時(shí)間：2023-04-08 11:31:41
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智能家具是在互聯(lián)網(wǎng)的影響之下物聯(lián)化體現(xiàn)。智能家具是使用現(xiàn)代通訊技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)，實(shí)時(shí)采集不同的信號，然后使用控制器對信號進(jìn)行處理、上報(bào)到信息管理平臺，最終對用戶需求作出反應(yīng)的家具。家具可以與家居環(huán)境中其他設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、影音服務(wù)器、影柜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。[1]
2智能家具的構(gòu)成
智能家具應(yīng)當(dāng)由控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、傳感器、家具本體這五個(gè)部分組成。[2]控制系統(tǒng)：即由微處理器、存儲器構(gòu)成的微電子計(jì)算機(jī)。其任務(wù)是對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，并向各系統(tǒng)發(fā)出控制指令，指揮智能家具系統(tǒng)的運(yùn)作，是智能家具的“大腦”。執(zhí)行系統(tǒng)：智能家具的動力源，執(zhí)行控制系統(tǒng)的指令做出相應(yīng)的反應(yīng)，是智能家具的末端元件。傳動系統(tǒng)：用以改變智能家具的狀態(tài)，如高度、角度等。運(yùn)用傳動裝置可以使家具產(chǎn)生物理性動作。傳感器：智能家具的信息采集工具，通過感知外界的物理?xiàng)l件或化學(xué)條件，并把信息傳給控制系統(tǒng)。家具本體：即家具產(chǎn)品本身，是其他構(gòu)件的載負(fù)平臺。
3智能老年家具的設(shè)計(jì)原則
人性化：智能老年家具不僅要追求技術(shù)上的進(jìn)步，并且要體現(xiàn)與老年人的關(guān)系。高科技與使用者需達(dá)到最佳的統(tǒng)一，使家具更易被老年人接受。信息共享：智能老年家具將可實(shí)現(xiàn)信息多設(shè)備傳輸，使所獲信息不局限于單一家具，而是可以上傳到云端，供多設(shè)備參考以及社區(qū)醫(yī)療使用。安全性：老年人因其自身體質(zhì)的脆弱，故家具安全性十分重要。而智能家具需借助電路、機(jī)械構(gòu)件、電器等危險(xiǎn)設(shè)備，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮安全性與功能的協(xié)調(diào)性、互容性。易用性：老年人對新事物的接受程度不及年輕人，對智能家具的操作需要盡量易懂、易用。高科技材料：所用材料需結(jié)合現(xiàn)今的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動控制調(diào)整，適應(yīng)外界變化。環(huán)保性：結(jié)合當(dāng)今的社會潮流，產(chǎn)品要在整個(gè)生命周期貫徹環(huán)保意識。環(huán)保需要人人參與、人人執(zhí)行。
4云計(jì)算的概念
云技術(shù)是一個(gè)大型的且可擴(kuò)展的相關(guān)能力的技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和以服務(wù)的形式提供給外部用戶，可以進(jìn)一步細(xì)分云計(jì)算和云服務(wù)。云計(jì)算集中在IT技術(shù)方面，通過虛擬化和自動化技術(shù)，以創(chuàng)造更多的計(jì)算資源，云服務(wù)是基于虛擬模型、信息技術(shù)、包括計(jì)算、存儲和帶寬，以服務(wù)的形式，通過互聯(lián)網(wǎng)提供測試人員。云計(jì)算的重要性，是基于云服務(wù)本身和相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品制造。廣泛接入網(wǎng)絡(luò)、快速靈活、測量服務(wù)，按需服務(wù)和資源池是云計(jì)算的5種基本性質(zhì)，云計(jì)算的三種服務(wù)模式包含軟件即服務(wù)、平臺即服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)；公共云、專用云、混合云和社區(qū)云是其4種部署模型。[3]這部分主要介紹了兩種基于云的數(shù)據(jù)處理技術(shù)：個(gè)性化數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和個(gè)性化數(shù)據(jù)推送技術(shù)。
5云技術(shù)的特點(diǎn)
（1）虛擬化：用戶利用云計(jì)算可以在任何位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。這種終端可以是一個(gè)筆記本電腦，移動電話，以及其他各類電子移動設(shè)備。用戶可以利用終端通過網(wǎng)絡(luò)來完成所需要的服務(wù)。（2）高可靠性：使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠，因?yàn)樵朴?jì)算使用了計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換、數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)等措施，來保障服務(wù)的高可靠性。（3）普遍性：“云”不是為一個(gè)特定的應(yīng)用，在云計(jì)算下可以組合出不斷變化的新應(yīng)用，不同的應(yīng)用程序能在一個(gè)“云”中同時(shí)運(yùn)行。（4）按需服務(wù)：“云”像一個(gè)巨大的資源池，按需購買，它的資源可以像自來水、電力和天然氣定價(jià)。
6老年人智能家具設(shè)計(jì)分析
6.1桌案類老年家具
（1）智能調(diào)整系統(tǒng)：當(dāng)老年人需要吃飯、讀書時(shí)，智能化家具的桌面可以自動調(diào)整，包括桌面高度調(diào)整、角度調(diào)整、自動旋轉(zhuǎn)等功能，可以確保老年人使用方便，防止老年人使用疲勞。（2）智能化照明系統(tǒng)：老年人對光的反應(yīng)隨年齡的增大變得緩慢，照明燈光過強(qiáng)或過弱都不利于眼睛健康。智能照明系統(tǒng)顧名思義是把照明功能嵌入到家具表面，對光強(qiáng)進(jìn)行檢測、報(bào)警、保證老年人光線適度，時(shí)長合適，防止眼睛疲勞。智能照明能夠進(jìn)行光強(qiáng)控制、定時(shí)控制、亮度梯度控制，也具備延遲熄滅，定時(shí)亮滅等控制功能。
6.2坐臥類老年家具
6.2.1座椅、沙發(fā)
（1）智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)：功能角度調(diào)整：座斜度（座面與水平面的角度）自動調(diào)節(jié)、背斜角（靠背和水平面角）自動調(diào)整、頭部角度調(diào)整、坐面旋轉(zhuǎn)、為老年人提供合理的位置，并通過調(diào)整保證經(jīng)常改變姿勢；高度調(diào)整功能：坐高（椅子、凳子、沙發(fā)）自動調(diào)節(jié)，靠背高（肩部，腰部、頸部三個(gè)要點(diǎn)）自動調(diào)整，扶手高度自動調(diào)整。（2）智能按摩系統(tǒng)：座面、靠背面、腳部、腿部、頸部等都可以配備按摩功能，幫助老年人健康按摩。（3）智能識別系統(tǒng)：帶有識別系統(tǒng)的“智能沙發(fā)”可以識別坐在沙發(fā)上的人，甚至根據(jù)程序自動喚醒躺在特定位置的老年人。智能輪椅利用導(dǎo)航系統(tǒng)，使用傳感器和激光連續(xù)搜索周圍的障礙，通過一個(gè)計(jì)算機(jī)分析選擇在人群中的行徑路線。此舉可以實(shí)現(xiàn)在人群中的自由穿梭。
6.2.2床類老年家具
（1）智能控制系統(tǒng)：控制、調(diào)節(jié)家具角度和高度，滿足不同老人的身體需求。智能調(diào)節(jié)功能在老年人床類家具中多用于醫(yī)療、康復(fù)等方面。（2）智能照明系統(tǒng)：床頭的照明系統(tǒng)可以從照度、曝光時(shí)間、曝光方法進(jìn)行調(diào)整。（3）智能溫度控制系統(tǒng)：控溫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)床類的溫度控制，確保老人有一個(gè)溫暖舒適的休息環(huán)境。（4）智能提示系統(tǒng)：提醒老年人何時(shí)可以醒來，何時(shí)睡覺，能夠幫助養(yǎng)成健康、規(guī)律的好習(xí)慣。（5）智能化材料：智能化的材料有益于老年的健康。例如：老年人使用智能材料制作的床墊、枕頭，可以改善他們的睡眠質(zhì)量。
7結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 數(shù)據(jù)完整性 檢測
云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展為計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步技術(shù)提升提供了方向，由于云計(jì)算自身有著對空閑資源整合的優(yōu)勢并能使之合理化的分配，所以在當(dāng)前的工作生活中發(fā)揮了重要的功能作用。云計(jì)算的出現(xiàn)是技術(shù)上的革新，但為人們帶來方便的同時(shí)，在安全性上也存在著諸多問題，其中最為突出的就是數(shù)據(jù)的完整性，所以加強(qiáng)這一層面的理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。
1 云計(jì)算中數(shù)據(jù)完整性具備的特征及檢測技術(shù)
1.1 云計(jì)算中數(shù)據(jù)完整性具備的特征分析
云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)完整性自身具備著鮮明的特征，主要體現(xiàn)在對動態(tài)操作的支持，為能夠?qū)υ浦械膽?yīng)用得以有效滿足，此時(shí)就需要完整性的驗(yàn)證機(jī)制加以支持動態(tài)操作。當(dāng)前的數(shù)據(jù)更新需要生成大量的簽名標(biāo)簽，從而使得計(jì)算代價(jià)以及通信開銷方面相對較大。另外則是無狀態(tài)的認(rèn)證以及對用戶隱私的確保，還有就是公開認(rèn)證允許任意第三方替代用戶完成數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證。
1.2 云計(jì)算中數(shù)據(jù)完整性檢測技術(shù)分析
云計(jì)算中的數(shù)據(jù)完整性檢測技術(shù)比較多樣，此次分析比較重要的幾個(gè)協(xié)議，首先是哨兵完整性檢測方案，這一技術(shù)方案主要是在數(shù)據(jù)當(dāng)中進(jìn)行隨機(jī)插入小段數(shù)據(jù)作為哨兵，在進(jìn)行實(shí)際的檢測過程中，對哨兵進(jìn)行檢測替代對整個(gè)文件的檢測。這一技術(shù)方案的安全性主要體現(xiàn)在原始文件以及哨兵除了在數(shù)據(jù)的擁有著之外其他人是無法進(jìn)行分辨的。這一協(xié)議主要是先對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照糾錯(cuò)以及加密和哨兵產(chǎn)生置換等程序進(jìn)行實(shí)施。
從糾錯(cuò)這一程序傻上來看，主要就是將文件按照每組數(shù)據(jù)當(dāng)中有多塊的合理化分組，通過參數(shù)糾錯(cuò)碼加以編碼。另外在加密過程中所使用的對稱密鑰加密編碼后每塊數(shù)據(jù)，再者就是哨兵的產(chǎn)生，而在最后的環(huán)節(jié)置換上，首先是要通過偽隨機(jī)置換函數(shù)將多個(gè)哨兵及加密后數(shù)據(jù)重新的排列并混合，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的嵌入工作。
