時間：2023-09-20 15:23:07
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇云計算基礎概念，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
摘要：隨著Web2.0技術的發(fā)展，用戶對數(shù)據(jù)的計算和存儲需求激增，往往通過購置更多數(shù)量的服務器來增加計算和存儲能力。通過互聯(lián)網(wǎng)租用計算能力和存儲資源，就可以大大減少對自有硬件資源的依賴。因此，將云計算技術應用到存儲領域可以大大提高資源的利用率。本文主要分析基于云計算的數(shù)據(jù)存儲技術。
關鍵詞：云計算，數(shù)據(jù)存儲，技術
云計算是一種基于服務的架構體系，有兩種基本服模式：云計算和云存儲。 基于云計算服務的應用程序，無論是金融服務還是網(wǎng)絡角色扮演游戲，幾乎在所有情況下都需要高性能的云存儲來滿足數(shù)據(jù)處理的需求[1]。網(wǎng)絡時代是一個信息時代，隨著 Web2.0 技術的成熟，大量的信息以井噴的姿勢出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，如何應對這種信息爆炸式的增長速度，如何對這些信息進行有效存儲和管理，云存儲是否能夠應對這種情況，如何才能保證云存儲的高性能，如何才能保證云存儲的靈活性，這些是本文探討的問題。
1、云計算與云存儲
1.1 云計算的概念
云計算（cloud computing）是分布式計算技術的一種，是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展。其最基本的概念是通過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動拆分成無數(shù)個較小的子程序，再交給由多部服務器組成的運算系統(tǒng)，經(jīng)過計算分析之后將處理結果回傳給用戶。
1.2 云存儲的概念
云存儲是在云計算概念基礎上延伸和發(fā)展出來的一個新概念。與云計算類似，它是通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。云存儲是對現(xiàn)有存儲方式的一種變革，是一種特殊形式的架構服務。如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲對使用者來講是透明的，不是指某一個具體的設備，而是指分布在不同物理地域的多臺存儲設備所構成的集合體。云存儲的核心是應用程序軟件與存儲設備相結合，通過應用軟件來實現(xiàn)存儲設備向存儲服務的轉變。
2、云存儲系統(tǒng)的結構模型
與傳統(tǒng)的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而是一個由網(wǎng)絡設備、存儲設備、服務器、應用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個部分組成的復雜系統(tǒng)。它以存儲設備為核心，通過應用軟件對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問服務。自下而上分別為存儲層、基礎管理層、應用接口層和訪問層。
2.1 存儲層
存儲層是云存儲的基礎部分。各個存儲設備通過網(wǎng)絡設備連接在一起，存儲設備可以是FC光纖通道存儲設備，也可以是NAS和iSCSI等IP存儲設備。在存儲設備層之上是一個統(tǒng)一的存儲設備管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)存儲設備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理以及硬件設備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護[2]。
2.2 基礎管理層
基礎管理層是云存儲的核心部分，也是云存儲中最難實現(xiàn)的部分?；A管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計算等技術，實現(xiàn)云存儲系統(tǒng)中多個存儲設備之間的協(xié)同工作，使多個存儲設備可以對外提供強大的數(shù)據(jù)訪問功能。使用CDN（Content Delivery Network）進行內(nèi)容分發(fā)，數(shù)據(jù)加密技術保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會被未授權的用戶所訪問。同時，通過各種數(shù)據(jù)備份和容災技術可以避免云存儲中的數(shù)據(jù)不會丟失，保證云存儲系統(tǒng)自身的安全和穩(wěn)定。
2.3 應用接口層
云存儲運營單位可以根據(jù)實際業(yè)務類型開發(fā)不同的應用服務接口并提供不同的應用服務。比如視頻監(jiān)控應用平臺、IPTV和視頻點播應用平臺及遠程數(shù)據(jù)備份應用平臺等。
2.4 訪問層
任何一個授權用戶都可以通過公用應用接口登錄云存儲系統(tǒng)，享受云存儲服務。不同的云存儲運營單位提供的訪問類型和訪問手段也不盡相同。
云計算是一種新型的計算模式。它的最主要特征是系統(tǒng)擁有大規(guī)模數(shù)據(jù)集、基于該數(shù)據(jù)集,向用戶提供服務。為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟性,云計算采用分布式存儲的方式來存儲數(shù)據(jù),采用冗余存儲的方式來保證存儲數(shù)據(jù)的可靠性,即為同一份數(shù)據(jù)存儲多個副本。
三、云存儲未來發(fā)展趨勢
云存儲已經(jīng)成為未來存儲發(fā)展的一種趨勢，目前，云存儲廠商正在將各類搜索、應用技術和云存儲相結合，以便能夠向企業(yè)提供一系列的數(shù)據(jù)服務。但是，未來云存儲的發(fā)展趨勢，主要還是要從安全性、便攜性及數(shù)據(jù)訪問等角度進行發(fā)展。
關鍵詞：云計算；網(wǎng)絡；計算機；架構
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)19-4590-02
對目前廣泛使用的幾種云技術的對比，對云計算的技術結構做了簡要的總結。最后對云計算在實際發(fā)展中遇到的問題以及未來的發(fā)展趨勢做了預測分析。
目前計算機技術以及網(wǎng)絡技術的原理以及實際應用都得到了快速的發(fā)展，單個計算機的性能的提升方面仍然存在很多需要研究以及解決的現(xiàn)實問題。用戶在使用大量的網(wǎng)絡資源的時候，實際上是已經(jīng)采用了網(wǎng)絡的優(yōu)勢取代了以前個人手中資源來實現(xiàn)計算機性能的提升。計算機網(wǎng)絡技術將在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)資源的共享轉換為了現(xiàn)實。由于網(wǎng)格計算的概念主要是面向應用層面的，所以在網(wǎng)格計算的概念被提出以來，計算機性能的提升就面臨這很多亟待解決的問題，網(wǎng)絡的用戶需要將其使用的程序轉換為網(wǎng)絡共享所需要的分布式程序結構，程序員面臨這更多的技術問題，技術方面的障礙導致一般的用戶在應用網(wǎng)絡資源方面存在一定的困難。
目前市場上對于高性能的計算具有強烈的需求，面向WEB技術的網(wǎng)絡服務也具有重要的地位。自從面向WEB的技術獲得成功以后，計算機網(wǎng)絡的應用領域得到了較大程度的拓展，網(wǎng)絡的發(fā)展使得其功能已經(jīng)由簡單的信息傳輸或者信息的轉換為信息資源的共享等應用。計算機云計算就是在這樣的背景中應運而生了。盡管云計算技術發(fā)展時間不長，但是云計算的思路已經(jīng)涉及到了諸如分布式系統(tǒng)技術、集群技術、網(wǎng)格計算等多種技術。從這個方面來分析，云計算可以認為是上述技術的綜合以及升級。隨著云計算技術的不斷發(fā)展以及相關理論的不斷完善，以如微軟的Azure ，Amazon的EC2等云計算平臺為代表云計算的商業(yè)應用已經(jīng)成為了現(xiàn)實。
