时间:2023-07-14 17:36:22
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇云计算技术研究的重点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:云计算;智慧校园;应用
中图分类号:G4
文献标识码:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.18.077
0.引言
云计算技术作为新兴的计算机技术,已成为信息化技术研究热点之一。云计算技术应用广泛,能实现远程数据资源的共享,并提供云服务。智慧校园现在产生的数据资源量越来越大,存在数据资源分散,难以集中,未能实现互通共享等问题,由于高职院校智慧校园建设资金缺乏、建设进度缓慢等原因,能实现数据共享互通的学校很少,通过对云计算技术在高职院校智慧校园中的应用现状、问题进行研究分析,给出有关建议措施,在高职院校智慧校园中合理运用云计算技术,实现高职院校智慧校园海量数据智能分享与互通。
1.智慧校园云计算技术应用现状分析
1.1缺乏规划建设内容
经调查,很多高职院校在数字化校园、智慧校园建设中缺少云计算技术应用有关方案内容,有些学校即使有,也不是必建项目,从而导致云计算技术在校园信息化基础设施搭建、平台建设等一系列信息化工作中被忽略,进而造成云计算技术在高职院校智慧校园中应用缺乏逻辑性、前后工作脱节等问题。
1.2缺乏基础设施平台
云计算技术要在智慧校园中全面使用,除了需要配套的基础网络设施设备、感知设备等以外,还需要有数据库服务器、虚拟服务器等云设施设备,而且搭配必须符合有关技术性能要求,方能实施运行,而在目前高职院校中,数字化校园建设普遍较慢,资金短缺,无力购买设备,导致大部分学校都缺乏这类设施设备,有个别学校甚至连最基本的网络设施都没有保障,根本无法满足云计算技术使用的设施需要。
1.3缺乏技术人员和资金
云计算技术属于高端前沿技术,所使用的软、硬件设施设备相对较为昂贵,在智慧校园中应用该技术投入比较大,而高职院校本身资金就很紧张,学校首要任务在于保正常运行,因此在智慧校园建设特别是云计算技术应用投入方面即使有也不会很多;另外,高职院校对云计算方面的技术人才队伍建设也不是很重视,学校缺乏这类专业人才,这也是影响云计算技术有效应用的重要因素。
2.云计算技术在智慧校园中全面应用的建议措施
2.1合理规划
高职院校在数字化校园及智慧校园建设规划方案中要合理规划云计算技术的应用,在硬件建设、软件安装、平台建设、应用服务等阶段要科学考虑云计算技术应用基础设施、云平台、云服务的搭建,确保云计算技术在智慧校园各阶段建设具有连贯性和逻辑性,防止技术方案的脱节。
2.2加强基础设施建设
云计算技术应用基础设施的科学搭建是云平台、云服务的基础,必须作为重点内容建设,要本着节省资金、功能保障、维护方便的原则开展云基础设施建设,要加强技术咨询工作,解决有关技术难题,防止硬件设施重复投入,缺乏逻辑性,影响云平台、云服务的功能实现。
2.3增加建设资金投入
云计算技术的应用能实现高职院校智慧校园中的海量数据互通共享,并根据用户使用需要,提供个性化的云服务,从而提高学校管理人员工作效率,为师生带来便捷服务,促进学校创新发展。因此,学校在信息化建设中,要重视智慧校园云平台技术的应用,增加建设资金投入,保证基本云基础设施、云平台、云服务建设资金。
2.4加强技术人才队伍建设
云计算技术属于前沿技术,技术复杂,专业性很强。要成功应用云计算技术和构建云技术平台服务,必须有专业技术人才队伍保障。因此,高职院校必须重视这方面的技术人员队伍建设,采用公司专题培训、学校内部培养或者专门人才引进的办法解决技术人才短缺问题。
2.5加强云技术应用研究
云计算技术应用范围广泛、前景光明,但目前还没有固定的技术应用模式,高职院校有自身的特殊情况,比如资金短缺、人才缺乏、用户相对偏少等,在智慧校园建设及云平台技术使用过程中,一定要考虑这些特殊情况来选择合适的云计算应用技术及云设备,比如服务器的规模等。高职院校要加强本校实际情况分析及云计算技术应用研究,以选择合适的云平台技术应用到本校智慧校园中,防止不接地气,重复建设,功能无法保障,云平台服务无法提供等问题的出现。
2.6构建高职院校智慧校园云计算技术使用架构模型
高职院校要通过数字化校园建设现状及客观条件分析,并对云平台技术进行分析研究,构建符合高职院校实际情况的智慧校园云计算技术使用架构模型,为云计算技术在高职院校智慧校园中的正确应用提供技术参考和指导,防止云计算技术使用杂糅、技术标准不搭配、功能无法实现等技术问题出现。
关键词:污染;监控;云计算
一、引言
作为发展最快的发展中国家,我国在改革开放的30多年里始终保持GDP的高速增长,如今已经是世界第二大经济体。然而,经济增长带来的负面效应也是有目共睹的,片面追求经济增长率给人民的经济、社会和文化生活带了诸多问题,其中排名第一的当属环境污染。我国的环境污染问题已经引起国际社会的广泛关注,在中国,2/3的能源生产企业以煤为燃料,每年向空气中排放的污染物高达几百万吨。中国已经成为世界上最大的二氧化硫排放源之一。有毒的工业化学废水污染着河流和湖泊,七条大河一半以上的水质不适合直接安全饮用。全世界20个重度污染城市中国占了一半,并且中国的汽车还以每年几百万辆的速度递增,交通堵塞、尾气污染,都成了不堪重负的问题。随着计算机技术水平的增高,以及计算机技术在当今社会生活中的广泛和深入应用,利用云计算手段,加强对环境污染的监测和管控,对于政府和有关部门更好地加强对城市污染的评价和测定,加强对于制造工业污染的企业进行治理和评估,具有重要意义。
二、云计算技术在环境污染检测中的应用
环境污染是快速工业化带来的后果,如今这个问题已经变得非常严重。近些年来,随着国家对环境保护力度的加大,应用于环保监督和治理的各项新技术日益受到政府和环保部门的重视。云计算技术的日趋成熟和先进,使该项技术的应用领域越来越宽广,应用手段也越来越多元。作为一种新兴的数据计量方法,对于各项指标的统计和分析可以有效地服务于相关研究人员对于环境污染指标的测评,可以说,云计算在现代城市污染治理中已经越来越发挥出基础性的作用。这源于它强大的多区域整合计算能力。这种跨区域同时进行多方面数据的整合和计算能力,能够有效进行对需要检测的城市区域环境中污染颗粒浓度,评估、划分出高危污染区域,并进行具体数据的的准确检测,并根据污染的程度和危害大小,进行果断报警,是基于云计算平台下的城市环境污染监测系统必须具备的基本功能。当前,一些科研机构和研发机关对于云计算发挥基础性作用下的智能化、及时型的城市各个地区污染防治监测系统的开发和研制,主要以云计算的高度交互功能为先导,众多研究机构在云计算服务设计研究的过程中,都把高度交互式研发作为重点。
三、更加有效地利用云计算开展环境的实时监测工作
在未来城市污染监测的计算机应用领域,实现污染信息的高度交互已经成为亟待攻克的技术性问题。以云计算技术为基础的污染监测系统,与其他计算机技术对于城市环境监测的应用系统相比,云计算技术可以更好地实现多个区域内各项污染信息的广泛领域和平台的资源共享,并且能够在现有的云计算技术水平支持下实现各个地区的动态信息的互通和交融,从而支持各个地区的信息在云端形成有机的,动态的联盟。在动态联盟基础之上,云计算技术可以推动各个地区的环境污染数据进行创新型统计和分析,推动对于环境污染各项指标的监测和评估的最新进展。作为一项在技术层面掌握和控制环境质量,事关环境保护,人民身体健康的一项重要历史任务。我国目前的云计算技术在应用领域收效明显,但依然存在技术上的问题。目前,我国云计算技术的应用和研发能够达到的水准在世界上已经处于领先水平,但由于我国发展中国家的国情,已经快速经济发展的几十年里累积的诸多因素影响和制约,在发挥云计算监测和分析环境污染作用上尽管大有可为,但在对于污染数据的处理和分析上还难以与世界上的的发达国家,尤其是北欧地区的一些在环境治理方面走在世界前列的西方发达国家采取统一的评估水准。这需要国家有关部门在环境的评估和治理方面采取多角度全方位手段,通过对于排污企业、城市汽车、农村污染物焚烧等多个领域的污染状况采取有效的预防和监督。单纯依靠云计算得出的污染结果,除了增添人民群众对于我国污染情况的悲观情绪外,很难起到积极的作用。因此,利用计算机技术,还应该有效地进行我国污染治理效果进行云计算统计。先是对各个小区域的污染状况进行分别检测,并对该区域在历史上的污染情况进行分析和调查,得出该地区污染的总体程度评估表,再将统计得出的该地区一段时间内的污染情况结果,与世界公认的污染评价标准进行对比,评估出该地区污染的总体水平,并进行分级统计。最后,将国际公认的环境健康标准与该地区的实际情况进行对比,考察出该地区与正常环境质量下的各项空气水与土地污染指标进行对比得出的差值。以此方法,分析和收集大量一定地区之下的小区域的污染数据,并通过大量的计算得到整个大区域的污染浓度报告。事实上随着各个小区域的不断增加,污染颗粒浓度不均匀分布的加剧,各个区域的污染浓度具有较大的差异。且在云计算应用历史时间较短的情况下,还会存在污染数据的误采集、和整合错误等问题,造成污染虚警率较高,这些都是一些智能化的多区域污染检测平台众多学者在日后研究的目标。
参考文献