2 云計(jì)算的數(shù)據(jù)完整性檢測方案設(shè)計(jì)
2.1 數(shù)據(jù)完整性檢測模型分析
云計(jì)算所提供的服務(wù)性能及成本管理等都有著很多的優(yōu)勢，能夠讓用戶享受到高規(guī)格以及大容量的計(jì)算服務(wù)，而在云計(jì)算的數(shù)據(jù)完整性檢測的模型應(yīng)用框架方面也比較重要，其應(yīng)用框架主要有參與方以及云服務(wù)商等。在云服務(wù)商所建立的云系統(tǒng)方面主要是向數(shù)據(jù)的擁有著及請求者提供的云計(jì)算服務(wù)，為能有效的達(dá)到這一服務(wù)目標(biāo)，云服務(wù)商就要能采取相應(yīng)安全措施來對服務(wù)的安全性得以確保。
大數(shù)據(jù)的完整性檢測方案上，由于大數(shù)據(jù)信息量比較大，這就決定了其和普通大量數(shù)據(jù)間的區(qū)別，并能看出普通輕量級檢測協(xié)議是不能完成大數(shù)據(jù)完整性檢測的。要想能夠有效完成數(shù)據(jù)的完整性檢測，就需要滿足相應(yīng)的條件，數(shù)據(jù)的檢測量和檢測位置可由用戶自己進(jìn)行定義，倘若是檢測的方案不能實(shí)現(xiàn)檢測塊數(shù)量由用戶定義，是通過所有數(shù)據(jù)進(jìn)行的監(jiān)測，這樣在檢測所消耗的資源及時(shí)間上都有著較大的耗費(fèi)。另外就是整個(gè)協(xié)議檢測階段的效率要能夠和文件以及數(shù)據(jù)塊大小保持獨(dú)立性，適用于大數(shù)據(jù)完整性檢測協(xié)議在數(shù)據(jù)檢測階段計(jì)算量不能與數(shù)據(jù)塊大小有關(guān)，否則就會造成計(jì)算隨著數(shù)據(jù)塊的增大而增大。
2.2 檢索公鑰加密算法設(shè)計(jì)
為能夠保障用戶的信息數(shù)據(jù)安全完整，就要進(jìn)行制定相對應(yīng)的方案，從方案的主要參與方上來看主要有數(shù)據(jù)信息的發(fā)送者以及接收者、服務(wù)器、可信第三方這幾個(gè)方面。其中的信息數(shù)據(jù)發(fā)送者主要是對數(shù)據(jù)的創(chuàng)建然后通過云服務(wù)商及接收者公開密鑰加密以及發(fā)送數(shù)據(jù)。而在接收者則主要是通過私鑰生成的所要查詢的關(guān)鍵信息，發(fā)送給云服務(wù)商進(jìn)行檢索，在接收到云服務(wù)商檢索結(jié)果過程中，進(jìn)行解密數(shù)據(jù)和對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行核對。再者就是云服務(wù)商以及可信第三方，云服務(wù)商主要是向接收者提供云中文件存儲及搜索服務(wù)，而可信第三方則主要是對云服務(wù)商的服務(wù)加以安全評估及認(rèn)證，其主要的框架如圖1所示。
對數(shù)據(jù)的完整性及安全性的考慮，主要是從離線關(guān)鍵詞猜測攻擊以及抗不可區(qū)分性選擇明文攻擊層面進(jìn)行考慮。從方案的設(shè)計(jì)過程來看，首先假設(shè)k是一個(gè)安全參數(shù)，在云計(jì)算的系統(tǒng)實(shí)施部署的過程中，可信第三方調(diào)用子算法來進(jìn)行計(jì)算公共參數(shù)，而后通過調(diào)用子算法生成服務(wù)器及接收者公私鑰對并分發(fā)。在發(fā)送者所需要的明文文件n傳輸?shù)浇邮照叩臅r(shí)候，要對文件n的關(guān)鍵詞進(jìn)行確認(rèn)。這些程序完成之后在進(jìn)行調(diào)用Trapdoor（cp，pks，skR，W）進(jìn)行對對應(yīng)的陷門信息進(jìn)行計(jì)算，并傳輸至服務(wù)器，在對信息接收之后通過檢索得到密文并通過函數(shù)部分進(jìn)行對密文解密。在這一過程中，接收者通過函數(shù)來解密文件的密文，然后通過相關(guān)的關(guān)鍵詞來判定返回密文和檢索的要求是否是符合的。
另外也可通過全同態(tài)加密的方式進(jìn)行對數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行檢測，這一檢測的方法主要是在隱私的保護(hù)及數(shù)據(jù)處理過程中的應(yīng)用，用戶把需要存儲的數(shù)據(jù)通過密文的形式進(jìn)行提交云端服務(wù)器，其他的用戶能夠直接性的對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理操作但不能獲得原始的數(shù)據(jù)，而用戶則能通過云端服務(wù)器來獲取數(shù)據(jù)處理結(jié)果并進(jìn)行同態(tài)加密。
3 結(jié)語
總而言之，云計(jì)算當(dāng)中的數(shù)據(jù)完整性檢測是保障用戶數(shù)據(jù)信息的重要途徑，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在檢測技術(shù)上也隨之而得到了升級，這樣對數(shù)據(jù)的完整性將會得到更有效的保障。由于本文的篇幅限制，不能進(jìn)一步深化探究，希望此次努力能起到拋磚引玉的作用，以待后來者居上。
參考文獻(xiàn)
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基本的大數(shù)據(jù)的處理流程可以分成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與集成、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)解釋4個(gè)階段。首先獲取數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)源端的數(shù)據(jù)包含各種各樣的結(jié)構(gòu)，需要使用某種方法將其進(jìn)行預(yù)處理，使數(shù)據(jù)成為某種可以用一種算法分析的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，接著需要找到這種數(shù)據(jù)分析的算法，將預(yù)處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法特定的分析，并將分析的結(jié)果用可視化等手段呈現(xiàn)至用戶端。
1.1數(shù)據(jù)采集
大數(shù)據(jù)的采集是整個(gè)流程的基礎(chǔ)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展以及各種終端設(shè)備的普及，使得數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者范圍越來越大，數(shù)據(jù)的產(chǎn)量也越來越多，數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)也越來越復(fù)雜，這也是大數(shù)據(jù)中“大”的體現(xiàn)，所以需要提高數(shù)據(jù)采集速度和精度要求。
1.2數(shù)據(jù)處理與集成
數(shù)據(jù)的處理與集成主要是對前一步采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，包括格式化、去噪以及進(jìn)一步集成存儲。因?yàn)閿?shù)據(jù)采集步驟采集到的數(shù)據(jù)各種各樣，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也并不統(tǒng)一，不利于之后的數(shù)據(jù)分析，而且，一些數(shù)據(jù)屬于無效數(shù)據(jù)，需要去除，否則會影響數(shù)據(jù)分析的精度和可靠性，所以，需要將數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式并且去除無效數(shù)據(jù)。通常會設(shè)計(jì)一些過濾器來完成這一任務(wù)。
1.3數(shù)據(jù)分析
在完成了數(shù)據(jù)的采集和處理后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，因?yàn)樵谶M(jìn)行數(shù)據(jù)分析后才能體現(xiàn)所有大數(shù)據(jù)的重要價(jià)值。數(shù)據(jù)分析的對象是上一步數(shù)據(jù)的處理與集成后的統(tǒng)一格式數(shù)據(jù)，需要根據(jù)所需數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求和價(jià)值體現(xiàn)方向?qū)@些原始樣本數(shù)據(jù)進(jìn)一步地處理和分析?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析通常指采用數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘工具對集中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)分析服務(wù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的差別在于其面向的對象不是數(shù)據(jù)，而是數(shù)據(jù)服務(wù)。
1.4數(shù)據(jù)解釋
數(shù)據(jù)解釋是對大數(shù)據(jù)分析結(jié)果的解釋與展現(xiàn)，在數(shù)據(jù)處理流程中，數(shù)據(jù)結(jié)果的解釋步驟是大數(shù)據(jù)分析的用戶直接面對成果的步驟，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示方式是用文本形式體現(xiàn)的，但是，隨著數(shù)據(jù)量的加大，其分析結(jié)果也更復(fù)雜，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示方法已經(jīng)不足以滿足數(shù)據(jù)分析結(jié)果輸出的需求，因此，數(shù)據(jù)分析企業(yè)會引入“數(shù)據(jù)可視化技術(shù)”作為數(shù)據(jù)解釋方式。通過可視化結(jié)果分析，可以形象地向用戶展示數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
2云計(jì)算與大數(shù)據(jù)分析的關(guān)系
