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篇(1)

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng) 云計算

對于通信運營商，在其業(yè)務(wù)模型中有主要包括兩個方面的云計算相關(guān)特性。

首先，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入傳輸支撐和應(yīng)用托管，其主體是負責(zé)通道和業(yè)務(wù)計算存儲能力。

其次，通信網(wǎng)本身的業(yè)務(wù)提供，其代表了包括骨干網(wǎng)的基本業(yè)務(wù)，也包括新興起的移動互聯(lián)網(wǎng)，以及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運用。而作為移動通信的終端部分——手機，也在向高性能、高智能方向發(fā)展。就像PC的發(fā)展之路一樣，由于終端處理能力的快速發(fā)展，也要求通信業(yè)務(wù)應(yīng)用能快速發(fā)展以滿足用戶的各方面需求，必然也會帶來前述的架構(gòu)改進問題，所以這部分不僅是前面所提特性，還包括終端支持和業(yè)務(wù)提供本身。

基于以上分析，我們認為通信運營商對云計算的需求，既包括終端、傳輸、計算、存儲等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，也包括業(yè)務(wù)開發(fā)、應(yīng)用、運維等平臺和服務(wù)提供部分。

有了上面的驅(qū)動，不代表通信運營商就一定會選擇IT技術(shù)體系下的云計算架構(gòu)模式。對于通信運營商，其基礎(chǔ)還是通信網(wǎng)絡(luò)和集成計算機技術(shù)。對于通信運營商，其基礎(chǔ)還是通信網(wǎng)絡(luò)，集成計算機技術(shù)與通信技術(shù)的目的主要是向用戶提供綜合信息服務(wù)解決方案，并借以推進其“轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略的逐步推進。

引入云計算這種IT架構(gòu)，雖然說通信可以迅捷地獲取到大規(guī)模計算、存儲能力以及業(yè)務(wù)的彈性支撐能力，但基于IT架構(gòu)的云計算并不是完全適合通信架構(gòu)。這里必須說明一下通信的核心特性，那就是通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)具備可控制性、可管理性以及可收費性，而由此帶來的可盈利性是其核心競爭力。這是區(qū)別于大部分互聯(lián)網(wǎng)IT公司賺吆喝不賺錢的本質(zhì)特征。所以通信運營商的云計算必須圍繞這個方面進行核心優(yōu)勢加強。

要實現(xiàn)云計算通信架構(gòu)的可控制性、可管理性以及可收費性，其涉及的內(nèi)容比較多。我們分析認為，在通信網(wǎng)絡(luò)的云計算架構(gòu)中，必須加強兩個方面的建設(shè)工作：一是云管理系統(tǒng)的研究和建設(shè)；二是云安全中的隔離技術(shù)研究和建設(shè)。

1、云管理系統(tǒng)

云管理系統(tǒng)主要負責(zé)云計算中各種資源和應(yīng)用的管理工作，它主要包括調(diào)度子系統(tǒng)、計費子系統(tǒng)、操作維護子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意如下圖所示。

調(diào)度子系統(tǒng)

既是業(yè)務(wù)應(yīng)用所需資源的調(diào)度，也是業(yè)務(wù)應(yīng)用本身的調(diào)度。通過調(diào)度，管理系統(tǒng)能動態(tài)地實現(xiàn)業(yè)務(wù)在云基礎(chǔ)設(shè)施上的部署，作為業(yè)務(wù)云發(fā)展的需要，調(diào)度子系統(tǒng)還必須提供能力實現(xiàn)云業(yè)務(wù)開發(fā)環(huán)境所開發(fā)的新業(yè)務(wù)的加載，以及這些業(yè)務(wù)所必須的升級能力支持。

調(diào)度子系統(tǒng)還有一個非常重要的作用就是實現(xiàn)云計算故障節(jié)點的故障處理和節(jié)點恢復(fù)工作，基本策略可以是自動處理，也可以人工處理，主要取決于故障管控級別的要求。

監(jiān)控子系統(tǒng)

主要負責(zé)業(yè)務(wù)運行過程中各種資源狀態(tài)的監(jiān)控，主要包括狀態(tài)信息采集、傳輸、展示幾個部分。和傳統(tǒng)架構(gòu)監(jiān)控不同的是，重點要針對云中資源動態(tài)調(diào)整的情況下，監(jiān)控也能同步進行調(diào)整。

這種能力的變化，最主要是體現(xiàn)在監(jiān)控信息量和監(jiān)控信息展示的變化上，為了確保信息獲取的完整性和實時性，需要考慮監(jiān)控流程從傳統(tǒng)單一層次的監(jiān)控信息的同步處理機制，向多層次的監(jiān)控信息異步處理機制上發(fā)展。另外對于展示部分還需要區(qū)分云計算不同接口的管理特性。比如，對于應(yīng)用維護人員主要關(guān)注應(yīng)用消耗資源和業(yè)務(wù)運行狀況的邏輯信息展示，大部分情況是不需要知道具體的物理部署等信息，而對于運營商的運維人員不光需要監(jiān)控邏輯信息，還需要清晰的監(jiān)控物理層面的數(shù)據(jù)，即是說，不光要知道一個應(yīng)用在計算服務(wù)器、存儲服務(wù)器資源的運行情況，還要知道這些服務(wù)器部署位置等實體信息，以此才能更便利地實現(xiàn)深層次的監(jiān)控功能。

計費子系統(tǒng)

嚴格來說實際是適應(yīng)云化后的計費模型改進，核心同樣還是計費點和計費信息的支持，在云計算體系下，對于計費這方面其主要思路是計算能力也作為商品提供（存儲相對比較簡單），對計算的可度量就顯得尤為重要，計費子系統(tǒng)，通過不同層次的計費點，實現(xiàn)不同的計算度量處理。比如，基于物理實體資源的計量，包括獨立服務(wù)器資源計量、獨立虛擬機資源計量、計算實體（CPU個數(shù)、緩存數(shù)量等）資源計量等；基于邏輯資源的計量，包括CPU內(nèi)存平均占用率計量、事務(wù)處理數(shù)計量等。這些不同的計量過程，均需要云實體中實現(xiàn)不同層面的計費信息處理。

由于用戶本身對于計算這種無形的資源是難以估量的，采用基于物理實體資源計量的方式比較容易被用戶理解和接受，實現(xiàn)也比較簡單，而對于邏輯資源的計量暫時還是用于業(yè)務(wù)應(yīng)用評估，他們的推廣模式還值得好好研究。

操作維護子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)架構(gòu)變化和監(jiān)控子系統(tǒng)類似，主體還是要適應(yīng)云虛擬化后的邏輯節(jié)點操作維護和物理實體操作維護的要求，同樣需要在控制層和展示層的分層控制機制。

2、云安全

云安全包括的內(nèi)容很多，本文主要闡述云安全體系中的隔離技術(shù)。對于隔離技術(shù)，這里有一個大的原因，那就是，伴隨業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，將會引入業(yè)務(wù)的開放性，運行在云計算中的業(yè)務(wù)不再是可完全信任的，甚至是完全不可信任的，由于商業(yè)付費模式的拓展，既要保證這些業(yè)務(wù)本身運行的要求，又要避免業(yè)務(wù)開發(fā)過程遺留的缺陷，甚至是惡意功能對其他應(yīng)用或整個云系統(tǒng)的破壞作用，而隔離是預(yù)防這個問題的基本手段，主要包括以下幾個。

業(yè)務(wù)運行的資源隔離

業(yè)務(wù)所需資源，復(fù)函的內(nèi)容非常豐富，無論是CPU、內(nèi)存還是進程空間、網(wǎng)絡(luò)、存儲等，都由于云計算的分布式特點，產(chǎn)生了共享的特性，要做到以上資源的隔離，采用傳統(tǒng)技術(shù)（VLAN、尋址保護，鎖機制等）是可行的，但以上每種技術(shù)都比較孤立，實際應(yīng)用將會非常復(fù)雜，過程中也容易出現(xiàn)疏漏，容易影響云的擴展性和可維護性。

根據(jù)業(yè)務(wù)資源隔離主要集中于底層控制的特點，考慮采用基于服務(wù)器硬件層和操作系統(tǒng)層面的虛擬化技術(shù)實現(xiàn)的業(yè)務(wù)運行資源隔離，將能提供統(tǒng)一和完善的資源隔離技術(shù)，并且這種方式最大的好處是，可以將不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用部署作為各自獨立的虛擬化應(yīng)用集群進行控制管理，大大提升可管理特性。