1 云計算的定義
美國的Larry Ellison在華爾街日報上發(fā)表了自己對于云計算的見解，他認為計算機云技術中存在這樣的現(xiàn)象，也就是說一般需要根據(jù)目前已經(jīng)完成使用的產(chǎn)品來重新定義云計算。Andy Isherwood也在2008年提出，對于云計算的專業(yè)研究，幾乎所有的研究者所給出的定義都存在著差別。目前對于云計算的定義的業(yè)界仍然存在較大的爭議，能夠?qū)崿F(xiàn)云計算的平臺也是多種多樣。目前對于云計算的定義主要是根據(jù)Ian Foster等人的研究以及對于云計算的分析與總結。
1）云計算中的每一朵云都是目前計算機并行分布式系統(tǒng)中一種，是由一些了網(wǎng)絡化以及虛擬化的計算機提供的同意的服務層。同事會可以對計算資源進行同步。
2）網(wǎng)絡中用戶不是基于較長的時間間隔來進行基礎設施的規(guī)劃使用，目前可以實現(xiàn)分鐘級甚至是秒級來實現(xiàn)基礎設施的規(guī)劃，這樣應用的好處就是避免了網(wǎng)絡資源的浪費或者是網(wǎng)絡資源的過載。
3） 云計算不是孤立的，云計算是一個涉及多個方面的綜合概念。一般認為云計算是軟件技術發(fā)展的下一個邏輯階段。對于用戶而言，最能夠被理解以及接受的所謂云計算其實就是在因特網(wǎng)層面上的集成軟件。本定義中強調(diào)了云計算網(wǎng)絡服務的基本屬性。其他一些定義則注重了網(wǎng)絡中基礎設施的虛擬化，從本質(zhì)上而言這些都是對于云計算概念不同層面的闡述。
根據(jù)以上的研究分析，云計算可以定義為：云算是通過網(wǎng)絡進行常用的服務形式，其中所有涉及到的軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)的總稱。與云計算相關的概念主要包括集成技術、網(wǎng)絡計算、超級計算機等相互之間存在著相互區(qū)分但是又存在著相互聯(lián)系的基本概念。云計算中主要是以其服務形式對網(wǎng)絡中的用戶提供必要的計算機網(wǎng)絡資源，因為這個平臺可以獲得比傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)具有更為廣泛的優(yōu)勢以及規(guī)模，所以基于云計算的計算機平平所能夠提供的計算機性能就很有課程超過目前使用的超級計算機。另外在靈活性以及規(guī)模等方面，云計算技術的優(yōu)越性更為明顯。
2 云計算發(fā)展背景
云計算的出現(xiàn)以及迅速發(fā)展與網(wǎng)絡的應用緊密相連。隨著Web2.0相關理論的成熟以及相關技術的現(xiàn)實應用，云計算已經(jīng)由商量的實驗性網(wǎng)站逐步發(fā)展到目前廣泛使用的校園內(nèi)網(wǎng)以及多種應用方面。網(wǎng)絡的商業(yè)模式已經(jīng)發(fā)生了較大的變化。以一般運行的商業(yè)化網(wǎng)站為例，對一個可以獲得較大商業(yè)利潤的大型網(wǎng)站繼續(xù)寧維護，所涉及的方面很多。主要包含了對系統(tǒng)硬件的維護以及對于市場調(diào)研的分析。這樣就需要一個涉及等多方面的工作團隊，同時對于網(wǎng)站所涉及的軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)要負全面的責任。網(wǎng)站最終的獲利只是這個超大規(guī)模團隊的頂端的一小部分。這種極為不平衡的特點阻礙了網(wǎng)站的進一步發(fā)展。目前傳統(tǒng)的計算模型主要存在一下的困難。
1）目前服務支持平臺的規(guī)模缺乏可伸縮性，無法滿足用戶需求的變化。當服務業(yè)務的需求規(guī)模發(fā)生變化的時候，傳統(tǒng)的計算模型無法作出適應性的及時調(diào)整。
2）目前建立大型的底層基礎設施的成本較大。一般企業(yè)或者商業(yè)組織要在短期籌備相應的運行資本也存在著一定的難度。但是商業(yè)機遇總是爭分奪秒的，快速豈不的能力對于網(wǎng)絡運營商極為重要。
3）服務商對于提供的定型服務需要進行長期的維護，因此就沒有辦法集中有限的資源進行新業(yè)務的開發(fā)。云計算平臺具有較高的靈活性以及可靠性，網(wǎng)絡用戶可以根據(jù)目前現(xiàn)有的服務快速建立起許啊哦的系統(tǒng)。同時可以將基礎設施的維護任務由計算機提供商操作。因此用戶可以集中各項資源進行業(yè)務方面的操作。云計算的還具有可伸縮性，這樣就可以根據(jù)業(yè)務量大小的變化進行實時的調(diào)整并降低服務成本。
隨著計算機技術的發(fā)展和網(wǎng)絡的普及，網(wǎng)絡語言（包括計算機術語）已經(jīng)成為人們生活中的一部分，本文以新生計算機術語“云計算”為分析對象來說明隱喻概念體系的工作機制，同時也證明了隱喻的普遍性和重要性。
一、隱喻的理論基礎
Lakoff和Johnson在其著名的《我們賴以生存的隱喻》一書中，提出了隱喻不僅僅是一種修辭現(xiàn)象，本質(zhì)上更是人們的認知手段和思維方式，隱喻是通過概念之間的跨域映射實現(xiàn)的。隱喻和認知語言學密不可分。
二、“云計算”概念
最近，一個比較常用的新生計算機隱喻就是“云計算”?！霸朴嬎恪笔且环N基于因特網(wǎng)的超級計算模式，在遠程的數(shù)據(jù)中心，幾萬甚至幾千萬臺電腦和服務器連接成一片，用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按各自的需求進行存儲和運算?！霸朴嬎恪笔菍Ψ植际教幚?、并行處理和網(wǎng)格計算及分布式數(shù)據(jù)庫的改進處理，是一種網(wǎng)絡計量式服務的計算模式。在“云計算”模式中，用戶所需的應用程序并非運行在個人計算機上，而是運行在互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模服務器集群中，所有的數(shù)據(jù)也存儲在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。
三、“云計算”隱喻分析
我們知道，大自然會影響到人們生活的方方面面，同樣，對自然現(xiàn)象的感知會成為人們認知世界的一部分。人們對各種自然現(xiàn)象的變化會產(chǎn)生不同的感受，比如陽光明媚的天氣會使人心情舒暢；陰云連綿的日子又會使人感覺沉悶。天空中的云朵千變?nèi)f化，自然會激發(fā)人們無窮的想象?！霸啤边@個隱喻反映了人們對自然現(xiàn)象的概念化過程，而云的相關概念不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的，具有系統(tǒng)性的，因此，人們在認知不熟悉的事物時會聯(lián)想到有相關特點的自然現(xiàn)象“云”。那么，業(yè)界為什么只用“云計算”而不采用“森林計算”或是“海洋計算”呢？首先我們可以根據(jù)一些相關的漢語成語和英語慣用說法來了解下“云”的基本含義。
1.“云”喻數(shù)目眾多：當人們看到天空中云朵漫漫，數(shù)不勝數(shù)時，就自然和“眾多”這一義項產(chǎn)生聯(lián)系。例如：“云山云?！?、“賓客如云”。在英語中有這樣的說法：The mosquitoes were coming in clouds.
2.“云”喻不實際、虛幻：云具有飄忽不定、變幻無窮的特征。人們對云的這種體驗產(chǎn)生了“不實際、虛幻縹緲”這一義項。如“云詭波譎”、“過眼煙云”、“風云變幻”。He was lost in the clouds.
