Hadoop进行了应用，并结合企业的具体业务进行了大量的改进工作。Hadoop由许多模块组成，其包括Hadoop Common，HDFS，Mapreduce和Zookeeper等等。Hadoop框架允许用户在大规模集群设备上使用简单的并行编程语言泛型对海量数据集合进行分布式地处理。在Hadoop集群系统中可能拥有成百上千个独立的物理设备。每个物理设备都有其各自的计算与存储能力。不像其它传统方案依靠硬件设备来提供高可靠性，Hadoop本身就被设计为在应用软件层可以随时检测并处理节点失效问题。

（三）如何消除HDFS性能瓶颈

教育资源共享平台在设计过程中就不应对所有数据都一视同仁，而需要根据实际需求区别对待，例如更为有价值的数据理应得到更多的重视，并为其分配更多的存储资源，即建立更多的副本以应对高并发访问，降低访问延迟，同时还可以提高数据的安全性与稳定性。因此可以在HDFS的基础上进行改进，在名字节点之上增加了一个系统控制器。

在HDFS的原型设计中，其通过文件数据块（Block ）副本的方式解决其并行读取的问题。副本的数目在整个集群运行之前被存储，并且在整个系统运行中是统一且固定的（系统管理员可以通过配置文件进行重新配置，但更改的也是全局配置）。所有的数据节点都会采用这个配置，即数据节点上的所有文件块都会有相同的副本数目。

因此在此场景下文件副本的差异化配置就显得十分必要了。但数据节点以及云计算运营商难以知晓哪一个或哪一些文件会在较长时间内被高频率访问从而成为热点文件。如果采用固定的配置方法，则系统配置难以跟上用户需求的快速变化。基于Hadoop分布式开源架构的云计算本身就拥有简单的副本机制，包括副本的创建、故障节点检测与处理等等功能。但是该架构缺乏对副本的动态调整功能，无法灵活应对用户需求的快速变化。

四、结论

综上所述文件数据块副本数目的动态调整成为最好的选择。云计算存储资源动态调度机制（Cloud computing Storage resource Dynamically Scheduling scheme，CSDS）能够解决上述问题。

基金项目：2013年保定市科学技术研究与发展指导计划项目“基于云计算的高校教学资源共享平台研究”（13ZG014）。

云计算基本架构范文第8篇

据IDC用户调研显示，多数用户在选择云计算架构时，希望未来的云计算平台能够和现有基础架构兼容，从而降低实施风险，并且快速过渡到云平台上。同时，从现有架构平滑过渡，从另一方面也能够满足用户节省投资和缩短实施周期的要求。

为此，IDC总结了中国云计算基础架构实施的路线图，建议用户的云计算基础架构实施过程分为五个阶段。

1. 规划阶段：将采用云计算作为企业战略问题来对待，及时获得管理层的关注与支持，并明确设置每一阶段所要实现的目标。总体而言，用户需要将云计算提升到企业战略层面上进行统筹，从业务创新和IT服务转型的高度进行规划和部署。

2. 准备阶段：根据企业行业特性，充分认知采用云计算基础架构想要获得的服务与应用。对建设云计算平台进行充分的评估，来选择云计算平台的技术架构。用户还应充分考虑自身的业务和行业特征以及现有平台状况，充分评估系统迁移的可行性，保证基础架构平台的技术连续性和核心业务的连续性。

3. 实施阶段：企业级虚拟化是云计算的基础。构建满足安全性、可靠性、扩展性和灵活性等各方面要求的企业级虚拟化平台是建设云计算的必由之路。

4. 深化阶段：在基础架构虚拟化的基础上，用户还要实现自动化的资源调配。云计算基础架构不仅是平台的虚拟化，还需要自动化的监控和管理工具对虚拟资源来进行调配。

云计算基本架构范文第9篇

【关键词】 云计算 电力数据 中心架构 关键技术

前言：云计算能最大程度的进行信息资源的整合和共享，借助云计算架构的电力数据中心建设，能为电力信息的运行和服务提供平台，也能让各种电力数据进行最大化的利用，相比之下，云计算架构能支撑整个电力数据中心的建设。电力行业无异于是国民经济基础性行业，正是这一背景也让电力企业在生产的过程中产生了大量的电力数据，电力行业已经进入了大数据时代。

一、云计算电力数据中心架构总体分析

云计算本身的优势极为突出，能实现信息资源的网络化和自主化服务，实现对信息资源的动态配置，正是由于这些特点，让云计算架构在电力数据中心建设中得到了较好的应用。云计算能根据电力数据的具体要求，将其进行不同的资源处理和匹配，也能智能化的进行资源的动态配置。因计算架构能实现对电力数据的存储、管理和应用过程，是电力数据处理的重要平台，可以实现电力数据的服务和管理。云计算电力数据中心建设并不是为了满足某一个业务方向的目标，而是可以让电力系统的所有业务都能在这一平台上进行处理，能让这一平台更为灵活的进行数据处理。云计算的电力数据中心建设和电力系统的工作要求紧密结合，对电力数据进行合理的分配和处理，也能进一步的提高电力系统的运行速率和稳定性。

二、云计算架构的电力数据中心具体建设

1、云计算电力数据中心的网路架构。云计算电力数据中心的网路架构需要实现从传统模式的改变，借助网络的虚拟化让电力数据的处理过程更为灵活，也更有逻辑性。在网络管理和转变上，能将电力系统中应用的网络类型进一步细化处理，这样能保证电力数据中心网络不会受到物理网络的限制，借助VXLAN、NVGER等方式，可更好的现网络类型的转变，满足越来越多电力用户的要求。云计算电力数据中心的网络架构让整个程序更加灵活配置，也能实现对网络记仇的集中控制，通过网络配置和管理能有效提高运行效率。借助网络虚拟化能实现网络架构形式的转变，在网络负荷出现变化的时候，云计算电力数据中心可以自动调节网络配置。

2、云计算电力数据中心的主机架构。云计算电力数据中心的主机架构需要承载更多的业务，保证电力系统的安全稳定，尤其是针对电力系统本身的电力数据库较大的实际情况，应该充分实现云计算电力数据中心对各个系统的处理，面向更多的用户，这样无论是成本运行还是架构方案都需要进一步优化。云计算电力数据中心的主机架构能将传统的塔式架构方式转变成为虚拟化的架构形式，更好的整合主机资源，也能更好的实现整个业务系统的优化。