云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)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(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源，是一種按使用量付費(fèi)的模式。這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用軟件、服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有不少成熟的云計(jì)算的應(yīng)用服務(wù)。數(shù)據(jù)分析是整個(gè)大數(shù)據(jù)處理流程里最核心的部分。數(shù)據(jù)分析是以數(shù)據(jù)的價(jià)值分析為目的的活動，而基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析通常表現(xiàn)為對已獲取的海量數(shù)據(jù)的分析，其數(shù)據(jù)來源可能是企業(yè)數(shù)據(jù)也可能是企業(yè)數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的融合。從目前的趨勢來看，云計(jì)算是大數(shù)據(jù)的IT基礎(chǔ)，是大數(shù)據(jù)分析的支撐平臺，不斷增長的數(shù)據(jù)量需要性能更高的數(shù)據(jù)分析平臺承載。所以，云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展可以為大數(shù)據(jù)分析提供更為靈活、迅速的部署方案，使得大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果更加精確。另一方面，云計(jì)算的出現(xiàn)為大數(shù)據(jù)分析提供了擴(kuò)展性更強(qiáng)，使用成本更低的存儲資源和計(jì)算資源，使得中小企業(yè)也可以通過云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)屬于自己的大數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品。大數(shù)據(jù)技術(shù)本身也是云計(jì)算技術(shù)的一種延伸。大數(shù)據(jù)技術(shù)涵蓋了從數(shù)據(jù)的海量存儲、處理到應(yīng)用多方面的技術(shù)，包括海量分布式文件系統(tǒng)、并行計(jì)算框架、數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)處理以及智能分析技術(shù)，如模式識別、自然語言理解、應(yīng)用知識庫等等。但是，大數(shù)據(jù)分析要走向云計(jì)算還要賴于數(shù)據(jù)通信帶寬的提高和云資源的建設(shè)，需要確保原始數(shù)據(jù)能遷移到云環(huán)境以及資源池可以隨需彈性擴(kuò)展。
3基于云計(jì)算環(huán)境的Hadoop
為了給大數(shù)據(jù)處理分析提供一個(gè)性能更高、可靠性更好的平臺，研究者基于MapReduce開發(fā)了一個(gè)基于云計(jì)算環(huán)境的開源平臺Hadoop。Hadoop是一個(gè)以MapReduce算法為分布式計(jì)算框架，包括分布式文件系統(tǒng)（HDFS）、分布式數(shù)據(jù)庫（Hbase、Cassandra）等功能模塊在內(nèi)的完整生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)成為當(dāng)前最流行的大數(shù)據(jù)處理平臺，并被廣泛認(rèn)可和開發(fā)應(yīng)用?；贖adoop，用戶可編寫處理海量數(shù)據(jù)的分布式并行程序，并將其運(yùn)行于由成百上千個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群上。
4實(shí)例分析
本節(jié)以電信運(yùn)營商為例，說明在云計(jì)算環(huán)境中基于Hadoop的大數(shù)據(jù)分析給大數(shù)據(jù)用戶帶來的價(jià)值。當(dāng)前傳統(tǒng)語音和短信業(yè)務(wù)量下滑，智能終端快速增長，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，大數(shù)據(jù)分析可以為運(yùn)營商帶來新的機(jī)會，幫助運(yùn)營商更好地轉(zhuǎn)型。本文數(shù)據(jù)分析樣本來自于某運(yùn)營商的個(gè)人語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)清單，通過Hadoop2.6.0在Ubuntu12.04系統(tǒng)中模擬了一個(gè)大數(shù)據(jù)分析平臺來處理獲得的樣本。希望通過對樣本數(shù)據(jù)的分析與挖掘，掌握樣本本身的一些信息。以上分析只是一些很基本的簡單分析，實(shí)際上樣本數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本文體現(xiàn)的。以上舉例意在說明基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)分析可以在數(shù)據(jù)分析上體現(xiàn)出良好的性能，為企業(yè)帶來更豐富更有效率的信息提取、分類，并從中獲益。
5結(jié)束語
>> 基于云環(huán)境下的信息安全策略研究 基于云計(jì)算設(shè)計(jì)平臺的電子商務(wù)安全策略 基于云計(jì)算環(huán)境下的圖書館信息資源安全策略 數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺的信息安全策略研究 云計(jì)算模式的區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息化平臺構(gòu)建探究 企業(yè)用戶感知視角下的云計(jì)算信息安全策略研究 試論云計(jì)算環(huán)境下信息資源的安全策略研究 面向云計(jì)算教育大數(shù)據(jù)的信息安全策略研究 淺析云計(jì)算的安全策略 數(shù)字圖書館IaaS云計(jì)算平臺安全策略研究 一種基于分布式入侵檢測技術(shù)的云平臺安全策略研究 云計(jì)算環(huán)境下用戶信息安全策略探討 基于云計(jì)算用戶數(shù)據(jù)傳輸與存儲的安全策略研究 基于數(shù)據(jù)挖掘的網(wǎng)絡(luò)信息安全策略研究 云計(jì)算數(shù)據(jù)安全策略研究 “云計(jì)算”時(shí)代數(shù)據(jù)安全策略研究 云計(jì)算環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全策略研究 分析云計(jì)算環(huán)境下信息資源的安全策略 基于云計(jì)算的信息安全研究 云計(jì)算及應(yīng)用安全策略 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l.
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基金項(xiàng)目：
發(fā)改投資[2012]1850號。
作者簡介：
馮海永（1979-），男，河南商丘人，河南科技大學(xué)，碩士；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：衛(wèi)生信息化、網(wǎng)絡(luò)與信息安全。
張盛源（1989-），男，河南鄭州人，河北工業(yè)大學(xué)，碩士；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：衛(wèi)生信息化、云計(jì)算模式研究。
陳益洲（1966-），男，河南鄭州人，鄭州大學(xué)，河南省衛(wèi)生計(jì)生委統(tǒng)計(jì)信息中心，副處長，高級工程師；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：衛(wèi)生信息化、網(wǎng)絡(luò)工程與信息安全。
【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；IaaS數(shù)據(jù)中心；網(wǎng)絡(luò)虛擬化；存儲虛擬化
【中圖分類號】G40－057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009－8097(2012)03－0099－05
引言
隨著的IT(Information Technology，信息技術(shù))逐漸滲透到高校的教學(xué)、科研和辦公等核心業(yè)務(wù)，各類信息系統(tǒng)數(shù)量和存儲的數(shù)據(jù)越來越多，數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，學(xué)校對數(shù)據(jù)中心的可靠性、安全性、靈活性提出了更苛刻的要求，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)管理模式己無法滿足當(dāng)前數(shù)字化校園的建設(shè)需求。服務(wù)器虛擬化以其高效、節(jié)能、高可用等諸多優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)為人們所熟知，在高校校園網(wǎng)中服務(wù)器虛擬化的應(yīng)用也越來越廣泛。許多高校在使用虛擬化技術(shù)改造或新建數(shù)據(jù)中心時(shí)，僅實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器的虛擬化，對實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體虛擬化及云計(jì)算技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的研究和應(yīng)用較少。服務(wù)器虛擬化提升了服務(wù)器硬件使用效率，但如果不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的整體虛擬化，虛擬機(jī)得不到存儲及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持，虛擬化技術(shù)提供的高可靠性、高可用性、靈活性等更有價(jià)值的功能將無法得到應(yīng)用。本文分析了利用云計(jì)算、虛擬化和無狀態(tài)計(jì)算等技術(shù)對服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用交付設(shè)備進(jìn)行全面虛擬化整合的方法，并對關(guān)鍵技術(shù)的選擇進(jìn)行了深入的探討。最后在徐州師范大學(xué)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案的基礎(chǔ)上，提出了一套基于云計(jì)算以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心計(jì)算服務(wù)化、資源虛擬化和管理智能化為建設(shè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)中心優(yōu)化解決方案。
一、高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)的現(xiàn)狀
不斷成熟的虛擬化技術(shù)正在幫助更多的高校數(shù)據(jù)中心減少服務(wù)器數(shù)量、優(yōu)化資源配置并簡化管理，利用虛擬化和云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)IT基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，進(jìn)一步改善現(xiàn)有的架構(gòu)和管理模式，得到了諸多高校的認(rèn)可。但是目前多數(shù)高校僅實(shí)現(xiàn)了用虛擬服務(wù)器簡單代替物理服務(wù)器，而沒有把數(shù)據(jù)中心內(nèi)的存儲、網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用交付系統(tǒng)進(jìn)行針對性調(diào)整，虛擬化技術(shù)提供的高可用性、高可靠性和資源動態(tài)分配等非常有應(yīng)用價(jià)值的功無法實(shí)施，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍存在的業(yè)務(wù)連續(xù)性差、靈活性差、業(yè)務(wù)部署周期長、管理維護(hù)成本高和高負(fù)載應(yīng)用(如每學(xué)期的集中選課)等問題依然沒有得到解決。
