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云计算的基本架构

时间:2023-07-14 17:36:25

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篇云计算的基本架构,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。

云计算的基本架构

第1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.

第2篇

[关键词]云计算;云管理;ITIL技术

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.000

[中图分类号]TP277 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2016)16-00-01

1 云计算概述

云计算在当前的技术领域,尚未有明确的定义,诸多企业给出了自己对云计算的理解,现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院(NIST)定义,云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,资源能够被计算资源共享池予以快速提供,只需投入很少的管理工作或与服务供应商进行很少的交互。

根据企业私有云建设分析,需要在计算机中建立分布式的布置,能够远程进行控制和维护,从而可采用类似于互联网的方式实现运营,也就能够按照需求在应用过程中切换资源,并进行相应的计算机访问和存储。

云计算能提供资源,能采用虚拟化的计算方式,让用户通过网络获得相应的支持和帮助。其中,云计算往往包含数据中心,并且通过数据中心能够实现对资源的回收、配置、部署及管理等功能。

2 ITIL融合应用

当前的IT领域中,ITIL是应用最为广泛的IT服务管理实践指南和实际标准,能够为信息技术提供良好的架构支持。同时,在云技术的支持下,还能够通过该技术实现自动化的管理,即云管理平台,具体内容如下。

2.1 ITSM方法论

ITSM应用能够围绕客户,以流程为导向,并且结合IT的业务提供服务,实现相应的功能支持,提升了IT的信息技术能力。通过云计算机提供平台,能够为IT系统运营提供有力的支持,保证云服务商能够在系统中获得相应的数据支持,满足当前用户的功能诉求,这就对ITSM提出了更高的要求。

2.2 ITIL框架

在1980年左右,CCTA率先研究并推广应用了IT服务管理标准库,也就是当前的ITIL,并且在后来的应用IT管理中获得了长远发展,也促使英国IT管理呈现完善化的发展形势,从而让ITIL框架成为英国IT管理中的基本架构。

2.3 基于ITIL的云计算策略

在云计算的应用中,需要结合具体的应用环境提供相应的功能要求,根据ITIL V3改进服务战略、服务设计、服务转换、服务运营与持续服务这5个阶段,能够完善云计算策略,从而提升ITIL与云计算的融合程度,具体分析如下。

2.3.1 IT服务战略

企业IT管理需要综合分析企业的IT资源问题,并按照框架分析当前的治理方案,提升IT的云服务能力,综合应用云服务来实现整体发展战略。同时,需要在业务开展中结合云服务的特征和需求,应用模型来实现对平台服务的支持,从而满足云服务对企业的综合发展的支持。

2.3.2 IT服务设计

根据企业的IT服务流程,能够改造企业IT资源,从而集中资源完善IT服务模型,建立符合业务发展的云服务SLA,并结合服务项目实现云服务和需求的对接,从而能够保证云服务的稳定运行,具体实现过程如下。

(1)实现自动化部署。根据IT领域内的工作,将操作难度较大的流程转化为自动化的过程,从而能够有效地降低工作负荷,提升工作服务质量,改善IT服务的自动化功能。

(2)弹性扩展动态资源。通过结合业务需求,优化云计算的资源构成,使云计算弹性扩展,从而将动态智能调整作为IT服务的重要支持。

(3)组织优化业务形式。根据组织的运营模式,在发展中优化组织形式,拓展应用服务,加快结构转型,促进IT业务的发展,将组织架构与IT服务相结合,从而满足业务对组织发展的要求。

2.3.3 IT服务转换

IT部门与云服务商需要按照职责划分进行相应的工作,按照要求制订相应的工作服务计划,根据计划服务来提升转换能力及组织配置能力,及时地提高服务变更能力。在云服务商的管理中,积极地探索并实现相关协议的变更和。

2.3.4 IT服务运营

在IT服务的制度化建设中,需要按照云服务的运营加强相关内容的建设,完善企业内部管理标准,实现对服务商的综合监管,保证云服务提供商运营的规范性,保证所有业务的运行能够在业务范围内。同时,在运营中构建完善的服务团队,提供良好的技术支持,及时地监管运营成本,在保证工作质量的前提下尽可能降低成本。

2.3.5 持续服务改进

IT部门需要提高服务水平,能够及时地对云服务商的工作提出要求,督促其做出相应的改进,帮助其建立完善的服务体系。同时,在监管中IT部门需要制定全面的管理体系,优化内部的配置,提升内部的维护能力。

3 结 语

本文通过分析云计算的基本原理,详细阐述了ITIL标准中的云计算策略,从而为企业IT管理能力的提高提供支持。同时,按照云计算的发展要求,云端化是未来的主要发展方向,云计算提供商也应在该方面加强管理。

参考文献

[1]冯建平,吴丽华.“云计算”技术和“云计算”服务模式――全球信息化发展的未来[J].信息系统工程,2009(11).

第3篇

【关键字】 云计算 科普资源 平台

云 计 算 提 供 的 服 务 类 型 大 致 可 分 为 三 类 ,基 础 设 施 作 为 服 务(IaaS,Infrastructure as a Service);平台作为服务( PaaS,Platform as a Service);软件作为服务(SaaS,Software as Service)。

1)IaaS,是一种通过互联网向用户提供硬件设备等基础资源服务的模式。用户可以根据自己的需求,动态申请或释放节点,IaaS是以庞大的服务器群作为支撑的,用户可以“无限量”地按需申请资源。

2)PaaS,是一种通过互联网向用户提供应用程序的运行环境的模式。用户只要遵循特定的编程模型,便可配置托管环境,控制和部署应用程序和服务, PaaS 与基于数据中心的平台进行软件开发进行比较,费用要低廉很多。

3)SaaS,是一种通过互联网向用户提供运行在云计算基础设施上的应用程序的模式。用户可以通过功能简单的瘦客户,如浏览器等访问云平台,而不需要控制和管理底层的云基础设施。

一、云南省科普资源云平台基础架构设计

基础设施层对应的是云基础设施即服务(IaaS)。在云平台基本架构的基础实施层中,可分细分物理层和虚拟层两层。其中,物理层包含的是计算机、服务器、存储器、网络设备等硬件设备。这些硬件设备通常存在着某种程度的差异性,如型号、规格等,但通过虚拟化技术的处理后,可以把这些硬件设备之间的差异性屏蔽,通过虚拟化处理,新老设备可以共存。这些硬件设备经过虚拟化处理后形成的资源可以看作一个庞大的资源池。资源池的资源可以按需分配,从而实现快速提供虚拟机器或物理机器,迅速部署环境和均衡工作负载。把物理层的资源虚拟化后形成的虚拟层,基础设施层可以灵活地为上层提供各种虚拟的服务,实现强大的计算能力和海量的数据存储。通过云管理工具,基础设施层可以灵活地分配和回收虚拟资源,为在基础设施层上部署各种服务提供帮助,用户可以在基础设施层上构建各种平台和应用。基础设施层对应的服务为 IaaS,作为一个平台的虚拟化环境,可以通过本地部署的云计算平台提供,也可以由第三方云服务供应商提供。

云平台层对应的是平台即服务(PaaS),架设在基础设施层之上的,提供的是平台即服务(PaaS)的解决方案,由一系列软件资源组成,为用户提供开发和运行应用系统的环境,并具有对其监管控制的功能。

云应用层对应的是软件即服务(SaaS)。在云计算的服务模式中,云应用层集合了所有应用软件的集合。这些应用软件建立在基础设施和平台层之上,是由Internet 或本地网络提供给用户。这些服务可以通过浏览器直接访问,也可以通过瘦客户端调用开放的 API。

由于云南省科协信息化起步较早,相应的应用系统庞大且复杂,为保证高效的投资和资源合理的应用,采用统一规划、分步实施的策略逐步的完成从资源、数据、应用的逐层升级,本次建设主要以完成建设基础的Iaas为主要目标。

二、云南省科普资源云平台网络架构

1)上部为公众查询和政府监管通过互联网访问;

2)中部为数据中心核心网络区域:2台核心交换机网是万兆网口,而互联网带宽是千兆网口,所以通过两台接入交换机做网络对接;两个防火墙实现数据安全隔离,安全网关;核心网络区域是数据中心共同使用。

第4篇

关键词:智慧城市;云计算;互联网

目前大规模城市化已经成为现在城市发展的趋势,那么如何在大规模城市化中确保食品、药品、以及人的安全,构建安全有效的监控网络,;如何满足人们在教育、卫生、医疗方面的需求,科学有效的规划城市基础设施,;如何推动城市产业结构的调整,推进节能减排工作的进行;如何快速应对城市当中的突发事件等等,这一系列的问题成为当今大规模城市化中亟需解决的问题。传统的技术和管理方法已经无法满足现代这个社会的要求,这时新一代的只能技术和信心技术走入我们的实现,让我们对城市结构、城市功能、城市定位有了全新的认识。“智慧城市”这一概念便是在这样的一个背景下产生的。建设智慧城市已经成为现在城市建设的必要的内容。