業(yè)務(wù)升級的資源隔離

云計算的業(yè)務(wù)數(shù)量多、更新快，我們期望的理想業(yè)務(wù)升級模式是業(yè)務(wù)在升級過程中，業(yè)務(wù)服務(wù)不間斷。由于云計算中的業(yè)務(wù)是動態(tài)多節(jié)點模式的，要想采用傳統(tǒng)模式的同步升級模式將很難實現(xiàn)升級過程中的不間斷要求。

要實現(xiàn)云計算業(yè)務(wù)升級的不間斷能力，必須在升級的過程中，做好業(yè)務(wù)多版本實例的資源控制機制，意即實現(xiàn)隔離能力。在升級過程中，老版本實例應(yīng)該繼續(xù)提供服務(wù)，而新實例可以同時進行部署。另外必須考慮升級可能會失敗，必須實現(xiàn)升級的單點回退或整體回退功能。

當然以上過程也依賴于云業(yè)務(wù)的軟件架構(gòu)改造，如版本兼容性設(shè)計等，才能真正實現(xiàn)完善的升級要求。這種能力如果可以抽象，剝離后加入業(yè)務(wù)開發(fā)環(huán)境中作為基礎(chǔ)組件進行固化提供，那將極大地確保整個云系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的開發(fā)效率和運行過程的安全。

業(yè)務(wù)故障的資源隔離

業(yè)務(wù)故障隔離和傳統(tǒng)處理過程本質(zhì)上沒有太大的差異，關(guān)鍵是要確保在云計算的分布式調(diào)度/容災(zāi)過程中，針對資源的動態(tài)特性，實現(xiàn)一體化的資源隔離控制機制，避免發(fā)生雪崩效應(yīng)以及產(chǎn)生突破安全約束的問題。

篇(2)

【關(guān)鍵詞】云計算 產(chǎn)業(yè)鏈 融資策略

一、引言

當前，中國云計算產(chǎn)業(yè)尚處于導(dǎo)入和準備階段。根據(jù)賽迪顧問最新的《中國云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》的研究報告顯示，2012年中國云計算服務(wù)市場規(guī)模將增長到606.78億元，到“十二五”末，產(chǎn)值規(guī)模將突破萬億。隨著我國云計算的產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展，從知識創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化的各階段都產(chǎn)生大量而持續(xù)的資金需求。然而，由于金融機構(gòu)對云企業(yè)認知不足、融資標準缺失、融資風(fēng)險難以規(guī)范等諸多問題，導(dǎo)致資本市場對云計算企業(yè)的接受程度較低。與此同時，學(xué)術(shù)界針對云計算產(chǎn)業(yè)金融方面的研究也大都偏向技術(shù)應(yīng)用層面，涉及企業(yè)發(fā)展根源的融資策略方面的研究較少。因此，本文提出了以云計算產(chǎn)業(yè)鏈的細分為基礎(chǔ)的融資策略研究思路。在深度剖析云計算產(chǎn)業(yè)鏈特征、資金特征和風(fēng)險特征的基礎(chǔ)上，找出能與云產(chǎn)業(yè)特征相匹配的階段性融資策略，旨在為我國云企業(yè)提供新的融資思路。

二、我國云計算產(chǎn)業(yè)鏈細分

目前學(xué)術(shù)界常用IaaS、PaaS以及SaaS這三個層面概括云計算產(chǎn)業(yè)鏈。然而IaaS等僅僅只是云計算產(chǎn)業(yè)的三種服務(wù)模式，沒有包涵云計算基礎(chǔ)設(shè)施的生產(chǎn)以及衍生產(chǎn)業(yè)的環(huán)節(jié)。為了有針對性地剖析云企業(yè)在不同階段的融資特點，本文重新對云計算的產(chǎn)業(yè)鏈進行了劃分，如圖1所示。

三、云企業(yè)融資需求特征分析

充分把握產(chǎn)業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)的資金投入、運行、回籠周期，有利于企業(yè)在選擇融資策略時提高針對性、有效性以及準確性。通過以上對云計算產(chǎn)業(yè)鏈的細分及各階段的業(yè)務(wù)形態(tài)分析，可以得出不同層次云企業(yè)的融資需求特征。

（一）云計算基礎(chǔ)設(shè)施提供商的融資需求特征

云基礎(chǔ)設(shè)施提供商的資金需求主要環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和市場推廣三方面。在交付使用方之前，基礎(chǔ)設(shè)施提供商需要大量的流動資金來承攬項目墊資?；A(chǔ)設(shè)施項目的建造是對大量高技術(shù)設(shè)備的組裝和配置安排，在技術(shù)層面上門檻較低，同時基礎(chǔ)設(shè)施商還擁有廠房與設(shè)備等實體可作為抵押物資融資。這些都使得基礎(chǔ)設(shè)施提供商具備較好的融資基礎(chǔ)，對于金融機構(gòu)來說風(fēng)險可控性較強。

（二）云服務(wù)供應(yīng)商的資金需求特征

云服務(wù)供應(yīng)商分為基礎(chǔ)、平臺及應(yīng)用三個方面，它們都有各自的特點。

首先，在IaaS服務(wù)層面，云服務(wù)的提供商主要向用戶或組織提供建立在基礎(chǔ)設(shè)施之上的云計算資源服務(wù)，需在基礎(chǔ)設(shè)施的購置及運維上投入大量的資金。由于基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)是建立在企業(yè)用戶對云平臺的需求基礎(chǔ)上，服務(wù)提供商將虛擬硬件作為服務(wù)租售給所需的用戶并給予用戶對這些設(shè)施的訪問和控制權(quán)，因此對于該環(huán)節(jié)的企業(yè)來說，用戶對服務(wù)的需求是可持續(xù)的。并且基礎(chǔ)設(shè)施提供商已經(jīng)在硬件設(shè)施上降低了基礎(chǔ)即服務(wù)企業(yè)的開發(fā)成本與技術(shù)風(fēng)險，因此該環(huán)節(jié)的企業(yè)風(fēng)險偏好相對較低。

PaaS層面，提供商主要為滿足用戶某種特定需求而提供其消費的軟件的計算能力。因此，服務(wù)提供商將會把大量的資金、科研人員投入到研發(fā)具有良好兼容性、擴展性和功能強大的云平臺項目中，從而產(chǎn)生規(guī)模較大的資金需求。在平臺研發(fā)期間，提供商面臨著較大的時間成本和技術(shù)風(fēng)險。同時，由于云計算的概念剛剛引入，還沒有被用戶普遍接受，研發(fā)出來的平臺市場推廣成本巨大。因此，該環(huán)節(jié)的資金需求風(fēng)險偏好較強。

SaaS層面，使得研發(fā)應(yīng)用程序的門檻降低，應(yīng)用程序作為應(yīng)用即服務(wù)的提供商的主要業(yè)務(wù)，其應(yīng)用的種類和市場決定了應(yīng)用服務(wù)提供商經(jīng)營的業(yè)績，于是提供商將會把大量的資金投入應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)，資金流向單一，因此資金需求規(guī)模較小。由于應(yīng)用即服務(wù)市場準入門檻較低，擁有眾多的提供商，所以市場競爭激烈，服務(wù)提供商將面臨強大的市場風(fēng)險，會因為服務(wù)產(chǎn)品不能被市場接受而導(dǎo)致項目失敗。并且，應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)的過程中也有較大的技術(shù)風(fēng)險。

（三）增值服務(wù)企業(yè)資金需求特征與風(fēng)險評估

與應(yīng)用即服務(wù)類似的是，增值服務(wù)提供商的資金流向大都集中在軟件研發(fā)上，對于硬件設(shè)備的購置需求較小。且由于云計算增值服務(wù)商以自由企業(yè)為主，對企業(yè)的實力和規(guī)模要求不受限制。除個別具有實力的企業(yè)巨頭外，大多數(shù)增值服務(wù)的提供商屬于中小型企業(yè)規(guī)模，甚至是微型企業(yè)。這些企業(yè)的經(jīng)費有限，研發(fā)項目單一，經(jīng)營規(guī)模不大，因此資金需求規(guī)模也較小。但有別于應(yīng)用即服務(wù)的是，增值服務(wù)的范圍還涉及行業(yè)解決方案、規(guī)劃咨詢服務(wù)等內(nèi)容，市場提供商眾多，市場競爭激烈，中小服務(wù)提供商面臨較強的市場風(fēng)險，成長和成熟的可能性較小，因此風(fēng)險偏好較強。

四、基于產(chǎn)業(yè)鏈的云企業(yè)階段性融資策略選擇

云計算企業(yè)階段性融資策略是針對處于產(chǎn)業(yè)鏈不同階段的云企業(yè)資金需求特征，并結(jié)合各種融資渠道的特點，選擇可行的融資形式。根據(jù)上述對產(chǎn)業(yè)鏈上云企業(yè)不同融資需求特征，可進一步提出以下階段性融資策略選擇。

