云计算的技术原理精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇云计算的技术原理范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：云计算；单片机；课程设计

中图分类号：F49文献标识码：A文章编号：16723198（2014）07017601

1云计算

“云计算”的概念，是由Google的CEO艾里克・施密特在2006年的讲座上第一次提出并使用的。云计算就是，把目前为止由个人计算机或公司服务器上所进行的信息处理，通过因特网使其运行在外部巨大服务器上的方法。也就是说，信息的处理在互联网上，即在“云”中实现，其真正的涵义便是“云（=因特网）+计算（=信息的计算处理）”。

2云计算辅助教学与单片机教学

随着云计算的快速发展，人们的生活和工作水平不断的提高。2009年云计算被应用到了教育界，带来了教育领域的一次革新。云计算在教育领域的应用被称为“云计算辅助教学（CCAI）”，它是指使用者利用云计算所提供的云服务来完成信息共享，实现教育资源的最大化利用以及减少教育方面的设施投资。高校是培养人才的地方，利用云计算的优势，探索高校如何与云计算相结合，进行教学方面的革新是当前教育界面临的一大挑战。单片机原理及应用是一门专业课，具有技术应用与直接面向就业的特点，掌握好单片机知识与技能后，将为日后工作打下坚实的基础。如何将云计算应用到单片机教学中，探索云计算所带来的教学革新，是单片机教学工作者急需探讨的一个问题。

单片机以其完善的功能、低廉的价格，被广泛应用在工业控制、仪器仪表、通信、机电一体化、家用电器等领域。单片机技术已成为从事自动化、通信、机电一体化等工作的人员必备的技术。目前，已经有很多高校开展了单片机精品课程的研究，形成了一套完整的单片机理论教学体系。高校之间相互分享教学资源就可以减少教学资源以及硬件设施的重复建设与投资。随着云计算技术的不断发展与普及，将各种教学资源迁移到“云”中，就可以很好的实现高校间各种教学资源的共享，建成一个基于云计算的单片机教学平台。在单片机原理及应用课程教学中，运用百会套件建立教与学的平台，将单片机教学与云计算相结合。

3单片机原理及应用教学设计

单片机原理及应用这门课程理论性和实践性都较强，包含了一些抽象的理论概念。这门课程不像C语言程序设计，只要知道程序怎么编写就可以了，也不像模拟电子技术，只要知道硬件电路设计便可，它是理论和实践的结合体。

3.1理论教学

理论知识涉及到专业内容，往往枯燥乏味，很难引起学生的学习兴趣，没有了学习兴趣，学生就会产生抵触心理。所以，选用合适的教学方法就相当重要。教学方法有很多种，案例教学就是其中的一种。运用案例教学，可以把抽象的理论知识和案例相结合，能起到将抽象问题具体化的作用。在单片机教学中选用案例教学，就能让学生对教学内容有直观的印象，有利于提高学生的学习积极性。

利用百会维基呈现教学内容、教学活动、展示作品等。教学内容中采用案例的方式将教学内容展示给学生，比如电子钟、城市道通灯控制系统、防盗报警器等日常生活中很常见的例子，让学生知道单片机的学习和日常生活息息相关，将原本抽象的理论与实际例子相结合，从而引起学生的学习积极性。利用了云计算技术，学生随时随地可以利用上网设备，比如电脑、手机或IPAD等来查看教学内容、教学活动以及相关的作品。打破了传统的将教学资源拷贝到电脑上的麻烦，而且现在学生基本上都人手一个手机，手机小巧随身携带方便，方便随时查看相关信息。

利用百会文档免费在线建立、撰写、存储和分享文档。通过百会文档，学生便可以共享演示文稿、电子表格和文档等资源，还可以上传图片和文件等资源，利用这个功能，可以实现网上完成作业。打破了传统的手写作业的模式，在相应的上网设备中，通过浏览器打开百会网的百会文档，编写好作业，然后进行提交。教师接收作业并批改，可以及时将作业批改结果反馈给学生。利用云技术，还可以对考试方式进行革新。利用百会文档提供的文档权限管理功能，完成网上答题并提交，最终教师进行批改。不但提高了教学效率，还可以减少教育方面的相关投资。

百会聊聊可以实现师生间的及时交流互动。学生在学习单片机课程过程中遇到问题可以随时提问，教师或者其他学生都可以解答，及时解决学习过程中的疑问。百会论坛也可以实现师生间的交流互动。学生或教师将有用的一些信息或资料在论坛上，大家可以交流讨论，不但有利于学习还能增长课外知识。