一、智慧城市建设

智慧城市是指城市向着更深层次的信息化发展,利用先进的信息技术构建城市的基础设施,让城市管理变的更加简单、有效。为城市生活的居民提供一个人和人、人和物、人和社会和谐共处的良好环境。让城市具有智能协同、资源共享、互联互通、全面感知的特点。实现对城市智慧化服务和管理。最近几年,随着移动互联网、物联网、云计算等等新技术的兴起,智慧城市的实践研究也在不断的进步。如何利用移动互联网、云计算、物联网等等技术解决现在大规模城市化中的问题,全面提升城市在民生、政务、产业方面的水平,已经成为现代城市发展的一个重要课题。

物联网技术在现代信息技术中扮演着重要的角色,它将具有移动终端、RFID、传感器等等智慧化模块的末端设施,通过短距离通信、有线长距离或者无线和设备之间实现互联互通。满足智慧城市对城市资源的智能化管理。利用互联网将城市设施中无处不在的智慧化传感器有效的连接起来,从而实现对城市全面感知,实现物联网和“数字城市”的融合。对教育、城市服务、公共安全、生态环境、政务、民生等等各方面的需求做出智能化的决策支持,让智慧城市真正做到“智慧化”。

除此之外智慧城市还需要云计算技术的支持,它可以认为是智慧城市的“大脑”。所谓云计算以互联网的计算方式为基础,让智慧城市应用系统根据自身的需求,从由大量计算机构成的资源词中获取与之相适应的软件服务、存储空间以及计算能力,提高对系统资源的利用效率。所以物联网技术和云计算技术都是智慧城市建设中重要的组成部分。

二、基于云计算的智慧城市架构

智慧城市是由物联网技术、云计算技术和数字城市相互融合而产生,智慧城市发展的目标就是形成一个系统的、庞大的物联网,将感知设备应用到城市的每个角落,并通过后台强大的计算机完成对大量数据进行整合处理,进而实现智慧城市给城市的服务和管理带来的巨大改变,如下图1所示,智慧城市架构可以分为4个部分,分别是智慧英曾、应用支撑平台、网络层、感知层。

其中感知层通过具有RFID、摄像头、传感器等模块的设施收集信息,并将这些设施收集的信息通过网络传输到数据中心。数据中心平台具有强大的计算能力、存储能力、决策能力、管理能力,并包含了涉及各个行业的专业数据库,能够为校园、环保、交通、政务等一系列智慧应用提供数据信息上的支持。传感器终端将收集的大量信息传输数据中心,数据中心通过传入信息的整合分析,进而实现智慧城市应用的智能化。在传统的城市架构中,其具有的硬件服务器已经无法满足对大量数据的管理和处理,在物联网的传输层和应用层中应用云计算,让云计算为智慧城市服务,很好的解决了大量数据的计算和存储问题。同时在一定程度上大大提高了智慧城市应用系统的运行效率。

智慧城市的建设的目的是为了实现对大量数据信息的共享和高度整合,而云计算的特点就很好的符合智慧城市建设。因此以物联网技术和云计算技术基础的智慧城市架构如下图2所示。

该系统主要有云安全层、智慧城市运营支撑体系、基础设施层、云服务平台及应用层、门户层组成。

1.云安全层 云安全层涉及智慧城市的方方方面,确保智慧城市中应用系统能够正常的运行。

2.智慧城市运营支撑体系 该体系是针对智慧城市应用的新特性建立的,保证了智慧城市应用系统正常的运行。

3.基础设施层 智慧城市是基础设施层的底层,云计算基本架构为基础设施层,其中包括两个部分,一个是基础资源,另一个是只能接入,其中基础资源是建立各个行业准也数据库,各个智慧城市应用结合自身的需求进行存取,在一定程度上提高的资源的利用率,实现了资源的高低协同和共享。智能接入包括基础通讯网络和物联网感知设备,保证智慧城市应用系统的接入。

4.云服务平台和应用层 智慧城市的中间层是一个云服务平台。主要针对智慧城市应用系统而设置的,在这个服务平台上不但可以实现城市资源信息的共享和管理,还可以一些智慧城市应用,除此之外,依靠其强大的信息整合能力,还可以为用户提供科学合理的决策。智慧城市应用系统主要表现在三大领域,分别是智慧产业、智慧民生、智慧政府。通过智能化、精细化的智慧城市应用,满足各个领域对信息化提出的各种需求。

5.门户层 门户层是向用户、企业以及政府展示各种智慧城市应用成果,同时这一层还为城市居民感受智慧城市应用系统提供了一个平台,在这里城市居民可以享受到各种智慧化的城市应用。

物联网技术是对互联网技术的拓展和延伸,物联网技术使得网络变的更加互联互通,在智慧城市建设中扮演着重要的角色,但是因为网络终端存储和计算能力都无法满足需求,云计算技术强大存储、计算、信息整合能力,正好解决了这一问题,不仅实现了对大量数据的计算和储存,同时还具有一定的安全性。因此智慧城市的建设也需要云计算技术作为支撑。通过应用物联网技术和云计算技术,让智慧城市真正“智慧化”。

结束语

智慧城市已经成为全球城市发展的一种趋势,为了保证智慧城市的发展,实现城市资源的智能化管理,就需要需要物联网技术、云计算技术、移动互联网技术作为支撑,使得原本无法实现得城市服务和管理得以实现,让城市真正“智慧化”。

参考文献

[1] 吴余龙,艾浩军.智慧城市――物联网背景下的现代城市建设之道.电子工业出版社,2011

第5篇

由于起步较晚、技术积累较为薄弱,多年来,在国外主流基础软件形成的技术、知识产权、市场等多重壁垒限制下,我国基础软件发展一直处于弱势。通过开放式开源来发展我国自主可控的基础软件是当前最为行之有效的重要路径。

开放式开源主要是相对封闭式开源而言,正如Linux开源一样,所有用户均可以通过网络等多种途径免费获取,并且可以任意修改其源代码,能够充分借助社会力量,通过支持开发者自由开发、修改、测试自己的软件,获得开源性、共享、自由等特征,为软件开发提供高度的灵活性和敏捷性。

一、开放式开源能够有效保障基础软件安全发展

当前在国内外信息安全形势日趋严峻的环境下,发展自主可控的基础软件成为我国软件产业发展的重要任务。但严格来讲,“自主”并不一定“可控”,尤其是“封闭式”的自主更难以达到这一目标。例如,Linux在刚开始应用的时候,曾被认为是安全性较高的操作系统,但随着应用不断普及和深入,其遭受的安全攻击呈现日趋上升的态势。由此可见,“封闭式”的自主只有在产品没有影响力的萌芽阶段或许有效,一旦产品得到认可和大规模的推广,就必然存在一些别有用心的人企图通过钻研、发现并利用产品漏洞,从而获取更多不正当的利益。因此,单纯依托某家或某几家企业的“封闭式”基础软件研发模式其实并不安全可控,所研发出的软件一旦普及应用,漏洞就必然会被发现,随之引发的安全威胁甚至会超越现有商业化基础软件。惟有像Linux一样实现开放式开源,才能充分利用全社会力量发现和暴露漏洞,也才能在更短时间内修补漏洞,更快地提高基础软件的安全性。

二、开放式开源能够有效降低入门门槛,更好地满足用户个性化、差异化需求

在云计算创新应用中,大多数组织机构通过开源工具来构建云计算基本架构,通常采用OpenNebula来打造私有云,可以避免使用商业软件而支付高额的授权许可费。另外,开放式开源软件本身可以允许高度定制化,技术提供商正是基于这一特征,打造差异化的云服务来满足不同客户的需求。例如荷兰超级计算中心SARA的高性能云基础设施就是基于开源软件来构建的,已经能够实现分布式文件系统、分布式海量数据仓库、分布式计算框架、集群管理、云存储系统、弹性计算系统、并行数据挖掘工具等关键功能,为特定细分市场提供新的云计算商业模式,很好地满足了行业客户的需求。

三、开放式开源能够有效提升基础软件的灵活性、互操作性以及质量

一是开放式开源软件具有较强的自由性和灵活性,用户可以根据自身决策并通过软件来实现既定目标,同时可以结合具体需求让全球范围内的开发人员和用户社区来共同帮助。二是开放式开源软件能够比专有软件更好地遵守开放标准,能够增强与其他企业、计算机和用户之间的互操作性,不再受到专有数据格式的限制。三是开放式开源软件能够更加贴近用户需求,提升软件的质量和水平。用户能够参与开源软件的开发,使得用户和开发人员共同创造满足自身需求的产品。开放式开源软件的开发过程是众多开发人员和用户共同努力,不断改善和优化的过程,这些产品的创新和功能都将有所增强。