[1]徐雷,张云勇,吴俊,房秉毅.云计算环境下的网络技术研究[J].通信学报.2012(S1)
[2]刘婷,张爱丽.环境监测现状和发展趋势探讨[J].绿色科技.2012(06)
关键词:计算机;云计算;技术;应用;实践
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)04-0716-03
随着信息技术快速发展,大量移动设备涌入网络系统当中,增加了信息系统负载的压力,而各项资源负载压力与有限性,使得与有关信息资料与设备成本间的矛盾加剧,急需新解决方案,在这种情况下,云计算技术进入人们的视野,并成为计算机技术发展的新方向之一,云计算作为信息技术知识产权资产的一种,经过云计算技术的应用与实践,对人们的生活与工作方式将会产生巨大影响,强化云计算技术的应用研究是大势所趋。
1 云计算概述
云计算最早来自网络就是电脑的思想,后来,亚马逊提供了弹性的计算云服务,而云计算一词最早是由谷歌公司所提出的,并在谷歌推动下,云计算成为世界各大高校的研发项目,在2008年,IBM公司在我国无锡首先成立了全球的云计算中心,目前,云计算已得到全世界各国认识与重视。云计算是种优秀的计算机网络的应用模式,其云所指的是因特网与计算机网络的比喻形式,是个抽象虚拟的网络资源。广义云计算所指的是根据需求与易扩展等形式,运用网络对服务内容进行获取的统称。而狭义云计算所指的是用户终端运用远程连接,对数据库、计算与存储等计算资源进行获取的应用模式。云计算包括数据中心所提供服务与互联网应用服务中的软硬件设施,通过互联网的基础设施,目前全部数据与应用软件均能按照相应形式进行云中存储。也就是说,只要有浏览器,并安装一操作系统,其功能相对简单就可,经过因特网与云相连接,就能在网络环境里尽情畅游,通过云中各计算资源,尽量满足实际的应用需要。计算机云计算与软件、网络相关联,云计算还能进行买卖流通,并具有强大安全性、规模性与虚拟性,其云计算平台体系结构如图1所示。云计算是在传统计算机的网络技术上融合来的产物,将各种物力资源进行统一管理形成共享的基础构架,各物理资源可虚拟化为巨大的资源池,经过网络资源整合,依靠商业模式把云计算力向用户终端布局,云计算力提高,可减轻终端负担,享受云计算所带来的成果,目前,云计算技术所常用的格式为软件、平台与基础设施等服务形式,但它们各具特点,均存在一定利益风险。
2 云计算技术
2.1 支持架构与部署的自动化
目前的云计算多采取半台体系的结构给予支持,具有支持系统自治与架构敏捷的特点,其中,支持系统自治是指支持体系需要把自动化有关技术镶嵌到其中,降低管理任务与人工部署的影响,用户各应用要求可被云计算平台进行自身智能的处理;而其架构敏捷,可对需求变化或者实际需求进行迅速响应,增强效率。云计算经过自动安装及部署,可实现云计算的自动化应用,并让计算资源由原始状态向可用状态进行转换,通过资源池资源的划分,能为用户提供各类应用服务,并以部署与安装过程的完成来体现,在系统资源当中,允许采取多步骤部署,对有关脚本进行部署,以实现应用软件部署配置与不同的设备管理工具配置,防止大量人机的交互,让部署不再单纯依靠人工操作,而是采取工作流的方法进行全过程的部署,以提高云计算的工作效率。
2.2 虚拟机与安全管理
虚拟机作为云计算关键技术,虚拟机是虚拟数据中心的操作系统,能把离散硬件资源进行统一,实施共享平台的创建,虚拟机的优点为:可整合服务器,降低计算机技术的成本;通过暗哨计划内外停机,能对业务连续性进行改进;对运行很少或不应用服务器能动态关闭。云计算通过计算机资源整合,运用云计算设备当中的任一计算机,对任何隐私的信息均能找到。这使得云计算的安全问题成为亟需解决问题,Siani等人,对云计算的服务设计提出了一些用户隐私保护设计原则,如加入与退出机制,反馈机制,个人信息少发送到云中,数据应用目的限制与明确,禁止未授权复制、访问与应用等。
2.3 资源监控
资源监控也是云计算技术当中的关键技术,对系统资源进行实时监控,并向其他的子系统进行性能信息的提供,以完成系统资源分配。给云的资源动态部署可提供重要的依据,以监控资源的应用及负载状况,运用云计算能对资源可用性与性能进行跟踪,以提供信息问题的解决与资源均衡,对资源池全部资源的监控与管理,可经过监视服务器来实现,经过各种资源服务器的配置监视,可部署程序,并定期将应用有关信息的数据资源上传给数据库。
3 云计算技术的应用与实践
3.1 云计算技术的应用形式
图2 云计算的服务层次
在计算机技术发展下,云计算应用形式主要包括网络服务、软件、互联网整合、商业服务平台与管理服务的提供商,如图2所示。其中,软件就是服务,在人力资源管理类的程序当中,常见的一种云计算应用形式,通过网络浏览器,可将程序信息向用户传输,有效节省了资源成本;商业服务平台为软件与管理服务混合的系统应用,能为用户与提供商间提供互动平台,实施具有针对性的服务;网络服务或软件关系较为密切,经过API能促进开发者实施更多计算机网络应用的研发;互联网整合是将网络供给类的服务公司资源优化整合,为用户提供更恰当快捷服务的供应商;管理服务的提供商,与其它的云计算应用形式相比,这种应用形式最为长远,所面向的是信息技术行业服务的对象,像病毒处理等。
3.2 云计算技术的应用与实践状况
云计算技术起步时间不长,其实力还较为微弱,但随着云计算技术广泛研究与应用,在实践领域以获得较大进展,对人们的生活工作方式正产生影响。有些运营商把云计算中的虚拟技术应用于数据中心,通过数据中心的虚拟化后,运营商的总体投资能够得到降低,服务器整合,对服务器数量增长进行了遏制,降低了IT设备采购量,大幅度降低了有关IT设施采购量,设施数量降低,减少了隐性成本消耗,还避免了环境污染,响应了目前节能减排理念。经过虚拟技术,能构建虚拟化的集群,其高可靠功能,可让应用系统业务得到连续性保障,增强了业务系统的稳定性。如X86服务器的虚拟节能技术,可在数据中心应用云计算技术,以达到节能减耗作用,首先把数据中心服务要到期的X86或者低配置的服务器整合,用高性能的服务器进行取代;然后,把高性能服务器整合后,实施资源池化,在资源池中,运用动态资源进行调度,对计算资源高低阈值进行定义;接着,对资源池当中的主机与虚拟机进行关联性则的设定,管理主机的启用电源;最后,对资源调度与电源管理等策略进行制定,对业务忙时的主机负载高低阈值进行定义。当业务不忙时,经过实时迁移,可把低负载主机中的所有虚拟机,迁移到其他没有达到负载上限主机上,对于空闲主机的待机模式进行控制;业务忙时之前,可把待机模式主机进行唤醒启动,经过实时迁移,把部分的虚拟机迁移到已启动但处于空闲的主机中,此过程按照计划策略实施自动化控制或者人为控制执行均可。云计算概念是谷歌首次提出的,也是这领域的积极开拓者,云计算多是由谷歌文件系统所构成的,IBM也正在实施蓝云计划,实现其云计算理念,在我国无锡成立首家的云计算中心,在2008年,Microsoft公司实施自身企业云计算平台,提出了有关三屏一云的战略,主要是电视、电脑、手机屏和云计算,在竞争日益激烈的今天,研发云计算技术,对于信息化社会来说,影响巨大。
3.3 云计算应用实践前景
随着社会经济发展,信息科技进步,云计算技术发展起来,并在研发应用中获得了很大进步,逐渐成为国际关注及竞争重点,在计算机领域,未来将向虚拟化与云计算进行发展,其发展前景主要表现下列方面,其一,公共云与私有云间的界限不再明显,很多企业将采用公共云与私有云两种技术结合的方式,如因特网一样,成为任何机构与组织内外交流方式,有些信息资源成为两种云技术的融合产物,很多厂商会交付新管理工具、基础架构与安全工具,并用云计算计算看IT发展;其二,软件服务产品会得到更为广泛应用,要有效控制用户访问,就需要采用更好解决方案,尽管次产可给企业发展提供诸多帮助软件应用业务会由工具式应用像免费操作系统的基础软件进行转变,并进而转变为在线企业软件全面的应用,以提供更为综合的应用,充分发挥其价值;其三,更多企业用户会使用云计算与虚拟化设备,这样就需要更多技术来支持,由于海量信息不能得到有效分类控制,会容易造成混乱,其信息就无价值了,并众多技术会存在诸多断板,而云计算技术能弥补此缺陷,将混乱信息状态进行清除,确保信息库规范有序,为海量信息提供良好的基础设施处理平台,促进信息管理科学化的实现;其三,随着全球联系的日益紧密性,云计算应用实践,为世界广大用户提供更为全面信息技术,并让信息技术设备成为公共设施应用,在云计算技术下,用户运用云计算,能够用较小成本获取较大计算力,在这种变化下,会激发新理念与新创新在社会生活当中的应用,并促进新技术创新,产生蝴蝶效应,促进信息化社会发展。
4 结束语
在社会经济与计算机技术进不下,云计算技术得以发展,并在应用实践当中,获得了很大进展,成为全球关注竞争的关键技术之一,随着信息化社会的到来,市场需求增大,云计算技术将会成为技术的新改革力量,对人们的生产生活会带来巨大影响,云计算尚处在起步阶段,我国有关云计算的普及有限,很多用户在云计算接受与认知程度较低,要改变计算机传统应用方法,还需要国家进行大力融合推进,以实现计算机资源的优化整合,为我国生产生活带来益处。
参考文献:
[1] 高巍,李洁.云计算进入实质性发展阶段对 ICT 产业格局的影响日益明显[J].世界电信,2011(4).
[2] 赵越.云计算安全技术研究[J].吉林建筑工程学院学报,2012(1).