3.2实验教学

实验是对所学理论知识的应用，是单片机课程中不可缺少的一个部分。单片机原理及应用是软件和硬件相结合的一门课程，软件部分要求学生掌握单片机相关理论以及编写程序的能力，硬件部分要求学生会动手设计硬件电路。我校电子专业在课程安排上先学习微机接口技术，然后再学单片机原理及应用，所以选用汇编语言进行编程，可以强化对汇编语言的理解与应用。对于学的好的学生可以引导他们再编写单片机C语言。学习汇编语言和学习其他编程语言一样都要学习语法。了解了语法后，接下来就是应用到具体的编程当中。我校单片机原理及应用的实验课选用天煌开发的单片机实验设备以及相关的编程软件。传统的实验课是要求每台学生机都要安装相关软件，若软件出现了问题又要重新安装，这样增加了实验室维护的压力。若

采用云计算技术，将相关软件保存到百会文档中，学生便可以在任意时间和地点下载安装，这样有利于一边学习汇编语言的指令，一边将所学到的指令应用到具体编程中，可以及时了解相关指令的用法以及容易出现的问题。不但有利于学生更好的学习指令，还能减少实验室维护的压力。我校单片机原理及应用课程是专业考试课，规定需用64学时的时间完成教学大纲所要求学生掌握的内容，其中有44学时的理论课和20学时的实验课。学生在期末的时候会得到这门课程的总评成绩，总评成绩=期中成绩（20%）+平时成绩（20%）+实验成绩（10%）+期末成绩（50%），这里涉及到实验成绩的评定。利用云计算技术，可以在网上实现实验成绩的评定。将实验成绩分成两部分即出勤率和实验完成情况。利用百会文档可以进行在线调查与统计查看学生的出勤情况，利用百会维基完成实验程序的上传操作。

4结束语

目前，基于百会平台的单片机原理及应用课程的设计仍处于探索阶段。利用云计算技术能够最大化优化资源的共享，是网络高速发展下的必然产物。云计算技术还减少了硬件设施上的重复投资建设，减少了企事业单位的开销。把教学和云计算技术结合起来，能够实现教学上的革新，是新时代下教师要掌握的一门技术。但是，云计算在教学过程中的应用仍存在许多问题。比如安全问题、个性化操作的实现等。云计算的功能是强大的，期待云计算技术的不断发展给人们的学习生活带来更大的便利。

参考文献

[1]胡长胜.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]李春艳，王茜.云计算环境下计算机基础实验教学模式探讨[J].电脑知识与技术，2013，9（14）：33213323.

[3]游录超，施莉莉，袁芳.基于云计算的课程辅助教学平台设计与实践？――以“计算机组装与维护”为例[J].金华职业技术学院学报，2013，13（3）：7073.

篇(2)

关键词：云计算；数据中心；资源管理

中图分类号：TP315

21世纪以来互联网技术的发展十分迅速，随着时间的增长，一些陈旧的网络设施不断的被淘汰，开始进行更新换代，换代的同时计算机技术的应用也不断的被广大的人们所熟知，互联网技术中有一个重要的环节对网络的发展起到承上启下的作用，那就是数据的存储，如今随着计算机技术的不断发展这种设备的成本也随之降低，这也促使互联网的用户不断的提高。人们慢慢的都进入了互联网的时代，使得当今社会也变的越来越信息化，同时也有很多的数据要进行处理，使得传统的一些数据的计算方法不再适合当今互联网的发展速度，因此传统的一些数据中心也满足不了当今的需求。本文主要结合当今云计算的发展状况，研究了云计算的基本理论和概念以后，深入分析了云计算的基本架构。

1 云计算数据中心的概述

1.1 云计算的概念。云计算的定义比较多，与之关联的理论也比较多，但是总体来讲主要有以下3个方面：第一分布式计算；第二信息海量计算；第三，并行数据计算。这些概念基本上都是美国标准语技术研究中心提出的，是国际上通用的概念。云计算并不是无偿的服务，它是需要收取一定费用的，收取费用的计算主要是客户使用网络流量的费用。目前移动网络也不断的发展已经从2G发展到了4G网络，互联网时代开始更新换代。这也使得云计算技术运用越来越广泛，用户可以随时随地的通过访问面来获取自己想要的数据服务，或者计算的结果，并且获取的过程是简单而轻松的。与此同时工业的生产也不断的运用云计算技术开展生产活动，随着时间的推移，云计算在工业生产中的运用不断的扩大和普及，也越来越成熟，涉及的工业领域也越来越多。