第6篇

1供电企业信息管理系统云计算的应用

云计算平台是一个实体,这个实体是由互联网将电力用户和电力设备之间相互联系组成的,另外还涵盖了云计算的控制中心和所有整合的信息资源。控制中心管理着整个系统的进行职能划分,即基本的构架主要分成6个部分:①网页层,主要负责实现电力系统云计算的平台网站的站点,该站点是电力用户能够访问云计算平台的保证;②负荷分配层,该结构可以成为整个品台中的大心脏,它能够将将用户的电力需求任务进行划分然后在分别配给各个子系统进行计算和存储,相应的它的功能还包括将电气计算设备和电气存储设备,同时还能够将逻辑层的信息计算结果进行整合,最终将所得的结果反馈给用户的客户端;③计算的逻辑层,该结构的主要功能就是将各项计算的任务和分配的方式控制在某一个计算设备中进行相应的计算,同时计算完成之后还要将所得的计算结果进行返还;④数据的管理层,主要功能就是控制存储设备对数据进行读写等操作;⑤物力计算的设备层主要就是对分配的并制定的各项计算任务进行计算的操作;⑥存储设备层就是将计算所得的结果进行储存以备后用等。当电力用户的电力需求一经传达立即将该任务划分成几个子任务,然后再将各个子任务通过互联网将任务直接划分给快速计算设备,计算完成之后将结果在传输至控制中心,然后立即反馈给用户。

2云计算技术的软件支持

相比于传统的信息管理系统,电力系统的云计算方式能够在线进行储存空间的扩展和计算功能的升级,但是该系统对于软件的灵活性要求也非常高。目前在供电企业中所使用的高级软件为SOA,SOA能够将满足供电企业的云计算信息化管理需求,将管理系统中的每一项功能进行包装,这个种包装成服务形式的功能各自间保持独立,为了保持各个独立服务之间的联系,我们可以通过可扩展的标记语言XML进行,因此如果在使用的过程中某一个功能需要进行更新,那么可以直接将相对应的服务进行更新便能够满足需求。SOA软件所组成的新型信息化管理构架能够将各个服务进行自由的组合,然后根据需求快速的形成一个新的管理模式。在具体的使用过程中如果我们将潮流计算功能利用SOA包装成一个服务类型,因此便可以应对更多的需求从而进行潮流计算任务,该任务就是将电力服务和潮流计算服务进行在线整合。在云计算信息管理平台中使用SOA软件能够大步提升软件的升级和开发速度与此同时促使管理系统更加的灵活。

3云计算应用实例

在我国电力系统中最为明显的特点就是各省之间的电力信息管理系统各自独立,因此省电网调度中心掌握着辖区内的详细的电网信息,但是对于相邻的电网模型则只是一个简化版的,通过对云计算的使用便能够将现有的数据和计算资源进行整合,然后赋予电力系统超强的信息计算能力,对于信息资源云计算还能够通物理隔离的方法进行计算和存储。应用实例介绍:某省的供电企业信息管理由4个基本架构组成,分别是①基本储存层,就是最为基础的配电网络的变电站,其主要职能就是监控配电网络的运行状态和存储配电网络的基础数据;②基础的管理层,基础管理层主要职能就是将计算任务进行系统的分布之后再行计算、加密储存、备份等,一般设立在市级区的供电企业中;③高级访问层,相比于基础的管理层功能更为完善,其主要职能不仅要监控省内的所有供电系统的运行状态,同时还要处理各市级配电网络的计算要求,一般会设置在省级供电企业的控制中心;④应用接口层,应用接口层的主要职能就是将上述的三层构架之间建立一个联系通道。电力系统分布广泛且结构繁杂,如果一个节点或者计算机终端发生问题均会导致整个系统发生瘫痪,为了避免这种情况的产生云计算平台建立了主云计算和子云计算,电力系统的数据运行和运算其特点和互联网类似,形成一个智能化的云服务可以根据用户的需求来切换信息资源以便进行访问和存储信息。国内的各个省之间的电网计算模型建设的过程中只强调本调度范围之内的电网模型建设,对于外网的模型几乎不予考虑,即便是同一省区内,省调和地方的电力调动数据模型库在建立的过程中也无法实现信息交互,因此云计算可以对松耦合型的数据进行处理,为了模型的交互提供了技术支持和标准。

4结束语

科学技术的不断发展主要归功于计算机和网络技术的应用,云计算作为目前最炙手可热的高新计算技术其用途十分广泛,作为供电企业应该使用并建立以云计算为基础的信息管理平台,从而不断促使企业相信的高度进发。

作者:李健华单位:广东电网有限责任公司江门开平供电局

第7篇

关键词:云计算;BP 神经网络;学习训练;数据存储

中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)14-0147-02

通常意义上的存储系统并不具备权衡空间数据关联性和分布式存储的特点,无法根据空间数据的类别对数据进行合理地分化。在数据量比较多时,集群式的存储模式不能够对数据信息进行有效地管理,从而引起数据读写的瓶颈,在这种情况下,智能化的云计算存储系统应运而生。具备自适应特性的云计算数据存储系统具备以下优势:

1)能够实现智能化和自适应化的数据存储调配,所有数据信息资源统一协同管理;

2)很大程度地提高了读写和存储效率,虚拟化的算法能够更合理高效地利用存储空间,能够重新对数据进行分配,提升物理存储空间的使用率,而且具备相应的负载均衡和故障冗余功能;

3)云算存储系统可以实现大规模效应和弹性扩展功能,有效减少运营维护成本,避免造成资源的浪费。

基于云计算的空间数据存储管理模型不仅仅是对容量简单的拓展增加,更多需要的是存储性能的实质性改变,不同于以往数据量较少的情况,在云计算时代,数据存储系统目前可能会涉及到所有的互联网使用者,用户数量的迅速增长对存储性能的吞吐量有了进一步严格的要求,吞吐量的增加意味着服务器相应速度的增加,因此需要确保存储系统可以在容量的扩展的同时,吞吐性能也获得相应的增长,这在传统的存储架构中是无法实现的。云计算数据存储系统的主要挑战在于数据存储的持久性,同时要求其能够在数据迁移、数据容错以及多线程读写的过程中确保数据的完整性和一致性。

1云计算空间数据存储模型

1.1云存储的结构模型

与传统的空间数据存储设备相比,云存储不单单是一个硬件,其是由多种不同设备构成的系统,组件包括硬盘存储设备、网络设备、应用软件、服务器、数据访问接口、接入网和客户端程序等。它以硬盘存储设备为核心,通过应用软件对外部数据进行存储和访问。云计算存储模块自下而上可分为存储层、管理层、应用接口层和数据访问层。

1)存储层。存储层作为云存储系统最核心和最基础部分。各个分布式存储设备通过网络连接设备融合在一起,存储设备可以是光纤通道存储设备,也可以是NAS等云储存系统的IP硬件存储设备。在存储设备层之上需要一个整体的存储设备管理系统对存储设备进行管理维护,能够对存储设备进行逻辑虚拟化管理以及多链路冗余管理,同时能够对硬件设备的状态进行实时监控和故障维修。

2)管理层。管理层相当于云存储系统的控制决策部分,也是云存储中实现难度最大的部分。管理层通过利用集群系统、分布式文件管理系统以及网格计算等技术,控制云存储系统中不同存储设备间的协同运行工作,从而使存储设备对外具备稳定可靠的数据访问功能。

3)应用接口层。云存储系统管理部门可以根据实际不同的业务需要,为系统定制开发不同的应用服务接口,部分接口甚至可以收费。比如直播平台接口、视频监控应用服务接口、IPTV服务和视频点播应用服务,甚至可以实现云盘的功能,为用户提供远程数据备份应服务等。

4)数据访问层。为授权用户提供登录云计算公共应用接口的账号、密码和接口,享受云存储系统提供的数据服务。不同的云存储系统运营部门能够提供不同的访问类型和访问手段。

1.2云计算空间数据存储模型设计

本文设计的云计算空间数据存储模型是在BP神经网络的基础上完成的,该系统的基本架构如图1所示,主要由数据服务器集群(主要负责数据的存储)、数据管理控制中心、数据采集中心三部分组成。本文设计的神经网络学习方法主要应用于数据管理控制中心模块。

基于BP神经网络的云计算空间数据存储模型的执行流程如下:

Step1:模型通过传感器采集周围环境数据,或者通信节点间产生或者产生数据,这是云计算数据的主要来源。需要说明的是,采集的数据具有一定属性,属性主要通过以下五个字段进行描述,分别是产生时间Creattime、应用领域Application、实时性要求Timely、所属区域Area以及数据类型Type。此五个字段即作为神经网络学习算法的输入。

Step2:学习训练样本的构建和学习曲线的生产。通过一段时间的数据产生和训练过程,调节神经网络模型的相关参数,最优化的存储结果通过负责负载均衡策略产生。训练完成后,模型投入使用。

Step3:数据学习处理中心。根据数据的不同属性进行分类,然后针对输入数据的五个描述属性经过神经网络模型完成学习处理过程,输出的结果是目标服务器集群的,ID。

Step4:数据的存储。根据数据处理中心的结果,将数据存入到制定的数据集群中,中间的运营商网关协调以及网络资源调配通过云计算数据存储中心完成。

2仿真分析

为了验证本文设计的基于BP神经网络的云计算空间数据存储系统模型应用效果,本文通过OPNET Modeler完成仿真验证,OPNET Modeler提供了完整的通信协议、存储器模型以及连接线路。