3、云计算电力数据中心的存储架构。云计算电力数据中心的存储架构是核心基础，也是数据访问的最终载体。随着各种新技术的兴起，能让云计算电力数据中心的存储架构不再是原本的主流存储架构，而是提高了其扩展性。新的存储架构能为云计算电力数据中心提供全新的服务要求，能够给系统进行存数数据的处理和访问，无论是技术方式还是文件分布都能优化其功能。网络中存在着不同类型的存储设备，这些软件联合起来能形成一个全新的电力数据业务系统，能更好的保证电力数据的安全和稳定，也能更好的节约架构成本。

三、云计算电力数据中心的关键技术

电力数据的发展让电力行业有了全新的系统规划，也让电力数据资源能更为系统化的处理，能满足新时代下对电力数据的处理要求，更好的进行信息系统的转变，这也是给电力数据中心带来更好的建设和应用。

3.1虚拟化技术

虚拟化是云计算的重要基础保障，也是云计算电力数据中心的重要技术支持，云计算和传统的计算模式最大的区别就是能利用虚拟化技术整合电力数据资源，增强电力数据中心对电力系统的服务效果，具体来说，虚拟化技术主要包括以下内容：（1）服务器虚拟化。一台计算机看起来可以代表着多个结构，也能同时运行不同的操作系统，这种服务器的虚拟化需要得到系统的支持，对于整个系统的管理可以进行虚拟监控，这也是对整个电力数据中心的处理，让整个系统操作更为抽象化。在电力系统中，工作人员可以借助虚拟机进行操作，实现电力数据资源的配置。（2）网络虚拟化。云计算电力数据中心需要对电力数据进行集中的处理，由于电力用户对于电力系统的要求较高，这也致使云计算电力数据中心的工作要求不断的提升。传统的电力数据中心处理方式都是二层网络，但是在电力数据的处理上很容易造成资源浪费，造成网络的堵塞，而且为了实现各个网络的独立处理，这也能让电力数据中心的网络结构变得复杂。针对这一问题，云计算电力数据中心可以让网络和业务相比更加独立，尽管电力数据数量较多、流量较大，但是借助网络的虚拟化，可以实现网络的分层虚拟，也能在不改变原本的布线方式下，实现网络的虚拟化处理，更好的进行电力数据的处理。（3）存储虚拟化。电力数据的增加也让电力数据中心的存储要求增加，电力数据库越来越庞大，无论是数据库的管理还是维护难度都大大增加，甚至会导致对数据库的管理和维护费用超过了本身对电力系统中设备的成本。云计算电力数据中心可以实现存储虚拟化，借助一个统一的网络磁盘，忽视了存储设备的物理特点，突出其逻辑特点。电力系统用户在网络存储工作中可以设立一个虚拟的存储池，然后将存储池划分出来不同的虚拟空间，在出现新的存储设备时，并不需要停止电力设备，只需要将新的存储设备存入到整个虚拟系统中。存储虚拟化可以让用户和存储设备之间形成管理层，这也是一个有效的管理手段。在存储虚拟化系统中，对于电力数据的处理也是一项极为关键的技术，电力数据信息较多，很容易出现重复，而重复的电力数据会占用大量的虚拟空间，因此需要云计算电力数据中心能实现对重复数据的选择和处理，实现电力数据的简化，也不会造成电力数据的缺失。

（4）应用虚拟化。应用虚拟化和其他类型的虚拟化相同，都是将应用程序进行虚拟化处理，更好的进行逻辑分析。电力系统的用户可以访问一个虚拟的服务器，然后用户可以借助计算机将这其应用到服务器，服务器会为这一过程开设一个新的空间进行对话，然后将整个过程传输到客户端处，用户在客户端可以有较好的应用体验，不会感觉到电力数据传输的困难和复杂，能感受到对系统的应用和正常的本地应用程序一样，访问体验更加舒适。无论计算机用户端如何变化，环境的改变都不会改变应用程序的灵活性和安全性，从用户的角度来看，用户并不需要在计算机上安装更多的程序，也不会受到用户计算机本身硬件O备的限制，在使用上更为舒适，也能让电力数据的处理和应用更为便捷。

3.2自动化技术

云计算电力数据中心能处理大量的电力数据资源，能对资源进行更为合理化的处理、配置和维护，传统的电力数据资源操作已不能满足于新的数据处理需求，可借助云计算电力数据中心的建设来进行电力数据资源更好的处理。自动化技术也是云计算电力数据中心的一个重要的技术基础，这也是云计算电力数据中心在建设过程中需要掌握的关键技术。（1）设备管理自动化。对于电力设备管理可以进行自动化部署，各种系统和软件等可以实现自动化安装，云计算电力数据中心的电力数据资源能更为快速的进行处理，不会耽误正常的用户服务。对于整个云计算电力数据中心的监控可以在第一时间掌握各种电力设备的运行状况，在出现问题时能尽快发现，并且进行自动化调整。设备管理的自动化能根据实际情况自动调整软件的差异，让整个操作过程更为标准。（2）资源管理自动化。在云计算电力数据中心中电力数据资源的配置可以实现自动化处理，统一调度电力数据资源，也能根据电力系统具体的要求进行调整，通过监控对整个过程进行优化，也能让电力数据资源的配置更为智能，也可以实现计费等附加功能。（3）应用管理自动化。云计算电力数据中心能对电力数据进行动态处理，以便能更好的适应业务要求，也能从实际的平台电力数据信息出发，进行自动化的应用管理，减少人工参与，也能避免一些不必要的误差和负面影响。

四、结语

综上所述，随着电力系统的不断发展，云计算的应用也越来越成熟，传统的电力数据中心已经不能满足新时期电力系统的要求，云计算的应用也越来越广泛，基于云计算架构能更好的完善电力数据中心建设，不断的提高电力数据中心对电力数据的容纳能力。电力数据也能借助云计算更好的实现分类和应用，不断的满足新的电力系统的需求。

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云计算基本架构范文第10篇

关键词：SOA；中间件；云计算

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1537-03

中间件处于操作系统、网络、数据库与应用软件中间的一类软件。是基于分布式处理的软件或服务程序，它管理计算资源和网络通信，为上层的分布式应用软件提供运行与开发的环境，而应用软件借助中间件在不同的技术之间共享资源。

1 中间件的优势

中间件产品对各种硬件平台、操作系统、网络数据库实现了兼容和开放。基于中间件开发的产品容易在不同的架构与系统之间互相移植，中间件保持了平台的透明性，实现了对交易的一致性和完整性的保护，提高了系统的可靠性。用各类不同的中间件产品组合，配合可复用的商务对象构件进行开发，大大降低开发成本，节约编程周期，提高工作效率。