綜上所述，在本質(zhì)上，云是不透明的；云通常也是大規(guī)模并且有一定距離的；云可能是重疊的，它們可能會動態(tài)地相交或分裂。正是基于以上特點，在計算機網(wǎng)絡理論應用中，很長時間以來“云”本身在網(wǎng)絡圖中一直用以表示黑匣子設備或者實體，這些黑匣子設備或者實體對外的接口是為人熟知的，但是其內(nèi)部的路由和處理方式對于網(wǎng)絡用戶完全不可見。由“云計算”概念可知，“云計算”是基于因特網(wǎng)系統(tǒng)平臺的；“云”是數(shù)據(jù)存儲和應用程序的服務中心；“云”的背后隱藏著巨大的計算資源，包括硬件和軟件。因此，“云計算”內(nèi)部的事物是不透明的，沒有具體的邊界，而且是動態(tài)的、大范圍、大規(guī)模的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)概念整合理論，在“云計算”這一概念形成之前，首先存在兩個輸入空間：源域（自然物質(zhì)云）空間和目標域（計算機網(wǎng)絡“云計算”）空間。兩個空間之間的對應元素存在部分映射關系：第一，源域中的云通常規(guī)模巨大，而目標域中的“云計算”則是由大規(guī)模的集群化服務器提供服務的；第二，自然物質(zhì)云是不透明的，而“云計算”是在因特網(wǎng)中進行的，人們是看不到其內(nèi)部結構的，此外，人們還常常用云狀圖來表示網(wǎng)絡設備；第三，自然云是大范圍交錯重疊分布的，而“云計算”的數(shù)據(jù)傳輸正是通過大范圍交錯相織的互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的。當然，自然云會給人帶來虛幻的印象，但在“云計算”這個隱喻中并無明顯的相似特點對應。其次，類屬空間和每一輸入空間之間進行映射，這時與對應元素映射關系無關的特點就會被排除掉。兩輸入空間元素的相似的結構組織會映射在類屬空間里，在云和“云計算”的概念里，這種相似結構分別是數(shù)量、性質(zhì)、方式。兩個輸入空間中的對應元素是產(chǎn)生映射關系的基礎，用實線表示，而兩個輸入空間中的元素與類屬空間和合成空間中元素之間的映射關系用虛線來表示。源域空間云的相關特性與目標域空間“云計算”的相關特性一起投射到合成空間，在組合關系過程中相關的元素會合二為一，不相關的元素則會以獨立元素的形式出現(xiàn)，因此產(chǎn)生以下概念：“云計算”是通過大量計算機終端實現(xiàn)的；“云計算”是一種后臺服務；“云計算”是一種覆蓋廣泛的網(wǎng)絡服務。再經(jīng)過概念完善和擴展的認知運作過程形成層創(chuàng)結構，在“云計算”這個層創(chuàng)結構里，人們便會有以下理解：“云計算”非常高效便利，使網(wǎng)民能夠共享無限的公共資源和實時的網(wǎng)絡服務。這樣“云計算”的概念就逐漸清晰了。
層創(chuàng)結構能夠創(chuàng)造出新的意義結構，因此隱喻化的概念往往會比原始概念更加豐富。經(jīng)過類推，我們還可以理解其它與云相關的計算機術語，如：“云資源”、“云鑒定”、“云潛能”、“云存儲”、“云安全”等，從而可以使相關的計算機術語更加通俗化，幫助我們?nèi)チ私馕磥硇畔⒓夹g的發(fā)展方向。
云計算概念與模式
1.云計算基本概念
對于“云計算”，解釋得最多的是“像用電一樣使用計算能力”，但到底是什么卻有無數(shù)種解釋。其實，我們無需去搞清楚云計算到底是什么，只需了解這種新的計算模式能夠為人們帶來哪些好處，我們又如何獲取這些能力來為業(yè)務所用就足夠了。
云計算使用模式有三個顯著特點，即集中管理、移動應用和租用模式，這跟現(xiàn)代電網(wǎng)的特征是完全一致的。云計算重點關注的是服務器方的計算能力，跟云計算還有一個對應的概念是“泛在計算”，重點關注的是終端的計算能力。信息網(wǎng)絡具有強大的反饋能力，而電網(wǎng)基本上是單向的電力輸送，這是云計算與電網(wǎng)有很大區(qū)別的地方。
云計算要實現(xiàn)這三個特征需要關注以下幾個方面：
①資源集中。存儲、計算能力、數(shù)據(jù)、軟件等系統(tǒng)資源被放到一起作為資源池統(tǒng)一管理，就可以動態(tài)地調(diào)度資源的分配，如果是分散的則無法達到調(diào)度的效果。集中管理應該是虛擬化的，可以是物理上放在一起，但在大部分時候可能是分布式結構，在邏輯上實現(xiàn)統(tǒng)一管理。
②服務架構。既然資源現(xiàn)在統(tǒng)一存放，原來的直接訪問方式就不再可用了，只能采用服務的方式把它提供出來，就需要有相應的服務基礎設施、新型的服務器和終端軟件、新型的開發(fā)支持工具、新型的管理辦法。服務多了，就需要制定相應的接口規(guī)范；同時，這種模式也潛藏著可靠性、并發(fā)處理能力、安全性的巨大挑戰(zhàn)。
③按需使用。集中管理和采用服務方式以后，用戶具有更大的靈活性，可以隨時調(diào)用計算中心的資源，而無需關心其他無關的東西，這會大大提升工作的效率；同時，通過按照用量付費的方法，用戶可以降低個人的費用成本，而服務中心也可以通過將閑置的資源提供給其他用戶來提高系統(tǒng)的整體運營效能。另外，計算中經(jīng)常會出現(xiàn) “波峰”和“波谷”，計算中心可以統(tǒng)一來進行任務的調(diào)度，從而實現(xiàn)負載均衡。
④移動應用。使用移動終端的用戶經(jīng)常需要在終端與設備、終端與終端之間交換數(shù)據(jù)，因此更加愿意使用云計算的“星型”數(shù)據(jù)服務路徑，而且端上計算能力一般較弱，需要通過云來完成，所以云與端是密不可分的。正是移動終端的大量使用推動了云計算的快速發(fā)展，因此，對端的開發(fā)也是云計算系統(tǒng)的重頭戲。
⑤用戶體驗。云計算模式帶來用戶使用習慣的變化，也使原來軟件應用的范圍大規(guī)模地擴展，用戶體驗也因而變得更加重要。如果通過簡化操作和改進體驗，能夠讓一些原來的“非用戶”變?yōu)椤坝脩簟?，就會帶來用戶基?shù)的快速增長，其商業(yè)價值是不言而喻的。
⑥商業(yè)模型。云計算的使用模式和用戶對象將會與傳統(tǒng)模式有比較大的區(qū)別，因此會衍生出很多新的商業(yè)模式，比如用戶不再需要購買套裝軟件，不再需要繁瑣的安裝過程，不再需要專業(yè)的維護知識，也不再需要為了一個簡單的計算擁有一個龐大的數(shù)據(jù)庫。當然，天下沒有免費的午餐，用戶可能需要在其他方面做出一些付出，比如在通信費用、移動終端購買、租金的支付等方面，這將導致產(chǎn)業(yè)形態(tài)發(fā)生變化，進而可能引起產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大調(diào)整。
當然，這一切是一個方向和愿景，不可能在一夜之間發(fā)生天翻地覆的變化，因為相關的硬件資源、軟件系統(tǒng)、人員的儲備、觀念的轉變、工作模式的變化都需要一個長期的過程。
2.云計算業(yè)務優(yōu)勢
云計算模式有幾個方面的優(yōu)勢：
（一）更高的信息處理效率，更低的總體擁有成本。
（二）更快的系統(tǒng)構建時間，更好的系統(tǒng)規(guī)模伸縮。
由于系統(tǒng)集中構建和統(tǒng)一維護、管理，在基礎設施健全的情況下，新系統(tǒng)上線時間得以大幅度縮短，也可以根據(jù)業(yè)務需要快速分配資源，滿足特定情況下的需求。當然，這需要前期較大的投入才能實現(xiàn)。
（三）更少的系統(tǒng)停機時間，更強的業(yè)務保障能力。集中的服務管理能夠提供很高的容錯能力。但也應看到，云計算集中的優(yōu)勢同時也會帶來網(wǎng)絡開銷的增大，以及增加網(wǎng)絡失效、安全威脅的風險，需要通過優(yōu)化的方案設計來加以避免。
（四）更佳的業(yè)務部署模式，更久的業(yè)務持續(xù)能力。云計算模式能夠更好地滿足快速變化的需求，移動終端的使用能夠滿足現(xiàn)代快節(jié)奏的生活方式，尤其是降低成長型企業(yè)的前期成本，這都能夠提升組織的業(yè)務服務能力，提高客戶滿意度，并最終產(chǎn)生更好的社會和經(jīng)濟效益。