关键词 移动互联网 云计算 安全
1 概述
云计算的发展并不局限于PC,随着移动互联网的蓬勃发展,基于手机等移动终端的云计算服务已经出现。根据云计算的定义,移动互联网云计算是指通过移动网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软件(或应用)等的一种IT资源(或信息)服务的交付与使用模式。当移动互联网产业与云计算技术结合,移动云计算成为ICT行业炙手可热的新业务发展模式。2009年7月ABI Research一份关于移动云计算的研究报告提到,云计算不久将成为移动世界中的一股爆破力量,并最终成为移动应用的主导运行方式。由于拥有开放的技术接口、分布式的计算理念、超强而又灵活的处理能力,云计算正在被人们所接受。经过了一年多的市场培育期,人们将注意力逐渐从对云计算技术特点和业务模式的分析转向对其业务所提供的可用性与响应速度的关注上来。借助于移动云计算,Google的手机导航系统、手机语音搜索系统以及Android平台上各种服务的表现已经让人赞叹不已。2011年3月,美国苹果公司的市值和利润都超越了微软,其被世界上公认为最有创意的最有价值的IT公司,这也证明了移动云计算的重要性。
2009年中国各大运营商获得3G牌照,标志着移动互联网在中国的发展进入了快车道。我国3G网络投入了过万亿,其成功应该且必须借鉴于类同苹果AppStore方式的移动云计算。利用移动云计算的各种移动互联网服务正逐步深入到人们的生活中,而人们对移动互联网各类服务的大量使用反过来又进一步推动着“移动云计算”市场与技术的发展。
正如任何新技术或新业务模式的发展一样,云计算在创造新机遇的同时也带来了新的风险。云计算的发展使移动互联网网络资源、业务资源、用户资源在应用模式上发生重大变化。多租户、资源共享、数据存储的非本地化、承载业务类型的多元化以及网络带宽的快速增长,不仅要求进一步强化应对传统的安全问题,同时也要求应对移动互联网应用引入的新安全问题。因此,在云计算快速推进、广泛普及的同时,有必要重点对移动环境下的云安全技术进行研究,在云计算中采取更强大的安全措施;否则,云中的特性以及云提供的服务不仅无法控制,还将对国家、企业、用户带来严重的安全威胁。
2 移动互联网环境下云计算安全问题
2.1云安全的含义
云安全包括两个层面的含义:
(1)云计算技术在安全领域的应用
云计算技术在安全领域的具体应用,属于云计算应用的一个分支,即通过采用云计算技术来提升安全系统的服务效能,比如基于云计算的防病毒技术、挂马检测技术等。
(2)安全技术在云环境下的应用
利用常规安全技术,解决云环境下的安全问题,提升云计算自身的安全性,保障云计算服务的可用性、数据机密性和完整性、隐私的安全性等,这是云计算技术健康可持续发展的基础。
传统安全厂商多立足于第一层面,利用云计算技术解决常规安全问题;云厂商多位于第二层面,构建云平台的安全保障体系。
2.2云计算技术面临的安全问题
从总体来说,云计算技术主要面临如下安全问题:
(1)虚拟化安全问题
利用虚拟化带来的经济上的可扩展特性,有利于加强在基础设施、平台、软件层面提供多租户云服务的能力,然而虚拟化技术也会带来如下安全问题;
如果主机受到破坏,那么主要的主机所管理的客户端服务器有可能被攻克;
如果虚拟网络受到破坏,那么客户端也会受到损害;
需要保障客户端共享和主机共享的安全,因为这些共享有可能被不法之徒利用其漏洞加以攻击;
如果主机有问题,那么所有的虚拟机都会产生问题。
(2)数据集中后安全问题
用户的数据存储、处理、网络传输等都与云计算系统有关。如果发生关键或私隐的信息丢失和窃取,对用户来说无疑是致命的。如何保证云服务提供商内部的安全管理和访问控制机制符合客户的安全需求?如何实施有效的安全审计,对数据操作进行安全监控?如何避免云计算环境中多用户共存带来的潜在风险……都已成为云计算环境下所面临的安全挑战。
(3)云平台可用性问题
用户的数据和业务应用处于云计算系统中,其业务流程将依赖于云计算服务提供商所提供的服务,这对服务商的云平台服务连续性、SLA和IT流程、安全策略、事件处理和分析等提出了挑战。另外当发生系统故障时,如何保证用户数据的快速恢复也成为一个重要问题。
(4)云平台遭受攻击的问题
云平台由于其用户、信息资源的高度集中,容易成为黑客攻击的目标,拒绝服务攻击造成的后果和破坏性将会明显超过对传统的企业网应用环境的影响。
(5)法律风险
云计算应用地域性弱、信息流动性大,信息服务或用户数据可能分布在不同的地区甚至不同的国家,因而在政府信息安全监管等方面可能存在法律差异与纠纷;同时由于虚拟化等技术引起的用户间物理界限模糊,可能导致的司法取证问题也不容忽视。
2.3区别于传统互联网环境下的安全问题
移动互联网环境下的云计算安全涉及移动终端、移动互联网和云计算整个架构的安全,移动互联网毕竟是在固定互联网的基础上发展的,安全问题两者必然存在着相似性,但在每个环节上却又有所区别。这些区别具体体现在其终端、网络、业务和应用几个环节,既包括上面分析的云计算安全问题,如租户的接入控制、认证、虚拟化安全、数据隔离、业务隔离、云服务滥用等,也包括移动终端使用云服务时的安全问题。
(1)终端安全
作为移动互联网“无所不在”的服务、个人信息和业务创新的载体,终端是移动互联网区别于固定互联网的最重要环节,其安全问题贯穿并影响了移动互联网安全的各个环节。由于移动互联网终端软、硬件技术存在的局限,从总体来说安全性比固定互联网终端好。但是在移动云计算环境下,终端也有其安全问题的特殊性,即浏览器已经普遍成为云服务应用的客户端,目前互联网浏览器毫无例外地存在软件漏洞,这些软件漏洞加大了终端用户被攻击的风险,从而影响云计算应用的安全。另一方面,移动互联网环境下的Always-on的特性会招致更多的窃听和监视问题;其“个性化”容易引发涉及隐私等的恶意代码攻击;同时,较PC用户,移动互联网用户在使用云服务时缺乏安全意识,病毒传播途径呈现多样化,如短信、彩信、蓝牙等。
(2)网络安全
移动互联网建立在固定互联网基础之上,其网络节点和相应的协议由于引入了“移动性”需求进行扩展。移动互联网的接入方式多种多样,因此网络安全也 将呈现不同的特点。相比较固定互联网,移动互联网的网络结构封闭,便于管理和控制。网络安全的特殊性主要表现在网络结构、协议及其网络标识几个方面。互联网主张开放、平等,网络中没有控制点,而移动通信网多主张封闭性更强的“围墙花园”模型和有差别的服务。网络中可以部署关键控制点,便于实现可管、可控;移动互联网的网络标识是其最重要的特点之一,除了可以像固定互联网一样使用IP地址作为位置和身份标识,在移动互联网中也可以采用SIM卡信息作为用户标识,精确定位终端及位置。因此,从这个方面来讲,移动互联网的溯源性要优于固定互联网。但在移动网络环境下使用云服务时,对于传输中数据的最大威胁是不采用加密算法。通过移动网络传输数据,采用的传输协议也要能保证数据的完整性。
(3)应用和云平台安全
对固定互联网的业务复制是目前移动互联网业务发展的特点,而融合“移动”特征的业务创新则是移动互联网业务发展的方向。因此,其业务系统环节会更多,应用涉及到的用户及服务器的信息也会更多。由于云计算技术中的数据是存储在云中,一方面为用户提供了较大的数据存储空间;另一方面为用户提供便捷的存取机制,方便不同用户之间进行数据分享。但是,服务关闭的事件近年来在云服务提供商中时有发生,包括亚马逊,谷歌和微软等大企业也不例外。因此,对一个移动云服务提供商服务的过分依赖会导致服务发生故障时受到致命的打击,因为用户将自己的数据全部托付给移动云服务提供商,同时又没有选择价格昂贵的备份和容灾服务,一旦发生事故,将导致一些关键数据不能恢复。
(4)信息和内容安全
在移动互联网业务中,不同客户的需求是不同的,个性化和定制化服务虽然可以满足不同用户的需求,但是往往会造成服务负载过大。移动云服务使各个服务之间的资源得到共享,有效地降低了服务成本,但同时也造成了更多信息内容的暴露,涉及大量的私密信息和位置信息。因此,有可能引发大规模的攻击和信息发掘,包括拒绝服务攻击及其对于特定群组的敏感信息搜集等。
3 移动互联网环境下云计算安全建议
本文针对上述安全问题,借鉴互联网和云计算安全保障措施,根据移动互联网的特点,从如下几个方面对移动互联网环境下云计算安全提出建议:
(1)加强对于云终端的控制,发现漏洞,弥补漏洞;较固定终端而言,移动终端对用户的重要性越发明显,已经如身份证一样不可或缺,而且用户使用云业务,大量的信息存储云端,因此必须加强云端的安全性。
(2)加强移动网络接入和传输的安全性。避免身份假冒、数据在传输过程中被非法篡改、遭受拒绝服务攻击等。对用户隐藏网络拓扑,使得用户无法对网络节点发起攻击。
(3)加强移动云服务业务系统之间访问控制,制定统一的安全策略管理,防止业务流程被非法修改、业务被非法控制、业务流程被中断等。
(4)加强移动互联网云应用的统一认证技术研究,可以避免用户在登录多个业务系统时用户信息泄露。
(5)对于负载变化较大的应用,采用智能负载均衡技术弹性地为用户提供资源,有效地利用多个应用之间周期的变化,智能均衡应用负载,提高资源利用率,从而保证每个应用的可靠性和安全性。
(6)运营商加强对移动互联网运营的优化,包括对不良内容过滤、网络流量清洗、在关键节点部署DPI/DFI的策略。
(7)加强统一身份管理(IDM)及IP地址的溯源机制的部署,降低各种安全威胁,提高网络的整体安全强度。
关键词:云计算 关键技术 发展前景
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)08-0242-01
1 引言
随着计算机和网络技术的不断发展深入,各种新兴的应用也开始逐渐兴起。计算资源、数据资源、软件资源等等资源的累积虽然丰富了整个网络资源,但是还是存在着利用率较低的情况。为了解决这一问题,经过了网格计算整合大量闲散资源的历程,现今的提高数据中心的利用率,增强服务质量的云计算开始成为了网络计算新模式。
2 何谓云计算
云计算实质上最早出现于John McCrthy这位计算机先驱者的语言中,正是由于这一预言,计算机研究者们开始进行了大量的计算模式,最终形成了云计算技术。对于云计算的定义,并没有一个规范性的标准。例如以美国国家标准与技术研究院对其的定时是认为云计算是一种通过互联网来对资源共享池的访问,并进行大量计算的模式。维基百科对云计算的基本定义为云计算是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备[1]。云计算首先提供的是一种“服务”,用户能够快速的获取自身所需;其次是保证了数据冗余和分布式存储的数据的准确性;再则则是通过云计算系统来提高整个编程模型。云计算能够根据工作负荷的大小来动态的分配资源,通过大规模资源池的共享,来提高资源的利用率,保证了运行成本的下降。
3 云计算的关键技术
云计算作为一种新型的计算方式,给互联网技术领域的发展提供了强大的基础。云计算极大降低了互联网建设及其运用维护成本,降低了资源的浪费,推动了各个行业信息化的发展建设。云计算为了实现其功能,在数据中心、数据存储、云安全上拥有其关键的核心技术。
3.1 数据中心节能技术
云计算中的资源数量庞大,消耗电能的数量据不完全统计50000个计算节点每年的耗电量大约在1亿千瓦时。为了响应绿色节能号召,解决能耗利用率问题,实施绿色环保节能技术。云计算数据中心的能耗主要在设备和冷却装置中,针对这一想象,计算机设备可以通过数据中心虚拟化的自适应能耗管理系统来解决能耗的管理能力,另外也可以提高和控制CPU的频率来达到;冷却装置则可以通过建立多层次的数据中心来实现冷却装置的设计,考虑到空气流、空间大小、热交换等因素,提高数据中心布局的合理性。
3.2 数据存储技术
云计算是一种采用分布式、并行和网格是来存储数的一种计算方式,同一份数据通过多个副本的方式进行存储[2]。云计算能够满足大量用户需要,同时向用户提供服务。云计算的数据存储技术基本上都是以HDFS的数据存储技术,其中GFS是比较经典的数据存储技术。GFS采用分布式数据密集型计算来形成文件系统,通过冗余存储的方式,确保数据的准确性,运用数据的多个副本,保证数据的一致性,从而达到高性能服务。
3.3 云安全技术
作为计算技术体系演进的新阶段,云计算时代的到来正在打破以往形成的产业格局甚至是政府监管的传统方式,特别是棱镜门暴露出来的数据安全问题尤其让人担忧。云安全融合了网格计算、并行技术、未知病毒判别等最新的信息安全概念和技术,成为了信息安全的全新体现。云安全通过网状的客户端对网络中的异常行为进行实时监测,并把这些问题及时地输送到服务端进行处理,把处理结果发送到客户端,保证操作的安全性。
云计算是一个庞大的计算系统,关于云计算的关键技术还有数据管理技术、人物管理技术、虚拟机技术等,本文不一一列举说明。
4 云计算的发展前景分析
云计算作为互联网变革的核心组成部分,对于整个产业的发展起到了至关重要的作用。云计算的推广普及已逐渐形成规模,尤其是其关键技术所促进的虚拟化、存储和安全,促进了云计算的更加成熟与广泛应用。云计算不仅对企业、个人,甚至对于社会都造成了巨大的影响。云计算把互联网公司的商业模式逐渐变为软件的服务型服务,带动了商业理念的改变。同时为个人的应用提供了较多的便利,多人协作办公、任何地点随时访问、访问网络条件的PC等都可以通过云计算实现。但若干对于整个社会来说,云计算促进了整个信息化时代的到来,为提供企业信息化,推动信息系统向高效低能的绿色环保方向发展[3]。
参考文献
[1]维基百科.云端运算http:///.