在OPNETModeler仿真实验中,设计两台服务器节点,每台服务器分别连接5个存储单元,服务器之间能通过有线网络进行通信,10个无线通信感知器通过用户服务器对存储单元进行读操作和写操作。读操作即定时从存储单元获得信息,写操作为定时将物联网感知器采集的信息发送给存储器进行保存,发送及接收频率为10M/ms,且根据设定的BP神经网络规则选取目标存储器,仿真时间为20min,然后统计仿真结果进行对比分析。

本文将神经网络模型的误差界限s设置为10-2,当迭代次数到达300次时,网络达到稳定。

图2描述了10台存储单元所存储的数据容量,由结果可知,各存储器所存储的信息含量基本相等,基本维持在11718M左右,体现了本文设计的存储模型具有较好的公平性和一致性,不会对某一个存储单元或者服务器造成应用压力。

第8篇

众筹云 SDN虚拟化 云计算 数据中心

To solve the problem of the present stage of various small and medium-sized cloud service provider's development status and redundant cloud resources not being fully utilized, based on SDN technology, this paper proposed a super cloud structure of cloud alliance providing service based on crowdfunding cloud concept.In the super cloud platform architecture scheme being studied, which was mainly based on vSDN technology and standard interface technology, unified management, and control of redundant cloud resources, small and medium-sized enterprise can make the redundant cloud resources available to crowdfunding cloud platform, providing cloud service with super cloud resources, ensuring the tenant’s free use of the virtual network services and business service quality, achieving the service ability of big data era network for real.

crowdfunding cloud SDN virtualization cloud computing data center

1 引言

云计算是一种包括大量计算、存储等资源合理分配和利用的新型计算模式,云计算是基于互联网,以服务收费的方式,对有服务需求的租户提供基础设施、平台和应用程序等[1]。但随着SDN(Software Defined Network,软件定义网络)技术的不断发展,网络资源管理和网络虚拟化技术在不断革新,云服务提供商通过SDN技术和NFV(Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)技术使云租户发展自己的虚拟网络成为了可能。云计算领域是当今最热门的领域之一,世界各大公司如阿里巴巴、IBM、Google、华为等都大规模地建设了私有/公有云服务[2,6,8]。在我国,中小企业的云建设也如雨后春笋般积极参与到21世纪云计算的浪潮中,建设所谓自己的云服务。可是在目前环境中,由于自身规模以及服务能力等的限制,中小规模的私有云/公有云很多都被淹没在了大企业规模云之下,无法体现自有建设云服务的价值,在一定程度上浪费了社会资源、违背了低碳环保发展的要求[3,4]。

面对现有资源利用和环保要求,现有的众多中小规模企业建设的云服务主要存在两个问题:

(1)大数据时代对于海量数据服务和设备综合利用程度都非常重要,而每个企业在自有建设云资源服务时都存在一定的资源冗余量,这些冗余的云计算资源在实际运营过程中基本都处于闲置的状态,资源得不到运用,同时设备需时刻维护,因此运营成本也没降下来[2,5]。

(2)由于中小企业云的规模较小,基本无法承担租户需求的云服务订单,无法对外提供服务以达到盈利的目的,冗余资源在一定程度上也造成了能源耗费。因此有必要对如何整合综合云服务进行研究分析,寻找一种新的云解决方案,节约资源,达到共赢目的。

本文针对上述情况,提出一种基于众筹思想的云计算服务架构研究,通过该项研究使具有冗余云资源的企业可以贡献自己的资源,以出租的方式提供给第三方运营平台,第三方运营平台提供专业的技术支持和维护,使云资源实现对外开放服务。

2 众筹云思想基本概况

在现有的云服务提供商中,一些中小企业所建设的私有云资源在面对一些租户的高质量要求时无法提供相应的服务,因此多余资源的能耗和维护都将给企业带来经济损失。如果能用某一种方式或是某一平台将这些中小规模的私有云/公有云统一起来集中为外界提供服务,其拥有的云计算资源将大大超过世界上任何单一的云服务提供商。这种方式存在几大优势:1)超级云拥有的资源可以完成大部分任务存储、计算能力的要求,无需再担心自身资源限制;2)中小规模的私有云/公有云拥有的云计算冗余资源能得到充分利用,获取的部分收入可以用来支撑自身私有云/公有云的继续发展,并满足国家低碳环保、节能高效的发展政策;3)经过统一管理后的云服务平台能组建一只统一的维护管理团队,能实现集约化运维管理。

针对上述的基本思想,目前并没有相关文章或报道提出类似的想法。现今主流思想是从安全的角度考虑。企业使用的是自身的私有云,然而私有云在应对不断增加的工作负载需求和不确定性的工作峰值负载需求存在局限性,为了解决这种局限,业界着力于混合云整体的发展。但是混合云一般面向的是单独的几个企业或用户群体,主要是解决企业内部间发展遇到的运算高峰期能力不足、计算资源不足等问题,并没有形成一个有机的整体,实现对外提供开放的云服务。在云计算的发展历程中,当前业界主流的混合云业务和方案如表1所示。

众筹对于人们来说是一个既熟悉又陌生的词,在Massolution的众筹行业研究报告指出,2015年全球众筹金额达344亿美元,其主要原因就是亚洲正逐渐发展成为重要的众筹市场。云服务理念中对于“众筹云”而言是一种综合利用现有资源的趋势,在未来云领域的发展是值得考虑的,本文也是基于现状和未来发展对云服务提出一种新的发展思路和简单的架构方案探索,因此目前众筹云的实施还没有成功的案例,而单一的混合云只是众筹云的冰山一角。在本文众筹云的定义为:主要指一种向社会各大云建设企业募资冗余云资源,以支持发起的云联盟或超大云平台实现对外业务开放的组织行为。其最主要的特点是具有业务多样性、依靠大众力量、注重创意等,一般而言是通过网络平台将各大赞助者与提案者相互连接,并按一定的约束条件或协议规范由该网络发起平台进行资源统一管理和分配。通过众筹思想来发展云网建设,该方式能综合利用资源,进一步节约成本,加快云服务建设和业务开放,形成有机统一的服务平台,继而做强做大。

本文重点是提出一种基于众筹思想的云平台,充分利用中小规模的私有云/公有云的空闲资源,由超级云平台统一集中对外界服务,解决中小规模云发展遇到的问题,提高云资源的利用率。下文将介绍基于众筹思想的云平台的框架以及各模块具体功能。

3 基于众筹思想的云服务及其业务流程

3.1 众筹云形成的基本过程和安全问题

云计算中心通过移动Agent技术进行多个异构基础云的“对接”,实现基础云资源的众筹,这样构造的云计算中心具有开放性和异构性的特点。移动Agent做为一个插件安装在各个基础云中,云计算中心接收到用户任务以后,根据松散耦合的原则及子任务重要程度将计算任务分解成子任务段。移动Agent携带子任务段,由云计算中心统一调度并派遣接入到基础云平台,众筹云网一体的实现过程如图1所示。

众筹超级云管理平台可采用联盟式的安全模型来管理众筹云联盟的业务开放,保证该众筹超级云计算的信息安全,减小众筹云的安全隐患[1,7]。联盟式的安全模型可以抽象地理解为如同现在企业向通信网络信息中心申请IP地址和域名分配一样。众筹的超级云平台也需要建立一个可信任的安全机制来保证该超大云平台的可信任性,经过安全认证后,只有符合安全标准的中小云才能加入众筹云平台,并持续实时监督和审核中小云在云业务开放使用过程中是否符合安全标准,间接性保持超级云平台的安全性,打消使用者对众筹云的安全顾虑,彻底保证用户的数据安全。其次,众筹超级云平台在业务交互过程中可以通过组合公开、私有数据的签名算法,在中小云间建立“契约”信任关系,实现超级云中用户身份信息的分布式管理和“契约”关联认证,解决由于用户身份信息隐秘性使各中小云不愿相互共享导致无法实现跨云身份认证和授权等问题。

3.2 众筹云平台业务流程实现方式

众多的中小规模私有云/公有云资源共同组成了众筹云。当云租户给众筹云平台发送业务运算或存储服务请求时,管理平台各子系统工作模块(发现、认证、网络资源、虚拟接口管理、虚机管理等)的各项功能开启各自所运行的进程进行监测,最终通过云资源编排控制器实现轮询调度,统计并计算加入众筹云中心的各中小企业的冗余云资源情况,并由管理中心的SDN控制中心实现业务编排分配和网络配置策略下发。其中连接各企业云中心协调管理主要是靠网络资源来完成控制器策略的传输,将业务编排层下发的指令信息通过约定的数据封装格式下发到各个云子系统上,整个众筹云网络在业务形态上能实现大二层无缝接入。在云资源正在使用的情况下,当某一租赁云资源给众筹云平台的云企业自身需要的云资源时,由云系统管理中心的发现发出请求指令上传给众筹云管理控制器的发现进程,众筹云平台收到指令后会优先释放占用资源并核查其他冗余云资源,并保证在不中断业务的情况下实现租户虚机无缝迁移。众筹云在业务开放的过程如图2所示。