3.云計算軟件特點
云計算軟件是云計算效益得以實現(xiàn)的核心內(nèi)容，要能適應云計算基礎環(huán)境，能夠充分發(fā)揮云計算技術模式和商業(yè)模式的優(yōu)勢，同時又能夠有效避免所存在的各種問題，改進其缺陷，才能體現(xiàn)出真正的價值。
云計算軟件首先應該支持虛擬化，有高性能的計算內(nèi)核，能高效地支持虛擬機運行、支持虛擬化的云存儲、分布式的云數(shù)據(jù)庫和大規(guī)模Web服務陣列；同時，要盡可能減少內(nèi)存、存儲和CPU、網(wǎng)絡帶寬資源占用，以節(jié)省成本。
云計算軟件以在線使用方式提供，主要面向Web和移動應用，桌面軟件以數(shù)據(jù)獲取和后臺分析計算為主。云計算軟件可以租用方式提供，根據(jù)使用情況進行收費。云計算軟件一般需要內(nèi)置大量的基礎數(shù)據(jù)，使用戶可以即買即用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化應用，如搜索引擎需要緩存大量的基礎搜索數(shù)據(jù)，地圖服務需要內(nèi)置豐富的地圖數(shù)據(jù)資源等等。
盡管以后云計算在專業(yè)和企業(yè)市場會有大量的應用，但云計算模式更適合普及性和易用性的應用方向，比如消費型和生活型的購物、娛樂網(wǎng)站，社會型的社交網(wǎng)站，商務型的在線CRM、電子郵件等服務。由于云計算的特殊性，并不是所有的軟件都適合采用云計算方式來運行，要根據(jù)技術和應用的特點來決定是否使用云計算模式，以及采用何種云計算模式。
雖然擁有很多的優(yōu)勢，但云計算面臨的挑戰(zhàn)是相當多的，如安全性、系統(tǒng)的堅固性，系統(tǒng)的異構性。云計算的新模式必然帶來產(chǎn)業(yè)的變革，如何突破舊有框架建立一個穩(wěn)定的新產(chǎn)業(yè)體系，必然也需要一個相當長的過程，需要面對許多挑戰(zhàn)、不斷探索、不斷創(chuàng)新。
云計算技術與應用
云計算基礎設施的建設主要用到虛擬化計算、虛擬化存儲、并行化計算三大主要支撐性技術，目前已經(jīng)有多個廠家提供相應的技術和解決方案，但總體來說仍然處于快速發(fā)展的階段，成熟度需要進一步提高。
在應用方面，云計算概念出現(xiàn)以前，Google、Amazon、Yahoo、Salesforce等大型互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)開始研究和大量使用云模式的計算技術，形成了比較成熟的架構和技術，并且取得了非常好的收益。云計算概念提出之后，很多傳統(tǒng)IT廠家也都大量投入進行相應的研究，推出相應的產(chǎn)品。如IBM以私有云為主推出了一系列方案；微軟投入重金打造了Azure云服務平臺；Oracle收購Sun后推出了一系列軟硬件一體化方案；Dell、HP也收購了一些公司打造云計算方案；開源廠商如Redhat也緊跟大潮，推出了相應的解決方案。
在云計算基礎設施方面，國外幾個有名的云計算基礎設施包括Amazon、Azure，都提供相當強大的處理能力。國內(nèi)出現(xiàn)祥云（北京）、國云（中科院計算所）、大云（中國移動）、云海（上海）等多個云計算計劃，一些原來的超算中心和IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)也加入云計算的陣營，提供虛擬機、虛擬存儲、分布式計算架構等基礎計算服務。建構在云基礎設施之上的云計算應用平臺也有很多，如Google、Yahoo、Salesforce、Facebook等，國內(nèi)的Alibaba、百度、騰訊也著力進行云應用平臺的研發(fā)和使用，并且開始逐步開放其平臺API。
云計算對GIS的影響
云計算對GIS將會帶來非常重要的影響。首先，GIS平臺概念的內(nèi)涵將發(fā)生變化，GIS基礎軟件平臺將進一步發(fā)展，通過融合在線服務形成基礎GIS軟件、云計算GIS軟件和在線平臺一體化的綜合服務平臺；其次，GIS技術將與其它IT技術實現(xiàn)更深度的融合，數(shù)據(jù)將實現(xiàn)空間關聯(lián)，業(yè)務具有空間智能；第三，GIS技術和空間數(shù)據(jù)的使用模式會發(fā)生變化，更多地使用基于云服務地在線資源；第四，通過云服務模式，GIS的使用范圍將得以大大地擴展，使GIS的用戶對象擴展到更加廣闊的范圍。
總之，云計算模式的發(fā)展將推動GIS產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，而GIS和空間信息的深入發(fā)展也將同時推動整個IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動電子商務、位置服務、定位導航、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興服務業(yè)和交通、運輸?shù)葌鹘y(tǒng)服務業(yè)的發(fā)展，以及改進應急救災、環(huán)境保護、節(jié)能減排、能源開發(fā)、國土資源等方面的管理措施。
1.GIS非常適合采用云計算模式
由于GIS應用的特點，非常適合采用云計算模式：①空間數(shù)據(jù)的產(chǎn)生單位相對較少，而數(shù)據(jù)使用者眾多且多樣化；②基礎數(shù)據(jù)多，數(shù)據(jù)量龐大，更新頻度低，適合采用云存儲服務方式共享；③并發(fā)用戶數(shù)很大，但每次使用量較小，適合云計算的大規(guī)模分布式計算；④需要海量數(shù)據(jù)存儲，進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)挖掘，適合云計算的并行化分布式處理。
2.地理信息業(yè)務模式的主要變化
可以設想，未來基于云計算技術的空間信息處理與應用將會發(fā)生很多變化，下面從數(shù)據(jù)采集、處理、應用的流程作簡要分析（見圖表）。
3.GIS基礎平臺內(nèi)涵的全新擴展
在云計算時代，GIS平臺概念將極大地擴展，將包括GIS基礎軟件、云GIS平臺軟件、GIS云服務平臺三個主要組成部分，應用中既會用到傳統(tǒng)的GIS基礎軟件進行數(shù)據(jù)處理，也會使用云GIS軟件在私有云上進行工作，同時也會連接GIS云服務上的資源，或者將處理結果動態(tài)地到云服務平臺之上。
云GIS將實現(xiàn)地理空間信息和非空間信息的全面整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的空間關聯(lián)，包括內(nèi)部資源庫、私有云資源、公共云資源和其它的互聯(lián)網(wǎng)資源。GIS將真正無處不在，深入到包括桌面、Web、手機、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等應用類型。
4.GIS與其它信息技術深度融合
云GIS將通過云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)定位系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、傳感器的全面連接。通過虛擬化、高性能服務技術和移動終端技術實現(xiàn)在線的獲取、處理和應用空間信息及其關聯(lián)信息，并實施基于空間智能的業(yè)務邏輯。通過三維可視化技術、環(huán)境仿真技術、數(shù)字化虛擬系統(tǒng)實現(xiàn)地理空間環(huán)境的規(guī)劃和管理決策。
5.GIS應用模式與使用體驗變化
隨著云計算的發(fā)展，GIS的應用模式和使用體驗將會發(fā)生很大變化。具體包括：