（一）基礎(chǔ)設(shè)施提供商融資策略選擇

云產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施提供商，普遍具有投資規(guī)模大、風(fēng)險低的特點。處于這個層次的云企業(yè)一般擁有大量生產(chǎn)云計算基礎(chǔ)設(shè)施的物理資產(chǎn)甚至云計算產(chǎn)業(yè)園的土地資產(chǎn)，這些資產(chǎn)都可以作為融資抵押或固定資產(chǎn)償債，對于銀行來說融資風(fēng)險是可控的。所以抵押類貸款是云計算基礎(chǔ)設(shè)施提供商的傳統(tǒng)性融資策略。同時，夾層融資策略能滿足處于成長期的云計算基礎(chǔ)設(shè)施提供商的資金需求。從融資成本上來說，成長期的云計算基礎(chǔ)設(shè)施提供商已經(jīng)具有穩(wěn)定增長的歷史，企業(yè)通過引入兼具債權(quán)和股權(quán)性質(zhì)的夾層資金，有利于降低企業(yè)的總?cè)谫Y成本，促進企業(yè)的擴張和發(fā)展。

（二）云服務(wù)供應(yīng)商融資策略選擇

云計算基礎(chǔ)即服務(wù)（IaaS）提供商具有向用戶提供基礎(chǔ)設(shè)施租賃的服務(wù)，因此，融資租賃必然成為其首選融資策略。云計算基礎(chǔ)即服務(wù)的提供商對于融資租賃的需求主要在于對云基礎(chǔ)設(shè)施的購買上。云基礎(chǔ)設(shè)施的購買，要花費大量的流動資金，若運用融資租賃則會減小云服務(wù)提供商短時間內(nèi)資金支出的規(guī)模，有利于基礎(chǔ)即服務(wù)的可持續(xù)性發(fā)展。

對平臺即服務(wù)提供商的盈利模式和風(fēng)險收益特征，比較適合該環(huán)節(jié)服務(wù)提供商的市場融資方式主要有夾層融資、知識產(chǎn)權(quán)擔保等策略。目前我國處于PaaS服務(wù)提供商都是傳統(tǒng)IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好且具有相當實力的企業(yè)，例如微軟、Google、新浪等企業(yè)，企業(yè)在云計算市場占有較大份額。這些條件都比較符合夾層融資的基本要求，因此PaaS服務(wù)提供商可以選擇夾層融資來獲取所需資金。同時，這些企業(yè)還擁有大量的知識產(chǎn)權(quán)無形資產(chǎn)，可以通過評估機構(gòu)的評估，用知識產(chǎn)權(quán)作為債權(quán)擔保以獲取資金。

與平臺即服務(wù)（PaaS）相比，雖然SaaS服務(wù)提供商也需要研發(fā)軟件和推廣市場，但是其提供商規(guī)模和研發(fā)難度都要小得多。當用戶需要某種服務(wù)的時候，不再自己投資開發(fā)，而是從云計算服務(wù)提供商那里租用。比如從SaaS提供商那里租用CRM服務(wù)。根據(jù)軟件即服務(wù)提供商的盈利模式和風(fēng)險收益特征，企業(yè)可考慮使用天使投資、供應(yīng)鏈融資、知識產(chǎn)權(quán)擔保等融資策略。其中供應(yīng)鏈融資策略是SaaS服務(wù)提供商比較理想的融資策略。通過利用業(yè)務(wù)合作對象的資信實力，一方面有助于幫助中小軟件提供商解決融資難問題；另一方面，SaaS服務(wù)提供商還可以通過這一融資策略來獲取銀行授信，以企業(yè)的應(yīng)收賬款作為質(zhì)押給予一定的信貸支持，增強企業(yè)資產(chǎn)的流動性和賒購賒銷中的信用能力。

（三）增值服務(wù)提供商融資策略

處于該層次的企業(yè)大多屬于中小型企業(yè)，甚至是微型企業(yè)。因此，云計算增值服務(wù)企業(yè)應(yīng)堅持以靈活的市場化融資策略，企業(yè)可采取風(fēng)險投資類策略、貸款類策略以及擔保類策略相結(jié)合的方式。風(fēng)投類策略方面，天使投資、私募股權(quán)投資等風(fēng)險投資的進入與當前云計算增值服務(wù)企業(yè)面臨的高風(fēng)險相匹配。據(jù)賽迪投資顧問統(tǒng)計，2010年至2011年10月，中國軟件企業(yè)通過天使投資進行股權(quán)融資的案例總量為9例，僅有1例披露了股權(quán)融資金額，金額較小，且是一次性投入。貸款融資方面，供應(yīng)鏈融資可成為主要模式。另外，互助擔保、知識產(chǎn)權(quán)擔保等擔保類策略也為云計算增值服務(wù)提供商有效方法。雖然云計算增值服務(wù)企業(yè)規(guī)模不大，融資能力不強。但是通過互助擔保等創(chuàng)新融資策略，不僅提高了該類企業(yè)的融資能力，還在一定程度上降低了銀行的放貸風(fēng)險。同時，由于云計算增值服務(wù)企業(yè)是知識密集型企業(yè)，企業(yè)擁有的是高新技術(shù)，缺乏傳統(tǒng)融資擔保標的，很難從傳統(tǒng)的融資渠道獲得資金。因此，利用企業(yè)的優(yōu)勢資源即知識產(chǎn)權(quán)資源進行擔保融資是屬于高新技術(shù)企業(yè)特有的融資策略選擇。

五、小結(jié)

本文從產(chǎn)業(yè)鏈角度把握住了各類云計算企業(yè)的基本融資特點，通過分析其業(yè)務(wù)特征、融資特征和風(fēng)險特征，構(gòu)建了能與其相匹配的融資策略框架，為不同層次的云企業(yè)在今后的融資實踐應(yīng)用中提供了思路與方向。但階段性融資策略研究是一個復(fù)雜系統(tǒng)的過程，本文僅進行了云企業(yè)融資策略的梳理，今后產(chǎn)業(yè)鏈每個階段的融資策略都可以繼續(xù)展開深入研究，并且還可以在未來的云企業(yè)實踐中加強金融創(chuàng)新，實現(xiàn)云企業(yè)融資策略的多樣化發(fā)展。

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篇(3)

針對云計算環(huán)境中任務(wù)調(diào)度算法復(fù)雜度高、任務(wù)分配不夠合理等問題，提出一種基于樸素貝葉斯分類的負載均衡技術(shù)。該技術(shù)利用云計算環(huán)境的心跳機制全面地收集各節(jié)點負載信息，并采用樸素貝葉斯算法對各節(jié)點負載狀態(tài)進行分類；然后，根據(jù)節(jié)點狀態(tài)分類結(jié)果，實現(xiàn)任務(wù)和資源分配的合理調(diào)度。實驗結(jié)果表明，基于樸素貝葉斯算法的負載均衡技術(shù)能提高任務(wù)的分配效率，避免任務(wù)在各節(jié)點間頻繁遷移，快速有效地實現(xiàn)云計算環(huán)境中各節(jié)點間的負載均衡。

關(guān)鍵詞：云計算環(huán)境；負載均衡；樸素貝葉斯；負載信息；任務(wù)調(diào)度

中圖分類號： TP311.1

文獻標志碼：A

Load balancing technology based on naive Bayes algorithm in cloud computing environment

Abstract：

For the the heavy complexity of scheduling algorithm and the misallocation of assignment occurring in the cloud computing environment， a load balancing technology based on naive Bayes algorithm was proposed. This technology made use of the heartbeat mechanism to gather every nodes load information comprehensively， so as to classify the load state of all nodes based on naive Bayes algorithm. Then， according to the classification， it achieved reasonable dispatch of the task and resource for each node. The results of the experiments show that， this load balancing technology improves the efficiency of the allocation of tasks and avoids the frequent migration between nodes， so that it can achieve the purpose of balancing the load rapidly and effectively.