4 众筹超大规模云管理平台系统基本架构

每个企业所建设的云资源池都是有限的,因此众筹超大规模云平台在云计算中的核心资源调度系统就显得非常重要,在云资源池内不仅需要实现设备负载率的均衡,而且要能进一步满足租户需求,实现中小企业云服务供应商资源配置的合理分配,使得云租户使用者所需的服务能够在最短时间完成部署,实现业务智能的快速开通,以双赢为发展目标使供应商达到利益最大。基于众筹的超级云系统从呈现的功能上大致可以分为5个子系统:云租户业务管理子系统、云资源资源调度子系统、供应商业务管理子系统、数据库管理子系统和网络管理子系统。供应商业务子系统主要对众筹云资源提供者进行管理,将意愿加盟到超级云平台中的众多中小云的资源信息进行统计核查并上报给核心系统,同时将该信息同步到数据库管理子系统。云租户业务管理子系统主要对云资源使用方及业务开通、资源备案进行管理,用户通过云租户业务管理子系统下达任务,之后将信息传递给云资源调度系统进行资源统一调度。在云资源调度时调度策略可采用蚁群算法,蚁群算法能根据用户费用、用户QoS、资源负载均衡等信息在中小云中寻找最优化任务调配方案,能够很好地解决超级云平台环境下资源的实时调度问题。

基于众筹思想的云平台框架如图3所示,主要包括如下组件:

(1)应用层:可以支持PC和移动端访问,实现对各类应用的集成及按需定制各类场景应用。

(2)编排器技术:主要是可采用现有开源的基于OSGi框架、Cloudfundry开源流程管理PaaS平台、Openstack云管理平台、Ruby等自动化部署工具进行技术选型与综合设计,从而进行平台的编排器开发,实现网络编排和业务编排资源管理。中小企业所建设的云基地之间可以采用FabricPath等技术彼此互联,通过SDN、VxLAN等技术构建一个虚拟化的超大规模的众筹云互联网络,最终可形成分布式虚拟化的云资源池服务。通过这个网络,云计算资源的虚机可以在不同云提供商的云服务中心无缝迁移。

(3)控制器技术:在平台的设计过程中可采用开源框架、模型驱动(YANG)、插件技术来保证控制器的扩展性和敏捷开发能力。

(4)大数据平台:在众筹云平台管理中心,大数据平台是关键,因为大数据平台需要分析各中小云的冗余资源,需要按需实现云租户的业务分配,分析业务特性和保证用户行为安全。在系统设计时可采用RDB/Hadoop/ES/内存数据库等,满足不同结构数据的处理要求,基于SOA/REST实现数据共享。

所有的云平台通过标准超级云管理插件接口对接到超级云平台,向该平台提供公有云/私有云能提供的资源,实现对中小规模云资源的统一管理、调配。统一对外提供IaaS服务,多界面地为不同用户提供服务,开放API接口,可接入相关业务、系统对接,扩展超级云平台的功能,并对各系统间数据资源进行实时更新。

5 结束语

云计算和数据资源是现代网络技术的必然选择,而SDN/NFV技术的出现加速了云网络的建设和发展。各中小云如雨后春笋般出现,但是与现有的著名云提供商(亚马逊、阿里云、谷歌云等)所提供的服务相比相差甚远,可以说我国现有的中小云建设在一定程度上就是资源浪费,针对的只是目前产品的需要,没有综合考虑未来云网、云业务究竟会以一种怎样的形态出现在大众用户面前。本文从SDN发展要求、云网演进方向以及资源综合利用的角度出发,提出了具有SDN新型云网架构的联邦云平台,促进IaaS云服务提供商联合并利用中小云企业中冗余的计算资源与网络资源,从而实现一个基于SDN能力的超大规模众筹云平台的技术方案。该技术方案通过结合众多规模不一的云平台,集中冗余云资源统一规划实现对云租户提供服务,发挥“1+1>2”的作用,充分展示了众筹云平台的强大力量。基于众筹思想的云平台目前仅仅是针对云计算的未来发展而提出的一种方案,后续还有很多工作需要完成,例如具备策略如何配置、如何保障网络的及时性和安全性等问题都将是持续的挑战。

参考文献:

[1] 王崇霞,高美真,刘倩,等. 混合云联合身份认证与密钥协商协议设计[J]. 电信科学, 2014(4): 95-99.

[2] 黄大川. 云计算数据中心网络的关键技术[J]. 邮电设计技术, 2011(10): 14-18.

[3] J Abdo, J Demerjian, H Chaouchi, et al. Broker-based cross-cloud federation manager[A]. 2013 8th International Conference[C]. ICITST, 2013: 244-251.

[4] A Taheri Monfared, C Rong. Flexible building blocks for software defined network function virtualization[A]. 2014 10th International Conference[C]. QShine, 2014: 37-43.

[5] 张乃千,杨海,周丽涛. 基于云计算的虚拟实验云平台设计[J]. 计算机教育, 2015(1): 39-44.

[6] 吴疆. 对现今云计算发展及应用的研究[J]. 科技展望, 2015(15): 10-11.

[7] 王于丁,杨家海,徐聪,等. 云计算访问控制技术研究综述[J]. 软件学报, 2015(5): 1129-1150.

[8] 陈春华,李军,梁奂. 混合架构云资源池部署及管理关键技术研究[J]. 移动通信, 2015(20): 83-87.

[9] 陈天,陈楠,黄志兰,等. 基于Openstack的异构混合云解决方案[J]. 电信科学, 2015(7): 132-138.

[10] 黄i. 基于开源的企业私有云平台的设计与实现[D].

厦门: 厦门大学, 2014.

[11] 张国,何进. 基于混搭架构的私有云管理平台建设思路

第9篇

关键词:物联网技术;RFID技术;Wi-Fi技术

引言

物联网一词已渗透到我们的日常生活之中,行业都能看到物联网的踪影,如智能家居、智能交通、智能城市、智能校园等等。随着科学技术及信息化的不断革新,不可否认其很大程度上改变了人们的生活和学习方式,目前校园网在物联网技术的支撑下更是对教育管理模式提出挑战。

1 物联网技术

1.1 物联网的定义

物联网是在RFID无线射频识别技术、传感器、二维码技术等感知技术的基础上,通过有线或无线网络进行信息交换和通信,对物品实现智能化识别、定位、跟踪和管理的一种网络。通过物联网技术可以随时随地对信息和物品进行采集,实现对实体物品的全面感知,再利用无线网络将信息进行实时传输,在信息处理层对接收到的信息进行智能处理,实现人与物时时刻刻的沟通和控制。

1.2 物联网的基本架构

(1)信息感知层,是物联网的基础,处于物联网的最底层,该层包括传感器、电子标签、阅读器和摄像头等数据采集设备,使用的技术主要有射频识别技术RFID,短距离无线通信技术等,主要功能是获取世界中的信息和自动识别监测对象。(2)信息传输层,是物联网的中间层,主要工作是将感知层获取的数据传输到应用层,该层是在基于现有互联网之上,负责感知层和信息层之间数据可靠安全的传输和信息的控制。(3)信息应用层,包含物联网的中间件、云计算和应用设备。中间件是硬件和软件之间的计算机软件,通过标准接口和协议把通用的服务封装起来。该层的主要功能是对数据进行融合、分析和处理,并通过各种终端移动设备与用户进行交互,实现智能化和自动控制化。

2 基于物联网的智慧校园

基于物联网技术的智慧校园建设,原理是通过RFID技术、无线传感技术、定位等,对校园里需要感知的对象进行识别;接着再用标签读写器、智能终端设备接收对象的信息,通过有线或无线网络将信息精准的传送到信息处理层,信息处理层将数据进行汇总和融合后,传输到校园的各个指挥中心系统,指挥中心系统通过对得到的信息进行智能分析后,校园管理部门能够实时掌握各个对象的详细信息,从而给校园提供一个安全决策的依据。

3 物联网技术在智慧校园的应用实例

3.1 实例概述

目前,学校在实现智能校园时,最基础就是要先建立学生考勤管理系统。传统的学校考勤制度是通过人工登记考勤,这种模式效率低下、速度慢,数据统计起来费时费力,但学生的考勤是学校一直以来最重要的一个管理环节,因此,在现代科技信息时代,建立学生考勤管理系统是每个学校首先考虑到的。文章将物联网技术应用到实现学生考勤管理系统中,分析物联网技术在考生考勤管理系统中的智能性及自动化,让学生在携带一个含有RFID芯片的学生卡的情况下实现考勤的管理,同时解决人工考勤系统遇到的难题。

3.2 系统功能

该考勤系统实现的功能有校门口安全管理、自动识别身份、违规进入报警和考勤数据处理,具体如下:(1)考勤登记:读取学生卡芯片中的电子标签信息,并将数据实时传输到后台管理系统,并能够在终端系统显示出学生的相关信息,如学生资料、门点的方位等,如果遇到没携带卡却进入感应区域,还能够及时自动发出警报信息。(2)查询信息:可以利用终端对学生的信息进行查询,如所在班级、专业、考勤记录和报警记录等。(3)统计功能:系统可以生成一些报表,还可以按照自定义条件对数据进行统计。报表可以按照用户需求导出相应的文件格式,为其他应用软件或管理系统使用。(4)系统管理:学校系统管理员可以登录系统管理后台对系统的参数进行初始化设置和修改,对其他非管理员用户设置应有的权限,还可以设置硬件设备的参数等。