（1）隨需應變。通過在線的、穩(wěn)定的虛擬化架構，云GIS系統(tǒng)能夠更好地滿足快速變化的需求，即時提供需要的服務，系統(tǒng)數(shù)據(jù)和功能提供從內(nèi)部驅(qū)動向外部需求驅(qū)動轉變。
（2）按需使用。服務者只提供需要的，可以節(jié)省計算資源；使用者只獲取想要的，只需為使用付費，從而降低使用難度和成本，也不再需要維護龐大的地理空間數(shù)據(jù)庫。
（3）隨時可用。系統(tǒng)是在線運行的，可以可靠地運行、滿足即時提出的需求。
（4）隨地可用。系統(tǒng)是分布式的、虛擬化的網(wǎng)絡部署，任何地方都可以訪問。
（5）任何設備。使用工作站、PC、筆記本、平板、手機、車載設備均可訪問。
總之，云GIS將適應有線網(wǎng)、無線網(wǎng)及其混合網(wǎng)絡環(huán)境，擁有與其工作環(huán)境相適應的用戶界面，多業(yè)務環(huán)節(jié)實現(xiàn)流程化、并行化處理，從而實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)從采集到處理、分析、應用等各階段完全一致的操作體驗；而數(shù)據(jù)是統(tǒng)一、同步、一致的，可以同步修改，實現(xiàn)高效的協(xié)同工作。
6.測繪、地理信息與互聯(lián)網(wǎng)融合
測繪、地理信息和互聯(lián)網(wǎng)將進一步融合。傳統(tǒng)的測繪成果，如大地測量、基礎地形、基礎地理信息，將與專業(yè)地理信息進一步結合，如地質(zhì)、地貌、山文、土壤、植物、動物，大氣、氣候、氣象、水文、水利，區(qū)劃、環(huán)境、社會、經(jīng)濟、人文、人口，災害、地理統(tǒng)計、國情監(jiān)測、資源調(diào)查、規(guī)劃等信息將會融合，進行基于空間的統(tǒng)一處理和分析。
互聯(lián)網(wǎng)上將產(chǎn)生大量用戶生成數(shù)據(jù)，也將通過聚合提供政府、行業(yè)、部門、企業(yè)、個人使用，使GIS出現(xiàn)泛在化趨勢，大量的地理空間信息應用與GIS專業(yè)理論方法無關，如Google Earth、百度地圖、物流配送等等業(yè)務。
【關鍵詞】云計算；云服務；互聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡；租用模式；軟件技術
1、云計算的背景來源
從步入個人計算機時代開始，隨著計算機越來越多，用戶期望計算機之間能夠相互通信，實現(xiàn)互聯(lián)互通，由此，實現(xiàn)計算機互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)。技術人員按照互聯(lián)網(wǎng)的概念設計出目前的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，允許不同硬件平臺、不同軟件平臺的計算機上所運行的程序能夠相互之間交換數(shù)據(jù)。在計算機上實現(xiàn)互聯(lián)互通以后，計算機網(wǎng)絡上存有的信息和文檔越來越多。目前全世界的計算機用戶都可以依賴萬維網(wǎng)的技術非常方便地進行瀏覽網(wǎng)頁、交換文件等，萬維網(wǎng)形成后，萬維網(wǎng)上的信息越來越多，形成了一個信息爆炸的信息時代，使得用戶在獲取有用信息的時候存在極大的障礙，如同大海撈針。由此產(chǎn)生了在互聯(lián)網(wǎng)或萬維網(wǎng)上直接面向用戶需要提供服務的需求，從而形成了云計算的概念。云計算的目標是在互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng)的基礎上，按照用戶的需要和業(yè)務規(guī)模的要求，直接為用戶提供所需要的服務。用戶無需自己建設、部署和管理這些設施、系統(tǒng)和服務。用戶只需要參照租用模式，按照使用量來支付使用這些云服務的費用。
2、云計算的定義
云計算（cloud computing）概念是由Google提出的，這是一個美麗的網(wǎng)絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源；廣義云計算是指基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎設施的抽象，因此，云計算甚至可以讓你體驗每秒10萬億次的運算能力，這么強大的計算能力可以模擬核爆炸、預測氣候變化，甚至市場發(fā)展趨勢等。并且用戶可通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行運算。
2.1從不同角度認識云計算
當然我們還可以從不同的層面來理解云計算，即技術提供商、技術開發(fā)人員和用戶三個方面。
2.1.1從技術提供商的角度認識云計算
技術提供商對云計算理解為：通過調(diào)度和優(yōu)化的技術、管理和協(xié)同大量的計算資源；針對用戶的需求，通過互聯(lián)網(wǎng)和提供用戶所需的計算機資源和軟件服務；基于租用模式的按用計費方法進行收費。
2.1.2從技術開發(fā)人員的角度認識云計算
技術開發(fā)人員作為云計算系統(tǒng)的設計和開發(fā)人員，認為云計算是一個大型集中的信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過虛擬化技術和面向服務的系統(tǒng)設計等手段來完成資源和能力的封裝以及交互，并且通過互聯(lián)網(wǎng)來這些封裝好的資源和能力。
所謂大型集中的信息系統(tǒng)，指的是包含有大量的軟硬件資源，并且通過技術和網(wǎng)絡等對其進行集中式管理的信息系統(tǒng)。通常這些軟硬件資源在物理上或者在網(wǎng)絡連接上是集中或者相鄰的，能夠協(xié)同來完成同一個任務。
2.1.3從用戶的角度認識云計算
從用戶的角度考慮，主要是根據(jù)用戶的體驗和效果來進行描述，云計算可以總結為：云計算系統(tǒng)是一個信息基礎設施，包含有硬件設備、軟件平臺、系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)以及相應的信息服務。用戶使用該系統(tǒng)的時候，可以實現(xiàn)“按需索取、按用計費、無限擴展，網(wǎng)絡訪問”的效果。
簡單而言，用戶可以根據(jù)自己的需要，通過網(wǎng)絡去獲得自己需要的計算機資源和軟件服務。這些計算機資源和軟件服務是直接供用戶使用而無需用戶做進一步的定制化開發(fā)、管理和維護等工作。同時，這些計算機資源和軟件服務的規(guī)?？梢愿鶕?jù)用戶業(yè)務變化和需求的變化，隨時進行調(diào)整到足夠大的規(guī)模。用戶使用這些計算機資源和軟件服務，只需要按照使用量來支付租用的費用。
3、應用舉例
3.1云計算在教育信息化中的應用
將云計算應用到教育資源的開放和共享中來，在此之前用戶都是從本地來獲取計算資源、應用資源和存儲資源。在云時代，可將本地的教育資源上傳到云計算平臺，轉化為云服務，使得這些資源比自己所能提供和管理的資源更廉價。云計算除了成本低外，還有更大的靈活性和伸縮性。云計算提供者可以輕松地擴展虛擬環(huán)境，提供更大的寬帶或計算資源。這樣我們可以輕松地獲取別人的教育資源。也可以將自己的資源與別人分享，實現(xiàn)教育資源的開放和共享。比如基于開源軟件基礎上的開源教育，Ubuntu開源操作系統(tǒng)在中小學信息技術課中的推廣、Moodle課程管理系統(tǒng)的應用等，就是建立在云計算平臺上的教育信息化的成功案例。另外，隨著計算機的普及以及信息化社會的到來，各種類型的教育（甚至是高等教育）均可建立在云計算的基礎上進行，以達到教學資源共享以及增進師生互動，從而提高教學效果。
3.2中國移動云計算IDC規(guī)劃