【关键词】 物联网 RFID 云计算 智能医疗
物联网技术在实际工作中的应用已经成为今后发展的必然选择,在计算技术、自动控制技术以及互联网技术快速发展的背景下,物联网本身所发挥的影响也越来越大。掌握其关键技术是实现科学合理应用的重要前提。本文对于这方面的分析有重要现实意义。
一、物联网概念及其特点
所谓物联网指的是物物相连的互联网,广泛意义上的互联网,物联网能够把世界网络整合到一起形成一种虚拟的通信网络。利用物联网将能够进一步提升建筑物智能化水平,对于实现智能社会也具有重要意义。在实际工作中物联网主要是利用信息传感设备来对相应设备进行科学高效管理的。物联网的应用实际上实现了物与物、人与人以及人与物之间的广泛信息交换,这样对于实现网络信息资源最大化的利用,对于整合互联网空间具有重要意义。
物联网自身有其特点,准确性、及时性、识别性以及智能化是物联网的典型特征。在实际工作中主要是利用信息传感设备来及时了解设备的实时状况,这样将能够实现物品管理、通信交流,最终将能够解决人物之间、物品之间的高效交流的问题。
二、物联网关键技术
物联网之所以能够得到广泛应用,主要原因是其中各种关键技术的有着重要的现实功能。这些关键技术主要是包含以下几个方面:
1、RFID技术。RFID技术本身又称之为射频识别技术,这一技术是由读写设备、数据处理设备以及RFID电子标签等组成。通过利用射频识别技术将能够实现对特定信息的有效读写,这对于及时跟踪物件,实现对物件的高效管理是有非常大的帮助的。正因为具有这样大的好处,因而能够实现广泛应用。在射频识别技术中,所有射频识别都是只有一个识别码,这样识别起来就会非常方便,更容易实现管理。
2、通信技术。这里的通信技术主要指的是互联网通信技术,所谓互联网通信技术网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。物联网应用过程中关键是要能够解决如何利用提高目前互联网通信技术性能从而满足物联网较低移动能力和数据能力的问题。这一问题如何能够实现有效解决直接影响物联网的科学应用。从当前实际情况来看能够满足要求的主要是3G通信、卫星通信、IP网络以及IEEE802.15.4等通信技术。
3、云计算技术。云计算作为一种新型技术在物联网构建中所起作用是非常重要的。云计算实际上是一种基于互联网的相关服务的增加、使用以及交付模式。云计算将能够提供便捷、可靠以及按需的网络访问,利用云计算技术将能够提供丰富资源。云计算的优势是非常明显的。可靠性高、可扩展、成本低以及通用性强是其明显优势。所谓可靠性高主要是通过利用数据多副本容错、计算节点同构可互换这些措施从而来保证,这样就会使得云计算比本地计算机可靠性变得更高。可扩展指的是云的规模是能够动态伸缩的,能够实现动态伸缩就能够满足就能够不同类型用户规模增长的需求。这样将能够扩展物联网的应用范围。
云计算技术的成本是非常低的。云计算运行过程中不需要企业花费昂贵费用来进行管理维护。云计算的通用性实际上就能够使得资源利用率得到有效提升。这样就能够帮助用户充分享受云计算的低成本优势。通用性指的是云计算是针对不特定对象实现应用的,这样在“云”的支持下将构造出千变万化的应用,即便是同一个“云”也将能够支持不同的应用运行。通过这样一种措施将能够真正满足实际需要。
4、信息安全技术。未来的物联网不仅要能够保证信息及时有效的传输,同时还要保证实现安全通信,信息安全技术的应用就是为了能够保证安全通信而采取的措施。在信息大爆炸时代,如何保证信息安全是人们需要认真思考的问题。物联网应用过程中也需要利用其自身框架以及各种技术从而来保证物联网实现信息的安全传输。要从物联网系统根源上来实现对信息安全的有效控制。
三、物联网应用前景
从今后的实际情况来看,物联网的应用范围将会进一步扩大,物联网所发挥的影响也将会越来越大。具体而言未来的物联网将会应用在以下几个方面:
1、在医疗行业的应用。物联网在医疗行业中的应用将有助于实现智能医疗,当前我国医疗行业改革正处于关键时期,传统医疗保障体制已经难以满足日益复杂的社会形势和人们日益高涨的需求。物联网技术在医疗行业中的应用将能够发挥更大的作用。具体而言物联网在医疗行业主要是应用在医疗器械管理、医疗服务、医药产品管理、远程医疗等多个方面。在这些领域中的应用对于提升医院医疗诊治水平和管理水平都具有非常重要的意义。利用物联网技术将能够实现病情信息、病人信息的实时记录、传输以及处理。不仅如此,医院内部、不同医院之间也将能够实现信息共享。这对于构建医疗网络系统是有帮助的。
2、在物流行业的应用。随着我国电子商务的快速发展,人们对物流行业的要求也越来越高。为了适应人们需求就需要加强物联网技术的应用。物联网的应用具体而言就是应用于货物从供应商到需求的传输移动过程中。在这个过程中的应用对于提升物流行业管理水平有着非常重要的现实意义。从目前我国物流行业信息化水平来看还是非常低的,企业本身还缺少系统的IT信息解决方案,对于客户的各种需求也无法及时有效地满足。
因此,在今后工作中就要利用到物联网技术。物联网技术的应用将能够使得物流产品能够实现及时追踪,物流过程也将能够实现可视化、物流配送将会变得智能化。物联网技术在物流行业所发挥的影响将会越来越大,今后物流行业物流成本将会迅速降低,物流效率将会得到有效提升。物流活动一体化将会成为今后发展必然趋势。
3、在节能减排中的应用。近几年来,我国的经济增长快速,各项建设也都取得了巨大成就,但是也付出了巨大的Y源和环境代价,经济发展与资源环境被破坏两者之间的矛盾日益尖锐,节能减排,抗击气候变化,与人们的日常生活息息相关。现在物联网已经成为业界公认的一大热点,如何通过物联网技术来实现节能减排也将成为学术界的一个研究热点。虽然目前物联网技术尚不成熟,但可以预见,这必将成为相关领域的研究热点。
物联网环境下的智能节能系统设计作为物联网应用的一个典型代表,它的设计与实现融合了大量的先进技术。首先,基于物联网的智能节能系统改变了传统的计量用电方式。物联网采集用电数据并保存到数据库中,借助于以太网将数据呈现给用户。其次,基于物联网的智能节能系统从多个角度以不同的方式将用电情况呈现给用户。物联网的智能节能系统,不仅会记录用户的整体用电情况,并且实时记录用户各个电器的用电数据,通过各种各样的图标将用电情况形象直观地呈现给用户。此外,基于物联网的智能节能系统采用反馈的机制节能。系统可以通过对用电数据进行横向和纵向分析,将用电情况反馈给用户。
物联网在实际工作中的应用对于满足人们日益高涨的需求具有非常重要的意义。本文对于物联网的分析将能够使得人们对此能够有深入认识。RFID技术、通信技术、云计算技术、信息安全技术是关键技术。在各个行业中的应用是今后发展的必然趋势,今后物联网所能够发挥的影响也将会越来越大。
参 考 文 献
[1] 王保云.物联网技术研究综述 [ J ].电子测量与仪器学报,2 0 0 9( 12 ).
关键词:云计算;互动电视;平板电视
中图分类号: TP311 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)29-7287-02
从2006年3月亚马逊推出弹性计算云(Elastic Compute Cloud;EC2)服务,到2010年3月Novell与云安全联盟(CSA)共同宣布一项供应商中立计划,名为“可信任云计算计划(Trusted Cloud Initiative)”。如今云计算通过近几年的快速的发展,已经成功应用在图书馆、商业和教育等领域中,并取得了一定的成效。
市场经济体制的确立促使中国电信行业发生巨大变革,通过一次次重大改革,积极发展各项业务,同时依靠IPTV和视频流媒体等应用,渗透到广电行业的优势项目中。而互动电视经过不断发展,拥有大量的客户群,因此,为了在三网合一的背景下提高互动电视的竞争力,加大云计算与互动电视的结合力度。云计算的基本原理是,通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似。正因如此使得运营商能够将资源切换到需要的应用上,减少服务器端的投资,另外无限的资料存储同样是需要云计算。由于云而对于云计算在互动电视的运用还处于起步阶段,随着云计算在各个领域的进一步运用,必然使得云计算在互动电视上的应用不断深化。
1 云计算和互动电视介绍
云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。换句话说,云计算是指和网络浏览器捆绑在一起的应用软件,但其真正的计算过程其实是在远程数据中心进行的。狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,即通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源(硬件、平台、软件)。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服务。这种服务可以是与IT、软件、互联网相关的,也可以是其他服务。
云计算提供了非常可靠、安全的数据存储中心,对于用户来说,不用再担心数据丢失和病毒入侵等一系列麻烦;云计算对用户端的设备要求较低,用户使用起来也很方便;云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享;云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能,为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间;综上所述云计算在应用中一个最大的特点就是廉价和高效率。
互动电视是基于数字电视和宽带网络技术的新一代电视,是电视科技与时尚生活的完美结合,能够提供可点播的具有高度个性化和互动性的精彩节目,带来全新的收看体验,让收看者真正成为电视的主人。另外,互动电视还为用户提供了在线购物、视频通话、网络资源等的综合信息平台。在三网合一的大背景下,无论是广电有线互动电视,还是电信IPTV交互电视平台,或是基于互联网功能的网络视频等,都属于互动电视的范畴。
2 云计算在互动电视的实践
2.1 通过云计算技术扩展机顶盒功能
在我国广电的互动电视应用中,由于机顶盒的性能过低,使得一些需要终端高运算能力的业务无法有效的实现,于是运用很多方法来弥补机顶盒的性能,其中云计算就是比较有效的方法之一,有很多成功应用云计算的案例。比如我国广州市的一广电互动电视增值项目中就成功地应用云计算来解决第一代机顶盒由于性能过低带来的问题,在机房建立一个服务器群,构建一个虚拟的互动电视世界,再让互动电视用户通过内部局域网,把用户输入的指令传送到服务器群,在服务器群上运算完成后,把结果反馈到机顶盒上,通过电视显示运算的最终结果给用户,而机顶盒仅仅作为一个显示终端,计算过程全部是服务器群完成的。它可以满足在互动电视发展初期用户对于高运算业务的需求,缩小与电信通讯级业务产品的差距