2 中间件作用与分类

1）终端仿真/屏幕转换：实现图形用户接口客户机与字符接口的服务器应用程序之间的互操作。

2）数据访问中间件：是对异构环境下的数据库或文件系统实现联接的中间件。在分布式系统中，重要的数据都集中存放在数据服务器中，这些数据有关系型的、复合文档型，多媒体型的，还有一些数据是经过加密或压缩存放的，这类中间件将可以实现在网络上虚拟缓冲存取、格式转换、解压等工作。

3）远程过程调用中间件：通过这种远程过程调用机制，编程人员编写客户端的应用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程。

4）消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，实现在不同平台之间通信，实现分布式系统中可靠的、高效的、实时的跨平台数据传输。

5）交易中间件：是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的中间件。在分布式事务处理系统中事务通常要多台服务器上的协调完成，一旦某台服务器发生故障，交易中间件要保证系统恢复、自动切换，高可靠不停机的运行。同时要使多台应用服务器大量事务实时并发运行并保持负载平衡。

6）对象中间件：在分布异构的网络计算环境实现分布对象有机地结合，完成系统的快速集成、对象重用。

7）Web服务器中间件

Web服务器中间件可以弥补基于HTTP协议浏览器，数据写入与、会话能力差的缺陷。

8）安全中间件

操作系统被国外垄断，安全高效的安全中间件将成为我国信息网络安全的要求。

3 云计算概念

云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。云计算具有大规模、虚拟化、可靠安全特征。它完全建立在虚拟资源层上，容易实现自我维护和管理。用户根据自己的需求动态获取所需云资源和云服务。

4 云计算特点

1）云计算集成资源提高计算效率与计算能力

云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，用户通过租用的方式共享CPU等计算资源。按需所取，从而提高了计算资源利用率。

2）分布式数据中心保证系统安全性

分布式数据中心可将云终端的用户信息存储到地理上相互隔离的数据库主机中，用户不需知道信息的确切存储地点。增加了黑客的攻击门槛，提高云系统的安全性。

3）虚拟化层彻底隔离软硬件

虚拟化层将云平台上方的系统软件、应用软件和下方的硬件设备隔离开来。用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类硬件设备，这种架构减少软件对硬件设备依赖性，实现了资源的动态配置。

4）模块化平台设计实现高可扩展性

云计算平台均在各层集成功能各异的软硬件设备和中间件软件。这些中间件软件和设备提供针对该平台的通用接口，允许用户扩展设备。用户利用云与云之间的对应接口，实现在不同云之间进行数据迁移、最大化满足用户需求。

5）虚拟资源池为用户提供弹

云管理软件将整合的计算资源根据应用访问的具体情况进行动态调整。云计算对于非固定的需求应用，如波动性需求、阶段性需求等可以通过增大或减少资源来实现。而对规律性的固定需求可根据事先设定的规则进行预测分配、实时调整。总之弹性的云服务可以提供按需分配的计算资源。

6）按需付费降低使用成本

云计算的企业（如Google微软等）按需提供服务、按需付费。对用户来说，云计算不但省去了基础设备的购置运维费用，而且能根据企业成长的需要不断扩展订购的服务，不断更换更加适合的服务，提高了资金的利用率。

5 云计算中间件在云中的定位与作用

云计算中间件定位在是云计算的Paas层，如下图1所示， 它主要进行云计算的资源管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为应用提供服务。均衡使用云资源节点，检测节点故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使用情况进行监视统计，执行用户或应用提交的任务，包括完成用户任务映象（Image）的部署和管理、任务调度、任务执行、任务生命期管理等，云计算中间件也可提供用户交互接口、管理和识别用户身份、创建用户程序的执行环境、对用户的使用进行计费等，云计算中间件也要保障云计算设施的整体安全，包括身份认证、访问授权、综合防护和安全审计等。

6 基于云计算中间件的系统架构

云计算中间件是集成了云计算能力的中间件平台，其系统架构如下图2所示。云计算中间件平台具备以下云计算能力：

1）对虚拟资源池的管理能力，包括虚拟资源的创建，使用，回收全生命周期的管理。

2）对虚拟计算资源的动态调度能力，即中间件平台可以动态调度虚拟资源满足业务需求。

3）对分布式存储的扩展支撑能力，包括基于hadoop+hdfs的云存储架构

4）对分布式数据库的支持能力，包括key-value半结构化数据库，也包括hive等数据云数据库。

把云计算这四个能力合并到云中间件平台去。可达到在系统应用和底层IaaS层之间建立集成。云计算中间件平台可以通过IaaS层的服务接口动态创建虚拟机，并下发部署包完成程序的部署。在部署完成后可以根据业务系统的并发访问情况动态调度后台的虚拟资源池资源，真正实现计算和存储能力的弹性和可伸缩。云计算中间件实现底层资源完成黑盒，完全根据应用并发量和调度策略动态调度后台资源。完成了传统的负载均衡和集群技术往云中间件转移与动态实现。云计算中间件产品通过提供的web service去调度后台的分布式存储资源和存储节点或api开发，保证了中间件平台分布式存储能力。例如IBM有个中间件产品叫WebSphere eXtreme Scale具备提供分布式缓存的能力可以为数据层提供高性能，高扩展性数据密集型的计算应用。增加了云计算服务能力的传统中间件即是云计算中间件。云中间件是构成PaaS平台必备部份，提供PaaS层和IaaS层的集成能力。云计算中间件也可以细化为介于PaaS平台和IaaS平台之间的一个中间层。

7 基于SOA的应用集成云中间件架构

1）基础应用Framework（核心运行时）

该层是整个SOA应用集成中间件系统的最底核心层，该层包含了支撑云中间件正常运行的基础框架、基本类库等，同时还需要从底层上实现一个ESB，保证将外部的各类软件插接到上面，实现应用集成。ESB能够实现到何种程度也就意味着最终能够实现多大程度的应用集成。

2）业务支持组件

SOA应用集成中间件本身具备普通应用系统具备的公共模块，比如中间件本身需要负责的事务管理模块，数据访问控制模块，基本业务配置模块，日志管理模块，异常处理模块，邮件及消息管理模块甚至还有商业系统之间交互管理的模块。这些组件虽然不直接用于应用集成，但是对于云中间件的运行是必不可少的。