中國移動認為，整個數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢有三步，最初“賣資源”，出售的是機房、電源、機架等基礎設施以及帶寬；第二階段“賣服務；“第三階段“賣能力”，要求采用最先進的技術。而云計算與數(shù)據(jù)中心的結合可以實現(xiàn)向“賣能力”演進的發(fā)展步驟。據(jù)孫少陵介紹，中國移動對于云計算的研究在國內(nèi)起步較早，研究院自2007年即成立了云的研究項目。工作重點一方面在于面向中國移動云計算引進策略、外部的信息服務等，比如研究如何引進云計算，自身內(nèi)部如何去進行規(guī)范化、標準化；另一方面還開發(fā)了一套云系統(tǒng)。
4、總結
總而言之，云計算是繼二十世紀八十年代大型計算機到客戶端-服務器的大轉變之后的又一種巨變。云計算（Cloud Computing）是分布式計算（Distributed Computing）、并行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）、網(wǎng)絡存儲（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負載均衡（Load Balance）等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物。
隨著科技不斷地發(fā)展，社會的信息化程度越來越高，其中的新生力量――云計算也在高速發(fā)展，并且不斷地在技術和商業(yè)層面有新的創(chuàng)新。即使目前對云計算的定義沒有一個統(tǒng)一的定義，但是可能正是因為這樣，現(xiàn)在云計算發(fā)展空間和創(chuàng)新空間還非常大。
參考文獻
[1]劉鵬.《云計算》（第二版）.電子工業(yè)出版社，2011.5
[2]趙新芬.《典型云計算平臺與應用教程》.電子工業(yè)出版社，2013.4
作者簡介
張蓉，女，漢族，1980年出生，天津工程職業(yè)技術學院講師，從事數(shù)學及計算機教學與研究工作。
關鍵詞：云計算 云計算甄別標準 云計算體系架構 云安全
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-081-02
1 引言
云計算是自1980年以來，從大型計算機轉換到客戶端服務器的過程。
云計算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計算（Grid Computer）、分布式計算（Distributed Computing）、并行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物。
其特點是：通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本機計算機或遠程服務器上，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似，這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。
2 云計算的概念界定
對云計算的定義可謂仁者見仁，智者見智，筆者提供以下定義供讀者參考。百科名片上的定義：云計算（Cloud Computing）是基于互聯(lián)網(wǎng)上相關服務的增加，使用和交付模式，經(jīng)常關系到通過互聯(lián)網(wǎng)來提供易擴展且通常是虛擬化的資源。狹義云計算是指通過網(wǎng)絡把工廠的基礎設備交付和使用模式以需求、易擴展的方法獲取所需資源；在廣義上來講，云計算指的是服務的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡按需、易擴展方式獲得所需服務。
它的這種服務于IT、軟件互聯(lián)網(wǎng)是息息相關的。甚至它意味著可以把計算能力看做是一種商品，目前云計算商業(yè)化產(chǎn)品主要四大類：（1）基礎設施服務產(chǎn)品；（2）平臺服務產(chǎn)品；（3）軟件服務產(chǎn)品；（4）云軟件產(chǎn)品。
本人認為云計算就是把存儲個人電腦、移動電話和其他設備上大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作在極大的規(guī)模上可擴展信息技術能力，向外部客戶作為服務來提供的一種計算方式。
3 云計算的體系架構
目前業(yè)界普遍共識認為云計算包括三層服務架構體系：
（1）共有云端：共有云端服務提供者只是邏輯和法律上擁有和管理的權利。服務器和用戶可以完全脫離，用戶可以按需靈活的購買服務；
（2）專（私）有云端：專（私）有云端用戶仍然需要進行IT基礎設施建設，獨立擁有和管理服務的能力，但是用戶開發(fā)和使用應用的效率更高；
（3）混合云端：混合云端綜合了共有云端和專（私）有云端共同優(yōu)點，當然在建置步驟上會先從私有云端開始，待一切運作穩(wěn)定后在對外開放，企業(yè)不斷可提升內(nèi)部IT使用效率，也可籍由對外的公共云端服務獲利。
基礎設施虛擬化：構造真正的云計算。真正的云計算：與底層硬件無關，沒有固定CPU概念，也沒有固定或靜態(tài)的RAM概念的服務器實體。這就是在調(diào)動水平上與管理程序緊密結合，但與處理器，NUMA（非一致存儲訪問）優(yōu)化或RAM運行無關的操作系統(tǒng)。
筆者認為甄別（判斷）是不是云計算有三條標準：
（1）用戶所需的資源不再客戶端而來自網(wǎng)絡；
（2）服務能力具有分鐘級或秒級的伸縮能力；
（3）具有較之傳統(tǒng)模式5倍以上的性能價格比優(yōu)勢。
4 云計算模式分析
云計算的服務可分為以下三個層次：（1）基礎設施即服務（Laas）；（2）平臺即服務（Paas）；（3）軟件即服務（SaaS）。
SaaS：基礎設施即服務；
SaaS（Infrastructure-Service）基礎設施即服務，消費者完全可以利用計算機的基礎設施，利用Internet獲得所需的服務。
PaaS：平臺即服務；
PaaS（Platform-as-a-Service）平臺即服務，PaaS實際上是指以軟件研發(fā)平臺作為核心理念來操作的服務，以SaaS的模式服務于所需用戶，所以PaaS也是SaaS模式的一種應用，同時PaaS形式促進著aaS的發(fā)展，尤其是SaaS應用的開發(fā)速度的加快。
SaaS：軟件即服務；
SaaS（Saftware-as-a-Service）軟件即服務是由Internet系統(tǒng)提供的軟件模式。
5 云計算存儲技術原理分析
云存儲與云計算一樣，必須經(jīng)由網(wǎng)絡來提供隨機分派的儲存資源，重要是網(wǎng)絡必須要有具備良好的QoS機制才行，對于用戶來說具備彈性擴展與隨使用需求彈性配置的云存儲，可節(jié)省大筆的存儲設備采購及管理成本，甚至因存儲設備損壞所造成數(shù)據(jù)遺失的風險，也可因此避免，總之，不論是端點使用者將數(shù)據(jù)備份到云端，抑或企業(yè)基于法規(guī)遵循，或基他目的數(shù)據(jù)歸檔和保存，云存端皆可滿足不同需求。
云存儲操作執(zhí)行的運作機制如下：
（1）客戶端透過CDMI接口創(chuàng)建一個CDMI容器，并將其轉換成一個OCCI導出型態(tài)，CDMI容器Object ID會回報結果。
（2）客戶端接著透過OCCI接口創(chuàng)建一個虛擬機，并藉由該Object ID附加一個CDMI類型之儲存容量。OCCI虛擬機ID會回報結果。
（3）接著客戶端以OCCI虛擬機ID進行CDMI容器對象導出信息的更新作業(yè)，如此才能讓虛擬機存取該容器。
6 云計算安全問題與策略
云計算安全問題大致可以分為四個方面：
（1）云計算服務提供商他們的網(wǎng)絡存儲安全如何，會否造成數(shù)據(jù)泄密。
（2）客戶在使用云計算提供的服務時的安全性。
（3）客戶要保管好自己的帳戶，防止他人盜取你帳號而讓你埋單。
（4）用戶隱私保護問題。
在“云”計算機環(huán)境下，網(wǎng)絡犯罪人員利用租用的虛擬機以隱瞞犯罪行為，為公安司法機關犯罪取證帶來困難。