在數(shù)據(jù)中心僅對服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，而不對其它硬件資源進(jìn)行針對性的調(diào)整，各類信息系統(tǒng)仍然無法與其使用的硬件資源徹底脫離關(guān)系。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)使用的硬件資源性能無法滿足需要或出現(xiàn)故障時(shí)，信息系統(tǒng)的運(yùn)行仍將受到影響。在利用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了存儲、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用交付系統(tǒng)整體虛擬化的數(shù)據(jù)中心，所有的硬件資源都在一個(gè)統(tǒng)一管理、分配并具有彈性伸縮能力的資源池中，這可以為應(yīng)用系統(tǒng)屏蔽底層硬件架構(gòu)的復(fù)雜性，使應(yīng)用系統(tǒng)與硬件資源徹底分離，系統(tǒng)使用的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源可以從數(shù)據(jù)中心的資源池中按需獲取，資源池中的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)或系統(tǒng)需要更多的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲資源時(shí)，云計(jì)算管理平臺可自動從資源池中分配新的可用資源，從而保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性和可用性。數(shù)據(jù)中心整體虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)與服務(wù)器虛擬化架構(gòu)比較如圖1所示。
在高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)中可以通過云計(jì)算技術(shù)解決服務(wù)器虛擬化帶來的問題。云計(jì)算是通過整合、管理、調(diào)配分布在數(shù)據(jù)中心的各類資源，并以統(tǒng)一的界面向用戶提供安全可靠的數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算能力。作為一種共享的網(wǎng)絡(luò)交付信息服務(wù)的模式，云計(jì)算的使用者看到的只有服務(wù)本身，而不用關(guān)心相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的具體實(shí)現(xiàn)，利用云計(jì)算和虛擬化技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，對數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用交付系統(tǒng)進(jìn)行整體虛擬化，使整個(gè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)高效、可靠、安全和高可用的同時(shí)，還可對硬件資源進(jìn)行智能管理、靈活部署、動態(tài)調(diào)整和按需分配，最終實(shí)現(xiàn)IaaS(Infrastructureas a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))的目標(biāo)。利用云計(jì)算技術(shù)可根本解決高校傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍存在的多種問題，考核數(shù)據(jù)中心運(yùn)維情況的TCO、服務(wù)器利用率、節(jié)能、穩(wěn)定性、容災(zāi)、可用性、安全性等指標(biāo)，與傳統(tǒng)無虛擬化的數(shù)據(jù)中心和僅對服務(wù)器做了虛擬化的數(shù)據(jù)中心相比有明顯提升，根據(jù)[3]中調(diào)查數(shù)據(jù)，利用雷達(dá)圖對相關(guān)指示做了比較如圖2所示。
二、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心時(shí)，除了已被廣泛接受的虛擬化技術(shù)以外，資源池化、資源動態(tài)管理和資源動態(tài)擴(kuò)展等技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高校云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本節(jié)將分析這些環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的特點(diǎn)及其在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中的作用。
1.資源池化
資源池化是指通過虛擬化手段，將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的軟、硬件資源虛擬成一個(gè)大的“資源水池”，從而簡化硬件資源管理、調(diào)度難度，實(shí)現(xiàn)資源按需獲取和空閑資源自動釋放，是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心對虛擬化的要求不僅僅是將一臺服務(wù)器變成多臺這么簡單，它需要把數(shù)據(jù)中心的各類硬件資源虛擬并轉(zhuǎn)化為多個(gè)資源池，包括計(jì)算資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、存儲資源池、安全和應(yīng)用交付池等。資源池化是云計(jì)算的一個(gè)典型特點(diǎn)，只有實(shí)現(xiàn)了資源的池化，才有可能實(shí)現(xiàn)資源的靈活分配。
實(shí)現(xiàn)資源池化可以使數(shù)據(jù)中心的硬件資源管理方式由管理離散的硬件更改為管理虛擬化的共享資源池，管理工作將變得更加簡單和高效，同時(shí)還可以提高硬件資源利用率并針對關(guān)鍵應(yīng)用優(yōu)先進(jìn)行動態(tài)的資源分配。從資源池可以按應(yīng)用系統(tǒng)需要分配出個(gè)性化的邏輯構(gòu)造塊(包含計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲和安全能力)，根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)需求這些從資源池中獲取的邏輯構(gòu)造塊經(jīng)過針對性調(diào)整，可提供修改化的服務(wù)級別或業(yè)務(wù)需求。實(shí)現(xiàn)資源池還有一個(gè)優(yōu)勢就是可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速部署，將資源池中的資源動態(tài)的分配給應(yīng)用程序。每個(gè)應(yīng)用程序與。個(gè)vApp(Virtual Application，虛擬化應(yīng)用程序)堆棧捆綁，而vApp配有應(yīng)用程序需要的應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器操作系統(tǒng)配置，這使得業(yè)務(wù)部署變得更加靈活、高效。
2.資源動態(tài)管理
資源動態(tài)管理可以簡化資源管理、調(diào)度難度，實(shí)現(xiàn)資源按需獲取和空閑資源快速釋放是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心必須具備的能力。變更指定給應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)載的硬件資源或硬件資源離線維護(hù)時(shí)，負(fù)載需要在硬件資源之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，這需要數(shù)據(jù)中心對資源池進(jìn)行動態(tài)管理。如何智能化的分配、調(diào)整、回收資源池中的資源是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心必須解決的問題。數(shù)據(jù)中心資源的動態(tài)管理可有效提高設(shè)備利用率和數(shù)據(jù)中心可用性、可靠性和靈活性。
數(shù)據(jù)中心資源池的管理和調(diào)度可以通過負(fù)載均衡設(shè)備及虛擬化軟件的DRS(Distributed Resources Scheduler，分布式
資源調(diào)度)、HA(VMware High Availability，高可用性)、FT(Fault Tolerance，系統(tǒng)容錯(cuò))等功能實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用程序產(chǎn)生的負(fù)載在不同的硬件資源上動態(tài)移動，從而實(shí)現(xiàn)硬件資源的按需分配、動態(tài)調(diào)整和自動回收。通過多種資源管理技術(shù)的實(shí)施可以整合工作負(fù)載、提高利用率、減少單點(diǎn)故障、實(shí)現(xiàn)故障自動切換等功能，使各類應(yīng)用系統(tǒng)不必再去關(guān)心硬件資源的分配及運(yùn)行情況，應(yīng)用系統(tǒng)面對的只是一臺虛擬機(jī)，虛擬機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流被靈活、均衡地分配到資源池中，從而實(shí)現(xiàn)了資源的動態(tài)管理。
3.動態(tài)擴(kuò)展
現(xiàn)有資源池內(nèi)的資源無法滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需求時(shí)，就需要數(shù)據(jù)中心的資源池可以在不中斷服務(wù)的情況下實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容。采用模塊化數(shù)據(jù)中心(Portable Optimized Datacenter.POD)的建設(shè)方式，在每個(gè)模塊里有支撐業(yè)務(wù)部署的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、及存儲資源，這種方式實(shí)現(xiàn)了資源的高度整合，縮短了建設(shè)周期，避免了大型平臺建設(shè)中不必要的銜接問題。同時(shí)每個(gè)模塊具有獨(dú)立承載業(yè)務(wù)能力，提升了后期設(shè)備選型的靈活性。隨著技術(shù)的發(fā)展，IT行業(yè)越來越意識到把應(yīng)用部署在單一支撐點(diǎn)的缺陷，云計(jì)算環(huán)境建議采用并行分布部署方式將業(yè)務(wù)加載到多個(gè)物理上完全獨(dú)立的模塊上，從而確保云環(huán)境下應(yīng)用的高冗余及業(yè)務(wù)連續(xù)性。通過POD建設(shè)方式動態(tài)擴(kuò)展資源池的過程如圖3所示。
三、關(guān)鍵設(shè)備和軟件的選型
本節(jié)將介紹各資源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法并給出一些高校在建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心時(shí)技術(shù)、設(shè)備選擇的建議。重點(diǎn)介紹計(jì)算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)和安全應(yīng)用交付系統(tǒng)和云管理平臺的建設(shè)方法。
1.計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
計(jì)算資源的虛擬化是通過服務(wù)器虛擬化軟件來實(shí)現(xiàn)的，關(guān)于服務(wù)器虛擬化軟件的選擇爭議并不大，在高校中應(yīng)用最廣泛、最具有代表意義的服務(wù)器虛擬化軟件是VMware公司的vSphere，也有部分高校使用了少量的Hyper－V、XenServer和Virtuozzo。vSphere是目前唯一可供生產(chǎn)環(huán)境使用的虛擬化套件，與同類產(chǎn)品相比其整合比最高，優(yōu)勢明顯。