3）可扩展的服务库

基于SOA的云中间件对外部应用进行集成并转化为相应的服务。云系统服务必需随业务的变化不断扩展，必须将外部应用不断导入，并注册为预置的服务。故云中间件的服务库就会得到扩充从而使得功能越来越强大。

4）集成开发环境IDE

扩展性对SOA的云中间件产品也是非常重要的，提供开发工具让业务人员根据自己的需要调整、增加云中间件的功能，也能够使产品体系得以完善。

5）企业级Portal

基于SOA的应用集成云中间件必须提供一个外部可以访问并进行配置甚至直接操作的接口，用户可以通过浏览器登录、浏览或者使用上面的各种服务功能。这个应用集成还要具有动态配置与的能力、一站式登录的能力、较强的交互能力。

8 基于SOA架构的云计算中间件实现

可以用二种方法实现基于SOA架构的云计算中间件的集成，一是在现有的SOA架构中引入云，考虑到SOA平台本身的ESB能力、流程引擎能力、规则引擎能力，可以把这些能力演化为云计算的PaaS层平台的能力。SOA平台也需要IT硬件基础设施，这些基础设施可以直接使用云计算平台IaaS层的计算能力单元和存储能力单元，云平台的这些单元也可以以服务的方式接入到ESB总线上，如云存储，分布式计算等能力都可以集成到ESB总线。二是在云平台中引入SOA形成云计算中间件，首先ESB总线是该中间件平台一个必备的能力，通过ESB总线可以实现IaaS、PaaS和SaaS层之间集成。其次，PaaS既是一个在线开发环境，也是一个在线执行环境，在SOA中我们谈到的数据服务，业务服务，流程服务，展现服务等都可以作为PaaS层在线开发时的能力单元。而这些能力单元在线进行服务编排和组装又可以借助SOA本身已有的BPEL和规则引擎来完成。云化后的SOA中间件也将不再是为单个应用提供服务。

云计算基本架构范文第11篇

关键词：云计算；安全关键技术；数据中心安全研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.129

0 引言

借助云计算出色的灵活性、创造力和庞大规模的创新云服务，其已经从一种优化数据中心的方法快速演变为变革业务的主要途径。 安全技术是云基础架构的基础，因此要继续开发必要的功能，为企业的发展提供强有力的保障。除此之外还要还要解决云计算存在的其他问题，优化用户体验，使云计算更加的开放和安全，用户可以根据自己的需要扩展云存储的内容。

1 云计算安全关键技术分析

1.1 对云服务框架的研究

云服务成功要求部署正确的内外部服务组合，以建立技术差异化优势。为了支持这一混合服务，战略和战术应基于全面的框架进行考量。云服务框架应能够推动实现联合的、自动化云环境，并提供客户端感知服务。基于云的创新可以从小型关键项目着手，针对公有云、私有云和混合云系统地制定计划。业务需求、投资回报（ROI）分析、安全需求和管制要求均应在决策中加以考虑。核心竞争力和竞争优势来源仍应置于安全的私有云中，以便可以保持 IT专业知识，并能够在对业务至关重要的领域实现快速创新。商业化功能是SaaS 解决方案的选项，可以在内部部署，这种混合方法可帮助云计算更加安全。云框架如图1所示。

1.2 云计算的安全保护与管理技术

云基础架构和服务规划让企业有机会从各个角度重新审视安全保护能力， 增强云计算和非云计算的安全保护能 力。CIO 应该采取一种全面的方法， 避免传统孤岛，而转用端到端的多层方法。策略、技术和控制应包括数 据、应用、服务、终端设备和基础架 构的各个方面。为了满足业务需求， 这些方法还应该平衡主动安全性与对 灵活性和工作效率的关键需求，并包括快速响应计划。 鉴于威胁和攻击点的多样性，云安全解决方案也应各式各样。ClO 应将安 全保护作为整个解决方案堆栈中购买 决策的一个因素，并创建灵活的安全 架构来应对不断演进的主机、服务、 企业要求和威胁。开放式数据中心联 盟（COCA）和云安全联盟（CSA）等 组织开发了多种标准方法，可以帮助 建立一个开放、灵活的安全架构 [1]。

目前业界正在不断兴起的一个趋势为将安全功能迁移至硬件，以更好地抵御攻击。基于硬件的解决方案能够对在公有云或私有云中或在客户端 设备上驻留或移动的数据进行高速加密。还可以建立可信的服务器池，以运行敏感的工作负载。

还能够证明主机软件还没有受到入侵。在使用外部云平台和服务方面，缺乏透明度成为企业的一个重要安全顾虑。CIO 必须与服务提供商合作以确 保提供企业所需的透明度、控制和审 计能力。目标应该完全透明，支持IT 团队能够如同在企业中一样， 实时、精细地控制云工作负载、安全 保护能力和总体拥有成本。这种程度的控制力对于有效管理和满足合规要求至关重要。

1.3 现代化存储和网络技术

在许多企业，存储和网络的增长已构成严峻挑战，而与此同时需求却仍在不断攀升。思科预测，到2016 年全球数据中心流量将增长四倍，共计达到6.6 ZB4。云流量是增长最快的领域，有四分之三的流量源自数据中心内的数据交换请求。随着大多数企业开展服务器虚拟化，企业下一步将需要进行网络和存储基础架构的现代化和虚拟化。传统存储解决方案缺乏处理日益增长的云和大数据存储要求所需的性能和灵活性。同时传统网络也无法支持云服务、分布式分析、更高的虚拟机（VM）密度以及其他因素所产生的 I/O 增长。通过实施支持存储和网络现代化与虚拟化的策略，CIO 可以降低数据中心的成本、占地空间和能源要求，同时获得支持云工作负载所需的速度、灵活性和可扩展性。[2]分层存储架构有助于平衡成本与灵活性，它将传统存储域网络（SAN）和海量存储与横向扩展存储平台和服务器连接固态硬盘（SSD）组合在一起，可支持性能敏感型数据库和应用程序（图2）。

2 云计算数据中心安全技术

构建在平台创新之上要应对数据、设备和服务的增长，企业需要在各个方面进行扩展，包括服务器、存储、网络、电源、安全保护和可管理性等。摩尔定律继续为可扩展的云服务带来卓越的CPU和服务器性能。摩尔定律所带来的进步还支持着平台创新，例如节省成本的电源管理技术等。这些进步同时也为云计算的数据中心服务器提供服务。