Key words：

cloud computing environment； load balance； naive Bayes； load information； task scheduling

0 引言

云計算是繼分布式處理、并行處理、網(wǎng)格計算之后的一種新的計算模式，其核心是將大型數(shù)據(jù)中心的計算資源虛擬化，向用戶提供以計算資源為形式的服務(wù)[1-2]。隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量的與日俱增，云計算環(huán)境（簡稱云環(huán)境）必須具備提供大量并發(fā)訪問服務(wù)的能力，如何將云環(huán)境中的總體負載“合理”分配到各個節(jié)點上，避免各節(jié)點的處理能力和I/O能力成為云計算中心提供服務(wù)的瓶頸，是云計算研究領(lǐng)域的熱點問題之一。目前，主要采用負載均衡技術(shù)，通過調(diào)整各個節(jié)點上的負載分配情況，進行節(jié)點間的負載平衡，從而最大限度地利用現(xiàn)有系統(tǒng)資源，實現(xiàn)用戶服務(wù)和擴展性能的最大化[3-4]。

現(xiàn)有的負載均衡技術(shù)研究中，根據(jù)其實現(xiàn)負載均衡方式的不同，主要可以分為靜態(tài)負載均衡技術(shù)和動態(tài)負載均衡技術(shù)。靜態(tài)負載均衡技術(shù)根據(jù)現(xiàn)有任務(wù)執(zhí)行情況，并結(jié)合系統(tǒng)軟硬件信息，通過調(diào)度算法選擇合適的節(jié)點來分配、執(zhí)行任務(wù)[5-6]。動態(tài)負載均衡技術(shù)則根據(jù)系統(tǒng)當前狀態(tài)決定如何給云環(huán)境中的節(jié)點分配任務(wù)。若節(jié)點任務(wù)超載，則將超載任務(wù)動態(tài)轉(zhuǎn)移至其他節(jié)點執(zhí)行，如基于蟻群算法的負載均衡技術(shù)[7]、基于貪心算法的負載均衡技術(shù)[8]等。另外，文獻[9]提出了一種基于虛擬機實時遷移的自適應(yīng)負載均衡算法，通過處理當前負載數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測虛擬機遷移后對系統(tǒng)影響程度，從而選擇合理有效的遷移策略。文獻[10]則將分布式系統(tǒng)中基于移動的負載均衡策略應(yīng)用于云環(huán)境，利用Agent輪詢機制收集節(jié)點信息，進行負載平衡操作。

由于每個任務(wù)占用資源難以預(yù)測，且各節(jié)點處理能力不同，動態(tài)負載均衡技術(shù)與靜態(tài)負載均衡技術(shù)相比，更能根據(jù)系統(tǒng)性能的變化，動態(tài)地調(diào)整各節(jié)點的負載分配情況，負載均衡效果更好[11]。但現(xiàn)有動態(tài)負載均衡技術(shù)存在以下兩個問題：1）只考慮單一負載指標（如CPU、內(nèi)存等），未對云環(huán)境中各節(jié)點的負載情況進行全面有效評估，使得任務(wù)的分配調(diào)度不夠合理，容易造成任務(wù)在各集群節(jié)點間的頻繁 “抖動”；2）實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度時，調(diào)度算法比較復(fù)雜，需要在全局節(jié)點中尋找最優(yōu)解，不僅影響任務(wù)分配效率，而且會給云環(huán)境系統(tǒng)造成更多的計算開銷。

針對上述問題，本文結(jié)合云環(huán)境分布式并行的特點，提出了一種基于樸素貝葉斯算法的負載均衡技術(shù)。首先，利用云環(huán)境中的心跳包全面地收集各節(jié)點負載信息，并采用樸素貝葉斯算法對各節(jié)點負載狀態(tài)進行分類；然后，根節(jié)點根據(jù)節(jié)點狀態(tài)分類結(jié)果，實現(xiàn)任務(wù)和資源分配的合理調(diào)度，提高云環(huán)境的性能。

1 基于樸素貝葉斯算法的負載均衡技術(shù)

1.1 相關(guān)概念

定義1 負載特征值。云環(huán)境中節(jié)點s的靜態(tài)負載特征和動態(tài)負載特征，用于反映節(jié)點運行時的總體負載狀況，記為V（s）。

在計算各節(jié)點負載特征值時，本文設(shè)定節(jié)點的負載特征屬性主要包括CPU、內(nèi)存、磁盤及網(wǎng)絡(luò)四個方面。其中，CPU和內(nèi)存屬性反映當前節(jié)點任務(wù)處理過程中的負載情況；磁盤屬性反映當前節(jié)點I/O負載情況；網(wǎng)絡(luò)屬性則反映了節(jié)點任務(wù)的接收及傳送情況。下面將給出各個負載特征值屬性的具體定義：

定義2 CPU負載特征值。設(shè)云環(huán)境中節(jié)點s的CPU運行隊列中任務(wù)數(shù)為C1，CPU上下文切換率為C2，空閑CPU時間百分比為C3，則其CPU負載特征值VC（s）為：

VC（s）=σ1C1+σ2C2+σ3C3

其中σi（i∈{1，2，3}）為一組權(quán)重系數(shù)，且∑σi=1，根據(jù)不同的應(yīng)用可動態(tài)調(diào)整權(quán)重。

定義3 內(nèi)存負載特征值。設(shè)云環(huán)境中節(jié)點s的物理內(nèi)存大小為R1，虛擬內(nèi)存大小為R2，空閑存儲器的大小為R3，則其內(nèi)存負載特征值VR（s）為：

VR（s）=ε1R1+ε2R2+ε3R3

其中εi（i∈{1，2，3}）為一組權(quán)重系數(shù)，且∑εi=1，根據(jù)不同的應(yīng)用可動態(tài)調(diào)整權(quán)重。

定義4 磁盤負載特征值。設(shè)云環(huán)境中節(jié)點s的磁盤利用率為D1、磁盤訪問速度為D2、磁盤隊列長度為D3，則其磁盤負載特征值VD（s）為：

VD（s）=ω1D1+ω2D2+ω3D3

其中ωi（i∈{1，2，3}）為一組權(quán)重系數(shù)，且∑ωi=1，根據(jù)不同的應(yīng)用可動態(tài)調(diào)整權(quán)重。

定義5 網(wǎng)絡(luò)負載特征值。設(shè)云環(huán)境中節(jié)點s的網(wǎng)絡(luò)往返延時為N1，網(wǎng)絡(luò)帶寬為N2，則其網(wǎng)絡(luò)負載特征值VN（s）為：

VN（s）=δ1N1+δ2*N2

其中δi（i∈{1，2}）為一組權(quán)重系數(shù)，且∑δi=1，根據(jù)不同的應(yīng)用可動態(tài)調(diào)整權(quán)重。

另外，為了對節(jié)點s的負載情況進行貝葉斯分類，根據(jù)上述定義，訓(xùn)練樣本的格式定義如下：

定義6 訓(xùn)練樣本。在云環(huán)境系統(tǒng)中，用于對節(jié)點s的負載情況進行貝葉斯分類的訓(xùn)練樣本格式為〈VC（s），VR（s），VD（s），VN（s），T（s）〉五元組。其中：VC（s）、VR（s）、VD（s）和VN（s）分別為CPU、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡(luò)的負載特征值；T（s）∈T，T為訓(xùn)練樣本分類集，T={Tj| j=1，2，3}（其中：T1表示空閑狀態(tài)，T2表示正常負載狀態(tài)，T3表示過載狀態(tài)）。

1.2 基于樸素貝葉斯的分類方法

樸素貝葉斯（Naive Bayes， NB） 分類方法以貝葉斯定理為理論基礎(chǔ)，是在已知先驗概率與條件概率的情況下的模式識別方法[12]。與其他分類器相比（如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹等），樸素貝葉斯方法采用的分類器是分類算法中最簡單、有效而且實用的模型。其假設(shè)一個屬性對給定類的影響?yīng)毩⒂谄渌麑傩?，當假設(shè)成立時，其分類效果是最精確的。另外，采用樸素貝葉斯分類算法，可有效利用云環(huán)境中的Map/Reduce并行處理機制，將各節(jié)點收集信息進行并行分析處理，不僅不會造成系統(tǒng)的過多的額外負載，而且能快速有效地獲得分類結(jié)果。

設(shè)樣本空間為U，訓(xùn)練樣本分類Tj的先驗概率為P（Tj）（j=1，2，3），其值等于屬于Tj類的樣本總數(shù)除以訓(xùn)練樣本總數(shù)|U|。對于新樣本w，其屬于Tj類的條件概率是P（w|Tj）。根據(jù)貝葉斯定理，可知Tj類的后驗概率為P（Tj|w）：

P（Tj|w）=

1.3 負載均衡策略

對于云環(huán)境中的所有子節(jié)點node，在每次發(fā)送心跳包heartbeat之前，利用空閑時間計算出節(jié)點s負載特征值VC（s）、VR（s）、VD（s）和VN（s）；然后，將負載特征值隨心跳包發(fā)送到根節(jié)點，根節(jié)點則根據(jù)負載均衡策略，反饋各子節(jié)點的任務(wù)請求，實現(xiàn)任務(wù)的優(yōu)化分配，達到均衡云環(huán)境負載的目的。為提高響應(yīng)速度，根節(jié)點在收到心跳包之后，根據(jù)上次的分類結(jié)果來反饋指令，而本次收集的信息則在空閑時間進行計算，下個心跳周期發(fā)送。具體均衡策略如下：