2.2 在平板电视上全面展示云计算和网络融合技术
2011年中国国际消费电子博览会(SINOCES)已经在青岛顺利举行。本届电博会的主题是“联动世界、云筹未来”,全面展示云计算、网络融合、绿色低碳、移动互联、多屏互动等当前最热门的新技术、新产品和新理念,深入探讨消费电子新的产业形态和商业模式,展现消费电子产业精彩的“联动世界”。因此今年的电博会与往年展会有所不同,增加了不少特色展区,特别是顺应了三屏合一、移动互联、智能操作系统及智能触控等消费电子新的发展趋势,各大家电巨头也争先将自己的新产品展示给消费者。在诸多科技厂商的推动下,涵盖文字、音乐、视频、应用等海量内容的“云”开始出现,而借助各式各样的移动互联设备,消费者可以借助这些智能终端享受“云”带来的便利。
作为消费电子产业里当仁不让的“主角”,平板电视自然也成为本次展会重点。据悉,3D电视及平板显示技术展区是今年电博会重要的特色展区之一,该展区将集中展示最新3D电视及3D屏幕相关的产品和技术。海尔、海信、松下、东芝、飞利浦、冠捷、中科院光电研究院等机构都在该区设立了展位。在本届电博会上各个厂商推出了多款采用云计算技术的智能电视,比如海尔宣布推出卡萨帝云PAD电视产品,每一款电视都采用偏光式3D技术,可以随时实现2D与3D之间的转换。其中58英寸卡萨帝云PAD电视采用了Windows7操作系统,云动力3D睿驰引擎,为消费者打造高品质的3D视觉感受。同时,其配备了开放式模卡接口,支持Flash、微博、QQ、天气、游戏等上万种应用软件,消费者可以根据需要自行安装,个性定制。从而可以实现一边看电视一边发微博,远隔千里的好友可视频通话,电视居然可以像电脑一样随需安排各种功能软件,将电视上的视频转移到你的手机等功能。三屏互动、三网融合的技术支持,有效改变传统电视受时空限制、功能单一等缺点,为用户带来海量的精彩片源的随需点播的方便。同时卡萨帝云PAD整合了全球消费电子产品智能化的领先技术,在技术高度、产品高度、生活高度三个方面引领全球PAD发展趋势。海尔副总裁喻子达表示,未来海尔将让消费者从云端丰富的数据中找到适合自己的应用。目前,云分四类,个人应用、家庭应用、社区应用以及社会应用。海尔将立足于给用户提供更加丰富的资源,使电视成为家庭娱乐真正的云中。
2.3 云计算使得互联网电视迅速发展
互联网电视是一种利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体,向家庭互联网电视用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。用户在家中可以通过计算机或者网络机顶盒普通电视机两种方式享受IPTV服务。IPTV是利用计算机或机顶盒电视完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪等功能。互联网电视是基于互联网的,以宽带以太网为传输链路,以个人电脑或者与网络机顶盒连接的模拟电视机为终端的电视,是一个全新的技术概念。由于互联网电视是基于互联网的平台,得到了云技术的支持,从而发展迅速。
3 云计算在互动电视的实践存在的问题及前景
3.1 互动电视的功能需要进一步扩充
以往电视的功能十分单一,主要就是收看电视台的节目,随着互动电视的发展,使得电视的功能得到一定的扩充。运营商建立一个服务器,将自己所需的资源放在服务器上,搭建一个互动平台,用户通过使用机顶盒,通过双向网络按需从服务器上获取信息资源或服务。因此,互动平台可看作是用户服务的资源集合,而机顶盒是处理这些资源的核心终端。但相对于电脑和互联网来说,机顶盒的功能还是比较简单,无法满足云计算技术带来的冲击,现在电视厂家开始扩充电视的功能,在电视里实现云计算和网络融合技术,以弥补互动电视的不足,比如在电视里采用Windows7操作系统,预先装入许多常用的软件,来扩充互动电视的功能。
3.2 互动电视的网络需要提高
在“三网融合”的背景下,虽然电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造,都能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体通信业务,但是基于封闭专网架构的广电网和电信网作为用户的接入网,无疑将面临互联网的巨大挑战。因此广大广电和电信运营商不仅仅需要改进现有互动电视的网络的速度、稳定性和安全性方面,也需要引进互联网发展中的一些新技术,比如云计算、远程桌面等。
3.3 互动电视的交互性比较差
对于用户来说,机顶盒和遥控器相当于用户的终端输入设备,电视机相当于显示设备,用户与广电服务器的所有交互都是通过机顶盒和遥控器来实现,通过机顶盒和遥控器的操作,用户可以实现很多的功能,但机顶盒和遥控器毕竟比较简单,无法实现很多交互功能。可以引入其他的交互方式,比如支持键盘、鼠标和触摸设备等方式,对服务器发出各项请求,服务器端接收到用户请求后,资源的调用及数据的处理全部在服务器端完成,然后将处理好的数据传回终端设备,终端设备接收并将其在电视机上展现出来。
4 结束语
云计算是一项新技术,近几年得到了快速的发展,已经成功应用在图书馆、商业和教育等领域中,并取得了一定的成效。在“三网融合”的背景下,将云计算技术引入互动电视,通过对已经有的设备和网络结构进行改进,可以最大化的提高资源的利用,从而有效的降低成本,因此,将云计算应用到互动电视上,将使得互动电视能够有更加广阔的发展空间。
参考文献:
[1] 薄明霞,陈军,王渭清.云计算安全体系架构研究[J].技术研究,2011(8).
(1.赣南医学院解剖教研室,江西 赣州 341000;2.赣南医学院2011级创外班,江西 赣州 341000)
【摘 要】当前云计算作为新兴的信息技术,正在教育应用领迅速发展。由于在资源共享、动态分配等方面的优势,云计算已成为区域教育发展新思路。赣州作为一个中小城市,其教育行业,信息化基础设施也将逐步向云平台过渡。如何更好的建设整个平台,可将从云教育示范工程的准备及构架注意事项等方面进行探讨。
关键词 赣州;教育云
《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010—2020年)》中指出“信息技术对教育发展、提高质量具有革命性影响”[1],而云计算被认为是继PC、互联网之后的“第三次IT革命”。将云技术运用于教育领域,推进教育信息化建设必将成为教育行政主管部门的关注重点。赣州是一座拥有悠久历史文化的城市,也是历经革命风云的城市,经历了历史变革的洗礼,如今它又迎来了“振兴苏区”的好时机,如何抓住机遇,快速接轨“教育云平台”快车道,促进赣州“智慧城市”建设,为苏区建设提供智力支持和人才保障也就顺理成章的成为了教育系统的研究热点。笔者将从赣州建设教育云示范工程所需的准备条件及其实施方案两方面进行探讨。
1 赣州建立教育云示范工程的准备条件
1.1 教育资源与云计算技术支持
启动“教育云”,首要的是教育资源的准备。赣州是个地级市,下辖除2个市辖区和15县外还代管1县级市。其中每个区、县以及县级市都有至少为数不少的中小学,此外,赣州还拥有3所高等本科院校,3所高职专科院校,多个教育培训机构。各级教育机构和学校的教育资源为教育云的构建提供了软件和硬件支持。将这些教育资源共享,避免重复建设及浪费,则更迫切需要构建“教育云”平台,它的筹备将依托云计算技术的支持。因此教育资源与云计算技术是“教育云”平台构建的根基。
1.2 硬件设备的保障与资金准备
服务器、交换机等硬件设备是“教育云”平台构建的物质基础[2]。对硬件的建设及维护,对软件的开发及应用等都需要一定的资金投入。据悉,去年赣州累计争取上级教育项目资金16个亿,累计筹集校建资金20.16亿元,资金上应当是可以做足准备。
2 建设教育云示范工程方案探讨
在以上准备基础上,教育云示范工程的建设可从其框架构建及细节上两方面开展。
2.1 框架构建
首先是硬件物理资源:它是教育云的最底层,用以提供面向教育活动的共享教育信息资源,是支撑一切教育信息化应用的设施和设备[3]。包括服务器、存储设备以及网络设备等物理资源,可以通过虚拟化技术将物理资源虚拟化,再对虚拟化物理资源进行调度和管理,将资源的按需分配并动态部署。云计算基础设施的搭建和部署需要大容量高速存取的光纤存储、计算能力较强的服务器以及光纤交换机等设备的支持,同时还需云计算管理软件等实现对资源的部署和迁移。
其次是数据资源的准备。包括:为云教育平台提供可供区域教育资源云平台调度使用的各类数据资源。为云教育平台提供数据资源的存储,建立教育资源数据库。
当所有硬件及数据等基础构建好之后,则需运用云技术对信息进行整合加工,合理优化,提供一个应用服务平台,比如应用的开发、运行,虚拟主机托管等。
2.2 细节讨论
俗话说细节决定成败。完善教育云的建设还包括教师队伍的建设、与之相适应的课程改革、信息整合等各方面。(1)教师队伍的建设可以从以下几个方面来加强:完善基于教育云教学督导体系,建立工作网络管理平台,通过督导体系宏观上把控教学质量,督促提高教师教学水准,贡献更高质量的教育资源。(2)课程改革:建立综合的“班班通”和“课堂教学录播”等教育教学系统,并将课程设计成能更广泛的联系网络,比如线上线下结合的教学法。(3)信息整合:及早将区域内教学资源先行整合,避免重复,优化基础教育资源。
而在云计算这一块,也需要关注云技术开发维护、管理、以及规范的云标准、包含加密技术的云计算的安全性及教育云的有效推广。
3 结语
毋容置疑,教育云能够提高硬件系统的利用率,节省投资,降低管理和运维成本。同时提供调用教育基础数据服务的统一接口,使得区域教育基础数据实现统一和规范[4];通过教育云平台,整合各级各类教育机构和学校的硬件和软件资源,实现硬件资源的动态共享,提高设备的利用率。对于教育信息化相对薄弱的中小城市,教育云可以以较低的成本获得最好的效益。但是教育云在建设的过程中,必定还有各种实际问题涌现,仍需在建设过程中实际调研,保证其性能稳定。真正发挥它的各种优势,为中小城市的教育发展做出贡献。
参考文献
[1]卢蓓蓉,任友群.中国教育信息化的云中漫步——教育云建设的困境及探析[J].远程教育杂志,2012,30(1):62-67.
[2]黄国权,徐文华,熊伟,等.“教育云”建设中的几个问题及解决方案[J].科技创新与应用,2011(22):241.
[3]唐国纯,符传谊,罗自强.教育云的体系结构及其关键技术研究[J].信息技术,2014(4):51-54.