3.3 系统流程

学生在入学注册后,学校需将学生的相关信息录入到考勤管理系统中,与电子标签绑定后制作学生卡,学校大门口会安装摄像感应器,学生携带学生卡在进入学校大门时,阅读器将读取学生卡信息,通过RFID中间件进行数据过滤,有效的数据通过网络会上传到数据库与信息进行核对,如果能够匹配,登记出勤并放行;如无法匹配,则提示报警信息,由保安人员进行处理。文章的学生考勤管理系统流程图如1所示。

图1 学生考勤管理系统流程图

3.4 关键技术

3.4.1 系统运行环境

操作系统:Windows 2003以上操作系统。

软件框架: framework 3.5以上,支持XML标准数据交换格式

数据库:采用Sql Server 2008

开发软件: Visual Studio 2008编程工具

3.4.2 物联网关键技术。文章的物联网设计使用RFID标签、传感器等设备,一般情况下,这些处于信息最底层的设备都会24小时全天候保持启用状态,这就要求数据传输网络必须具有成本低和耗能低的特点。因此,文章选用具有该特点的Wi-Fi短距离传输通讯技术,这也是目前大多数物联网构建所使用的通讯技术之一。(1)Wi-Fi技术。Wi-Fi是在IEEE802.11系列协议的无线网络的基础上制定的标准。目前,智能手机、电脑、相机等有数据传输功能的电子设备几乎都支持Wi-Fi连接,它的信号源由ADSL等有线网络提供,通过具有无线功能的路由器发射信号,它使用开放的2.4GHz微波频段,最高速率可达到54Mbps,传输距离在100到300m之间。(2)射频识别技术(RFID)。RFID系统由电子标签、阅读器、天线和后台数据管理系统组成,是Radio Frequency Identification的缩写。本学生考勤管理系统中,将RFID系统应用到校门口的感应区域中获取学生进入学校的信息。

4 结束语

文章在介绍物联网技术和智慧校园概念的基础上,通过一个实例分析物联网技术应用到实际校园的学生考勤管理系统中,给校园管理带来的便捷性,可以很明显的看出,与传统的人力考勤系统相比,体现出很大的优越性和智能性。随着信息化和科技化的深入发展,物联网技术还将会得到更进一步的应用,势必会渗透到我们的日常生活之中。

参考文献

[1]徐鲁宁,郭晓功.基于物联网技术的学生智能考勤系统设计与实现[J].九江职业技术学院学报,2014(3).

[2]王霏.基于物联网技术的智能校园应用的可行性分析[J].计算机光盘软件与应用,2014(18).

第10篇

【关键词】“互联网+”;水电集控中心;云存储;物联网;桌面云

华能澜沧江水电集控中心承担着公司所属电厂的集控运行、梯级水库调度、生产信息辅助等工作。集控中心经过近十年的生产运行,产生了巨量的数据,目前各系统以磁盘阵列为硬件,各类数据库为软件的数据存储管理方式压力越来越大,如何对这些巨量数据进行安全存储,已经成为了一个紧迫的问题。目前集控中心各类系统和应用软件越来越多,系统机构也越来越复杂,如何利用互联新技术对这些系统和软件进行有效的管理也成为一个需要考虑的问题。另外,随着人员的增加,集控中心办公网络和办公设备的数量也越来越多,对数量众多的个人办公设备进行管理的压力也越来越大。

互联网新技术的出现和快速发展,尤其是云计算、物联网、社交网等技术的大规模应用,对传统行业现有的生产、管理模式带来了冲击。利用“互联网+”解决目前数据存储管理、系统软件管理、设备管理、办公环境管理中存在的问题,本文在云存储、云服务平台建设、物联网、桌面云应用等方面进行了探讨,对“互联网+”在水电集控生产管理上的应用提供一些思考方向。

一、 安全云存储的建设

云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和衍生发展出来的一个新的概念。简单来说,云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方,透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。

目前随着集控电厂的数量日益增加和时间的推移,集控中心各生产系统产生巨量的数据,目前这项数据完全分散在各系统,甚至有的数据已经超过系统负荷离线保存,传统的数据存储不仅容量上难以满足要求,在数据的查询操作上也很难满足要求,为了存储、应用集控中心历史数据,依靠传统的集中式数据库存储方式已经很难满足需求,为此需要建设一个以云存储为基本架构的数据存储平台。

结合集控中心实际,可以采用两种方式进行建设,一是采购高性能大容量设备建设云存储中心,所有数据在云存储中心统一团里,此种方式技术已经成熟,方便管理,但价格昂贵。二是采用内部云与公用云统一建设的方式,充分利用互联网上云存储资源,这种方式成本低,但面临系统架构复杂、数据安全、维护难度大等问题。文献提出了一种私有云和公有云统一建设的云管理平台架构,在此架构中,通过管理层软件对私有云进行监管,如果数据容量达到上限,那么就将私有云数据迁往到公有云,这样就保证了私有云存储能力,但对于集控中心而言,一些数据都属于机密数据,而且数据主要在安全生产大区内,与外网通过网闸连接,如何确保数据在公有云上的安全,以及如何建设一个可以通过网闸的跨内、外网的存储云管理架构,还需要进一步讨论。这种方式不仅节约了大量的人力成本,其费用也会大大减少。

二、建设一个以云计算为基础的综合计算支持系统

目前随着集控中心的发展,各业务系统对数据处理计算的需求也越来越高,目前的做法是升级系统和更换能力更强大的计算设备,而且若要真正实现智能化集控,就必须对数据进行海量分析计算、数据清理、知识发现、应用反馈等一系列数据挖掘系统,这就对计算有更高的要求,只靠单纯的增加设备的数量和升级设备的能力已经无法满足要求,为此就必须建设一个具备分布计算、并行处理能力的网络计算平台,此平台应当具备分布式资源管理、动态任务分配、多任务管理、虚拟化界面等功能,将来依托此云计算平台,各业务系统可以分散部署在系统上,管理更加方便,系统也更稳定,并且可以充分利用中心现有的每一台设备。云平台应用可以在以下方面对中心系统进行改善:系统部署管理方面,电能量系统、水库优化调度系统、监控系统等目前都是各自物理独立的系统,若将系统全部或部分功能部署到云上,实现虚拟化管理,则对系统维护管理带来根本性改变。

各系统业务连接模式。目前各系统只能通过数据平台进行数据交互,系统在数据和业务的耦合性上不高,如果各系统在云上定制、自己的云服务,这就为各系统信息交互、功能调用带来改变,实现各系统间数据业务的无缝链接。例如:水调系统可以调用监控系统的AGC自动负荷分配服务来处理自己系统内相应的功能计算;监控系统也可以调用水调系统的接口获取水情信息。

在信息上。目前综合生产信息通过特定的程序和界面进行,这种信息系统不但灵活性差、数据的质量也不高,若能直接在云上建立信息系统,实现与各业务系统无缝连接,信息内容就可以灵活变化,根据各人偏好定制特定的信息服务也成为可能。

随着时代的发展,若规定允许,中心甚至可以租用互联网上云服务进行某些业务处理、安全管理等,这样不仅大大减少系统建设周期,其费用也会降低许多。

三、“互联网+”设备资产管理

集控中心设备主要是以计算机、服务器等电子设备为主,此类设备易于移动、损坏,而且数量多,(下转第61页)(上接第47页)为此集控中心设备管理零散,只有每年一次对设备资产统一清查时才能确保设备具置和状况,而且工作耗时耗力,效果也不理想。另外集控中心还管理各类水文站、雨量站等野外设施设备,每年定期巡检也花费大量人力物力。

借助互联网中物联网的概念,也许能为集控中心设备管理找到一条好的解决方法。物联网实现物体与物体之间,环境以及状态信息实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。其具有:智能、先进、互的三个重要特征。通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

结合以上物联网概念及集控中心设备特点,“互联网+”集控设备资产管理就是将集控中心所有设备资产以某种形式接入统一管理系统,实现设备信息存储统计、设备实时状态检测、设备信息变化检测等功能。

四、“互联网+”虚拟云化办公管理

随着OA、电子商务、综合办公系统、V6等办公系统软件的应用,目前集控中心办公已基本做到信息化办公,但还存在很多问题,尤其是在办公网络安全管理问题、资料共享问题、办公服务软件管理问题上比较突出。

借助“互联网+”破解这些问题主要就是要引入云技术进行管理,主要有以下几方面内容:

虚拟桌面。虚拟桌面就是一种支持企业级桌面系统的远程动态访问与数据中心统一托管技术。这就完全打破了个人管理个人电脑的各种弊端,使得整个办公桌面终端实现集中化托管,而且对个人用户来讲,就好像使用自己的电脑一样,只是没有了传统意义上的电脑主机,这样不但可以进行统一安全防护,而且可以统一进行系统升级、应用系统软件升级,不仅大大提高了安全性,其易用性也大大增加,维护成本也降低许多。

对于内网办公系统可以考虑公司统一建设内网云服务,各业务系统可以部署到云上,这样可以降低维护成本,同时也提高了应用系统的安全性与健壮性。对于部分外网应用系统(微信平台)可以考虑部署到商业云上,这种技术目前已经很成熟,费用也很低,不但省去了购买服务器的费用也省去了租用网络通道的费用。