根節(jié)點收到子節(jié)點發(fā)送的心跳包之后，將根據(jù)式（7）判斷節(jié)點狀態(tài)分類，并按以下三種策略進行處理：

1） 若節(jié)點屬于空閑狀態(tài)，則響應(yīng)該節(jié)點的任務(wù)請求，并同時發(fā)送負載遷移指令——接收者啟動。

2） 若節(jié)點屬于正常狀態(tài)，則以一定概率響應(yīng)任務(wù)請求。為提高云環(huán)境平衡效益，若當前空閑節(jié)點占多數(shù)時，則適當提高響應(yīng)概率，加快任務(wù)執(zhí)行速度；若當前過載節(jié)點占多數(shù)，則降低響應(yīng)概率，以控制云環(huán)境整體負載，避免全局負載過重。

3） 若節(jié)點屬于過載狀態(tài)，則拒絕分配任務(wù)。

1.4 負載遷移策略

本文負載遷移策略包括接收者啟動策略和發(fā)送者啟動策略。根據(jù)式（7）的分類結(jié)果，空閑節(jié)點運行接收者啟動策略，進行局部負載均衡，若能有效處理周圍節(jié)點負載，則策略結(jié)束；否則，過載節(jié)點開始發(fā)送者啟動策略，繼續(xù)進行負載均衡操作。本文使用的發(fā)送者啟動和接收啟動策略都在局部范圍內(nèi)，避免了節(jié)點大范圍的遷移，提高了平衡效率。

假設(shè)初始節(jié)點為s，則接收者啟動策略為reciver（s），發(fā)送者啟動策略為sender（s）。接收者啟動策略和發(fā)送者啟動策略的遍歷距離分別為μ和ρ，設(shè)參數(shù)i表示距離初始節(jié)點的距離，H（i）表示距離初始節(jié)點為i的所有節(jié)點的集合。

具體策略如下：

1）空閑節(jié)點接收者啟動策略：

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 實驗環(huán)境

為驗證本文所提出的基于樸素貝葉斯分類的負載均衡技術(shù)的可行性和有效性，本文采用了3.00GHz的CPU和2GB的RAM作為硬件環(huán)境，Windows XP的操作系統(tǒng)，JDK7.0的基礎(chǔ)環(huán)境及Myeclipse9.0的編程工具，繼承擴展了云計算仿真軟件CloudSim[13]的DataCenterBroker、Vm和Host、Cloudlet等類。云任務(wù)（Cloudlet）按FCFS策略直接綁定到虛擬機（Vm），虛擬機根據(jù)主機（Host）相關(guān)有效信息，采用負載均衡技術(shù)進行分配和遷移操作。

本文實驗環(huán)境利用如表1、2所示。規(guī)格的Host、Vm構(gòu)成云計算數(shù)據(jù)中心（DataCenter），分別測試在相同條件下，不同任務(wù)數(shù)在DataCenter運行的時間及遷移的次數(shù)。

2.2 實驗結(jié)果分析

由于靜態(tài)負載均衡技術(shù)不能根據(jù)系統(tǒng)性能的變化，動態(tài)地調(diào)整各節(jié)點的負載分配，其負載均衡效果明顯低于動態(tài)負載均衡技術(shù)。因此，在本實驗中，選擇目前較為典型的兩種動態(tài)負載均衡技術(shù)——基于蟻群算法的負載均衡策略[7]和基于貪心算法的負載均衡策略[8]進行對比實驗。

為驗證文中提出的算法的可行性，在第一組實驗中，記錄了任務(wù)執(zhí)行過程中系統(tǒng)節(jié)點負載分布情況，如表4所示。

從表4可以看出，在任務(wù)數(shù)目較少時，集群負載平均分布在集群各節(jié)點上，大部分節(jié)點都處于空閑狀態(tài)；任務(wù)數(shù)增加時，集群整體負載增多，空閑節(jié)點數(shù)據(jù)減少，根節(jié)點采用基于樸素貝葉斯的任務(wù)分配策略，將任務(wù)優(yōu)先分配至空閑節(jié)點，避免了過載節(jié)點的出現(xiàn)；隨著任務(wù)數(shù)不斷增多，在無空閑節(jié)點的情況下，基于樸素貝葉斯的任務(wù)分配策略將任務(wù)分配至正常節(jié)點，對過載節(jié)點進行遷移，進一步避免集群的局部過載。實驗數(shù)據(jù)表明，基于樸素貝葉斯的負載均衡技術(shù)能有效地平均集群負載，達到優(yōu)化資源利用率的目的。

在實現(xiàn)負載平衡的過程時，調(diào)度算法的復(fù)雜度將會直接影響任務(wù)的分配效率和執(zhí)行時間。在第二組實驗中，針對不同負載平衡技術(shù)，本文將著重考察在相同節(jié)點條件下，任務(wù)數(shù)與任務(wù)運行時間的關(guān)系。從圖2可以看出，基于樸素貝葉斯算法、蟻群算法和貪心算法的三種負載均衡技術(shù)，其任務(wù)運行時間均基本上隨著任務(wù)數(shù)量的增長呈線性增長趨勢。但由于基于樸素貝葉斯算法的負載均衡技術(shù)，先采用樸素貝葉斯算法實現(xiàn)分類，再根據(jù)分類結(jié)果對節(jié)點實現(xiàn)調(diào)度，能將任務(wù)快速、有效地分配到云環(huán)境中當前較為空閑的節(jié)點，充分利用了現(xiàn)有系統(tǒng)資源，有效地提高調(diào)度算法的效率。另外，與基于蟻群算法和基于貪心算法的負載均衡技術(shù)相比，本文提出的負載均衡技術(shù)避免了在整個集群節(jié)點中尋找最優(yōu)解，縮小了其解空間，減少了任務(wù)分配的計算開銷。因此，采用基于樸素貝葉斯算法的負載均衡技術(shù)，其任務(wù)運行時間少于其他兩種技術(shù)，并隨任務(wù)數(shù)逐漸增多，其優(yōu)勢更加明顯。

另外，在負載平衡的過程中，能否對節(jié)點的負載情況進行有效評估，使得任務(wù)的分配調(diào)度更為合理，也是衡量負載平衡技術(shù)優(yōu)劣的一個重要方面。在第三組實驗中，針對不同負載平衡技術(shù)，本文將著重考察在相同節(jié)點條件下，任務(wù)數(shù)與任務(wù)遷移次數(shù)的關(guān)系。從圖3中可以看出，在實現(xiàn)節(jié)點的負載均衡時，采用樸素貝葉斯分類算法，其任務(wù)遷移次數(shù)明顯少于基于蟻群算法和基于貪心算法。分析可知，采用樸素貝葉斯分類算法時，利用訓(xùn)練樣本，較為全面地綜合考慮CPU、內(nèi)存、磁盤及網(wǎng)絡(luò)等四個方面的負載因素，因此能將任務(wù)分配到合適的節(jié)點，有效避免任務(wù)在各集群節(jié)點間的頻繁 “抖動”情況，且隨任務(wù)數(shù)的逐漸增多，采用樸素貝葉斯算法作預(yù)處理的效果更加明顯。

3 結(jié)語

針對大數(shù)據(jù)時代的云計算環(huán)境，負載均衡機制為提高資源利用率、減少計算中心資源消耗提供了解決方案。本文提出的基于樸素貝葉斯分類的算法，給出了節(jié)點分類特征參數(shù)及分類方法，針對不同分類狀態(tài)的節(jié)點采取了相應(yīng)的任務(wù)分配策略和平衡策略，有效地提高了云任務(wù)的執(zhí)行效率，達到了均衡云環(huán)境負載的目的。本文提出的處理任務(wù)分配與節(jié)點負載信息的方法，能有效處理云環(huán)境負載均衡的問題，為云環(huán)境平臺下的負載均衡策略研究提供了新的解決方案。

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篇(4)

關(guān)鍵詞：云計算；廣電網(wǎng)絡(luò)；具體的應(yīng)用

云計算技術(shù)是信息行業(yè)發(fā)展的表現(xiàn)，對于很多行業(yè)的發(fā)展都有著重要的影響，云計算技術(shù)在能源、通信、醫(yī)療、教育和電子等領(lǐng)域被使用，引起了新一代信息技術(shù)的變革。廣播網(wǎng)絡(luò)也避不開云計算技術(shù)，因為廣播網(wǎng)絡(luò)也與信息技術(shù)密切聯(lián)系在一起，給廣電網(wǎng)絡(luò)的工作和商業(yè)模式帶來新的發(fā)展模式，降低了運行的成本，在廣電網(wǎng)絡(luò)的彈性擴展方面也有著優(yōu)勢，促進了廣電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