惡意軟件，惡意代碼能夠搶先控制惡意硬件，防病毒軟件失效。
云計算安全技術隱憂：
（1）在特定的服務中，不同客戶之間的數(shù)據(jù)溢出
（2）供應商系統(tǒng)遭到大量惡意軟件攻擊
（3）惡意人群操作“導致的資料外泄”
（4）共享信息的不安全
（5）黑客盜取供應商系統(tǒng)的數(shù)據(jù)
囿鑒如此，云計算安全管理應采用如下策略：
應采用身份驗證策略、網(wǎng)絡安全策略、內(nèi)容安全策略、數(shù)據(jù)安全策略、狀態(tài)事件監(jiān)控策略、安全管理策略等，前四個是云安全重點關注方向，是今后云計算應用對現(xiàn)代密碼學、信息與信息處理、軟件開發(fā)提出了新課題，開辟了科研新方向。
7 云計算應用前景展望
在云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣泛被看好，數(shù)據(jù)中心專業(yè)園區(qū)建設如火如荼的大背景下，如何“化云為雨”，尋找云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效途徑，使云計算這一新興技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、市場發(fā)展緊密結合，切實促進產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟的轉型升級，成為當前迫切需要探索和解決的問題。如果能夠重視云計算技術的投入和支持，我們有望扭轉現(xiàn)在我國軟件產(chǎn)業(yè)在操作系統(tǒng)等核心技術和產(chǎn)品被國外所壟斷的局面，取得信息技術上的主導權，具有重要的戰(zhàn)略意義。
我國目前云計算應用呈現(xiàn)三大發(fā)展趨勢：（1）發(fā)動驅(qū)動力從“政策引導”轉為“市場拉動”（2）業(yè)務創(chuàng)新源從“技術導向”轉為“應用導向”。（3）競爭聚焦點從“單一應用”轉為“平臺構建”
從我國云計算應用總體實施環(huán)境看，呈現(xiàn)出三大特點：（1）即國家提升云計算戰(zhàn)略定位，加快統(tǒng)籌推進；（2）地方謀求云計算先發(fā)優(yōu)勢，紛紛搶位布局；（3）應用需求進入集中爆發(fā)期，市場潛力巨大。
目前云計算研究發(fā)展迅速，IDC報告顯示未來四年全球云計算市場平均每年將增長27%，2012年將從目前的160億美元增長至420億美元。政府、企業(yè)、科教等部門紛紛推出相關政策，開展具體布局和研究。
云計算模式是建立在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的基礎上的，而GIS軟件工程模式則對于云計算的依賴性較強。對云計算的概念與特點進行了介紹，并對GIS軟件工程進行了全面的分析，并提出了在設計的過程中應當注重的幾個問題。
關鍵詞：
云計算；GIS；軟件工程
隨著人們生活質(zhì)量的提高，傳統(tǒng)的英特爾和微軟運營模式已經(jīng)無法滿足人們的需要。在此背景下，隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)逐漸在向云計算時代轉變。和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)模式相比，云計算技術在數(shù)據(jù)處理方面的效率更高，發(fā)展?jié)摿Ω蟆Ｔ朴嬎慵夹g對軟件和應用進行了重新地定義，在該環(huán)境下，也促進了GIS軟件工程的發(fā)展。因此，必須要加強對軟件的開發(fā)力度，在云計算環(huán)境下建立更加多樣化的GIS應用軟件系統(tǒng)。
1云計算的概念與特點
1.1概念
云計算是互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的必然產(chǎn)物，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息越來越多，而云計算就是將復雜的數(shù)據(jù)處理過程分解成一個個獨立的處理過程，分配在云計算下的多個服務器中，計算完成后再統(tǒng)一發(fā)送到用戶的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。通過這種方式，將原本龐大的計算量分解成一個個環(huán)節(jié)，大大提高了處理數(shù)據(jù)的速度，為用戶提供更快捷、更方便的服務。云計算的概念可以從廣義和狹義兩個方面進行分析。廣義上云計算指的是服務的交付和使用方式，通過網(wǎng)絡按需、以擴展的方式得到所需的服務。這種服務既可以是互聯(lián)網(wǎng)方面的，也可以是其他方面的；狹義上的云計算指的是IT基礎設施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡按需、易擴展的方式獲得所需的資源。
1.2特點
云計算的特點可以概括為五個方面：虛擬化程度高、規(guī)模大、穩(wěn)定性強、通用性好、成本低。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，云計算已經(jīng)實現(xiàn)了功能的虛擬化，用戶可以隨時隨地通過終端來獲得所需的服務。所有的服務信息都會存儲在“云”端上，用戶可以用筆記本或手機等移動終端在“云”上進行下載，從而獲取到相應的應用。云計算在互聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上，已經(jīng)具有了一定的規(guī)模。根據(jù)相關的統(tǒng)計顯示，僅google公司的云計算服務器就達到了百萬臺，而搜狐這類的公司，其云計算服務器也有40余萬臺之多，云計算的規(guī)?；殉尚汀Ｔ朴嬎憧煽啃缘奶攸c是要建立在多種防護手段上的，例如數(shù)據(jù)的多副本容錯功能、計算節(jié)點的呼喚等等。同時，還需要分配專業(yè)的人才對其進行監(jiān)督，定期對數(shù)據(jù)庫進行維護，保證“云”端信息的安全性，使用戶放心。云計算的推廣范圍較廣，基本能夠達到不同群體客戶的要求，甚至有些“云”端可以同時服務多個客戶群體，并構建出多個不同類型的應用，方便了用戶的同時，也提高了服務質(zhì)量。在云計算中，使用的是集中自動化的管理方式。容錯措施采用的是接點構成模式，因此，在管理時所需要投入的成本較少，用戶所要負擔的管理維護費用也相應減少。通過這種方式，能夠提高用戶的滿意度，降低了用戶的負擔，用戶不需要投入大量的成本也可以獲得質(zhì)量較高的服務。
2GIS工程的概念和特點
2.1概念
GIS軟件工程指的是軟件從定位、原理應用直到軟件的開發(fā)與維護的整個過程，和軟件工程的理論有一定的共通性。不僅包括整個GIS系統(tǒng)的設計、落實與功能評價等，還涉及質(zhì)量監(jiān)管、風險控制等多個方面。以及對GIS數(shù)據(jù)的管理與質(zhì)量控制。
2.2特點
GIS軟件工程的主要特點分為兩個部分：系統(tǒng)的復雜度高、數(shù)據(jù)的處理要求高。系統(tǒng)的復雜度高主要受以下幾個因素的影響：第一，在GIS軟件工程中所交付的文檔質(zhì)量與數(shù)量。在交付的文檔中，包括多個因素，如軟件需求說明、系統(tǒng)設計方案、用戶手冊、程序清單等等，使得文檔的復雜性較強，難度較高；第二，軟件的微觀復雜度。在GIS軟件工程中，涉及多種因素，數(shù)據(jù)的容量較大，功能多樣化，整個程序的長度與結構都具有一定的復雜程度；第三，軟件的宏觀復雜性。根據(jù)我國的現(xiàn)狀來看，在GIS軟件工程方面的人才較少，導致在系統(tǒng)設計方面的難度更高。GIS軟件工程的特點在于可以處理大量的復雜數(shù)據(jù)，因此，數(shù)據(jù)處理是其中的一個重要特點。在處理數(shù)據(jù)時，要注重以下三點：第一，數(shù)據(jù)的質(zhì)量。GIS軟件工程必須要保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，否則對整個系統(tǒng)的效率與功能有很大的影響，甚至可能導致系統(tǒng)癱瘓；第二，系統(tǒng)的時效性。在GIS系統(tǒng)中，空間數(shù)據(jù)的變化速度較快，很可能導致數(shù)據(jù)失效，因此要加強對數(shù)據(jù)的采集效率；第三，數(shù)據(jù)的合理結構。在GIS中，數(shù)據(jù)分為多種結構，如矢量格式、柵格格式等，不同的組織結構對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重要的影響。