在服務(wù)器的選擇上首先考慮的是設(shè)備的性能，系統(tǒng)最終能否支持海量用戶服務(wù)及時(shí)響應(yīng)的需求是系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否成功的關(guān)鍵。其次是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有伸縮能力，保證系統(tǒng)能夠在維持系統(tǒng)框架、追加少量備件或設(shè)備的前提下，滿足數(shù)年內(nèi)學(xué)校業(yè)務(wù)增長的需要。徐州師范大學(xué)計(jì)算系統(tǒng)采用統(tǒng)一計(jì)算、一體化架構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力主要由兩臺Cisco UCS 5108刀片服務(wù)器提供。UCS采用了Service Profile和無狀態(tài)計(jì)算概念，UCS中的所有服務(wù)器在沒被啟用前均可視為裸機(jī)，其物理特性已經(jīng)不再重要。配置文件會自動尋找第一個(gè)可用的服務(wù)器，并和它關(guān)聯(lián)。當(dāng)該服務(wù)器損壞，配置文件會自動尋找第二個(gè)可用服務(wù)器。由于配置文件中設(shè)置了服務(wù)器的物理參數(shù)，備用服務(wù)器也會獲取和原服務(wù)器一樣的物理參數(shù)，因此，無需在網(wǎng)絡(luò)和存儲設(shè)備上做任何重新設(shè)置，備用服務(wù)器就能具有原服務(wù)器所有物理特性，操作系統(tǒng)和應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)自動重啟，完全無需人工干預(yù)即實(shí)現(xiàn)了備機(jī)的自動上線。
高校公共數(shù)據(jù)平臺使用的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品多數(shù)是Oracle，因Oracle公司不建議將其產(chǎn)品部署于第三方公司的虛擬化平臺上，同時(shí)高校公共數(shù)據(jù)平臺是整個(gè)數(shù)字化校園的基礎(chǔ)，對硬件性能、可靠性、可用性要求都非常高。因此在徐州師范大學(xué)計(jì)算資源中還另外增加了兩臺IBM公司的Power 740小型機(jī)供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用，同時(shí)服務(wù)器負(fù)載均衡，這在提升了服務(wù)器處理能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)熱備，該方案整體性能可滿足學(xué)校公共數(shù)據(jù)平臺運(yùn)轉(zhuǎn)需求。
2.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)及校園網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)用方式是面向云服務(wù)而不是面向復(fù)雜的物理底層設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)的。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以把數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以一種與物理位置、物理存在和物理狀態(tài)無關(guān)的方式進(jìn)行調(diào)用，這是云計(jì)算架構(gòu)中IT資源池形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)虛擬化是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源復(fù)用、降低管理維護(hù)復(fù)雜度、提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用率、保證全局服務(wù)策略一致性的關(guān)鍵，同時(shí)也是為自動化資源調(diào)用和配置打下基礎(chǔ)。
高校數(shù)據(jù)中心承載業(yè)務(wù)的應(yīng)用特點(diǎn)決定了其網(wǎng)絡(luò)既要考慮傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)接入，又要考慮數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入，因此在方案設(shè)計(jì)上采用超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心交換機(jī)Cisco Nexus 7000作為核心，在性能上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)核心和數(shù)據(jù)中心匯聚交換機(jī)資源的共享和復(fù)用，解決了核心層數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)量可能存在較大差異的問題。數(shù)據(jù)中心核心配備了兩臺10插槽Nexus 7000，通過虛擬交換技術(shù)以雙機(jī)冗余的方式部署在網(wǎng)絡(luò)核心。配置了1塊48端口1／10G板卡，通過選配不同的光纖模塊，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)萬兆和千兆的接入。在網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面，Nexus采用了VDC(VirtualDeviceContent，虛擬化數(shù)據(jù)中心)技術(shù)，可以將一臺物理交換機(jī)邏輯上模擬成多臺虛擬交換機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)更加靈活的、與物理設(shè)備無關(guān)的跨平臺資源分配能力，為數(shù)據(jù)中心這種底層設(shè)施資源消耗型網(wǎng)絡(luò)提供更經(jīng)濟(jì)高效的組網(wǎng)方式，也為管理和運(yùn)營智能化、自動化創(chuàng)造了條件。
另外還可以通過改進(jìn)虛機(jī)系統(tǒng)平臺內(nèi)的軟交換機(jī)運(yùn)行方式來提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。Cisco與VMware聯(lián)合推出了一款內(nèi)置于vSphere系統(tǒng)的分布式交換機(jī)Nexus 1000v，替代V／V1ware原有的vSwitch和分布式交換機(jī)。該交換機(jī)使得在一個(gè)集群內(nèi)主機(jī)上的所有虛機(jī)可以看成連接在單一的一臺智能化交換機(jī)上，如圖4所示，它可實(shí)現(xiàn)無論虛機(jī)如何遷移，配置在虛擬交換機(jī)上的所有網(wǎng)絡(luò)策略都隨虛機(jī)遷移而自動跟隨，這在降低管理復(fù)雜性的同時(shí)提升了虛擬機(jī)的遷移速度。
3.存儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
云計(jì)算采用分布式存儲的方式來存儲數(shù)據(jù)，在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心對服務(wù)器穩(wěn)定性的要求有所降低，但對存儲可靠性與性能要求大幅提高。存儲系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的核心基礎(chǔ)，其性能的優(yōu)劣、質(zhì)量的好壞，對全局影響重大，因此如何保證數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)能夠不斷地完善、發(fā)展，保持系統(tǒng)的實(shí)用性和技術(shù)的先進(jìn)性是在整個(gè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案中必須重點(diǎn)考慮的問題。在存儲系統(tǒng)平臺的選型上應(yīng)充分考慮系統(tǒng)應(yīng)用水平和處理數(shù)據(jù)量的大小，在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心因虛擬化帶來的服務(wù)器密度增加，導(dǎo)致I／O(Input／Output，輸入輸出)成為系統(tǒng)性能瓶頸，因此需要根據(jù)實(shí)際情況重點(diǎn)考慮系統(tǒng)I／O性能。
云計(jì)算數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)建設(shè)基本原則是利用虛擬化技術(shù)和先進(jìn)的大容量存儲設(shè)備，集中、智能管理所有存儲設(shè)備，形成存儲資源池。系統(tǒng)應(yīng)能提供完善、便捷的備份恢復(fù)解決方案，保證數(shù)據(jù)的高可用性。EMC公司VNX存儲系統(tǒng)在以上幾個(gè)方面都有卓越的表現(xiàn)，并且和本方案的軟、硬件基礎(chǔ)架構(gòu)有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)完善的軟硬件存儲系統(tǒng)虛擬化解決方案。徐州師范大學(xué)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案中，我們采用一臺EMC VNX5300存儲作為數(shù)據(jù)中心主存儲，配置兩個(gè)SAN(Storage
Area Network，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))控制器，已提高系統(tǒng)的可靠性，配置一個(gè)NAS(network attached storage，網(wǎng)絡(luò)附加存儲)控制器以提高系統(tǒng)的靈活性。配置SAS硬盤，用于對I／O性能要求高的應(yīng)用。為了降低成本，還配置了SAT硬盤用于存儲對容量要求高，但對性能不太敏感的數(shù)據(jù)。另外設(shè)計(jì)一臺EMC VNX5100存儲作為數(shù)據(jù)中心的容災(zāi)存儲。存儲網(wǎng)絡(luò)通過FC(Fiber Chanel，光纖通道)和FCoE(Fibre Channel over Ethernet，以太網(wǎng)光纖通道)共存的方式實(shí)現(xiàn)，這樣不僅解決了新舊技術(shù)過渡問題，還減少了接入交換機(jī)類型、數(shù)量和復(fù)雜性，整合了網(wǎng)絡(luò)資源，提高了數(shù)據(jù)中心資源部署效率，降低了功耗。
4.安全應(yīng)用交付系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
虛擬化環(huán)境下虛擬機(jī)的數(shù)量及密度迅速膨脹，為了減少防毒過程中的資源消耗、簡化管理手段并加強(qiáng)虛擬機(jī)的透明性和安全性，我們在虛擬機(jī)安全產(chǎn)品上選擇的是Trend公司的Deep Security。該系統(tǒng)是一套保護(hù)服務(wù)器和應(yīng)用程序的綜合安全系統(tǒng)，擁有無安全防護(hù)技術(shù)，該系統(tǒng)通過與VMware的控管中心整合，無需在虛擬機(jī)中安裝任何插件，即可實(shí)現(xiàn)對虛擬機(jī)的安全防護(hù)，這進(jìn)一步減少了虛擬服務(wù)器的資源消耗，提升了計(jì)算資源工作的有效性。