2.1 数据中心安全架构

云计算的数据中心服务器转变成为安全解决方案堆栈的重要组成部分，提供硬件增强功能，从而减少数据丢失，防御隐藏的恶意软件，以及支持其他安全任务。全新处理器和平台架构为 IT 部门提供了更大的灵活性，使其能够根据云服务要求更好地匹配基础架构。企业将可以从多种选项中进行选择，包括针对广泛云工作负载进行优化的高效的高性能处理器，以及可提高机架密度并降低功耗的微服务器等。大数据工作负载能够利用平台进步和框架，改进来自嵌入式系统的数据的处理，例如销售点（POS）终端、数字标牌和用于零售连锁店的监控摄像头等。这些框架能够更轻松地将此数据传送到可管理的分布式云环境，以对其进行分析、整合和管理，并应用于云服务。

要降低总体拥有成本（TCO）和避免片段化，需要在一个统一的架构框架内部署这些异构技术。这将使部门能够从专业化中获益，同时保持一个一致、可管理的 IT 环境，并增强业务灵活性。支持采用开放行业标准的策略同样可为企业带来助益，可支持灵活地采用广泛选项组合基于云的创新与最佳外部服务。此外，通过充分利用更大规模的开发人员的丰富经验，基于标准的解决方案可帮助加快创新速度，创建出差异化的服务[3]。

2.2 高效率客户端技术

消费化正推动 IT 部门重新考虑客户端计算战略。当今技术娴熟的员工已不满足于限制使用个人服务的一刀切式企业客户端或策略。如果 IT 不 能快速提供所需的能力，员工会找到其自己的解决方案，而这会增加管理挑战和安全风险。然而，消费化也带来了重要的创新机会，可帮助提高员工满意度，精简业务流程，以及提高IT 和最终用户的工作效率。云服务作为有效客户端战略的一部分，能够帮助CIO实现这些优势，同时最大限度地降低管理和安全缺陷。云计算的目标应是为使用者提供出色灵活性，让他们能够从多种设备 访问企业资源，以及从企业平台访问 个人云解决方案。 在数据中心，云计算的动态边界使得更多系统暴露在外部威胁之下，硬件增强的安全技术可帮助提高保护能力，抵御部分威胁。在客户端方面，借助硬件增强的安全保护技术和本地设备性能，诸如客户端托管的虚拟化等基于云的方法能够加强保护，让员工保持高效工作。[5]除此之外，环境感知服务能够应用各种不同的安全保护形式，根据访问时用户的设备、状态和环境，提供灵活的访问权限。

3 数据存储安全性分析

对于云服务提供商和企业来说，非结构化数据的迅猛增长带来了巨大存储挑战。用户生成的图片、视频、电子邮件、文档和网络内容等数据占据了存储容量的大部分 ― 并以每年 50%的速率增长。今天，“热数据” 和 “冷数据” 均存储在云中。热数据的访问频率较高，需要高性能、低延迟的解决方案。相反，冷数据的访问频率不高，可以容忍较长的延迟。海量非结构化数据的挑战是确保成本和性能之间的合理平衡，同时确保数据随时可用。

利用合适的处理器和网络组件的存储解决方案，云服务提供商和企业可解决这一挑战 ―构建针对成本、可靠性、安全性和性能要求而构建的存储层，包括成本效益极高的分层存储从而管理海量非结构化数据。该策略可在正确的时间、正确的地点高效交付正确的数据。高性能的处理器可支持采用计算密集型技术以最大程度减小存储容量需求，从而降低采购和运营成本。另外，基于高性能处理器和网络组件的存储解决方案可支持访问成熟、强大的存储应用生态系统。利用计算性能降低成本并保护数据基于高性能处理器的存储解决方案可交付强大的计算性能和存储优化的功能以及高 I/O吞吐率。这为降低存储成本并增强数据保护与安全性所采用的计算密集型解决方案提供了灵活性。存储应用可利用处理器的硬件特性加速数据存储和检索。因此，效率增强的智能存储技术可根据需要动态供应，例如，纠删码、数据压缩、自动精简配置和重复数据擦除。结合使用网络解决方案，数据可在应用服务器与存储之间可靠、高效地传输。

分布式存储架构的建立基于行业标准服务器的分布式存储架构可针对非结构化数 据高度灵活地实施高性价比的存储方案。如下图图3所示，采用基于高性能处理器服务器的对象存储，它针对应用服务 器、存储节点或元数据服务器等不同角色而优化。每个服务器均针对其角色配置最优的计算、I/O 和内存容量。随着存储需求的不断增长，客户可根据需要直接添加服务器来 提高容量。

在保护数据方面，处理器支持强大的数据保护机制：也即是 RAID 和三重复制。RAID 和三重复制等传统数据保护方法可从广泛的生态系统以及处理器中受益。处理器的可扩展性可交付满足价格和性能需求的解决方案。高性能处理器可支持纠删码，取代三重复 制提高存储效率。数据可在整个数据中心、甚至数据中心之间分布，支持灾难恢复。 除此之外为了增强静态数据保护，处理器还包含可加速行业标准数据加密与解密的英特尔内置安全技术。

4 结束语

云计算的变革需要新的技能和态度，要求更加深入地参与解决安全问题，同时这一转变还要求围绕业务目标调整云计算的安全性。目前需要建立安全且可扩展的基础架构，精简流程，并形成创新文化，以便 IT 部门能够在战略上与业务部门协作，提高云计算的安全性。

参考文献：

[1]吴华芹.基于云计算背景下的数据存储技术[J].计算机光盘软件与应用，2013（07）.

[2]孟小峰，慈祥.大数据管理：概念、技术与挑战[J].计算机研究与发展，2013（01）.

[3]刘勇.浅析大数据安全技术[J].计算机科技，2015（01）.