3云計算環(huán)境下GIS軟件工程模式
3.1結構模式
隨著云計算技術的不斷成熟，為GIS軟件工程的設計也奠定了一定的基礎。由于云計算有著數(shù)據(jù)存儲量大、穩(wěn)定性強、通用性好的優(yōu)勢，為GIS軟件工程的結構優(yōu)化提供了條件。遮蓋基礎上，GIS工程可以通過“云”端提供的構建，對自身的結構進行優(yōu)化，突破傳統(tǒng)結構的局限性。“云”端中的大量信息以及多樣化的應用服務能使GIS軟件為用戶提供更全面的服務，滿足不同用戶群的需要。
3.2組織模式
在傳統(tǒng)的GIS軟件工程中，生命周期呈串行模式。而在云計算環(huán)境之下，傳統(tǒng)的生命周期也從串行模式逐漸轉變?yōu)槎嘀氐穆菪Ｐ湍Ｊ?。在GIS軟件工程的設計中，每個環(huán)節(jié)都有著開放性與階段性的特點，需要通過大量的工作奠定系統(tǒng)的基礎。為了避免系統(tǒng)中出現(xiàn)漏洞，在進行GIS軟件工程的設計時，可以借鑒其他系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，選擇比較成熟的構建與代碼，這樣可以保證GIS軟件工程系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3.3管理與維護
在云計算環(huán)境下，GIS系統(tǒng)工程有著較強的可變性與便捷性。和傳統(tǒng)的系統(tǒng)設計方式不同，該系統(tǒng)在設計的過程中已經(jīng)開始同步管理和維護。一般來說，在初期的設計階段，只能進行少量的部署工作，但是隨著云計算的不斷成熟，能夠保證各個部分的獨立管理模式，使得整個管理與維護過程也更加快捷。
4結語
隨著云計算技術的不斷成熟，GIS系統(tǒng)也越來越完善，在系統(tǒng)結構、組織以及管理維護方面都有了較大的提升。在未來的發(fā)展中，要深入對云計算的研究，不斷促進GIS軟件工程的發(fā)展。
作者：王晶義 單位：天津市天房科技發(fā)展股份有限公司
參考文獻
關鍵詞：云計算；基本定義；特點；應用形態(tài)；管理功能
中圖分類號：TN918 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0029-01
1 關于云計算的基本概念
云計算是建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎上拓展增加的服務模式。在一般情況下，云計算是依賴互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)擴展目的而成的一種虛擬化資源的目標。它是信息基礎設施的使用模式。它通過網(wǎng)絡來將這種虛擬化的資源得到擴展使用。有專家學者把計算所應有的功能看成是能在互聯(lián)網(wǎng)上交易流通的商品，顧名思義的解釋，云代表局域網(wǎng)絡，也代表更為廣闊的互聯(lián)網(wǎng)，很多科學家對于云計算有著迥異的概念解讀，使得云計算擁有了不同的定義。
有人說，所謂“云計算”是指以公開的標準和服務為基礎，把互聯(lián)網(wǎng)作為其中心，能夠給用戶提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡計算服務，能讓互聯(lián)網(wǎng)的這片“云”成為每個網(wǎng)民的數(shù)據(jù)中心可計算中心。我們可以在實際研究和應用中逐漸得到更多有關定義的正確認知。
2 關于云計算的5個顯著特征
第一個特征――發(fā)掘和實踐應用證明，云計算的計算功能非常強大。隨著因互聯(lián)網(wǎng)應用的不斷拓展，許多應用領域?qū)νㄐ藕陀嬎惴矫娴囊笤絹碓礁撸瑔螜C的計算機無法滿足需要，尤其是通信受到的限制很大。為了解決這些問題，云計算應運而生，它將很多計算機連接在一起實施調(diào)度策略和分工，使得云計算擁有了超級計算機的功能。它的超級計算能力就是在這樣的情況下產(chǎn)生的。
第二個特征――相對于其他存儲方式看，云計算的存儲數(shù)據(jù)更為安全可靠。信息存儲中心通過制定特有的嚴格的云計算限定管理權限，使很多不安全因素被拒之門外，用戶可以在放心的前提下使用云計算提供的安全可靠的數(shù)據(jù)服務。
第三個特征――以虛擬化表現(xiàn)形式出現(xiàn)。云計算技術在運作過程中，服務器和存儲設備等硬件都被虛擬，這就使可選擇變化的信息資源來按需使用成為可能，IT技術的基礎結構更利于信息資源的不同選擇和使用。
第四個特征――將使用成本縮小到盡可能小的狀態(tài)，而后是放大服務功能。有專家學者評價稱之為“最小的代價，最優(yōu)的服務”對此作了很好的詮釋。常規(guī)情況下每一個用戶都需要不一定相同或的資源，云計算可以滿足這樣的要求，也可以說正是這樣的特征使得云計算成為拓展服務功能和需要的最佳選擇，也是消除用戶對電腦軟件不支持帶來的麻煩。原因是在“云端”，也就是云計算服務中心有大量的專業(yè)人員對軟件和系統(tǒng)做維護升級服務，因此，用戶只需要一臺電腦，就能得到充分的服務。
第五個特征――減少無客戶端資源。云計算對商業(yè)模式的影響應該說是非常巨大的，直接和間接關聯(lián)的包括商業(yè)的推廣部署、軟件開發(fā)和后續(xù)的交付運行使用，云計算所擁有的虛擬化、數(shù)據(jù)存儲和管理技術，完全可以實現(xiàn)用戶網(wǎng)上支付少量費用二獲取服務內(nèi)容的重要載體，無需用戶再建立客戶端，這是網(wǎng)絡資源簡潔的一種節(jié)約方式。
3 云計算的三個主要技術內(nèi)容概述
第一個技術內(nèi)容是數(shù)據(jù)儲存。它基于網(wǎng)絡的超級計算功能，使它擁有了強大的數(shù)據(jù)量，在稻莘務器集群中分布儲存數(shù)據(jù)信息，配合加密手段安全性和傳輸率更高。目前的云計算技術應用費用更低，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務。
第二個技術內(nèi)容是數(shù)據(jù)管理。在云計算運行中，首要條件要求是同事同步完成不同的數(shù)據(jù)計算，信息量非常大，因此它具有的數(shù)據(jù)管理技術是非常高效的。它依托BIGTABLE以及GOOSE的數(shù)據(jù)管理技術、基于HADOOP團隊的管理模塊HBASE，其龐大的數(shù)據(jù)量輕松解決相關的服務問題。
第三個技術內(nèi)容是虛擬化。虛擬化指的是在電腦的硬件以及操作系統(tǒng)、應用程序中構建一個虛擬化層來起到承上啟下的作用，此外，虛擬化技術資源整合的作用發(fā)揮的非常出色，使資源得到最大優(yōu)化。
4 云計算的主要服務形式
第一是分布服務平臺。PAAS服務作為分布式平臺由開發(fā)商提供硬件資源的服務，用戶能夠利用這個平臺，開發(fā)新的應用程序并通過網(wǎng)絡讓其它用戶共享。PAAS服務還能為個體或群體客戶提供研發(fā)的中間平臺，同時實現(xiàn)應用程序開發(fā)、托管等多項功能。
第二是計量服務。所謂IAAS服務是通過將服務器組成“云端”，將其作為計量服務提供給客戶。整合內(nèi)存、存儲和計算能力，就完成了虛擬資源的整合過程，讓使用數(shù)據(jù)的用戶付費更加方便精確。