虛擬化平臺本身具備部分對平臺內(nèi)的計(jì)算資源、存儲資源的負(fù)載均衡能力，可以在運(yùn)行期間持續(xù)監(jiān)控群集內(nèi)所有主機(jī)和虛擬機(jī)的CPU、內(nèi)存資源的分布情況和使用情況，根據(jù)運(yùn)行情況執(zhí)行相應(yīng)虛擬機(jī)遷移或提供遷移建議，從而保持計(jì)算資源的負(fù)載平衡。徐州師范大學(xué)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，輕負(fù)載通過創(chuàng)建基于VMware vSphere的主機(jī)DRS集群和存儲SDRS(Storage Distributed Resources Scheduler，分布式資源調(diào)度)集群實(shí)現(xiàn)管理。大型負(fù)載如選課、統(tǒng)一身份認(rèn)證的負(fù)載分流由F5公司的本地流量管理設(shè)備BIG－IP LTM實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備通過與vSphere的深度整合，維護(hù)方便，利用虛擬化環(huán)境軟件的自動遷移功能，可靠性也較高。
根據(jù)主流備份系統(tǒng)的搭建準(zhǔn)則，徐州師范大學(xué)通過具有重復(fù)數(shù)據(jù)刪除功能的EMC Avama備份系統(tǒng)組建了統(tǒng)一的智能備份系統(tǒng)。通過新的數(shù)據(jù)備份技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在存儲系統(tǒng)中完成對所有數(shù)據(jù)的備份工作，備份工作不再基于數(shù)據(jù)所處的操作系統(tǒng)，這在大幅簡化數(shù)據(jù)備份工作難度的同時(shí)，提升了數(shù)據(jù)備份的效率。同時(shí)因備份工作不再通過服務(wù)器，從而節(jié)省了大量的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源，降低了數(shù)據(jù)中心的負(fù)載。Avama直接運(yùn)行于VMware vSphere虛擬化平臺之上，無需其他操作系統(tǒng)支持。另外系統(tǒng)支持操作系統(tǒng)的快速恢復(fù)，且備份的操作系統(tǒng)可以靈活的恢復(fù)到不同的硬件服務(wù)器上。恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)不需采用全備份疊加增量備份來恢復(fù)至指定的時(shí)間點(diǎn)，而是采用任意時(shí)間點(diǎn)恢復(fù)的方式。
5.云管理平臺
云管理平臺負(fù)責(zé)整個(gè)數(shù)據(jù)中心資源管理，是各資源池的管理和工作負(fù)載交付管理平臺，是實(shí)現(xiàn)IaaS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。云管理平臺應(yīng)能針對不同的資源池，提供統(tǒng)一的云管理接口，以實(shí)現(xiàn)對本架構(gòu)中的各資源池集中管理，包括資源管理、監(jiān)控、配置、診斷、故障檢測、審核及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集等方面的管理。徐州師范大學(xué)云管理平臺是在vSphere為云計(jì)算系統(tǒng)提供的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過第三方個(gè)性化開發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)了與vSphere的對接。該平臺具有良好的跨平臺和功能擴(kuò)展性，系統(tǒng)用戶通過Web界面就可以實(shí)現(xiàn)自助式申請和管理，系統(tǒng)管理員不再需要手工生成和配置用戶所要求的虛擬機(jī)，而是交由管理平臺自動完成。
6.數(shù)據(jù)中心拓?fù)?/p>
根據(jù)本文論述的建設(shè)思路及建設(shè)方法，在我校數(shù)據(jù)中心建設(shè)的基礎(chǔ)上結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，完成了數(shù)據(jù)中心的整體方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵設(shè)備、軟件的選型工作。數(shù)據(jù)中心核心交換通過萬兆光纖實(shí)現(xiàn)了與校園網(wǎng)的冗余連接。通過POD的建設(shè)思路對學(xué)校原有硬件資源進(jìn)行了整合，整個(gè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲和應(yīng)用交付設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了冗余和負(fù)載均衡，數(shù)據(jù)中心的拓?fù)潢P(guān)系如圖5所示。
【 關(guān)鍵詞 】 混合云計(jì)算；隱私安全保護(hù)；移動Agent技術(shù)
【 Abstract 】 In order to let in a hybrid cloud computing environment computing task confidentiality and privacy protection， avoid malicious nodes or operating environment computing task structure， logical system and target， it is necessary to build a new computing security algorithm security. This algorithm not only according to the computing ability and characteristics of cluster server nodes， but also the relevant aspects of the user terminal nodes is taken into account， the whole calculation task safely and reliably in a hybrid cloud computing environment， the computing tasks of security and privacy protection. In this paper， the definition and connotation of the hybrid cloud computing is discussed， pointing out that the current task of data security and privacy protection for hybrid cloud computing problems， according to the calculation of the relevant aspects of the research on hybrid cloud， we put forward a method that can effectively guarantee the data security and privacy of the task.
【 Keywords 】 hybrid cloud computing； privacy protection； mobile agent technology
1 引言
現(xiàn)階段對于云計(jì)算的要求大都是服務(wù)器端具有較強(qiáng)的計(jì)算能力和較大的資源儲存；而對海量的用戶終端節(jié)點(diǎn)所包含各種有效資源的開發(fā)和利用并沒有予以重視，這些廣大的用戶終端節(jié)點(diǎn)也就是公有云。實(shí)際上，終端節(jié)點(diǎn)自身也具有計(jì)算、儲存各種信息資源的能力，由于這方面沒有引起足夠重視，終端節(jié)點(diǎn)的這些功能經(jīng)常得不到利用，處于閑置狀態(tài)，這使得大量接入互聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點(diǎn)中所包含的計(jì)算和存儲資源流失，造成了資源的浪費(fèi)。通過對終端節(jié)點(diǎn)所包含的各種潛在資源的研究、開發(fā)和利用，在原有的私有云計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用公有云的資源，建立混合云計(jì)算模型，可以將互聯(lián)網(wǎng)中服務(wù)器端和用戶終端上資源的收集最大化，這不僅可以提高工作效率，還能夠獲得更多的收益。當(dāng)然，由用戶終端來執(zhí)行分配的計(jì)算任務(wù)時(shí)，一定要讓計(jì)算的安全性和計(jì)算任務(wù)（例如企業(yè)進(jìn)行大范圍的數(shù)據(jù)分析）的機(jī)密性得到保證，阻止惡意節(jié)點(diǎn)或競爭對手對該任務(wù)的窺探，實(shí)現(xiàn)讓用戶在不知道該任務(wù)具體內(nèi)容的前提下執(zhí)行該任務(wù)的目的，這個(gè)安全問題在混合云計(jì)算過程中必須得到重視并加以解決。
2 目前混合云計(jì)算中存在的問題
2.1 用戶終端的安全缺乏保障
在混合云計(jì)算環(huán)境下，用戶終端通過相關(guān)云計(jì)算平臺來實(shí)現(xiàn)對計(jì)算任務(wù)的處理和完成，在這個(gè)過程中，就可能會出現(xiàn)負(fù)責(zé)執(zhí)行任務(wù)的用戶終端節(jié)點(diǎn)受到計(jì)算任務(wù)本身包含的病毒和木馬的攻擊，或者用戶的隱私信息（如網(wǎng)絡(luò)地址、身份信息）被一些服務(wù)商或其他惡意節(jié)點(diǎn)非法獲取等情況。
2.2 對云計(jì)算平臺的安全管理不足
隨著云計(jì)算數(shù)據(jù)量、用戶量的增加，相關(guān)平臺所包含的信息也會越來越多，自然就容易成為黑客攻擊的目標(biāo)。因此，對云計(jì)算平臺的安全管理非常重要，然而現(xiàn)階段對該項(xiàng)目的研究還沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，因而針對云計(jì)算平臺的安全管理體系并不健全。
2.3 對計(jì)算任務(wù)機(jī)密性的安全管理不夠完善
混合云計(jì)算結(jié)合了私有云和公有云，作為任務(wù)發(fā)起者對私有云的安全性可以做到較好的控制，然而公有云是由海量用戶節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，根本不能確保沒有惡意節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行環(huán)境的情況出現(xiàn)。因而，一旦缺乏有效地安全管理措施，整個(gè)計(jì)算任務(wù)的機(jī)密性和安全性就有可能遭到損害。
3 在混合云計(jì)算環(huán)境中保障數(shù)據(jù)安全和隱私的一種有效方案
針對目前混合云計(jì)算安全管理中存在的問題，提出了一種可行性方案，也就是將移動Agent技術(shù)融入到混合云計(jì)算中，這種以移動Agent技術(shù)為基礎(chǔ)的算法有效地解決這些問題。
3.1 移動Agent的含義和工作原理
移動Agent技術(shù)就是在智能Agent技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了移動性的技術(shù)，結(jié)合了移動Agent技術(shù)編寫的操作系統(tǒng)，具備了生存機(jī)制、計(jì)算機(jī)制、安全機(jī)制、通信機(jī)制、遷移機(jī)制，并通過科學(xué)合理的協(xié)調(diào)和完善，形成了一整套體系。無論是根據(jù)地理因素還是邏輯因素分布的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都符合這種算法的要求，都能夠運(yùn)用這種計(jì)算模式，通過為相關(guān)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供信息服務(wù)，使移動Agent技術(shù)在各種混合云計(jì)算系統(tǒng)中都能得到有效應(yīng)用。同時(shí)，在分配和執(zhí)行任務(wù)的各終端節(jié)點(diǎn)上建立移動Agent的執(zhí)行環(huán)境也很重要，也就是移動Agent服務(wù)設(shè)施（簡稱MAE），這樣才能使移動Agent在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間自行移動。在混合云計(jì)算系統(tǒng)中，所有計(jì)算的載體就是移動Agent，移動Agent負(fù)責(zé)的主要工作就是對計(jì)算任務(wù)進(jìn)行封裝和分配處理。