1 云計算技術(shù)的簡單闡述

1.1 對云計算的理解

云計算這一名詞，不同的行業(yè)有著不同的標準，從技術(shù)的發(fā)展上來看，云計算就是指分布式計算、網(wǎng)路計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、效用計算、并行計算、負載均衡和虛擬化等方面結(jié)合的產(chǎn)物，可以同時體現(xiàn)出以上的功能。云計算的本質(zhì)就是一種計算方式，這種計算方式是在互聯(lián)網(wǎng)的作用下產(chǎn)生的，利用這種方式將相應(yīng)的硬件信息和軟件信息按照需要提供給相關(guān)的人群，主要包括軟件即服務(wù)、平臺即服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，從這幾個層次上對于云計算的服務(wù)進行了總體的概述。云計算的使用下，機頂盒、智能手機和電腦的作用已經(jīng)發(fā)生了改變，已經(jīng)不在是存儲和計算的提供者，而是網(wǎng)絡(luò)的一個接入終端，輸入和輸出是其基本的功能，使用者可以在任何時間和地點進行網(wǎng)路的接入工作，這樣的方式降低了硬件或者是軟件的局限性，用戶端設(shè)備的要求也在降低，不會受到相應(yīng)的硬件和軟件的影響。云計算有著四個比較突出的特征，這四個特征包括：資源抽象、彈性收縮、按用量收費和快速部署的特點。

1.2 云計算技術(shù)

1.2.1 虛擬化技術(shù)

云計算技術(shù)中的虛擬化技術(shù)是將計算環(huán)境和計算資源進行抽象之后，交給了運行系統(tǒng)的過程，這樣就可以實現(xiàn)同一時間，使用不同的操作系統(tǒng)，共享同一個計算機設(shè)備，對于計算機技術(shù)的使用是非常重要的。虛擬化技術(shù)可以分為以下幾種：網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)、服務(wù)器虛擬化技術(shù)和存儲虛擬化技術(shù)，便于計算機技術(shù)的使用，對于具體的工作來說也十分便捷的。

1.2.2 分布式系統(tǒng)技術(shù)

這一技術(shù)是指通過網(wǎng)絡(luò)將多個計算機平系在一起，使其共同完成同一個任務(wù)，主要是由分布式協(xié)同管理技術(shù)、分布式文件系統(tǒng)、并行編程模型和分布式數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的，對于使用的文件和數(shù)據(jù)可以進行分級管理。

1.2.3 云計算平臺管理技術(shù)

云計算中云平臺管理技術(shù)需要大量的服務(wù)器同時的進行，這樣便于業(yè)務(wù)的開通和部署，對于出現(xiàn)的問題可以及時的發(fā)現(xiàn)，并且系統(tǒng)可以自動進行恢復(fù)，通過自動化、智能化的手段進行可靠運營，這樣就可以實現(xiàn)整個運營的大規(guī)模管理，便于對云計算機的利用。在使用的過程中，主要利用的是用戶管理、資源調(diào)度、計費度量、資源監(jiān)控、自動化部署負載均衡和業(yè)務(wù)服務(wù)管理功能。

2 云計算的發(fā)展現(xiàn)狀和廣電云計算的定位

2.1 云計算的發(fā)展現(xiàn)狀

云計算的整個產(chǎn)業(yè)鏈是由用戶、服務(wù)提供商和使能者，其中，云計算的用戶包括使用功能服務(wù)的提供商也就是最終的用戶，主要包括購買解決方案的使用者，這一用戶也是最終用戶。云計算的服務(wù)提供商主要是指公有云的提供商，這一提供商有著具體的分類，主要分為三個部分：SaaS服務(wù)的提供商、IaaS的服務(wù)提供商和PaaS的服務(wù)提供商。而使能者就是一種為其他的環(huán)節(jié)提供服務(wù)的一種基礎(chǔ)構(gòu)建的服務(wù)，一般是有咨詢服務(wù)商、軟件提供商、設(shè)備的提供商和系統(tǒng)的集成商構(gòu)成的，這一系統(tǒng)在使用上比較復(fù)雜，也給云計算的使用帶來了一系列的影響。

2.2 廣電云計算的基本定位

從網(wǎng)絡(luò)通道提供商的角度來看，與傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)相類似，廣電網(wǎng)絡(luò)運營商主要是為了提供網(wǎng)絡(luò)接入的一種云計算的通道，這種通道一般是為了廣電的主要業(yè)務(wù)服務(wù)的。從基礎(chǔ)資源的服務(wù)上來，廣電網(wǎng)絡(luò)的運營商提供了網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)器和存儲在內(nèi)的基礎(chǔ)IT資源，并將它們以資源使用量或服務(wù)的形式提供給所有外部用戶。從服務(wù)整合平臺上來看，以網(wǎng)絡(luò)為核心，創(chuàng)建一個體驗良好的交付平臺，提供基礎(chǔ)的認證、計費、代收費、推廣等服務(wù)，匯聚第三方開發(fā)的應(yīng)用，以統(tǒng)一的交付界面提供給用戶使用，廣泛覆蓋各種類型的用戶。從咨詢服務(wù)上來看，面向大型客戶，提供包括網(wǎng)絡(luò)、IT基礎(chǔ)設(shè)施整合等一攬子解決方案，幫助大型客戶構(gòu)建自己的私有云。

3 廣電云計算業(yè)務(wù)分析

3.1 下一代廣播電視網(wǎng)建設(shè)

建設(shè)一個具有云計算特征的下一代網(wǎng)絡(luò)是NGB未來的發(fā)展趨勢之一?！吨袊乱淮鷱V播電視網(wǎng)（NGB）自主創(chuàng)新戰(zhàn)略研究報告》指出：NGB融合了廣播電視網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，具有獨特的網(wǎng)絡(luò)特征，主要體現(xiàn)在具有開放式業(yè)務(wù)支撐架構(gòu)，承載網(wǎng)對業(yè)務(wù)透明，服務(wù)提供機制引入云計算和透明計算模式以保證業(yè)務(wù)提供的便捷性、開放性與可信度。

3.2 媒體內(nèi)容的資源管理與使用

可通過內(nèi)容資源管理系統(tǒng)的云計算改造，構(gòu)建區(qū)域性的媒體內(nèi)容資源池，逐步形成多片獨立的媒體云，從而大大縮減媒體內(nèi)容資源的存儲成本、設(shè)備購置成本及維護成本。同時，通過相應(yīng)的標準協(xié)議使不同的媒體云互聯(lián)互通，逐步形成廣電“媒體大云”，促使媒體資源更大范圍內(nèi)的共享。

3.3 創(chuàng)新業(yè)務(wù)形態(tài)

業(yè)務(wù)融合是三網(wǎng)融合的實質(zhì)所在，業(yè)務(wù)形態(tài)的創(chuàng)新是NGB建設(shè)的核心，業(yè)務(wù)也是整個廣電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的基礎(chǔ)。云計算技術(shù)可以實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享，具有跨終端平臺的業(yè)務(wù)推廣優(yōu)勢，實現(xiàn)電視屏幕、電腦屏幕、手機屏幕真正的多屏合一，有助于數(shù)字醫(yī)療、智能家庭、家庭安全控制等新業(yè)態(tài)的快速、低成本推出，為廣電用戶提供全新的業(yè)務(wù)體驗。

3.4 客戶終端設(shè)備性能提升

云計算使得簡易終端支持復(fù)雜應(yīng)用成為可能，數(shù)字電視機頂盒、無線手持設(shè)備等客戶終端的配置要求不用太高，即可開展高清互動電視和各類增值業(yè)務(wù)，在很大程度上解決終端設(shè)備性能需不斷升級的問題，有效地降低運營商在終端上的投入，在節(jié)省投資的同時快速部署各類增值應(yīng)用。

4 結(jié)論

廣電云計算技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在實踐的過程中，可以考慮部分云平立建設(shè)，也可以根據(jù)需要，與第三方機構(gòu)合作建設(shè)云平臺，更好的滿足應(yīng)用的需要。云計算技術(shù)發(fā)展所依賴的大量關(guān)鍵技術(shù)，其成熟度也需要在廣電業(yè)務(wù)中的應(yīng)用與實踐過程中得到進一步檢驗與完善。

參考文獻

[1]雷萬云.云計算：技術(shù)、平臺及應(yīng)用案例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

篇(5)

通過計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相融合發(fā)展，從而產(chǎn)生云計算。其具有較大的儲存空間以及較高的計算能力，主要由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成:基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，軟件即服務(wù)以及平臺即服務(wù)。信息技術(shù)在不停的改革更新完善，云計算也終會有最新版的程序軟件可以應(yīng)用。當用戶使用云計算的時候，不再需要往計算機上安裝任何高端配置，而是只需要用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)送一個請求到云計算服務(wù)平臺，云計算就能夠針對用戶需求做出一定的響應(yīng)并進行處理，最后把數(shù)據(jù)及時的發(fā)送給用戶端。

二、分析云計算特征

云計算的特征有很多:安全可靠，信息共享，設(shè)備要求低，計算能力強，海量存儲以及廉價等;而且云計算是一種能夠獲取有效信息并資源共享的方式，也是一種能夠?qū)?shù)據(jù)處理提供轉(zhuǎn)變的設(shè)施技術(shù)。云計算的資源共享，就是把所有的信息資源全部儲存在云計算的云端數(shù)據(jù)上，在用戶需要進行備份或共享的時候，用戶可以直接通過互聯(lián)網(wǎng)對云端數(shù)據(jù)的信息進行訪問，而且可以幾個用戶同時訪問其終端數(shù)據(jù)。云計算的計算能力強大是因為在正常情況下，它可以實現(xiàn)每一秒幾十萬次的運算，這種特征滿足了很多種業(yè)務(wù)的需要。比如，某報社使用程序軟件Hadoop(基于云計算服務(wù))來對文檔的保存進行處理，如果使用傳統(tǒng)計算方法，不免需要耗費很多時間才能將這項工作完成;但是如果把需要保存的文檔放入云端服務(wù)平臺(如GoogDocs服務(wù)平臺)，讓專業(yè)的信息管理人員保存這些上傳的信息數(shù)據(jù)，客戶就不需要擔心數(shù)據(jù)會丟失或者電腦中病毒了。這些技術(shù)都是以前擁有超級計算機的用戶才能享受到的，而云計算的大眾化說明了科技的進步，并極其方便實用?？偠灾冗M的云計算已經(jīng)完全將傳統(tǒng)資源共享的方式打破了，并且在很多方面都表現(xiàn)出了突出的優(yōu)勢:資源分配，軟件更新與技術(shù)等。

三、分析云計算的實際應(yīng)用與發(fā)展前景

1．云計算能夠?qū)Y源分布不均勻的現(xiàn)象進行解決。

學(xué)生如果想要快速，及時的找到其本身所需要的一些學(xué)習(xí)資料，云教育的信息技術(shù)平臺就是一個很好的方式。如果學(xué)生對當前信息技術(shù)的教材不感興趣，就可以通過辦公軟件GoogDocs來解決教材中的不足。辦公軟件GoogDocs是一個能夠?qū)f(xié)作共享實現(xiàn)的模式，并且可以實現(xiàn)不上網(wǎng)就儲存海量資源以及編輯文檔的功能，它也可以實現(xiàn)不同的用戶對同一信息的編輯與查看，查找方便并且靈活。應(yīng)用GoogDocs對學(xué)生有效分組有幫助，也就是說，根據(jù)對信息技術(shù)的不同水平來進行合理的小組分配;再者，學(xué)生可以創(chuàng)建一個Google賬號，記住其注冊號與密碼，就能夠進入該網(wǎng)站的網(wǎng)頁對文檔進行編輯，這個平臺對網(wǎng)上協(xié)作編輯文檔也能夠?qū)崿F(xiàn)，學(xué)生可以將自己的作品在這個平臺上，讓其他同學(xué)對作品進行評價;通過這種方式，學(xué)生就能夠互相學(xué)習(xí)，從而共同進步。

2．資源共享優(yōu)勢得以實現(xiàn)。

老師通過云教育的信息技術(shù)平臺將自己的優(yōu)秀作品展出，供學(xué)生參考，學(xué)習(xí)，這實現(xiàn)了對資源的共享。老師也可以通過QQ群，郵箱等為學(xué)生交流提供平臺，這有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題能夠及時得到老師的幫助，也對老師的專業(yè)素質(zhì)提高有利。老師還可以利用這個平臺中的論壇服務(wù)，來建立一個討論區(qū)，讓學(xué)生自由發(fā)表觀點。

3．對控制課堂教學(xué)秩序有利。

紀律差與教學(xué)方式的單一是中學(xué)信息技術(shù)課堂上存在的普遍現(xiàn)象;云教育平臺能夠很好地解決這類問題。這個平臺中有一項聊天服務(wù)功能，在信息技術(shù)課堂上，老師可以通過這種方式對搗亂課堂秩序的學(xué)生發(fā)信息作為警告，這樣能夠有效控制課堂紀律。還可以在這個基礎(chǔ)上，讓學(xué)生學(xué)會協(xié)作學(xué)習(xí)，這是一種行之有效的方法，并且能夠活躍課堂上的氣氛，將學(xué)生的積極性充分調(diào)動起來，增強他們的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生學(xué)習(xí)積極了，學(xué)習(xí)興趣提高了，自然會全身心投入到學(xué)習(xí)中，那么課堂紀律也就會好了，老師的教學(xué)也更為有效。

4．云計算的發(fā)展前景。

云計算對中學(xué)信息技術(shù)的教學(xué)問題能夠有效解決，云教育的信息技術(shù)平臺建設(shè)，能夠使學(xué)生處在一種良好的成長環(huán)境中。云計算在社會的進程中不斷發(fā)展并完善，其一些相關(guān)技術(shù)也將會被源源不斷的應(yīng)用于信息技術(shù)的教育中。

四、結(jié)語

篇(6)

一、云計算的概念及特征

云計算是網(wǎng)格計算、并行處理和分布式處理的發(fā)展，但是云計算卻是來自實踐的產(chǎn)物，而不是這些理論發(fā)展出來的東西。它與ASP、Web服務(wù)、中間件技術(shù)、SOA以及SaaS等一樣，都是隨著潛在市場的需求和技術(shù)的進步、完善的結(jié)合，逐漸形成的使用形態(tài)。[1]云計算的特征就是把IT資源當做服務(wù)來供應(yīng)，其中包括了運行環(huán)境和編程、計算能力、存儲空間、應(yīng)用程序、協(xié)作工具平臺、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施等。云計算可以提供低成本、簡單容易操作、按照需要支付的方式，具備方便、安全、無限可能和數(shù)據(jù)共享等特點，使人們使用計算機的方式，由PC桌面系統(tǒng)為中心轉(zhuǎn)變成以網(wǎng)絡(luò)為中心，這就意味著，不論是大企業(yè)甚至是小企業(yè)，都可以使用云計算帶來的超強能力，開展公司的業(yè)務(wù)。

按照云計算的內(nèi)容可以分為三種：提供動態(tài)數(shù)據(jù)的云計算形式、提供資源的云計算形式和提供軟件平臺的云計算形式。其中，提供資源的云計算形式包括了網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、儲存空間和寬帶等形式，把資源虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化，從而用服務(wù)的形式來供應(yīng)，這也是云計算的基本能力。而提供動態(tài)數(shù)據(jù)的云計算形式包括了對半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)和處理過的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等都進行組織、分享、挖掘、管理、搜索、轉(zhuǎn)換等服務(wù)，這種方式把資源、領(lǐng)域知識組織能力以及計算能力一起提供。[2]

按照云計算的應(yīng)用特征可以分為：實用計算、平臺服務(wù)、商業(yè)服務(wù)平臺、軟件服務(wù)、管理服務(wù)提供商以及互聯(lián)網(wǎng)等7種形式。

二、云計算給圖書館管理帶來的機遇

1、為圖書館管理節(jié)省了開支

圖書館的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、設(shè)備更新和硬件的維護都是要花費大量的開支。但是，云計算使用之后，圖書館不再受硬件水平的限制，它可以節(jié)約圖書館的能源消耗和節(jié)省使用面積，所以圖書館可騰出更多的使用空間，來放置更多的紙質(zhì)書刊等，使圖書館內(nèi)的資源達到更多的儲存效果。比如不需要購買儲存設(shè)備來儲存數(shù)字資源、不需要擔心服務(wù)器崩潰的情況，圖書館只需要充分的發(fā)揮云計算的優(yōu)勢，從服務(wù)商那里獲得最適合的運算能力，維護數(shù)據(jù)庫的運轉(zhuǎn)，所以，云計算的運用降低了圖書館的開支，增強數(shù)字圖書館的適用性能，實現(xiàn)全球數(shù)字化圖書館資源共享。

2、改變著圖書館的管理方式

圖書館的管理分為資源管理、讀者管理和行政管理。在傳統(tǒng)的圖書館管理模式中，圖書館采用由館長管理的部門責(zé)任制度。圖書館一般設(shè)立讀者服務(wù)與咨詢、閱覽、流通、信息服務(wù)和資源建設(shè)等部門，一般是由館長把工作分配給各部門的主任，由主任再分配到本部人員，按照倒班的模式和行政班的模式開展信息服務(wù)與資源建設(shè)或是給讀者提供服務(wù)。但是在運用云計算模式下，圖書館可以租賃云計算服務(wù)商的軟件和服務(wù)器，通過這種方式可以減少技術(shù)人員的工作量。也就代表了圖書館的管理方式。要使用虛擬管理模式。

3、改變了圖書館的服務(wù)方式

在傳統(tǒng)的圖書館中，一般是通過借書、還書或者是閱覽圖書的服務(wù)類型。而現(xiàn)代的圖書館可以使用IP控制及時和局域網(wǎng)控制技術(shù)來對讀者提供遠程傳輸或是在線閱覽等服務(wù)。尤其是針對大學(xué)圖書館來說，讀者較集中，圖書館可以通過無線、有線等網(wǎng)絡(luò)推送等方式向教師和學(xué)生讀者提供圖書館已經(jīng)購買的書籍資源，還有些學(xué)校已經(jīng)開始使用無線的方式，向讀者提供服務(wù)，使圖書館的資源深度和廣度不斷的擴大。但是在云計算的環(huán)境下，讀者獲取資源的方式不斷的變化，圖書館服務(wù)的手段和內(nèi)容也在不斷的發(fā)生變化。

三、云計算給圖書館管理帶來的挑戰(zhàn)

信息安全問題。網(wǎng)絡(luò)信息安全是人們關(guān)注的重要問題，而木馬、病毒和黑客等都在威脅著圖書館數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)安全。所以，雖然云計算服務(wù)商有安全保證，圖書館也有殺毒軟件和網(wǎng)絡(luò)維護人員，但是安全問題仍然是不可忽視的問題。

資源配置問題。因為云計算給圖書館帶來了安全問題，所以在傳輸資源時要注意資源配置問題。為了保障圖書館資源安全和正常運營，圖書館不可以把所有的資源都傳輸?shù)皆朴嬎阒?，而是要做必要的、常?guī)的數(shù)據(jù)備份，那么即使是云計算服務(wù)平臺出現(xiàn)問題，也不影響圖書館的正常營運，還可以繼續(xù)為讀者提供服務(wù)。

知識產(chǎn)權(quán)和法律問題。隨著數(shù)字化圖書館的形成，知識產(chǎn)權(quán)問題也隨之產(chǎn)生。云計算服務(wù)商和圖書館簽訂協(xié)議之后，圖書館就會把所有的資源交給云計算服務(wù)商來管理，以方便讀者在云儲存庫中找到自己需要的資源，達到資源共享的目的。但是圖書館希望管理自己上傳的資源，其他人不得隨意使用，而云計算服務(wù)商總是會在資源提供者不知道的狀況下就對資源進行整合、挖掘，侵犯了資源提供者的知識產(chǎn)權(quán)。因此，圖書館和云計算還需要相關(guān)的法律來進行規(guī)范，適應(yīng)當下的新形勢需要。

四、云計算環(huán)境下圖書館管理的應(yīng)對策略

1、轉(zhuǎn)變圖書館服務(wù)制度和管理模式

在云計算的環(huán)境下，圖書館的工作流程、服務(wù)模式和管理模式都產(chǎn)生了巨大的變化。所以，圖書館應(yīng)該改變原來的服務(wù)制度和管理模式，強化服務(wù)功能，弱化管理功能。一方面，云計算時代會解放大批的圖書管理人員，使他們可以有更多的時間和精力，投入到為讀者服務(wù)上來，促進圖書館的發(fā)展。另一方面，圖書館向讀者提供個性化服務(wù)，在大數(shù)據(jù)和云計算的背景下，圖書館向讀者提供服務(wù)的方式主要是通過網(wǎng)絡(luò)，圖書館管理人員可以協(xié)助讀者打造個人的圖書館，提供個性化服務(wù)，方便讀者閱讀和搜集資料。

2、健全云計算環(huán)境下的法律建設(shè)

健全的法律保障是云計算環(huán)境下保護圖書館的數(shù)據(jù)安全和防止知識產(chǎn)權(quán)的保證。政府應(yīng)該在理解云計算特征的基礎(chǔ)上分析在云計算的環(huán)境下違反法律犯罪的特征，一方面對不同的利益主體在云計算環(huán)境的利益保護法，制定出有針對性的法律規(guī)定。另一方面要完善關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全方面的法律條例。

3、強化云計算實際案例探討

我國關(guān)于云計算在圖書館管理中的運用案例，要數(shù)谷歌圖書API和亞馬遜API等等，圖書館管理相關(guān)人員要對這些有代表性的案例進行分析，判定這些案例的劣勢和優(yōu)勢，不斷的創(chuàng)新和改善，尋找適于自身發(fā)展的圖書館管理方式。

篇(7)

【 關(guān)鍵詞 】 云計算；信任；多域；訪問控制；角色轉(zhuǎn)換

Trust_based Access Control Strategy in Multi-domain of Cloud Computing

Bie Yu-yu 1 Lin Guo-yuan 1,2

（1.School of Computer, China University of Mining and Technology JiangsuXuzhou 221116）

（2.Department of Computer, Nanjing University JiangsuNanjing 210093)

【 Abstract 】 In cloud computing, access control is an effective measure in protecting the user and cloud computing services or resources. Based on the characteristics of cloud computing security, trust is introduced into role-based access control model. A new calculation method of trust in cloud computing is proposed and the difference between intro-domain trust and inter-domain trust is analyzed. In addition, a novel access control framework combined with trust degree in multi-domain is given from this proposal. Access control policy in local domain directly applies RBAC model combined with trust degree, whereas in multi-domain it contains the conception of role transition. A multi-domain access control method is developed in the trust based RBAC model through role association and dynamic role translation.

【 Keywords 】 cloud computing; trust; multi-domain; access control; role translation

1 引言

近年來，云計算在計算機網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展如火如荼，其應(yīng)用前景也極其誘人。云計算以其超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性的獨特優(yōu)勢引發(fā)計算機網(wǎng)絡(luò)變革，然而頻繁發(fā)生的云安全問題卻給云計算的前景蒙上了一層陰影。云計算中的“云”即是集結(jié)了網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模計算資源、軟件資源及存儲資源的共享虛擬資源池，因此云計算就是共享的計算，云計算中要實現(xiàn)資源共享，必須解決資源的訪問控制問題。對于每個用戶來說，在對方身份未知的情況下要求進行協(xié)同，存在很大的風(fēng)險性，因為該用戶可能是一個善意的用戶，也可能是一個惡意的用戶。因此，安全的訪問控制策略就變得格外重要。“傳統(tǒng)的訪問控制技術(shù)需要設(shè)定統(tǒng)一的安全管理域，是一種在管理域范圍內(nèi)的基于身份的授權(quán)技術(shù)?！?/p>

云計算既然是通過網(wǎng)絡(luò)中的虛擬資源池提供服務(wù)，各資源主體往往不屬于同一安全管理域，同時云計算的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍極廣，因此云計算具有跨域性、動態(tài)性等特征。而傳統(tǒng)的基于身份的訪問控制技術(shù)顯然已經(jīng)無法滿足云計算的安全要求。當前最有效的方法就是在傳統(tǒng)的訪問控制的基礎(chǔ)上進行改進與拓展，進而適應(yīng)云計算的安全新需求。如何將傳統(tǒng)的訪問控制技術(shù)擴展更新以適應(yīng)新的安全需求，解決云計算平臺下的安全問題是當前研究的一大熱點，也是云計算環(huán)境下的訪問控制技術(shù)的重要內(nèi)容。

早期的訪問控制技術(shù)不僅可以保證合法用戶的正常訪問，防止非授權(quán)用戶的入侵，而且可以解決合法用戶失誤操作引起的安全問題。在云計算模式下，研究者關(guān)心的是如何通過非傳統(tǒng)的訪問控制類手段實施數(shù)據(jù)對象的訪問控制，而目前云計算中的訪問控制技術(shù)主要是IAM（Identity and Access Management）技術(shù)，但IAM技術(shù)并不能很理想地解決云計算中跨域訪問控制與授權(quán)問題。安全問題成為跨域訪問中科學(xué)研究的一個重要方向，而信任是安全問題的核心。