云计算基本架构范文第12篇

关键词：云计算；数字图书馆；服务平台；架构设计

中图分类号：TP391 文献标示码：A 文章编号：2095-1302（2014）02-0080-02

0 引 言

云计算具有超大规模、虚拟化、高可靠性、易用性、高可扩展性、按需服务、廉价等优点，因此，研究人员已经探索将云计算技术应用到数字图书馆服务共享平台建设中，以提高资源共享度。喻昕、王敬一[1]提出了一种数字图书馆云服务平台的架构模型，并设计了服务平台管理、运行机制。裴红罗[2]等提出了一种基于云计算的数字图书馆平台架构，该平台架构分为模型数据库、控制算法层和表现应用层。陈宫、牛秦洲[3]采用Eucalyptus和Portlet 等技术，实现了一种基于云计算的数字图书馆信息服务平台。在我国，数字图书馆建设主要集中在高校，但目前关于数字图书馆云计算平台架构的研究，几乎都将平台定位于学术资源共享，而忽视了平台可以为数据挖掘、基因序列测定、天文信号分析等需高性能计算支撑的工作提供计算资源，此外，研究都没有涉及云计算平台的实现技术。因此，本文提出一种基于云计算的数字图书馆服务平台的架构及实现技术，为高校自主建设数字图书馆云服务平台提供参考。

1 云计算

1.1 云计算的基本架构

Voorsluys等[5]介绍了多个云计算架构，其中普遍被认可的云计算通用基本架构如图1所示。其中：IaaS（Infrastructure as a service）表示基础设施即服务，基础设施由虚拟机、服务器、存储设备、网络设备、负载均衡设备等组成；PaaS（Platform as a service）表示平台即服务，PaaS层包括数据库、Web服务器和开发工具集等；SaaS （Software as a service）译为软件即服务，SaaS层属于应用层，为云用户提供各种软件服务。例如，Google APPEngine实际上提供了PaaS服务；Amazon的云服务包括：EC2、S3存储服务和Elastic Beanstalk，从技术架构来看，前两者属于IaaS，而Elastic Beanstalk则属于PaaS。

图1 云计算的基本架构

1.2 云计算平台发展趋势

Google、Amazon等公司提供的云计算平台无法满足不同用户的特定需求，所以，很多机构（如美国国防部）开始构建私有内部云。一些小公司也致力于帮助客户构建云，如3Tera公司声称能够提供许多Amazon没有的管理服务，自主建设私有云已经成为一种潮流。Xen等开源平台及软件的出现，使得学术界、中小企业自主搭建中小型云平台成为可能[6]，也为自主建设数字图书馆云服务平台提供了一种更加贴近实际需求的选择。

2 基于云计算的数字图书馆服务平台架构

本文提出的基于云计算的数字图书馆服务平台架构如图2所示，平台由物理资源层、虚拟化资源层、数据层、服务层和用户层组成，可以满足用户对于存储资源、计算资源和网络资源的需求。

用户层 服务汇总、服务个性化定制、不同访问设备兼容

服务层 用户管理、安全管理、资源管理、借阅、检索、书刊推荐、专题订阅等

数据层 异构数据库及数据库访问模块

虚拟化资源层 存储资源、计算资源、网络资源

物理资源层 服务器、存储器、网络设备等

图2 基于云计算的数字图书馆服务平台架构

2.1 物理资源层

最底层的物理资源主要包括服务器、存储器、网络设备等。物理资源的规模与结构相对固定，难以支持多变的服务需求，需要通过虚拟化方式将其整合，以便为上层服务。

2.2 虚拟化资源层

利用虚拟化技术将各种物理资源整合（或划分）并转换为相应的虚拟化资源，为云计算平台提供了资源调配上的灵活性，提高了资源利用率。虚拟化资源层包括存储资源、计算资源、网络资源等。存储资源通常由网络文件系统和分布式存储技术实现。计算资源主要包含 CPU 资源和内存资源。网络资源虚拟化抽象隔离了网络中的路由器、交换机、网络端口以及其他物理元素的网络流量，将每个物理元素用虚拟表示形式代替，虚拟网络元素配置灵活，能够满足特定需求。

物理资源层和虚拟化资源层共同组成了基础设施层。为降低建设成本，可以采用开源技术构建基础设施层，从功能、虚拟化技术支持程度和商用评估三个方面综合来看，OpenStack是构建基础设施层的理想选择[7]。作为开源云端运算软件的典型代表，OpenStack具有良好的灵活性、扩展性和兼容性，采用分布式和异步的体系结构，支持多种局域网管理方式、虚拟机镜像和实例管理、iSCSI 存储容器管理等，能帮助用户快速构建云基础设施，已有超过 100 多个全球领先的 IT 公司参与了OpenStack项目。

2.3 数据层

数据层包含各种异构数据库和数据库访问模块。数据库软件种类繁多，既有商业化的数据库软件，也有开源的数据库软件，不同的数据库软件依赖于不同的操作系统，如SQL Server只能运行在Windows平台上，无法与Unix兼容。在云计算环境下，各数字图书馆组成联盟有利于资源最大程度的共享，作为网络节点的数字图书馆，其节点异构性是不可避免的。数据库访问模块（也称为信息集成模块）用于屏蔽各种数据库的差异性，并提供访问接口，便于上层服务完成对异构数据库的操作，可以利用Java持久化API等技术实现这个模块。Java持久化API简称JPA是Java EE 5规范中用于对象/关系映射的一组API，它使得对象（构成上层服务的基本组件）持久化更加规范和容易实现。

2.4 服务层

服务层由用户管理服务、安全管理服务、资源管理服务、借阅服务、检索服务、书刊推荐、专题订阅等模块组成。用户管理服务实现用户的增加、删除、修改、查询，并通过角色划分赋予各用户以不同的权限。安全管理服务完成用户身份认证，按角色来区分访问控制。资源管理服务负责存储资源、计算资源和网络资源的管理，包括调度、动态部署、配置和回收。借阅服务实现纸质图书资料的管理。检索服务满足学术资源的检索、下载，书刊推荐和专题订阅等则实现个性化服务。

服务层的实现可采用J2EE平台。J2EE是当前的主流平台之一，具有支持异构环境、可伸缩性强、采用多层的分布式服务模型等优点，开发J2EE的工具很多（如Eclipse），这些工具通常都提供向导、上下文帮助、可视化工具及代码自动生成等功能，可避免不必要的重复编码，帮助开发人员快速构建应用程序。

2.5 用户层

用户通过门户访问云服务，而访问方式却各不相同，可以分Web服务、Web应用、外部服务和非Web应用等，因此，需要实现内外部服务的汇总、服务个性化定制以及针对计算机、手机、平板电脑等不同设备的显示。实现技术可以采用JSF（JavaServer Faces），JSF提供了一种以组件为中心的用户界面（UI）构建方法，采用基于组件和事件驱动的开发模式，为Java Web应用程序开发带来了极大的便利，使得开发人员可以专注于业务逻辑，加速Web应用程序的构建。

3 结 语

作为图书馆的主要依托单位，各高校应该将最新的云计算技术应用于数字图书馆或联盟的建设，构建云服务平台，实现资源大范围共享，减少重复建设。在经费有限的情况下，高校可以充分利用研发人员优势，自主建设云服务平台。本文分析了高校对于云服务平台的主要需求，提出了基于云计算的数字图书馆服务平台架构模型，详细说明了架构模型每层的构成及功能，在研究主流开发技术的基础上，介绍了架构的实现技术，选用的技术具有成熟度高、兼容性强、研发难度低等特点，适合于快速构建云服务平台，可以为今后的建设工作提供参考和借鉴。

参 考 文 献

[1] 喻昕，王敬一. 基于云计算技术的数字图书馆云服务平台架构研究[J]. 情报科学， 2011， 29（7）：1049-1053.