3.2 運(yùn)用了移動Agent技術(shù)的混合云計(jì)算系統(tǒng)的工作方式
負(fù)責(zé)處理任務(wù)分配工作的節(jié)點(diǎn)在接受了用戶提交的任務(wù)后，將任務(wù)進(jìn)行分割，將大的整體任務(wù)分割成一個(gè)個(gè)子任務(wù)，并且要確保各子任務(wù)之間存在的相同性、耦合性降到最低。如果能保證各子任務(wù)之間不存在任何交集，在獨(dú)立的環(huán)境下被執(zhí)行，完成任務(wù)后，將成果提交至分配任務(wù)的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，這種方式在云計(jì)算的環(huán)境中，就可能會造成子任務(wù)粒度增加的后果，這就使得云系統(tǒng)執(zhí)行效率的降低，同時(shí)也使各子任務(wù)執(zhí)行終端節(jié)點(diǎn)的工作量變大，任務(wù)負(fù)擔(dān)變重，從而增加了整個(gè)流程的循環(huán)時(shí)間，在工作效率降低的同時(shí)，也產(chǎn)生了安全隱患。在混合云計(jì)算環(huán)境中，這樣的安全問題主要表現(xiàn)在：一旦具有較大粒子度的子任務(wù)被分配到了執(zhí)行任務(wù)的終端節(jié)點(diǎn)中，那么該終端節(jié)點(diǎn)就可以很輕易地通過對這個(gè)子任務(wù)數(shù)據(jù)和代碼的解讀和分析，推測出整個(gè)任務(wù)的執(zhí)行邏輯和具體目標(biāo)，在存在惡意節(jié)點(diǎn)或主機(jī)的情況下，必然會對提交任務(wù)用戶隱私的機(jī)密性和整個(gè)云端計(jì)算的安全性造成不利影響。
通過盡可能地降低子任務(wù)粒度的方式，就可以讓各子任務(wù)之間的關(guān)系保持兩種形式： （1）各子任務(wù)之間的因果關(guān)系：一個(gè)子任務(wù)的執(zhí)行要以上一個(gè)子任務(wù)的完成為前提；（2）各分子任務(wù)之間不存在密切的合作關(guān)系：各子任務(wù)可以同步執(zhí)行。
根據(jù)用戶提交的任務(wù)要求，將整個(gè)任務(wù)分割成具體的若干子任務(wù)，再把這些子任務(wù)分配到云計(jì)算系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)然，這一切工作都是建立在移動Agent技術(shù)上。如果主要考慮信息的安全性和可控制性，那么就應(yīng)該盡可能地把子任務(wù)分配到服務(wù)器端節(jié)點(diǎn)上；如果主要考慮任務(wù)的平衡性和網(wǎng)絡(luò)資源被充分利用，那么就應(yīng)該盡可能地把子任務(wù)分配到終端節(jié)點(diǎn)上，因?yàn)榉?wù)器端節(jié)點(diǎn)可利用的計(jì)算資源是有限的，而用戶終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量非常龐大，這就使得終端節(jié)點(diǎn)可利用的計(jì)算資源和儲存空間比服務(wù)器端節(jié)點(diǎn)要巨大得多，更有利于網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用。
4 保障混合云計(jì)算數(shù)據(jù)安全和隱私的其他途徑
建立和完善第三方認(rèn)證體系。第三方認(rèn)證是提高雙方信任的一種有效手段，即采用一個(gè)中立機(jī)構(gòu)對信雙方進(jìn)行約束。
提高對企業(yè)信譽(yù)的重視度。企業(yè)信譽(yù)對于任何一個(gè)競爭領(lǐng)域的企業(yè)而言都是至關(guān)重要的。一般來說，越大的企業(yè)對自身信譽(yù)看得越重，不會為了利益去竊取客戶的數(shù)據(jù)。
實(shí)行合同約束制度。云計(jì)算服務(wù)商應(yīng)該提出相關(guān)符合自身情況的云計(jì)算服務(wù)協(xié)議，明確自身的服務(wù)質(zhì)量、技術(shù)水平、知識產(chǎn)權(quán)等方面的情況，從而對雙方的權(quán)利和義務(wù)進(jìn)行規(guī)定。
5 結(jié)束語
綜上所述，盡管目前在混合云計(jì)算數(shù)據(jù)安全和隱私的保護(hù)中存在一些問題，但只要能采用文中所提到的方案和途徑，并對其加以研究和探索，將其廣泛的應(yīng)用于混合云計(jì)算的項(xiàng)目中，就可以在計(jì)算任務(wù)更高效地完成的同時(shí)，使重要計(jì)算數(shù)據(jù)安全和隱私得到有效保護(hù)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；數(shù)據(jù)挖掘
數(shù)據(jù)挖掘（data mining）是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)集中識別有效的、新穎的、潛在有用的，以及最終可理解的模式的非平凡過程。大批量的數(shù)據(jù)不斷增長，各式各樣的數(shù)據(jù)挖掘需求非常之高，以前的集中式數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)無法適應(yīng)。云計(jì)算因?yàn)樗蓮椥宰兓挠?jì)算能力和海量的存儲能力使得它成為解決大批量數(shù)據(jù)挖掘的突出的方法。
1.云計(jì)算在數(shù)據(jù)挖掘方面的優(yōu)勢
1.1 云計(jì)算的含義
云計(jì)算（cloud computing），分布式計(jì)算技術(shù)的一種，其最基本的概念，是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動分拆成無數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)【1】。
最簡單的云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中已經(jīng)隨處可見，例如搜尋引擎、網(wǎng)絡(luò)信箱等，使用者只要輸入簡單指令即能得到大量信息。 未來如手機(jī)、GPS等行動裝置都可以透過云計(jì)算技術(shù)，發(fā)展出更多的應(yīng)用服務(wù)。 進(jìn)一步的云計(jì)算不僅只做資料搜尋、分析的功能，未來如分析DNA結(jié)構(gòu)、基因圖譜定序、解析癌癥細(xì)胞等，都可以透過這項(xiàng)技術(shù)輕易達(dá)成[2]。 稍早之前的大規(guī)模分布式計(jì)算技術(shù)即為“云計(jì)算”的概念起源。
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1.2 云計(jì)算的特點(diǎn)
云計(jì)算的特點(diǎn)如下：
1.2.1超大規(guī)模
“云”具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬臺服務(wù)器， Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務(wù)器。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺服務(wù)器?！霸啤蹦苜x予用戶前所未有的計(jì)算能力。
1.2.2虛擬化
云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具置。只需要一臺筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計(jì)算這樣的任務(wù)【3】。
1.2.3高可靠性
“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。
1.2.4通用性
云計(jì)算不針對特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。
1.2.5高可擴(kuò)展性
“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。
1.2.6按需服務(wù)
“云”是一個(gè)龐大的資源池，你按需購買；云可以像自來水，電，煤氣那樣計(jì)費(fèi)。
1.2.7極其廉價(jià)
由于“云”的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費(fèi)幾百美元、幾天時(shí)間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)【4】。
云計(jì)算可以徹底改變?nèi)藗兾磥淼纳?，但同時(shí)也要重視環(huán)境問題，這樣才能真正為人類進(jìn)步做貢獻(xiàn)，而不是簡單的技術(shù)提升。
1.3 云計(jì)算的發(fā)展與現(xiàn)狀
21世紀(jì)10年代云計(jì)算作為一個(gè)新的技術(shù)趨勢已經(jīng)得到了快速的發(fā)展。云計(jì)算已經(jīng)徹底改變了一個(gè)前所未有的工作方式，也改變了傳統(tǒng)軟件工程企業(yè)。以下幾個(gè)方面可以說是云計(jì)算現(xiàn)階段發(fā)展最受關(guān)注的幾大方面：
1.3.1云計(jì)算擴(kuò)展投資價(jià)值
云計(jì)算簡化了軟件、業(yè)務(wù)流程和訪問服務(wù)。比以往傳統(tǒng)模式改變的更多，這是幫助企業(yè)操作和優(yōu)化他們的投資規(guī)模。這不僅是通過降低成本，有效的商業(yè)模式，或更大的靈活性操作。有很多的企業(yè)通過云計(jì)算優(yōu)化他們的投資。在相同的條件下，企業(yè)正擴(kuò)展到更多創(chuàng)新與他們的IT能力，這將會幫助企業(yè)帶來更多的商業(yè)機(jī)會。
1.3.2混合云計(jì)算的出現(xiàn)
企業(yè)使用云計(jì)算（包括私人和公共）來補(bǔ)充他們的內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序。專家預(yù)測，這些服務(wù)將優(yōu)化業(yè)務(wù)流程的性能。采用云服務(wù)是一個(gè)新開發(fā)的業(yè)務(wù)功能。在這些情況下，按比例縮小兩者的優(yōu)勢將會成為一個(gè)共同的特點(diǎn)。
1.3.3以云為中心的設(shè)計(jì)
有越來越多將組織設(shè)計(jì)作為云計(jì)算遷移的元素。這僅僅意味著需要優(yōu)化云的經(jīng)歷是那些將優(yōu)先采用云技術(shù)的企業(yè)。這是一個(gè)趨勢，預(yù)計(jì)增長更隨著云計(jì)算的擴(kuò)展到不同的行業(yè)【5】。
1.4 基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘的優(yōu)勢
利用云計(jì)算的方式來解決對大批量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘的優(yōu)勢大致可歸結(jié)為以下三點(diǎn)：
1.4.1因?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘處理的數(shù)據(jù)是大批量的，所以必須從大批量的數(shù)據(jù)中挖掘出可以讓人理解的大規(guī)模的數(shù)據(jù)，并且由于互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的增長非常迅速，所以數(shù)據(jù)挖掘的任務(wù)要比單純的搜索任務(wù)復(fù)雜的多，這就使得在挖掘過程中有更好的應(yīng)用環(huán)境和開發(fā)環(huán)境。在這樣的境況下，基于云計(jì)算的方式是最為理想的。