1.2 云计算的原理。云计算的原理和云计算涉及理论领域有着密切的关系。从这些领域我们可以看出云计算技术的主要目的是将需要处理的数据在网络上的其他计算机上进行处理和计算。而对于企业的一些数据中心来讲，云计算的运行原理和和网络上的一些原理是相似的。唯一不同的就是企业的数据是根据需求来定的，随着网络的普及以及网络速度的加快，移动客户端数据也不断的发展，云计算的服务也越来越广泛，比如利用手机进行购物等都是云计算衍生的产品。这些技术与以往传统的网络相比变的越来越开放，不像以往使用单机进行数据处理，如今随时随地都可以操作，这样也使得互联网在一定的程度上越来越普及。

2 ITIL架构

目前应用最为广泛的架构就是ITIL架构，这种架构主要分为6个不同的模块这些模块在一定的程度上有很大的联系，它们并不是孤立的，在实际的工作中要相互作用的，这样才能完成各自的任务，下面分开介绍这6个不同的模块：

2.1 服务支持。该部分主要是对执行某项任务时，都由哪些人员参与，他们分别扮演何种角色，以及整个任务执行的具体细节进行描述，将联系用户以及细节的“服务台”功能进行明确的定义。服务支持在整个云过程中所关注的重点是，IT组织是如何按照SLA标准向具体客户提供IT服务的。

2.2 服务交付。该部分主要是用来对客户开展某项业务所需要的服务，主要的服务内容就是对客户的要求进行任务分工以及IT组织在提供这项服务时所需要具备的资源进行描述。在服务的过程中一些不同的人员要执行不同的工作内容，服务交付在整个云过程中所关注的重点是，IT组织如何与客户签订具体的SLA等级协定，并在具体工作开展的过程中对SLA目标实施监控。

2.3 安全管理。安全就是保证用户信息的安全，此模块记录很多用户的数据，这些数据的主要内容是记录一些具体的规划和管理信息及IT服务所达到的安全流程水平，用以评估和控制所存在的风险，同时根据评估结果给予相应的解决。进行安全管理的目标就是要保证整个服务过程的保密性、完整性以及可用性。

2.4 IT基础设施管理。IT基础设施的管理十分重要，其关系到业务成本的问题，只有合理的对基础设施进行管理才能保证最大的业务需求，创造更大的利润，这个模块最主要的任务就是保证IT架构的运行效率，以最小的运行成本保证最大的运行效率是其最主要的任务，可以有效的保证IT基础设施的稳定建设。

2.5 应用管理。应用管理就是对客户端上的应用进行管理，这个模块的主要任务就是对各个应用的生命周期进行管理，并且对客户进行管理的指导，以使他们能够在最短的时间内从服务管理的角度对整个应用系统有着较为全面的了解。

2.6 服务管理规划与实施。该部分主要是对服务的组织、实施以及改善服务管理流程，对整个过程中所出现的问题以及具体任务进行再规划、设计，帮助客户确立远景目标，同时对服务改进方案进行全面的、持续的指导。

2.7 业务视角。所谓业务视角，是用来强调服务的开展应该从业务的角度触犯，而不是只关注服务的交付者，让IT服务人员明白其主要工作是为了实现具体的商业目标，是为了给用户创造最大的价值，做出最大的贡献。

3 ITIL的云计算数据中心管理理念

对于目前面向服务的数据中心架构来讲，如果要是这些架构能够稳定的、可靠的运行就必须有一些合理的管理模式，通过强大的管理模式把服务层的每个架构进行联系起来，才能够使得系统的运算结构有效的运行，也能使得网络的基本结构得到很好的改善，目前面向服务的数据中心架构能够最大的优化系统资源的配置。上一章详细的讲了ITIL的数据架构，这些架构在理论上是比较成熟的，也能够经得住长期的实践考验，在具体的实际应用中还要根据客户的需求进行设计，设计的标准很多，其中最主要的有；结果要能实施、对总体的需求能够准确的表达，既然主要是面向客户的架构，那么所有的设计都要根据客户的需求来定，这样才能满足客户需要的功能。