建立基于云的资料共享机制,除了简单的资料上传下载外,可以适当考虑建立资料自动发现、资料自动筛查、资料自动分类、资料自动更新、自动模糊查询等一系列资料管理机制,使得资料管理更加智能。

五、结语

集控中心一直以建设智能集控为主要目标,利用互联网新技术推进集控中心智能化建设还需要广泛调查和深入研究,以上结合集控中心实际提出的“互联网+”方案还只是一些初步想法及建议,需要将来进一步完善。

第11篇

计算机实验室是艺术设计院校重要的校内实践教学基地,承接着动画、视觉传达、环境艺术设计、工业设计、产品设计等专业的专业课程的实践教学,特别强调培养学生的创新动手能力。

在当前互联网快速发展的时代,艺术设计院校计算机实验室的建设受到云计算、桌面云等新技术的影响和冲击,似乎建设桌面云计算机实验室成了首要选择。

然而,作为一个独立的艺术设计院校,有着其特殊的专业需求,在是否选择桌面云计算机模式实验室的问题上,则需要进行更全面的分析考虑。

1 艺术设计专业特点

艺术设计院校的专业设置旨在培养具有丰富的文化底蕴,扎实的艺术设计理论知识,较强的创新能力,能够熟练掌握现代设计语言和手段进行视觉传达、工业产品、数字媒体等方面的设计与研究,同时德才兼备,综合素质强的中、高级艺术类应用型专门人才。

1.1 专业实践性强

艺术设计专业,作为一门具有很强实践性的学科,它与生产实践密切相关,并具有其自身的艺术规律和科学性。

从专业上看,不管是产品设计、环境设计,还是视觉传达设计、工业设计、动画等,都是以实践为主的专业类别。

从课程上看,视觉传达设计、虚拟现实、电脑效果图、用户界面设计、工程制图、数字图形图像设计等,无不是注重计算机实操性的课程。

艺术设计院校的专业课程,除部分基础课程外,实验实践课程课时占到总课时的70%,而大部分实验,需要通过计算机进行辅助设计得以实现,在计算机实验室里,学生根据所学的理论知识,结合自己的设计概念,再通过不断的实践论证,转换为实际模型,在此过期中,需要实验设备、硬件设施、软件的充分配合与支持,否则都无法得到该有的效果。

1.2设计软件应用全面且要求高

艺术设计专业,必须全面熟悉地掌握各类专业设计类软件的应用,用于建模制作动画的3DMAX、用于影视视频合成剪辑的Premiere、三维建模工具Rhino、三维动画软件Maya、用于立面图及三维图等制作的软件Auto CAD及各类渲染工具软件等。

熟练掌握专业设计类软件,是艺术设计专业学生的必备技能,而计算机硬件配置的高低,将决定软件的运行效果,影响着学生技能的掌握。

1.3追求创新

“设计是一种创造性的活动”,创新则是艺术设计的本质所在,是艺术设计的灵魂。创新,需要新颖的想法,甚至异想天开的构思,更需要将想法构思转换为成果。在学生的创新创造过程中,会出现任何意想不到的效果,这就要求计算机实验室的功能需足够强大,足于应对任何突况。

1.4服务性是其最大的特点

艺术设计是服务于生活方式的,服务人类全新的更优的生活可能,而它以优秀的产品作为其最终的体现。随着时代的进步、人类生活条件的改善,人类对于产品的需求也在提高,要求功能性强的同时,还要求美观。这需要艺术设计者有一个好的艺术灵感,并同样需要通过不停地实验、不停地改进,充分考虑每一部分功能,每一个细节,将灵感转换为一个好的产品,而非一个只能供欣赏的艺术品。

2 桌面云技术现状

2.1 定义

桌面云,可以通过瘦客户端或者其他任何与网络相连的设备来访问跨平台的应用程序,以及整个客户桌面。①

2.2 基本架构 ( 选自 IBM 云计算智能商务桌面 )

2.3 目前行业现状

近年来,桌面云与云技术、云桌面、虚拟化等词语一起,成为了一个热点话题,以使用便捷、管理方便,使用寿命长等特点受到市场的热捧,出现供不应求的局面。 IBM、惠普、SUN 等各大厂商也纷纷提出各种解决方案,以满足市场的需求。然而,跟所有先进技术一样,桌面云系统的全面推广,需要一个过程,目前,受初期投入高、技术的不成熟等因素的制约,桌面云技术的普及还是受到一定程度的阻碍的。

3 推广建设虚拟桌面云项目的局限性

那么,在一个有着特殊专业特点的艺术设计院校,推广建设虚拟桌面云项目则必须考虑其所存在的一些问题:

3.1 性价比较低

桌面云的先进性,注定其投入成本是高额的,其包括服务器的购买、存储的配置、网络架构的重新铺设、桌面虚拟化的软件及许可费用、操作系统的授权和后端服务器及相关设备7*24H的电力消耗。

为满足设计类软件运行需求,目前主流配置是基于专业GPU图形图像处理器的显卡的叠加构架,但是,基本满足需求的型号为NVIDIA K2的显卡,价格大概在35000元左右,且能支持的节点数量有限,仅能支持4-5个节点。

目前各大供应商,DELL、HP、CISCO、LENOVO所提供的服务器,价格都在数万以上,且一台服务器只支持叠加2-4个NVIDIA K2显卡。

现以一个60节点的计算机实验室项目为例,就软硬件配置方面,将桌面云系统与传统模式就设备配置上进行对比:

(瘦终端运维管理系统):

1)使用集中管理软件中查看云终端在线状态;

2)使用集中管理软件中监控云终端本地资源的状态,如CPU、内存、网络接口等;

3)使用集中管理软件远程可设定云终端本地参数,如对云终端的网络参数、云服务器地址、开机启动项等参数进行批量设置;

4)使用集中管理软件发现并加入云终端,并对其进行分组管理;5)使用集中管理软件查看云终端系统版本、补丁版本及特定配置信息进行查找和分类;

6)使用集中管理软件批量升级云终端系统及补丁;

7)检验集中管理软件管理的最大云终端数目;

8)集中管理软件管理的最大云终端数目≥10000台。

通过对比可发现,一套基本满足艺术设计类专业需求的桌面云实验室系统,至少需要4台服务器、12张支持GPU的显卡,其总造价为106.25万,相比传统计算机实验室的48万,投入成本增加121%左右,如此,分担至每个节点,成本是过高的,它的性价比也就不是最优化的。

作为一个独立的艺术设计院校,成本是不得不考虑的因素,若投入产出比值过大,显然是不适合的。

3.2 设计专业需求满足度不够

虚拟桌面云计算机对三维图形处理应用是有所局限的,使用专业三维图形图像处理软件3Dmax、maya、Rhino等软件进行测试时,会发现仅能发挥硬件50%左右的性能,并占用大量的CPU资源,且对于需要网卡信息进行注册的软件,其支持力度还是不够的。而在对1080P的视频进行播放测试时,发现画面失真、卡住的现象频频出现,说明对高清视频的解析功能是不够的。

而艺术设计院校根据专业需求,很多课程需要运用大型3D设计类软件及高清视频的制作与播放。

3.3 过度依赖网络

桌面云技术对网络的依赖是无法想象的,它需要千兆,甚至是万兆的网络环境,低速的网络只能带来很差的使用效果。对网络的要求高,与Internet通信链路的建设将成为整个系统正常运行的瓶颈。

目前院校的网络环境远不足于支持桌面云项目的建设,需要重新铺设整个网络架构,无疑又增加大量的投入成本,因此其对网络及服务器的过度依赖又是一个需去考虑其实际意义的问题。

3.4 对服务器的依赖性强

虚拟桌面云计算机的所有资源均通过服务器端进行虚拟化,在前端虚拟桌面输出显示,整个系统完全依赖于服务器,一旦某一服务器出现故障,由此服务器所支持的桌面端将转由其他服务器进行支持,将造成其他服务器超负荷运行,影响到所有桌面端的运行效果,虽不至于导致系统瘫痪,但严重影响着教学质量。

如前面例子中,配置4台服务器、12张支持GPU的显卡,每台服务器由3个显卡叠加构架,按每张显卡支持5个点算,平均每台服务器支持15个点,假如其中一台服务器出现故障,则60个点将有3台服务器进行支持,每台服务器需支持20个点的运行,这对于服务器和显卡来说,都是超负荷的。

3.5 管理专业水平要求高

虚拟资源的配置、管理相对要求较高,服务器与GPU处理器对温度的要求较为严格,需控制在20℃左右,这需要管理人员熟练掌握虚拟化和云计算技术及具备严格认真的工作态度,否则无法提供专业的、全面的管理。