[2] 裴红罗，王运圣，江洪涛，等. 基于云计算的数字图书馆平台架构设计[J]. 中国农业科技导报， 2010， 12（6）：126-129.

[3] 陈宫，牛秦洲. 基于云计算的数字图书馆信息服务平台[J]. 情报科学， 2012，30（5）：684-687.

[4] 倪煜佳. 基于云计算的图书馆联盟服务平台构建研究[D]. 长春：东北师范大学， 2012.

[5] VOORSLUYS W， BROBERG J， BUYYA R. Introduction to Cloud Computing [M]. New York， USA： Wiley Press， 2011.

[6] 丘群业. 企业私有云计算基础架构研究与设计[D]. 广州：华南理工大学， 2012.

云计算基本架构范文第13篇

企业CEO往往希望能够利用行业的最新技术与成熟的最佳实践和模式,帮助自己规避风险,提高投资回报与业务收益。因此,帮助企业构建云计算的服务技术开始受到用户青睐。

惠普企业业务集团技术服务事业部基础架构咨询服务高级顾问经理张俊认为,在惠普的云战略中,除了帮助云服务提供商建设自己的云平台和提供安全与服务来源的支持、帮助客户管理云安全外,最重要的一点就是提供一系列云服务,包括云战略发现研讨会、云发展蓝图服务、云设计服务、云安全服务、云支持服务等,从各个不同角度解决企业迈向云计算与融合基础设施架构时面临的困难。

近日,惠普技术服务部了云设计服务策略。从现有的应用孤岛模式迈向“云”,无疑是企业计算架构的一次大变革。做好先期的设计工作,能够为最终实现云计算打下坚实的基础。张俊认为, 云设计服务是所有云服务中的一个环节,它应用已经通过验证的方式,对可扩展的、基于云的基础设施进行了设计和部署,可以加速项目交付,同时降低风险。另外,设计原则保证了云基础设施能够支持包括私有云与公共云在内的混合源模式,企业能够根据不同的工作量进行使用,并交付服务。

云计算基本架构范文第14篇

关键词：云计算；虚拟化；服务

中图分类号：TP3

1 云计算的概念与特征

1.1 什么是云计算

云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，它通过互联网来提供动态易扩展而且是虚拟化的资源。简单的来说，云计算利用互联网的传输能力，将数据的存储和处理过程从本地服务器转移到互联网上，它不是一种新技术，而是分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化等传统IT技术发展融合的产物，是一种服务模式。

云计算分为狭义云计算和广义云计算。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网络被称为“云”。广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务，这种服务可以是IT基础设施和软件、也可以是任意其他的服务。

1.2 云计算的基本特征

资源部署虚拟化

资源配置动态化

需求服务自助化

以网络为中心

服务可计量化

资源的池化和透明化

2 企业云计算

2.1 为什么需要云计算

云计算能够解决企业对IT资源的动态需求和IT成本的问题，使得IT部门可以专注于提供信息服务和业务流程。企业数据中心的建设需要大量资源投入，新的信息系统在建成后5年就会面临硬件设备逐步老化与更换，而应用软件则经常面临升级需求。此外，企业在IT方面大量投入却不能满足业务的动态需求，即使虚拟化后，也难以解决不断增加的业务对资源的变化需求，IT资源不能动态扩展的限制已经成为阻碍企业业务发展的绊脚石。

虚拟化等技术不断纵深发展，IT资源已经可以通过自动化的架构提供全局动态调度能力，自动化提升了IT架构的伸缩性和扩展性。大规模的计算与数据处理系统已经在分布式、并行处理的架构上得到广泛应用，计算密集、数据密集、大型数据文件系统成为云计算架构的建设基础，超高速网络平台使得信息可以快速传递、交换。企业部署云计算已经具备技术基础，而企业的IT从原有的信息架构升级到可动态扩展、可按需分配的IT服务也成为必然。

2.2 企业云计算的建设过程

云计算建设分为三个阶段：基础云阶段、平台云阶段、服务云阶段。企业首先需要将现有的信息架构变成云架构，即实现虚拟化的数据中心；然后，在这个基础的云架构上部署基础软件，也就是中间件，实现IT资源平台化；第三步是在中间件平台云的基础上，实施部署面向业务的应用软件，能够为企业业务提供IT服务。

（1）基础云阶段

这一阶段主要是实现企业IT基础资源（计算处理能力、存储、网络）的虚拟化，提高资源利用率，统一管理和维护IT资源，为用户提供基础IT资源服务，提供高容灾机制、弹性计算能力，提供统一的计算资源池和存储池，实现资源池内的容灾、自动化修复、自动化管理和资源动态调配。

（2）平台云阶段

基于网络提供对业务应用完整的生命周期的支撑，包括产品的设计、开发、测试、部署、生产运行等，也可以称为基础软件平台阶段。这一阶段的主要特性是：提供统一的中间件服务、消息服务、整合服务等多种基础服务，用来作为业务软件的运行支撑平台，中间件能够很好的与底层的云计算交互，更好的利用虚拟化资源，提供统一的管理平台，可以实现对硬件资源、虚拟化资源、中间件资源的统一管理，实现对硬件资源、虚拟化资源、中间件资源的统一调配，更加合理的利用有效资源。

（3）服务云阶段

在平台云基础上，构建各种云服务，直接面向用户提供业务支撑。由于中间件是业务系统的直接支撑实体，因此业务云服务构建在平台云上，将能够更好的对外提供可用的服务。主要特性：业务服务随需取用，用户端设备通过定制，实现不同的服务组合，同一个服务可以被不同的用户端设备使用，软件服务实现社会化、集约化、专业化。