关键词:云计算;安全技术;数据安全;应用安全;虚拟化安全
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)03-0088-03
0 引 言
所谓云计算,是将大量计算机、服务器和交换机等网络设备构成一个动态的资源池来统一进行管理,用户可根据自己的需求从资源池中动态索取所需的服务;该资源池通过虚拟化技术为用户提供服务,软件和业务数据都是在云中运行或存储的,用户不需要拥有硬件基础设施。
随着信息化和物联网技术的快速发展,海量数据以爆炸式趋势增长,而云计算使得高效、快速处理海量的信息成为可能,但随之而来的安全问题不容忽视,并已逐渐成为云计算面临的最大挑战,直接影响其后续的发展。本文首先对云计算带来的安全问题及关键技术进行讨论,并阐述了在标准化和产品应用中的安全趋势。
1 云计算的特点与应用
云计算概念[1]由Google于2006年首次提出,可认为是并行计算(Parallel Computing,PC)等计算模式的进一步演进;是多种技术混合演进的结果,成熟度较高;是分布式计算模型的商业实现,具有大规模、多用户、虚拟化、高可靠性、可伸缩性、按需服务、成本低廉七大特性。其中,可伸缩性和按需服务是区别于传统IT服务的新特性。
目前,国内外云计算主要提供3种服务模型[2]:IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务),PaaS (Platform as a Service,平台即服务)和SaaS(Software as a service,软件及服务)。IaaS是将云处理、存储、网络等基础资源封装成服务以便用户使用;用户可以从供应商那里获取需要的资源来装载相关计算或存储的应用,但必须考虑多台设备协同工作的策略并为所租用的资源付费;IaaS最具有代表性的产品有:Amazon EC2、IBM Blue Cloud、Cisco UCS和Joyent。PaaS是供给用户应用程序的运行环境,主要面向开发人员,提供在互联网上的自定义开发、测试、在线部署应用程序等功能,是对资源更进一步的抽象层次;PaaS比较著名的产品包括、Google App Engine、Windows Azure platform和Heroku。SaaS是将应用软件封装成服务,用户可直接使用无需安装;最具有代表性的产品是Google Apps、Saleforce CRM、Office Web Apps和Zoho。
2 云计算特有的安全问题
虽然云计算提供了新的计算模式和服务应用来区别于传统的IT网络,但传统信息安全的各种威胁都适用于云计算平台,而云计算本身的特性又带来一些新的安全问题[3]。它最初的服务对象是企业内部,对其他人只有部分功能是开放的,例如邮件服务器和网络服务器等,因此最初对云计算的设计没有对其安全性做充分的考虑,只设计了防火墙、访问控制这些简单的安全措施。但伴随着云计算的发展,有许多非法分子利用云计算的漏洞进行一些非法操作,因此需要更快地发展云计算安全技术;其次,数据存储在“云”端,要保障数据的安全以及租户之间的数据隔离是关键;再次,用户升级服务器时用的是远程执行,并未采取本地环境安装,这样每次操作的同时就很可能带来一些安全隐患;还有,云计算大量应用虚拟化技术,保障其安全也和传统的安全有很大区别。相较法律法规都相对完整的传统安全技术,云计算缺少统一的标准,法律法规也不健全,国家政策上的不同也对云计算的发展有不利影响。
3 云计算安全的关键技术
3.1 数据安全
无论应用上述3种服务模型的任何一种,为确保数据不丢失,数据安全[4]都非常重要。
3.1.1 数据传输安全
数据传输安全即是在数据传输过程中避免被篡改、窃听、监视,从而保证数据的完整性、可用性、保密性。在传输过程中可采用VPN和数据加密等相关技术,实现从终端到云存储的安全,维护人员也可以采用加密通道来保障信息的安全传输。
3.1.2 数据隔离
由于云计算采用共享介质的数据存储技术,不同用户的数据可能会被存储在同一物理存储单元上,因此为防止相邻用户对数据的恶意窃取以及云服务提供商以管理员身份获取用户数据,采取加密的存储设备是必要的手段。
3.1.3 数据残留
数据残留有两种,一种是物理数据存储设备上的数据被擦除后留有的痕迹,另一种是虚拟机迁移、回收和改变大小等行为造成之前在此虚拟机上存储的数据的泄露,攻击者有可能捕获这些痕迹恢复出原始数据,不论信息是存在内存中还是硬盘中,所以在存储空间再次分配给其他租户之前要将上一租户的数据彻底清除。
3.2 应用安全
3.2.1 终端用户安全
在终端上安装安全软件,比如杀毒软件、防火墙等来确保计算机的安全性。目前用户获得云服务的主要接口就是浏览器,所以浏览器的安全与否极为重要。要实现端到端的安全,就必须采取一些措施来保护浏览器的安全。在多种系统同时运行的情况下攻击者会由虚拟机上的漏洞为入口从而获取物理机上的数据,所以应加强虚拟机的管理[5]。
3.2.2 SaaS应用安全
SaaS是提供给用户无视底层云基础设施的软件服务,在这种服务模式下,云计算提供商维护管理所有应用,云计算提供商必须保证应用程序和组件的安全性,用户只需负责最高层面的安全问题,即用户自己的操作安全、个人密码等秘密信息的保管。选择SaaS的提供商要特别慎重,因为会负担绝大部分的安全责任,提供商要最大限度地确保提供给用户的服务的安全性。目前对于提供商的评估方法是根据保密协议,要求提供商提供相关的安全实践信息,该信息应当包括黑盒与白盒安全测试记录。攻击者通常收集用户的信息,视图破解用户的密码,云服务提供商应提供高强度密码并对密码进行定期管理。在逻辑层,不同的数据根据用户唯一的标识符进行隔离,但是在很多情况下,这种隔离可能会被软件因素打破,例如虚拟机的重新分配等。因此,对于用户来说,应尽量了解云服务提供商所提供的云服务的虚拟数据存储架构,对于云服务提供商来说,应加强软件的安全性管理。
3.2.3 PaaS应用安全
在PaaS模式下,云计算提供商不提供基础设施,而是提供基于基础设施的服务平台,用户可以在此平台上用相应的编程语言、操作系统来进行应用开发并在该平台上运行应用。PaaS应用安全由两个层次组成,包括PaaS自身安全还有客户不属于PaaS上的应用安全。由于SSL是大部分云安全应用的基础,很多黑客都在研究SSL,在以后SSL将成为病毒传播的主要媒介。所以提供商应该针对当前的问题采取有效的办法来解决此安全问题,从而避免不必要的损失。在PaaS模式下,云计算提供商负责其提供的平台的安全性,如果平台中用到了第三方的应用,则第三方对此应用的安全性负责,所以,用户在使用应用、组件或Web服务时要知道所使用的是谁提供的应用,若是第三方提供,则用户应对该第三方服务提供商进行风险评估。目前,部分云服务提供商拒绝对其所提供平台中涉及到的第三方应用信息进行公开,用户应该尽可能获悉第三方信息从而进行风险评估,提高自己数据的安全性。在云服务中,共享是比较重要的服务模式,因此,对于多用户共享PaaS模式下,分离不同用户至关重要。PaaS提供商在多用户模式下必须提供“沙盒”结构,保证PaaS中应用的安全性。
3.2.4 IaaS基础设施安全
IaaS云提供商将虚拟机租赁出去,云提供商完全不管理用户的应用和运维,只是将用户部署在虚拟机上的应用当成一个黑盒子而已,用户在虚拟机上的应用程序无论执行何种任务,都由用户自己管理和支配,所以对于应用的安全,用户负全部责任,而对于云提供商而言其在将设备租赁出之后便对客户的应用安全不提供任何帮助。
3.3 虚拟化安全
资源池通过虚拟化技术向客户提供服务,在应用虚拟化技术的时候主要有两方面风险,虚拟化软件安全和虚拟服务器安全[7]。
3.3.1 虚拟化软件安全
软件具有创建、运行和销毁虚拟服务器的能力,它直接安装在裸机上。有很多方法可用来实现不同级别的虚拟化,例如操作系统级虚拟化、服务器级虚拟化、硬盘级虚拟化。在IaaS云平台中,软件完全由云服务商来管理,用户不用访问此软件层。必须严格控制虚拟化软件层的访问权限,这样才能保障计算机同时运行多个操作系统的安全性,对于云服务提供商来说必须建立健全的访问控制策略来保障虚拟化层次的用户数据安全。
3.3.2 虚拟服务器安全[8]
在兼顾虚拟服务器特点的前提下,物理服务器的安全原理可以移植到虚拟服务器上应用,当虚拟服务器启动时TPM安全模块会去检验用户密码,若此时输入的用户名和密码的Hash序列不对则虚拟服务器终止启动。最好使用可支持虚拟技术的多核处理器,这样可以做到CPU之间的物理隔离,这样可以避免许多不必要的问题。
4 云计算组织及标准
近来来,各国政府纷纷开展云计算标准化工作来促进云计算技术的发展,从收集案例、场景以及分析标准化需求到最后进行标准制定,其中涵盖了云计算基础标准、互操作和可移植、数据中心和设备、云计算安全及服务等方面。下面简要列举一下云计算的组织及标准[9]:
4.1 CSA(Cloud Security Alliance)
云计算安全联盟成立于2009年,致力于为云计算环境提供最佳的安全方案,在2013年,CSA[10]确认了云计算2013年9大核心安全问题,分别为:Data Breaches;Data Loss ;Account Hijacking ;Insecure APIs ;Denial of Service;Malicious Insiders;Abuse of Cloud Services;Insufficient Due Diligence ;Shared Technology Issues。CSA也了云安全矩阵,对云计算环境的安全问题及解决方案提供了指导。
4.2 EU(EUROPEAN COMMISSION)
EU于 2012年了《Unleashing the Potential of Cloud Computing in Europe》对云计算核心技术、云计算安全问题等方面进行了研究。对于云计算的应用及安全问题具有指导性意义。
4.3 Open Cloud Manifesto(开放云计算宣言)
“开放云计算宣言”已经正式,阐述了是云计算的概念和优势、云计算的安全问题以及共有云、私有云、开放云的目标和原则等。
4.4 Distributed Management Task Force(分布式管理任务)
此组织的主要工作是提高共有云、私有云、混合云平台之间的互操作性。另外,云计算的安全管理标准是ITIL、ISO/IEC27001和ISO/IEC27002。
5 结 语
随着互联网的快速发展,云计算的发展前景无可限量,它的规模很大,其中承载着用户的许多隐私文件,与此同时也面临的严峻的安全技术问题,如何解决这些问题是云计算发展的关键,因此需要完善云计算的技术,制定相应的法律法规等手段来不断完善云计算的安全技术,为云计算今后的发展营造健康的环境。
参 考 文 献
[1]冯登国,张敏,张妍,等. 云计算安全研究[J]. 软件学报,2011(1):71-83.
[2]房晶,吴昊,白松林. 云计算安全研究综述[J]. 电信科学,2011(4):37-42.
[3]李连,朱爱红. 云计算安全技术研究综述[J]. 信息安全与技术,2013(5):42-45.
[4]王新磊. 云计算数据安全技术研究[D].郑州:河南工业大学,2012.
[5]薛凯. 云计算安全问题的研究[D].青岛:青岛科技大学,2011.
[6]裴小燕,张尼. 浅析云计算安全[J]. 信息通信技术,2012(1):24-28.
[7]房晶.云计算的虚拟化安全和单点登录研究[D].北京:北京交通大学,2012.
[8]张云勇,陈清金,潘松柏,等. 云计算安全关键技术分析[J]. 电信科学,2010(9):64-69.
[9]王惠莅,杨晨,杨建军. 云计算安全和标准研究[J]. 信息技术与标准化,2012(5):16-19.
[10]颜斌. 云计算安全相关标准研究现状初探[J]. 信息安全与通信保密,2012(11):66-68.