而目前该类院校并未配备专业的相关技术人员,实验室的管理均由各专业教师进行兼顾,在时间、精力、技术掌握程度上都是远远不够的。

3.6 数据安全存在隐患

桌面云服务器存储是其一薄弱点,存储上运行着全部的虚拟机文件,如果存储故障,教学资料、课程设计等文件都将无法使用或损坏,甚至出现泄露。

4 结束语

桌面云计算机实验室,它有着很多传统模式无法比拟的优势,它也是发展的趋势,但在其很多技术仍不成熟的时期,作为一些独立的艺术设计院校,冒然追求先进,是存在一定风险的,需结合院校的实际需求,考虑教学效益,寻求更为适合的解决方案。

第12篇

什么是物联网

物联网,这个名词非常新,在2009年的时候刚刚提出,但到现在已经上升到我们国家的战略型新型产业的一个高度。物联网的英文名是TheInternet of things,物联网的含义就是物物相连,把物体本身的信息通过传感器、智能卡、智能设备等一些智能采集装置采集后,收集到一个平台中间,进行统一的存储和计算,最终形成各种运用决策,包括服务等等。总之,物联网就是物体真实信息的一种网络信息,事实上就是物体的一个大网络。它的信息来源,不像互联网是通过电脑来控制,电脑后面操作的是人,说到底还是人的行为。

物联网的体系构架

物联网第一部分是感知层,就是要把数据全部采集上来,中间层是通信,信息采集上来之后,通信把它传送到一个平台中间的一个数据库里,传到一个大型的资源中心里面。之后就是应用,也就是说,感知、通信、应用,这也是物联网的整个一个体系架构。

感知层就是要把所有的物体本身的信息采集上来,比如二代身份证,就是一个采集工具,是一个用高频射频识别的一个证件,里面包括所有的原始信息或者将来可能会有的一些记录,再通过读写器把它读出来。我们可以通过身份证到飞机场去买票、换登机牌,这就是一个简单的智能卡,比如我们应用的条形码,在超市收款机上扫描,也是通过电磁感应,这就是智能卡采集模式。

另外一种数据采集模式,是传感器,这个传感器不是我们传统意义上的工业仪表。这种传感器来自军方技术,最早应用在战场,因为现在半导体的发展比较快,从多晶硅到单晶硅,再到纳米技术。所以现在的传感器可以做的非常小,最小的传感器可以做到纳米级别,基本上人眼是看不到的。这个传感器就是把以前的传感器敏感装置和电源等的芯片集中到一个单晶硅或者一个纳米层面,做的非常小。传感器可以传感温度、压力、湿度等等。目前传感器做得越来越小,越来越便宜。

工业自动化仪表也属于感知层的一部分,包括智能仪表、智能开关、控制器、执行机构。此外,音视频设备,也就是摄像头、录音装置也是记录真实事件的设备,也属于感知层,简言之,只要物体内部嵌入芯片,只要计算机可以控制,就属于物联网的感知层。感知层处于物联网基本架构的最底层。没有数据就没有一切,所以对于物联网来说数据的真实性和有效性是一个核心。

第二部分是通信层,电信运营商主要是做通信层,把真实的信息传输到一个后台系统,比如一台计算机,一个数据中心中。这个传输过程就属于通信层。在物联网中的作用通信层也很重要,通讯方式包括无线、有线、包括手机网络、无线传感网等。

第三部分是应用层,就是专业软件及服务,将海量数据分类、整理、挖掘分析、计算、优化调度,最后应用在各种专业领域:包括工业自动化、交通、农业、旅游、环保、军事等等。它分硬件和软件两部分,硬件就是服务器、计算机、存储设备、云计算等。云计算模式很适合物联网的应用,云计算主要的目的就是存储处理海量数据,一台电脑谈不上云计算,云计算存储处理海量数据的能力可以达到TB级以上。同时在应用层还广泛使用数据挖掘软件、专家分析软件、专业应用软件等。

对物联网的看法

对于物联网的每个层面,每个专家都有不同的看法。中国工程院副院长邬贺铨院士认为:物联网事实上需要政府投入,而且它的应用层面是关键,必须找到需求才能搞应用。中国移动的董事长认为:物联网事实上就是一个网络,它的核心是网络架构,网络架构稳定了,才能形成网。无锡刘海涛博士认为:目前信息的感知和获取是核心。中科院还有一位博士认为:物联网是一个大工程。还有些教授认为:事实上物联网就是一个信息化系统。

今年6月,总书记在两院院士大会上发表讲话说:物联网就是支持智能服务发展,为个性化制造服务穿心提供有利的工具和环境。明确了物联网的真正定义。

综其所述,物联网应用服务是核心,数据经过感知和通信,建立物联网络,核心是数据的专业应用及服务,最终为用户提供的不是原始数据,而是通过数据处理、数据挖掘、数据优化后,做出最优的方案和辅助决策。物联网就是数据优化技术,可以说是”O,618”优选法、统筹法的应用,为用户提供最佳的可实施的优化方案,并进行专业化服务和运营。

物联网的起源及发展历程

物联网是由工业自动化、无线通讯技术、互联阿技术、军方应用如射频技术、无线传感器等四方面发展来的。

1999年美国麻省理工学院正式提出传感器的概念(即狭义的物联网);2005年世界最大的零售商沃尔玛应用智慧物流;2009年IBM提出“智慧地球”的概念,随即美国总统奥巴马把物联网上升为国家战略;今年我国总理在无锡考察时,又提出了“感知中国”的新理念,当年的人大《政府工作报告》中也被列为国家战略性新兴产业。从此,这种新概念很快得到社会各界高度重视。中国的物联网与欧美日特点比较

西方特点:

欧美日在信息化设施、技术体系、应用经验等方面占据优势。在基础元件、网络架构方面处于绝对优势,在标准制定方面处于优势。

中国特点:

信息化基础具有优势。

在标准制定方面已经介入,与西方同时起步。

在政府的主导和引导作用方面占据优势。

是全世界最大的制造商。

具有全世界最大的市场。

所以我国目前物联网技术与西方发达国家处于同一起点,有些方面还有优势,在我国大力发展物联网正当其时。

物联网兴起的原因分析

一、互联网是虚拟世界,正在往娱乐化发展。而物联网是把物质世界和数字世界连接起来,将现实世界和虚拟世界相结合,而这一点是互联网永远做不到的。

二、国际和国家高层的高度重视和推崇。信息化产业对物联网的强力推动,传统产业的积极呼应,资本市场的热情高涨,在股市低迷的情况下,物联网概念股普遍逆势上扬。我国各相关部委都在积极研究,不断推出各类政策、措施来支持物联网产业的快速发展。

深层次的原因是世界上每次经济危机后,都会有新的技术革命,而物联网就是此次经济危机后的新技术革命代表。

物联网产业化

物联网的市场预测

1、“物联网”是下一个百万亿级的产业。

2、到2020年,全球和物互联业务与现有的人和人互联业务之比将达到30比1。

3、到2035年前后,中国的物联网终端将达到数千亿个。

4、到2050年,物联网将在生活中无处不在。产业化需要突破的难点

范围空泛:重概念,轻需求。

结构失衡:重采集,轻应用和运营。

基础薄弱,单一的数据采集方向向复合式采集转化。

欠缺运用服务的理念与实践。

国家欠缺统一规划或应对决策。

涉及现有信息化产业的利益。

物联网的发展必定与现有管理体系冲突。

欠缺龙头企业的示范效应和带头效应。

法律问题、隐私问题和意识问题日渐凸显。

物联网产业化在山西发展的思考

物联网发展的根本是其规模性,山西经济要转型,而转型的关键是依靠高科技。物联网技术则是高科技的核心,物联网在山西省的发展优势也体现在应用上。虽然我国很多地方都在发展物联网技术,但相比之下,山西是全国最容易应用物联网技术的地方。山西作为资源大省、传统工业大省,物联网在煤炭、电力、智能建筑等领域均大有可为。对山西来说,发展物联网应用具有先天优势,可以说是物联网产业发展的温床。山西长期围绕资源发展工业,付出过巨大代价,在环保、生态环境治理方面,均需要物联网技术。结合山西发展物联网产业的优势,物联网产业将有飞跃式的发展,并将带动其他产业在发展方式上产生脱胎换骨的转变。5年后,山西有望领军我国物联网产业。

中国如何打造“智慧城市”

在中国――这个最具机会、最具挑战的地方,如何打造智慧城市这是一个引人人胜的课题。

IBM大中华区副总裁范宁对中国城市实现“智能化”的急迫感受颇深。他说,之前去一个城市出差,发现市长常常为一个问题深感困扰。原来,这个城市市区埋在地下的煤气管道大概有i000多公里,加上郊区的煤气管道大概有3000公里长,每年由于各种各样施工都要被挖断100多次。因为是煤气管道,很可能会爆炸、起火,造成重大的事故。而物联网技术完全可以解决这个城市的地下安全隐患。

在中国城市规划智能交通、智能医疗、智能能源系统是重中之重。一方面,中国出现了成百上千条新的公路,但是缺乏接合的交通道路管理系统。另一方面,中国的城市发展面临共同性问题,诸如发展在先、规划在后等,导致了很多因为城市规划不合理而造成的交通状况恶化。智慧交通的各种解决方案,实际上是一种信息化的管理方案。

未来中国城市将出现哪些新的景象?交通、教育、医疗、环保、能源等方面会有哪些变得越来越好,越来越方便呢?