4 云计算资源的管理

4.1 云计算管理模型。主要分为两个部分，一个是被动式部件一个是主动式的部件，这两种系统的结构都具有层级的结构，其中主动式的部件就是系统的各种资源，就是对系统的数据进行反复的利用，作用的内容就是系统结构的内容，通俗的说就是执行传统以及非传统计算过程。而作业是整个层次结构的实体，调度的主要内容就是吧任务映像到资源，而不是将作业映像到资源。

4.2 云计算的资源调度。云计算中关键的系统就是云计算的资源调度系统，它直接影响着资源管理的有效性和可操作性，然而云计算的动态性能以及云计算的结构性能又直接影响着云计算资源的调度，直接影响云计算的系统复杂性。云计算资源的调度系统设计可分为3类，主要有集中式、分布式以及层次式等，在这3中调度的类型中，集中调度最为常见，它主要是通过一个中央的调度中心进行数据的交换，这种调度方式主要是通过一个程序进行的，其中所有能够使用的信息都能够在数据的中心体现。分布调度的原理主要是进行交互式的作业，主要把数据传送到远程的存储器中，用户可以通过网络访问这个服务器从而获得相关的数据，这种操作并没有中心的系统进行操作。

5 结束语

云计算技术越来越流行，都归功于计算机技术的发展，人们对网络的需求与日俱增，如今这种需求涉及到很多的方面和领域，不仅在企业中有所体现，在日常生活中都与人们息息相关，本文全面的接受了云计算的一些基本架构，分析了云计算的一些概念和原理，初步了解云计算技术有一定的作用，作者水平有限，没能在云计算的硬件和软件上深入分析，希望这以后的生活中继续研究。

参考文献：

[1]罗军舟，金嘉晖，宋爱波.云计算：体系架构与关键技术[J].通信学报，2011（07）：3-21.

[2]张亚娟.云计算数据中心资源管理软件设计[J].无线互联科技，2014（04）：90+94.

[3]罗兴宇.浅析云计算数据中心的资源管理[J].计算机光盘软件与应用，2014（05）：40-41.

篇(3)

【关键词】云计算；互联网；信息安全；云服务

近年来，随着计算机网络技术的发展，网络信息传播给人们的社会生活的方方面面带来了巨大的改变。在网络发展的过程中，云计算概念开始诞生，并快速发展。但是相伴而生的网络安全问题也开始浮现，如数据存储由云服务商统一管理后容易发生身份信息泄露等诸多问题，所以构建科学有效的信息安全防护方案，势在必行。

1云计算的原理剖析及特点研究

1．1原理剖析

云计算，是通过网络计算技术和多种处理技术构建的一种新型计算模式，其通过建设新型信息共享构架，满足大批量的数据存储和一定范围的网络功能服务。云计算是利用互联网作为载体实现多种方法的计算并最终完成相关服务的。通常意义上来说，用户获取信息服务和相关计算，只需要在操作过程中运用相同的服务器就可以完成相应操作，但是高质量的运算必须利用互联网才能实现。为了提高使用效率和提高服务质量，高效利用互联网进行相关资料的统计和处理，使更多用户获得从企业数据处理中心提供的服务，实现较好的操作性，就必须云计算的分布模式进行利用。

1．2特点研究

通常来说，云计算具备以下四个方面的优点:第一，云计算具有超大范围的资源共享能力，其摆脱了利用软件完成资源共享的依赖。第二，云计算具备特殊配置部署能够更好地满足用户的个性化访问需求。第三，云计算具备良好的拓展性，为大规模的信息集群的开展提供了坚实的基础。第四，云计算具备强大的自动化的忽略错误节点能力，可以保障程序的稳定运行，而不受大量节点失效的影响。与此同时，目前的云计算也存在两个缺点。首先，传统业务的过渡处理存在缺陷，容易引发垄断问题。其次，云计算安全性防范系统的薄弱极为容易引发信息安全问题，带来信息服务质量下降。目前云计算存在常见安全问题主要有网络泄密、网络病毒等问题，这些问题影响着云计算技术的发展，必须找到科学有效的解决方案，才能确保云计算技术的健康发展。

2云计算环境下多种网络安全问题

2．1计算机网络环境的安全问题

云计算面对计算机网络安全问题主要包括网络硬件故障，网络管理操作错误等问题。众所周知，网络是软硬件构成的智能系统，软件的运行错误和硬件的故障都可能带来安全问题，甚至自然性灾害都可能让危及计算机网络环境安全。在云计算环境下，数据处理往往采用集中式处理方法，其对使用环境的安全性要求较高，因此计算机网络环境的安全性对云计算的网络安全至关重要。