Network control recognition of intelligent power distribution cloud based on fuzzy cloud theory model
ZHENG Xiao-fa, YANG Li
(Chongqing Electromechanical Vocational Insititute, Chongqing 402760, China)
关键词:云计算;发展
中图分类号:TP311.1 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 22-0000-01
一、目前云计算的发展现状
云计算的发展趋势在行业中已经取得共识。它的影响已经逐渐渗透到整个产业以及用户的应用中。云计算将赋予互联网更大的内涵,在某种程度上,它改变互联网企业的运营模式,通过云计算,更多的应用能够以互联网服务的方式交付与运行。云计算将扩大IT软,硬件产品应用的外延,并且改变了软硬件产品的应用模式。IT产品的开发方向也会发生改变来适应上述云计算带来的变化。很多业界领先代表,微软,谷歌,亚马逊等等业界领先代表都推出了自己的云计算产品和方案。如:谷歌推出GDrive服务;AOL的Xdrive服务;亚马逊云计算;HDS,EMC,NetApp先后将云计算和云存储的落地作为今后整体渠道策略调整的关键点;EMC宣布发展目标直指虚拟化和私有云建设;NetApp致力于拓展系统集成商和云存储业务。除此之外,HDS、EMC、NetApp在云存储等方面也取得较好效果。
二、未来云计算的发展趋势
云计算作为一种应用模式,它的出现和应用范围的日益扩大,必将对产业链的上下游产生重要影响,它在不断的适应着企业的需求。未来根据需求进行着不断增多,云计算将要如何发展?经过调查分析有以下几个方向:
(一)混合云的发展方向
虽然现在很多企业都已经采用了云服务,但是对于大部分的企业来说,基本上采用的都是多个云服务供应商,包括公共云与私有云,以满足不同的需求。公有云与私有云的组合被大家称之混合云,混合云的优势是能够适应不同的平台需求,它既能提供私有云的安全性,也可以提供公有云的开放性。所以在未来混合云的发展是云服务的主流模式。
(二)大数据分析
大数据如是高科技的热门话题,大数据分析使云计算和大数据能够很好结合。云计算是可以扩展,可以覆盖到大数据领域的,这些云服务能够为云计算提供平台,开源的云平台为大数据提供更好的开发与分析。
(三)SMB应用程序保护
现在,大多数的中小企业还是无法承受整个应用程序的测试层序与昂贵的工具进行内部检查安全和数据保护等应用的,期待新的云计算技能够帮助企业利用Web应用程序来进行源代码的扫描,协助企业及时发现潜在的一些网络攻击,从而来按需求提供帮助,降低企业的费用。
(四)强调性能
不管在什么行业,我们更关心的是云的安全,管理和控制权等问题,目前的云计算更强调的是性;是否能够可靠的执行他们所需要的能力,并且,在关键的时期,能够保证业务稳定的进行。因此,在未来,云计算的性能问题会是一个主要的发展趋势。
(五)云游戏
云游戏是以云计算为基础的游戏方式,在云游戏的运行模式下,所有游戏都是在服务器端运行的,并且将渲染完毕后的游戏画面压缩之后通过网络传送给用户。云游戏平台是云计算技术在游戏领域创新性应用。云游戏目前在几年一直在上升,它以云联科技领先的游戏按需点播(Game On Demand)技术为前导,Gartner曾经预测:70%以上的财富2000强企业将至少有一个基于云计算的应用程序,可以看到云游戏的领域会是云的另一个主要的发展趋势。
三、中国云计算产业发展趋势
2013年,我国经济发展面临新的机遇与挑战,但平稳快速的经济增长仍将是主旋律,云计算作为战略性新兴产业突破口,将促进我国经济持续健康发展。目前,我国正值“十二五”中期,调整经济结构、转变经济增长方式仍是经济发展的主要任务,云计算能够促进社会创新能力的发挥、催生新的商兴模式、提升经济发展效益与质量,转变经济增长方式。(1)云计算产业成为产业资本和政府投资的重点方向,云计算产业集聚将成为科技园区建设的新热点;(2)新型城镇化政策为智慧城市建设指明了方向,交通云、政务云、教育云、医疗云建设将成为重要环节;国内外企业将在我国云计算市场抢点布局,市场竞争局面初步形成四、我国超过半数以上大中型企业关注规划和部署私有云,并采购面向云的软硬件及相关服务;面向企业的云计算服务将更注重社会化、协作化、网络化的新要求,价格将更趋于合理。云计算基础技术的自主研发将继续获得政府大力支持;五、电子商务交易平台、社交网络、金融企业、电信运营商等将进一步深化对大数据的运用;国内面向个人的云计算服务开始普及推广;十、国内桌面云部署将兴起,云端时代到来;、云计算将缩小地区差距,推动变革:目前国内类似服务包括金山快盘、酷盘、迅雷随身盘等,均提供多终端数据传输与同步服务。经过笔者试用金山快盘,虽然受到网速等限制,但是已然使云存储出现在实际应用中,除此以外,有消息称,腾讯将推出“微云”服务,此服务将类似于iCloud,也是提供云存储服务,目前还在内测中。
四、总结
云计算简化了软件、业务流程和访问服务,帮助企业操作和优化他们的投资规模。有很多的企业通过云计算优化他们的投资。云计算也不例外,它很强大,且具有创新性,但它也有其自身的瑕疵。每个新平台都有自己的缺点。云计算的扩展、复杂性和变化的挑战,企业正扩展到更多创新与他们的IT能力,希望各个行业都能采用云计算,未来的云计算的扩展、复杂性和变化的挑战,使企业获得更多创新,提高他们的IT能力,使得企业带来更多的商业机会。
参考文献:
[1]李秋红.中国云计算技术开发的问题与对策研究[D].渤海大学,2012.
[2]王霄飞.基于OpenStack构建私有云计算平台[D].华南理工大学,2012.
[3]汤慧卿.ERP的云计算模式选择研究[D].上海外国语大学,2012.
[摘 要] 自“十二五”以来,云计算、物联网、大数据等信息技术发展迅速,在油田业务发展需要及信息技术驱动下,新疆油田开始由数字化向智能化迈进。围绕智能油田建设,介绍了新疆油田“十二五”信息化建设现状及目标,以及智能油田建设过程中在大数据、云计算、物联网、知识库等关键信息技术方面取得的研究成果及具体应用,为全面实现油田业务智能化提供了技术手段和有力支撑。最后面对智能油田建设的不断推进,展望了新疆油田“十三五”信息化发展需求和建设方向。
[关键词] 智能油田;大数据分析;云计算;物联网
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 075
[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2017)07- 0164- 04
1 引 言
新疆油田通过多年的信息化建设,在基础设施、数据建设、应用系统、标准规范、管理体系等多个方面取得了显著成效,以信息技术为手段实现了油田勘探开发生产等主营业务的数字化。自“十二五”以来,大数据、云计算、物联网等信息技术发展迅速,在油田业务发展需要及信息技术驱动下,新疆油田开始由数字化向智能化迈进,并将智能油田定义为:能够全面感知、自动操控、预测趋势、优化决策的油田,其基本思想是在数字油田建设成果基础上,利用物联网、云计算、大数据、专家知识库等先进信息技术,实现油田生产、管理、决策的智能化[1 ]。
“十二五”期间,国际油价持续低迷,国内油气市场需求下滑,为实现低油价下经济效益稳增长,中石油提出了“开源节流、降本增效”的指导思想。面对快速l展的信息技术和低油价的严峻形势,新疆油田全面围绕智能油田建设,在中石油“十二五”信息化发展战略指导下,深入开展了一系列关键信息技术研究和应用,取得了一定的研究成果,为实现油田业务智能化和“开源节流、降本增效”提供了技术手段和有力支撑。
2 新疆油田“十二五”信息化建设情况
“十二五”是新疆智能油田建设的探索期,其目标是深化数字油田应用、建设智能油田。经过五年的建设,初步建立了覆盖勘探开发生产等主营业务的一体化协同运行中心;完成了油气生产物联网在风城油田1号稠油处理站的示范应用;建成了单井问题诊断与优化系统(一期),基本实现了油气井生产管理的智能化;初步完成了基于云计算的数据中心建设,打造了云化的硬件基础环境。“十二五”以来,围绕智能油田建设,在中石油“十二五”信息化发展战略指导下,新疆油田开展了大数据、物联网、云计算、知识管理等关键技术研究,并将其应用在智能油田建设中,为稳步推进油田业务智能化提供了技术参考。
3 智能新疆油田建设中的技术应用研究
3.1 大数据分析
大数据技术,就是通过对海量数据进行处理和分析,挖掘其中隐藏的规律和价值,从而预测未来、辅助决策[2,3 ]。
大数据技术分析流程主要包括数据抽取及预处理、数据存储、模型建立、模型部署和应用四个环节,涉及的主要关键技术有:大数据抽取及预处理技术与大数据建模技术。
其中,大数据抽取及预处理技术主要实现分布在各个数据库或系统中的数据整合,并转换成适合数据挖掘或建模的形式,构建样本数据集。
大数据建模技术指基于大数据建模算法和工具,挖掘数据中隐藏的模式或关系,建立预测模型(规则、公式或方程式),从而生成预测结果,辅助业务决策。
新疆油田经过几十年的勘探开发和多年的信息化建设,建立了覆盖勘探、评价、开发等不同业务领域、钻井、录井、测井、试油等不同专业的数据源点采集和数据传输体系,实现了数据集中入库存储,其中,油田大数据主要包括:油田生产中产生的工程地质类静态成果数据、生产过程中由传感器或人为记录的动态数据、企业经营管理中产生的各类数据、油田生产各类设备、仪器仪表等动静态数据、信息系统应用过程中产生的各种数据等(见图1),其数据量大、数据类型多样,数据产生速度快,在智能油田时代,传统的数据分析方法已无法满足油田业务需要及向数据找油的需求。基于此,新疆油田尝试利用大数据分析技术挖掘油田数据价值,从而辅助业务决策。
围绕新疆油田数据建设现状及智能油田建设需求,以抽油井结蜡预测为切入点,基于抽油井产量、示功图、温度、压力、冲程、冲次、故障记录等数据利用大数据分析方法及其关键技术开展了抽油井结蜡规律研究[4 ]。主要研究内容包括:
(1) 通过大数据分析技术研究,建立一套适合新疆油田业务需要的大数据分析方法及技术框架,如图2所示;
(2)通过大数据抽取及数据集成、清洗等预处理技术抽取了与抽油井结蜡相关数据表及数据项,确定了质量较好的相关数据,并基于相关数据提取了影响抽油井结蜡的特征参数,构建了建模的样本数据集;
(3)基于样本数据集通过大数据建模技术利用 SPSS Modeler 建模工具分别采用随机森林、线性回归、boosting、偏最小二乘及K邻近五种建模算法,以抽油井结蜡概率作为预测目标建立了抽油井结蜡预测模型,结果表明模型预测准确率较高,同时完成了模型的部署和应用,设计开发了抽油井结蜡预测软件,业务人员借助该软件可以直接预测抽油井结蜡状态,并提供结蜡概率及合理化的措施建议,为辅助业务管理和决策提供了有效手段。
3.2 云计算
云计算[5,6 ]是指基于网络技术,通过虚拟化方式共享IT资源的新型计算模式。其核心思想是通过网络统一管理和调度计算、存储、网络、软件等资源,实现资源整合与配置优化,并以服务的方式提供,满足不同用户随时获取并扩展、按需使用并付费,最大限度地降低成本等各类需求,其总体架构如图3所示。
从服务模式的角度云计算可分为基础设施即服务、平台即服务与软件即服务三个层次,其中基础设施即服务层主要通过虚拟化技术,对服务器、存储和网络等硬件设备抽象为基础资源,并且实现内部流程自动化和资源管理优化,从而向外部提供动态、灵活的基础设施层服务;平台即服务层是将具有通用性和可复用性的软件资源进行封装,并为云应用提供开发环境、运行和监控环境;软件即服务层是将某些特定应用封装成在线服务,通过网络交付给用户。
从技术角度云计算所涉及的关键技术主要包括虚拟化技术、分布式存储技术及分布式计算技术。虚拟化技术作为云计算的核心技术,主要实现服务器、存储、网络等硬件设备的虚拟化,建立共享资源池,为云计算平台中各业务系统提供按需分配和动态伸缩的基础设施服务;分布式存储技术目标是利用云环境中多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求;分布式计算即并行计算,指将大型计算任务拆分为多项子任务,通过子任务分布式地在多个计算节点上进行调度和计算实现对海量数据的快速处理。
就新疆油田来说,在“十五”、“十一五”期间,通过信息化手段建立了覆盖各油田业务的信息系统,各信息系统每年所需的设备数量逐年增加,服务器设备类型也多种多样,随着业务需求不断提升及智能油田建设的推进,逐渐凸显出数据中心机柜容量不足及电力紧张、设备运维管理难度大等诸多问题,油田公司迫切需要进行IT基础设施资源的整合,建设高效灵活的基础设施架构,实现自动化管理流程,为各信息系统提供“基础设施即服务”的功能。
基于新疆油田IT基础设施建设现状及智能油田建设需求,在中石油y一部署和指导下,初步建立了基于云计算的数据中心,完成了原有机房的整合工作,为新疆油田甚至中石油提供了统一的基础设施云服务,提高了资源利用率,节约了机房空间、降低了设备能耗。同时部署了新疆油田桌面云系统,实现了员工办公计算机、移动智能终端全方位、多层面安全、可靠地访问油田信息资源。
3.3 物联网
物联网[7 ]即通过传感、射频、通讯等技术,对油气水井、计量间、油气站库等生产对象进行全面的感知,实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及区域监控中心集中管理和控制。
“油气生产物联网系统(A11)”是中国石油在“十二五”信息技术总体规划中提出了重点建设项目,其目标是利用物联网技术,建立覆盖全公司油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂的规范、统一的数据管理平台,实现生产数据自动采集、远程监控、生产预警,支持油气生产过程管理,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。
根据中石油“十二五”信息化发展战略,结合智能新疆油田建设需求,开展了物联网技术研究,完成了油气生产物联网在风城油田1号稠油处理站的示范应用,总体架构如图4所示[8 ],其主要研究内容包括:
(1) 采用RTU+PLC技术或产品实现油气水井、计量间、处理站等生产对象油压、套压、温度、压力等参数的采集与控制;
(2) 采用有线+无线异构组网传输技术实现生产数据的实时传输,满足整个油气生产物联网系统对数据安全性、实时性、稳定性等要求;
(3) 通过SCADA监控系统、DMS数据管理系统实现生产现场监控及实时工况的诊断和预警。
4 总 结
新疆油田在“十二五”期间通过开展一系列信息技术研究,为智能油田建设提供了有力的技术支撑。随着新疆智能油田建设的不断深入,油田勘探、评价、开发与生产、油气储运、生产保障等各业务领域对数据资源、信息技术、基础设施以及人才队伍等提出了更高的需求。为积极应对低油价冲击,进一步提升油田信息化水平,助力新疆油田建设智能油田的战略目标,在“十三五”期间,将加快信息技术的研究及深化应用,依托大数据、云计算、物联网等新一代信息技术,逐步实现油田主营业务智能化、非核心业务全面数字化。
主要参考文献
[1]陈新发,曾颖,李清辉,等.开启智能油田[M].北京: 科学出版社,2013:64-69.