2.3 企业云计算运营模式

企业无论是使用基础架构云（IaaS）、平台云（PaaS），还是应用软件云（SaaS），都要考虑是采用

服务商的计算资源还是自建云计算资源。从目前来看，主要分为以下3种运营模式。

方式一，企业建设，企业运营。这是一种典型的私有云模式，企业自行建设云计算基础资源，基础

资源在企业数据中心内部，企业自己承担运行维护工作。

方式二，企业建设，运维外包。这也是私有云，但是企业只进行投资建设，而云计算架构的运行维

护外包给服务商，基础资源依然在企业数据中心。

方式三，服务商建设，企业租用。由服务商构建云计算资源，企业只是根据需要租用云计算服务，例如由服务商为企业提供面向互联网的公共服务（如邮箱、即时通信、共享容灾等），云架构与公共网络连接，由服务商来运维其云计算资源，并保证不同企业用户的数据安全。

3 结束语

云计算不仅带来了IT模式的变化，也将引发IT服务的变革。在以服务为导向的云计算时代，企业

只需要关注自己需要的数据，而对数据的计算、数据的存储都是用云端的服务来实现。云的服务提供商则将核心业务重点放在IT架构的运营上，服务将成为下一代IT的核心内容。

参考文献：

[1]齐虎春.云计算从概念到应用的研究[J].内蒙古科技与经济，2010（15）.

云计算基本架构范文第15篇

【关键词】云计算 数据安全 问题 解决方案

一、云计算的最重要的存在意义及服务内容和基本意义的概念及应用

（一）云计算的最重要的存在意义及服务内容

简单来说，电子邮件、在线办公软件、网络硬盘、即时通讯等一些广大消费者经常用的网络通讯工具、服务都是云计算里的服务方法，现如今我们的生活都在向云计算的模式不断的靠拢。动态升级以及对储存的资源虚拟化这都是组成云计算的一些主要的构架，而这些资源都是在网络空间上能被用户共同分享、储存的一些数据文件，就像QQ、MSN这些网络通讯工具一样，使用者并不用了解太多的运用云计算的方式和方法，只要根据自身的需求使用就可以很好的运用云计算的技术。

（二）云计算的基本应用概况

从现代人的生活模式以及生活需求来看，云计算不仅仅是某一种特定的新技术产品，而是许多IT精英发展后很符合现代人的生活方式的一种商业模式的技术。而云计算在传播网络信息方面的贡献主要表现在理念方面的应用，每个行业都可以按照自身的需求来对云计算的理念进行有效创新。

（三）以互联网应用领域为代表的大数据处理

现有的互联网公司要根据上述的操作程序对用户的所有数据进行收集和存储还有文字检索及效果呈现，最终的目地就是让用户高度满意；不仅如此，在对数据收集、存储、文字检索以及效果呈现的过程中，系统和构架还是需要进行严格的成本控制，而这些内容都是以前的商业IT计算方式所不能精确完成的。

（四）企业、行业信息化系统的私有云改造

企业、行业都信息化后，其生产效率及企业的管理水平都有一定的提高，并给企业引进了新的成本，但随着信息化水平不断的提高，信息的处理方式也需要一个更高端、快速的方式来处理信息，传统的IT制造企业想将大型机、超算中心等一些传统的方式改成云计算技术的服务方式，把原来的IT构架变为虚拟化网络服务，并对以前的数据进行数据库的综合，实现了资源共享和自动调度的系统，这就可以让企业拥有合适的数据计算技术，还可以让资源得到充分的利用。

（五）社会化的IT服务

一些私有云服务是大多数大型企业所用的，中小型企业一般都不能利用私有云服务。而社会化云计算将是未来必然的发展趋势，将来中、小型企业都可以使用私有云服务并摆脱一些专业的硬件设备的束缚，那么云计算商业发展将有一种明确的方向，但是目前，云计算的发展还是有些许的阻碍的，需要我们想办法去解决。

二、数据安全问题的解决方案

对于数据的安全保护方面可以采取主要的两方面的保护：第一，可以对数据采取法律方面的保护，通过法律的一些规章制度对数据的安全进行保障。第二，在IT系统的应用上对数据的安全性进行保障，可以通过建立防火墙、安全监测系统、数据加密、权限设置和数据备份等方式对数据的安全进行保障。下面将以亚马逊公司的私有云数据安全保护方式为例对云计算服务中的安全问题的解决方案进行研究分析。

主流的私有云保护措施是将企业的全部数据从传统的IT基础构架方式转变为高效的自动化管理模式的云计算IT基础构架，实施私有云计算的第一步就是将现有的处理器、储存、网络等IT资源高度虚拟化并将这些内容进行新的整合和组织，构建出具有高扩展性能的IT构架，然后使用高强度的管理应用软件进行辅助，最终实现高效率的自动化的IT资源管理系统，这样的应用构架能够让客户的企业本身对IT资源进行高强度的资源控制能力，同时，建立网络控制和系统防火墙对数据进行保护，这样，客户企业在私有云上的数据就能够得到同程度的安全保障。

在主流的私有云构架之外，亚马逊公司的虚拟私有云专门为客户企业提供一套全新的安全性强的私有云构建方案。一般的主流私有云安全解决方案都是在IT资源的虚拟化和自动化管理方面加强技术的发展，而亚马逊公司主要是为企业建立一个企业个人的虚拟网络对企业的数据进行安全保障，并且服务公司还将虚拟网络与现有的IT构架进行巧妙的联合。这样，企业就能够在在公共的私有云平台建立自己额虚拟网络，然后通过企业自身对数据进行密码加密设置，在将自己的企业的私有云与整体进行联合，构造自己的私有云的安全构架。在申请创建EC2实例时，能够把自己企业的私有云与特定的虚拟私有云进行绑定，在EC2实例启动之后，该实例也就相当于运行在整个大的企业局域网之内。虽然VPC网络中所有的EC2实例仍然位于公有云平台上，但是在这种IT架构下，企业内部的防火墙和亚马逊的安全保护措施能够双重的对数据的安全进行保护，增大了私有云数据的安全性[2]。

三、总结

根据以上表格数据显示，不同解决性的构架表都有利有弊，所以，要结合客户本身实际情况进行不同的构架选择，同时还要全面的考虑各方面因素，来保证最有效的构架对数据产生最有效的处理。当今社会科技飞速发展，云计算水平也在不断的变革，而数据安全方面所存在问题的解决办法也同样越来越多，而这就要求工作人的自身素质和社会法律知识也要不断的提高，全面的做好对云计算安全的工作使命，这样才可以避免云计算中的数据安全失误率降到最低，以此来保证云计算数据的稳定性格安全性。

参考文献：

[1]景旭，李冰冰，何东健.跨隐私数据库加密数据等值连接共享协议[J].西安交通大学学报.2012（08）