2．2数据存储的安全问题

作为计算机网络健康稳定运行的前提条件，数据存储安全十分重要。在传统网络环境下，相关数据存储通常采用单机运行，数据储存安全性较高。但是在云计算环境下，存储由服务商统一管理，数据村粗的安全性就取决于服务商的技术水平和诚信度。作为威胁数据通信安全的关键环节，数据的传输过程极为容易受到安全威胁，如实行DDOS攻击，此外，还可以利用系统入侵和篡改数据来破坏数据信息。

2．3虚拟环境的安全问题

基于云计算环境的虚拟服务环境是建立在对现阶段网络资源的全面整合之上的。在云计算环境下，用户获取数据来自于云端，“临时租用式”地获取服务，这样可以使网络资源得以高效利用。然而云计算环境的本质是属于高度整合的虚拟网络环境，其相关安全措施并不完善，传统的网络防范技术很难实现对云计算数据中心的保护。

2．4身份认证的安全问题

在构建云计算网络时，服务商会在相关区域搭建服务器，当用户获取资源时，会向服务器发送请求，并进行身份认可。这样一来，用户身份存在暴露的可能性，为不法分子提供了可乘之机。通常情况下，不法分子不仅可以通过攻击用户管理服务器盗取用户名与密码，还可以利用云计算的网络信道进行监听胡哦哦东，或者向网络信道传统病毒，进行非法活动。

3云计算信息安全的防护策略

3．1建立统一的信息保障系统

为了保护云计算环境下的信息安全，相关部门和行业协会必须积极引导企业建立互信合作，共同建立统一的信息管理保障系统，进行资源快速整合，促进云计算技术的发展。我们必须正视互联网行业中存在竞争关系和竞争情况，努力扩大企业信息交流，增进和互信合作。

3．2加强云环境信息的加密防范

为了保障云计算环境下的信息安全，我们必须对云环境的信息进行全面性的加密防范，有效保障每一个信息的安全性。如采用PGP方式进行过加密的文件，在传输过程中也能得到有效安全保护，我们还可以通过设置上传命令的形式保障传输安全性，信息管理者还可以进行多秘钥设置，构建多层防护。针对具有数据范文的数据加密，我们可以借助AES技术进行全面加密。此外，我们还可利用SAN技术相关信息备份，在信息丢失时利用备份进行数据恢复工作。

3．3加强基础设施管理和内容备份

云计算环境的网络信息安全保障中，对其平台的基础设施管理也至关重要，一旦基础设施发生故障，网络的正常运行将受到巨大影响。因此，我们必须全年开展基础网络管理，对重要信息进行多重绑定设置，必须完善防火墙建设，并加强系统内部的非常端口和服务系统的管理。此外，我们还需要完善云计算内容的备份工作，改变目前传统备份手段无法适应大数据发展需要的不良格局，只有做好备份工作，才能保证云计算技术的稳定健康发展。

参考文献:

［1］成黎青．基于云计算技术环境下的企业管理创新探讨［J］．企业改革与管理，2016(6)．

篇(4)

【关键词】云计算；地质资料信息；共享

【中图分类号】g203 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0394-01

云计算作为新一代浪潮的标志性产物对互联网世界产生深刻影响，它作为新型服务计算模型，因具有利用最小化的客户端实现复杂高效的数据处理、存储、共享的特点，为解决我国形成的海量地质资料信鼠，但地质资料管理中却长期存在资料信息分散、服务渠道不畅的问题，更好地实现地质资料信息资源共享提供了新视角。

1、云计算原理

云计算的基本原理是，用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑等终端设备上，而是运行在互联网的大规模服务器集群中。用户所处理的数据也并不存储在本地，而是保存在互联网的数据中心里面。提供云计算服务的机构负责管理和维护这些数据中心的正常运转，保证足够强的计算能力和足够大的存储空间供用户使用。无论任何时间和任何地点，用户都可以任意连接到互联网的终端设备，而不用关心存储或计算发生在哪朵“云”上。同时，许多复杂的功能都将转移到终端背后的网络上去完成，用户终端的功能将被大大简化。