[2]IBM. What is big data? [EB/OL]. [2012-10-02]. Http:// /software /data / bigdata/.
[3]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,2013,50(1):146-169.
[4]支志英, 王利君, 蔡志强. 基于大数据分析的抽油井结蜡预测方法研究[J].信息化建设,2016(2):28-29.
[5]黎连业,王安,李龙. 云计算基础与实用技术[M].北京:清华大学出版社,2013:2-4.
[6]方巍, 文学志, 潘吴斌. 云计算: 概念、技术及应用研究综述[J]. 南京信息工程大学学报,2012,4(4):351-361.
关键词:经营分析;数据仓库;大数据;云计算
中图分类号:TP311.13
1 研究背景和意义
随着移动互联网时代的到来,三大运营商的业务重点正在从话音、数据业务向互联网业务转变。这种转变将对经营分析系统带来迫切的需求。一方面,日益严峻的竞争环境要求经营分析系统分析粒度更加细化,为前台客户发展、客户保留提供更为细致的分析结果;另一方面,随着业务模式的转变,海量的互联网数据需要纳入分析范围,这两方面的因素决定了未来几年经营分析系统的规模和处理性能将超常规发展。因此,经营分析系统传统的高端小型机+磁盘阵列的建设模式已难以适应移动互联网时代企业发展的要求,亟需寻找低成本、高性能的演进方案。
2 云计算与大数据
自Google提出云计算概念以来,已使得IT行业发生了巨变。最近一年来,大数据概念迅速兴起。大数据的兴起说明数据已成为重要的资产,谁拥有更多数据、更善于使用数据,就能吸引用户、产生价值,在未来IT行业发展中占据竞争的主动。
大数据技术与云计算的发展密切相关,大数据技术是云计算技术的延伸。大数据技术涵盖了从数据的海量存储、处理到应用多方面的技术,包括海量分布式文件系统、并行计算框架、NoSQL数据库、实时流数据处理以及智能分析技术等。云计算为大数据提供了发展的可能,大数据是云计算绝佳的业务领域。
大数据技术为运营商带来绝佳的转型机会。除应用于传统企业运营管理分析外(如战略分析、竞争分析、运营分析、流量经营分析、网络管理维护优化、营销分析),还可利用积累的数据,为用户提供内容服务,例如根据对用户上网行为的分析,为用户推荐应用商店软件、IPTV视频节目等。因此三大运营商应抓住机会,发力完善扩充运营分析系统,盘活庞大的数据资产,拓展业务领域。而这种转型,需要现有的数据仓库向云计算架构演进。
而就技术来说,目前应用与大数据领域的云计算技术主要包括MPP(大规模并行处理)数据库与Hadoop技术。
3 云计算MPP数据仓库关键技术分析
随着大数据时代的到来,传统的数据仓库系统已无法满足性能和成本两方面的挑战。而廉价的x86设备通过分布式并行处理软件集群实现了低成本、高性能的解决方案。虽然传统交易型数据库在向x86云平台迁移过程中仍有许多问题难以解决,但在分析型数据领域,由于其数据操作多为连续读写,业界已有较多x86云计算MPP数据库解决方案,构建价格低廉的基于x86平台的云数据仓库已成为现实。MPP云计算数据仓库关键技术如下所述。
3.1 数据库SharedNothing集群架构
面对大数据量的处理,MPP是数据仓库的必然演进方向。并行数据库架构方式主要包括SharedDisk和SharedNothing两种。
SharedDisk架构指数据库集群中每一个CPU使用自己的私有内存区域,通过内部通讯机制直接访问所有磁盘系统。其主要特点为高并发、高可用性。但其存在资源争用问题,当为大数据量处理增加更多的CPU时,因为增加了对内存访问和网络带宽的竞争,系统反而有可能减慢。
而在SharedNothing集群中,每一个CPU都有私有内存区域和私有磁盘空间,而且2个CPU不能访问相同磁盘空间,CPU之间的通讯通过网络连接。其主要特点为,支持大数据量处理高并行、低并发、低可用性。当事务数量不断增加时,SharedNothing体系可通过增加额外的CPU和内存来数据库稳定增长,从而可以保证每个事务处理时间不变。同时,SharedNothing在运行过程中降低了竞争资源的等待时间,从而提高了性能。
就其适用场景而言,当应用代码量很大、相关数据量比较小时,SharedDisk更加适合这种典型的OLTP应用;如计费系统。而当相关数据量很大、而应用代码并发量很小时,由于SharedNothing架构可将单一大任务分解为多个小任务、同时在多个节点处理,通过并行缩短任务处理时间,从而大大提升系统性能。因此SharedNothing架构是云计算数据仓库的必然选择。
3.2 列式数据库
列式数据库是以列相关存储架构进行数据存储的数据库,主要适合于批量数据处理和即席查询。相对应的是行式数据库,数据以行相关的存储体系架构进行空间分配,主要适合小批量的数据处理,常用于联机事务型数据处理。
列数据库在数据仓库、商务智能领域应用中有着先天的优势:独特的存储方式,能够迅速的执行复杂查询;列数据库的压缩技术,更是能为数据仓库、商务智能应用中巨大的数据量节约存储成本;列数据库先进的索引技术也大大提高了数据库的管理,其优势详见下表,可见列式数据库是云计算数据仓库的不二选择。
4 运营商经营分析系统演进方式探讨
如前所述,随着移动互联网的快速发展,三大运营商如想在竞争中占据鳌头,则其经营分析系统应快速跟进,提升性能、扩大容量,抓住行业变革的机遇,采用云计算技术构建海量数据分析平台,实现数据的价值化。因此,经营分析系统应在近期快速搭建企业统一云计算分析平台。
就平台搭建方式而言,可采用MPP数据库与Hadoop技术结合的方式。MPP数据库用于处理结构化数据和大批量分析任务,实现对经营分析系统核心数据仓库的接管和替代;而Hadoop适合处理非结构化数据与NoSQL数据,适应小粒度高并发数据处理场景,应用于ETL等子系统,与云计算MPP数据仓库形成互补,充分提升数据仓库的处理能力。
4.1 MPP数据库建设方式建议
从业界主流的两种云数据仓库技术路线来看,一体机方案虽然性能较高,但其无法支持在线平滑扩展,在业务灵活性方面受限;且其硬件为专有硬件,容易形成对特定厂家的绑定;产品价格普遍较高,较传统建设方式优势不明显,随着未来数据量的激增,必将对企业产生较大的成本压力。
而软件数据库管理系统技术路线则在灵活性方面占据优势,可随着未来业务的变化在线扩展系统;其硬件支持标准x86设备,未来建设选型空间较大,系统总体投资较低;在未来使用大云HugeTable时,标准的x86硬件也可平滑利旧。因此,运营商应尽早引入基于软件数据库管理系统的云计算数据仓库产品,一方面降低系统建设成本,另一方面通过系统迁移部署及早积累经验,规范应用软件,为未来全面转向云计算数据仓库做好准备。
4.2 落地实施建议原则
由于云计算数据仓库技术较为前沿,在通信行业落地案例极少,缺乏可借鉴的建设经验;而经营分析系统已逐渐由后台决策支持系统转变为支撑前台业务发展的生产系统,出于保证系统稳定性考虑,在从现有经营分析系统向云平台迁移时,应审慎、分阶段实施。
另一方面,现有经分系统运行压力已非常大,新业务需求层出不穷,系统能力扩容迫在眉睫。结合两方面考虑,云计算数据仓库落地建议以“分流减压、可用验证、渐次替换”分步实施方式进行。
5 结束语
云计算技术在大数据处理方面已具备较好的实践基础,可满足运营商经营分析系统低成本、高性能建设的需求,及早探索云数据仓库的建设,近期将有助于其在移动互联网时代占据竞争优势。远期则可以在经营分析系统基础上,搭建大数据分析平台,通过自己采集、第三方提供等方式汇聚数据,并对数据进行分析,满足在线广告、电子商务等行业的数据分析需求。
参考文献: