云计算体系架构与关键技术解析

陈传东

摘要：云计算是一种新型的信息技术，具有灵活的服务，资源池，计费服务，按需服务和无泛在接入等特点。云计算架构主要分为三层，包括服务管理，核心服务和用户访问接口，它们对应不同的服务功能。同时，为了进一步满足不同用户的实际使用需求，云计算广泛应用了虚拟化技术，数据中心节能技术等关键技术。

关键词：云计算；基本概念；体系架构；关键技术；发展前景

1 引言

云计算具有广阔的发展前景，系统体系结构等相关的关键技术不断完善和进步，现代业务处理和软件应用的信息化、全球化和自动化，将为云计算的发展和应用前景提供广阔的市場。云计算具有超大规模、高可用性、高可靠性、虚拟化、按需服务和低成本等特点。近年来，随着许多关键技术的成熟和成功应用，正在迅速普及。

2 云计算的基本概念和特点

2.1 云计算的定义

云计算主旨是对大的程序进行分解，写结成每个小部分然后再加以处理，最终传回给用户。而如今，业界对云计算的定义各有不同，当前云计算的定义美国则是根据标准局对云计算的定义是云计算是一种根据用户使用量来进行收费的模式，这种模式可以进入可配置的计算资源共享池，这些资源能够呗快速的提供给用户，只需投入很少的工作。

2.2 云计算的特点

从商业角度看，云计算是一种全新的用户体验和商业模式，它提供标准化、自助服务，支持快速的服务交付和基于使用的交付；从专业技术角度看，云计算是一种新的IT基础设施管理模式，它是物理资本源合成资源池，应用虚拟化资源，进行弹性扩展，动态部署。

3 云计算体系架构

3.1 核心服务层

云计算系统的核心服务层可分为基础设施服务层、软件服务层和平台服务层。基础设施服务层为云计算系统提供硬件基础设施部署服务，可根据用户需求提供虚拟或实体计算、存储和网络信息资源。在用户使用基础设施服务层之前，他们需要向服务提供者提供与基础设施相关的配置信息、运行基础设施的程序代码和相关的用户数据。虚拟化技术的引入使基础设施服务层大大提高了服务的规模和可靠性。通过使用相关的开发语言和软件工具，应用程序开发者只能通过上传程序代码和相关数据来使用相应的服务，而完全不用担心底层系统的任何管理问题。平台服务层具有存储、管理和处理海量数据的能力，通过有效的调度策略和资源管理方法提高数据处理效率。

3.2 服务管理层

在云计算架构的实际应用中，服务管理在核心服务层中具有非常重要的辅助作用，可以有效地提高核心服务层的安全性和可靠性，主要涉及服务质量保证和安全管理两个方面。云计算服务系统资源庞大，结构复杂，在实际使用中无法满足用户的服务质量标准。为此，服务开发者可以与用户签订服务水平协议，满足双方在服务质量方面的要求，从而保证云计算系统服务的质量。

3.3 用户访问接口层

用户访问层实现了云计算的普遍访问。Web服务访问模式为终端设备提供了应用程序开发接口，实现了多个服务的组合。门户网站是一种用户访问接口层，可以实现桌面应用网络和互联网的迁移。它使用户可以随时随地通过浏览器访问数据和程序，极大地提高了用户的效率。

4 云计算关键技术

4.1 虚拟化技术

云计算的优点是可以共享资源，虚拟化不同的应用程序，从而最大化应用程序的有效性。如果不是在云计算的情况下，将在不同的平台上使用未使用的应用程序，在云计算的情况下，可以共享三个程序。所以你可以在一个平台上使用三个程序，使用虚拟化方法来使用应用程序，使用虚拟化方法被称为虚拟技术，其中包括两种，一种是虚拟机技术，另一种是虚拟网络技术。前者主要使用VMware，后者使用VPN技术。虚拟机技术的主要功能是对基础设施进行虚拟化，以便用户可以根据需要使用它。虚拟网络技术是通过设置特殊的网络模式访问云计算。

4.2 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；通过建立多层次的数据中心，考虑气流、空间大小、热交换等因素，设计冷却装置，提高数据中心布局的合理性。

4.3 海量的存储技术

云计算涉及的数据非常多，云计算是利用分布式技术完成海量数据存储的突出特点，从而保证了系统的稳定性和经济性。同时，云技术也具有突出的优势，能够自动备份重要数据，提高数据的可靠性。这种分布式大容量存储技术要求服务器主机具有很高的性能以及数据备份和恢复功能，从而增加了服务器构建的成本。

4.4 云计算相关的安全技术

云计算模型带来了用户隐私保护、用户数据备份和云计算基础设施保护等一系列安全问题。云计算中虚拟服务的规模、强度和专业化改变了终端设备上分散的大量信息资源的格局。云计算本身可以通过安全作为服务的形式为改善互联网安全作出贡献。云计算中心可以实现密集专业的安全服务，改变目前大家都在打补丁，都在杀毒的现状；备份还可以用作一种服务形式，以实现特殊的云备份服务。

5 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。

6 结语

云计算基础架构是云计算系统的重要组成部分。它通过资源虚拟化、分云计算基础设施是云计算系统的重要组成部分。布式计算等技术为云计算系统搭建基础运营环境并为上层云计算应用提供存储和计算能力。当前云计算仍处于研发阶段，根据其运行可靠性，可用性和成本经济性的要求，相关人员仍需要不断探索，以促进云计算的进一步发展。

参考文献：

[1]黄晓雯.云计算体系架构与关键技术[J].中国新通信，2014（13）.

[2]杨通国.云计算的体系架构与关键技术研究[J].科技展望，2016（25）.

（作者单位：江苏天技科技实业有限公司）