1.4.2基于云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)低成本的有關(guān)分布式并行計(jì)算環(huán)境，因此，它可以使得企業(yè)的數(shù)據(jù)處理成本降低，同樣也可以不依賴于高性能的機(jī)器。
1.4.3基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘非常方便，不在乎底層。在并行化的情況下，云計(jì)算可以利用原有設(shè)備加大對大量數(shù)據(jù)的處理能力及其速度，保證了容錯(cuò)性，也擴(kuò)大了結(jié)點(diǎn)。
2.基于云計(jì)算平臺的數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵗?/p>
至今，基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘在某些方面已有一些成果。下面是基于云計(jì)算數(shù)據(jù)挖掘的研究成果。
2.1由中科院計(jì)算技術(shù)研究所開發(fā)的中國最早的基于云計(jì)算平臺的有關(guān)并行數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)PDMiner（Parallel Distributed Miner）。
2.2中國移動研究院研制并開發(fā)了并行數(shù)據(jù)挖掘工具也是基于云計(jì)算平臺Hadoop 的，因?yàn)椴捎迷朴?jì)算技術(shù)，所以實(shí)現(xiàn)了大批量數(shù)據(jù)的存儲、分析、處理、挖掘，并且可以提供高性能、高可靠性的數(shù)據(jù)挖掘分析支撐工具。
2.3 ASF 研發(fā)的開源項(xiàng)目數(shù)據(jù)挖掘平臺Apache Mahout，可以使開發(fā)人員在Apache 的許可下免費(fèi)使用，并研究出可伸縮的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。
2.4開源數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)Augustus是開放數(shù)據(jù)組利用Python 語言開發(fā)的，它支持預(yù)測模型標(biāo)記語言，也能方便的運(yùn)行在Amazon的云計(jì)算平臺上。
2.5德國Fraunhofer 智能分析和信息系統(tǒng)研究所研發(fā)了一個(gè)圖形化的數(shù)據(jù)挖掘工具包，把軟件和平臺有效的結(jié)合在一起，完成了軟件在云平臺上的轉(zhuǎn)移。
3.基于云計(jì)算數(shù)據(jù)挖掘面臨的問題和挑戰(zhàn)
雖然云計(jì)算技術(shù)已有相當(dāng)成功的應(yīng)用，但它的技術(shù)并非很成熟。云計(jì)算仍然是發(fā)展的初級階段。所以，利用云計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘還會面臨好多問題與挑戰(zhàn)：
3.1關(guān)于云計(jì)算數(shù)據(jù)挖掘算法的并行性方面仍存在問題。用怎樣的算法來解決目前的數(shù)據(jù)挖掘，非所有算法都可以利用云計(jì)算的完成任務(wù)，在此要選擇最恰當(dāng)?shù)乃惴ǎ辛己玫牟⑿胁呗?，提高并行效率?/p>
3.2不確定性。數(shù)據(jù)挖掘的過程中會有不確定性，因?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘任務(wù)的在描述過程中有不確定性，預(yù)處理及數(shù)據(jù)采集也有不確定性。
3.3數(shù)據(jù)挖掘所采用的方法以及得到的結(jié)果有不確定性。在數(shù)據(jù)挖掘過程中，盡量確定其可確定性。
3.4對于挖掘結(jié)果的評價(jià)也具有不確定的。每位用戶考慮的最終的挖掘目標(biāo)不同，這使得對結(jié)果評價(jià)也有不確定性。
3.5進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘云計(jì)算，云服務(wù)軟件的可信性問題非常重要。服務(wù)必須是正確的，服務(wù)要非常安全，服務(wù)的質(zhì)量也要相當(dāng)好
針對以上問題和挑戰(zhàn)，有下面幾點(diǎn)對策：
①基礎(chǔ)建設(shè)方面，我們要有良好的個(gè)性化和多樣化的數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)的平臺。
②虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)中要起關(guān)鍵性的作用。
③需求方面實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和多樣化。
④數(shù)據(jù)挖掘算法要可信。
⑤涉及到的數(shù)據(jù)挖掘算法一定要安全。
4.結(jié)束語
本文闡述了有關(guān)云計(jì)算的含義、特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，分析了利用云計(jì)算技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘方面的優(yōu)勢，并調(diào)查了關(guān)于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的現(xiàn)狀，概括了基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)所面臨的問題及其挑戰(zhàn)，給出了一定的解決方法和措施。隨著云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，相信在不久的將來一定會給數(shù)據(jù)挖掘帶來新的突破和強(qiáng)大的技術(shù)支撐。
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關(guān)鍵詞：VC；數(shù)控機(jī)床；可靠性；信息管理系統(tǒng)
中圖分類號：TH16， TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0108-01
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)軟件的開發(fā)平臺
數(shù)控機(jī)床可靠性管理系統(tǒng)采用SQL Server 2000作為數(shù)據(jù)庫軟件，采用VC++6.0作為應(yīng)用程序。VC++6.0是微軟公司推出的一種可視化的、面向?qū)ο蟮腤indows應(yīng)用程序開發(fā)工具，VC既具有C++的強(qiáng)大功能和高效性，同時(shí)又具有可視化編程的方便性，所以越來越受到使用者的歡迎。
1.2 系統(tǒng)的功能模塊[2]
該系統(tǒng)主要包括：用戶管理模塊、數(shù)據(jù)信息管理模塊、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)查詢模塊、可靠性指標(biāo)分析模塊、報(bào)表輸出模塊。
2 SQL數(shù)據(jù)庫的建立
2.1 ADO數(shù)據(jù)連接技術(shù)
ADO（ActiveX Data Objects）是微數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)的新接口，可以通過VC++先建立一個(gè)ADO連接對象，然后通過該對象打開到數(shù)據(jù)庫的連接。為了簡化操作，在使用ADO對象時(shí)可以將其封裝到類中，這樣只要引用封裝類的頭文件，即可使用封裝過的ADO對象。[3]
2.2 數(shù)據(jù)的錄入
系統(tǒng)主要錄入機(jī)床名稱、故障維修時(shí)間、故障部位、故障現(xiàn)象和故障原因等數(shù)控設(shè)備基本數(shù)據(jù)信息。
3 功能模塊實(shí)現(xiàn)
3.1 用戶管理模塊
該模塊主要是為了確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，將登錄用戶分為：普通、高級、管理員三類用戶。
三類用戶的權(quán)限如下：普通用戶可以瀏覽和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，不能編輯數(shù)據(jù)；高級用戶可以編輯數(shù)據(jù)；管理員用戶除了可以編輯數(shù)據(jù)外，還可以對普通和高級用戶進(jìn)行權(quán)限管理。
3.2 數(shù)據(jù)信息管理模塊
該模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備故障信息的添加、修改、刪除、保存、導(dǎo)出等功能。
3.3 數(shù)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)查詢模塊[4]
該模塊是對數(shù)控機(jī)床的故障狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢，可以根據(jù)字段名、邏輯關(guān)系、過濾條件等進(jìn)行查詢，也可以導(dǎo)出相關(guān)的機(jī)床編號、故障編號、運(yùn)行時(shí)間、故障率等信息，以方便進(jìn)行故障分析。
3.4 可靠性指標(biāo)分析模塊[5]
該模塊主要計(jì)算數(shù)控機(jī)床可靠性分析常用的三個(gè)指標(biāo)MTBF、MTTR、A的值。
（1）平均故障間隔時(shí)間MTBF，一般可用式（1）計(jì)算。
（1）
其中，N0 為在評定周期內(nèi)機(jī)床累計(jì)故障頻數(shù)；
n為機(jī)床抽樣臺數(shù)；
ti為在評定周期內(nèi)第i臺機(jī)床的實(shí)際工作時(shí)間（h）；
ri為在評定周期內(nèi)第i臺機(jī)床出現(xiàn)的故障頻數(shù)。
（2）平均維修時(shí)間 MTTR，一般可用式（2）計(jì)算：
（2）
其中：tMi ――在評定周期內(nèi)第i臺數(shù)控床的實(shí)際修復(fù)時(shí)間（小時(shí)）。
（3）固有可用度 A，固有可用度A 綜合了可靠度和維修度的可靠性特征量，其計(jì)算公式為：
（3）
3.5 報(bào)表輸出模塊
該模塊主要是打印功能，可以輸出數(shù)控設(shè)備的故障信息表、數(shù)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)控設(shè)備的可靠性指標(biāo)分析等數(shù)據(jù)信息。
4 結(jié)語
數(shù)控機(jī)床可靠性管理系統(tǒng)是針對數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的基本故障信息管理和可靠性評估而開發(fā)的，通過軟件的使用可以實(shí)現(xiàn)用戶管理、數(shù)據(jù)信息管理、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)查詢、可靠性指標(biāo)分析、報(bào)表輸出等功能，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的目的和要求。此外， 通過該軟件的數(shù)據(jù)結(jié)果可以分析出數(shù)控機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)和潛在缺點(diǎn)，方便生產(chǎn)廠家采取改進(jìn)機(jī)床的可靠性的措施， 并為機(jī)床使用廠家的維修計(jì)劃提供建設(shè)性的依據(jù)，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
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