2、云计算在地质资料信息共享中的优势

2.1 满足地质资料信息海量存储的需要。由云计算发展起来的云存储是指在云计算的后台，由数千万台甚至更多服务器组成的服务器群所拥有的无限量的存储空间和超强的计算能力，通过删除重复数据、压缩其他形式的数据、备份、归档和减少主存储上现有数据的总容量、优化存储数据等方式，允许用户异地备份或归档数据，分散实地存储的成本，节省存储空间。

2.2 保障地质资料信息资源的安全。保存在“云”中的数据，被复制到多台物理机器上存储，不用担心数据的丢失或损坏，不受意外删除或硬件崩溃的困扰。即使一台或多台机器进入脱机状态，“云”也能够继续正常运行。在数据集中存储模式下，数据中心的管理者对数据进行统一管理、分配资源、控制安全，以及可靠的安全实时监测，最大限度地保证了用户共享数据的安全。此外，由于技术的不断发展，各种信息设备出现并不断更新换代，不同设备间常常需要进行信息的读取、转换、迁移，由此导致的信息转换错误及信息丢失。利用云计算将数据或信息保存在“云”的后台数据库中，解决信息来源不同但信息传播过程中需要进行各种格式转化的问题，所有用户都可以通过互联网，按需访问和使用信息，而且在严格的安全管理机制下，只有对数据拥有访问权限的人，才可以使用或与他人共享信息。同时云计算后台通过云计算的网络应用模式向用户端及时提供最新病毒和木马的信息和安全免费的病毒库升级，防止病毒和木马对用户电脑的入侵。

2.3 实现用户为先的目的。许多地质资料信息因为地理或部门之间的差别难以实现合理共享。云计算通过技术手段使得用户可在任何时间、地点便捷安全地获得“云”中相关的地质资料信息。个人或单位脱离了只是从计算机上或某个指定的地质资料馆获取地质资料信息的限制，可以通过各种移动终端设备等获得所需信息。从用户的角度而言，规范统一的入口界面，便捷简单的指令且速度快，对于地质资料信息资源的共享具有明显的优势。

3、“云地质资料馆”信息资源共享模式构架

云计算的核心价值在于：可将虚拟化、自动化、Web2.0等多种技术集成起来，帮助地质资料利用者更高效地管理地质资料信息资源环境，并利用现有的平台把应用技术快捷转变成服务迁移到云端（计算机集群）上，提高地质资料信息资源的利用效率。因此，可以从数字地质资料馆与用户这两个角度构架云地质资料馆建设模式。

3.1 从数字地质资料馆建设的角度。各地质资料馆可将数字资源通过数据中心基础设施置于云中心，由地质资料馆管理人员对数据中心进行管理，各地质资料馆通过“云”紧密联系起来，软件发行商通过不断研发、升级组件从而促进实现便捷优质的地质资料信息资源共享。用户可随时访问云中心查找所需信息，无需跨库和进入实体地质资料馆中进行检索、借阅。“云地质资料馆”是基于Web提供服务，因此，绝大部分地质资料馆不需要再购买软硬件、服务器，也不需要定期对软硬件进行升级和聘请专业计算机、网络维护人员，可直接通过数据中心实现地质资料信息资源共享，也节约了大量的资金。

3.2 从用户访问数字地质资料馆的角度。以往地质资料馆网络建设主要采用的方式是“分布式存储，分布式服务”，用户需要进入不同的地质资料信息资源数据库中查找所需信息。在云计算环境下的数字地质资料馆中，用户只需通过计算机等终端设备进入到服务端口，便可浏览统一界面，自主操作。用户经过身份认证后即可访问“云地质资料馆”。针对用户检索的要求，资源管理平台依据用户的需求将相关检索信息快捷地提供给用户。用户即可“一站式”地从各地质资料馆，不受任何时间、空间的限制获取所需信息。商务处理平台进行处理、计算，根据用户的不同需求计算相应费用。作为资源拥有者的地质资料馆，则可以专心进行地质资料信息资源建设。

4、云地质资料馆的实现方式

4.1 地质资料馆云存储。运用“云计算”服务技术后，各地质资料馆只需将本馆内的数字资源交给云服务提供商，与提供商签署信息安全协议，即可完成地质资料信息存储。各地质资料馆将符合实现信息资源共享的地质资料数据放置于公有云中，直接面向用户提供地质资料查找、利用等服务。而对于那些不便于公开的地质资料信息，则置于拥有基础架构自的各地质资料馆私有云中，通过账户身份登录认证才能查询，通过提供个性化、智能化的服务，有效地保护信息安全。

4.2 地质资料馆基础设施服务云平台。基础设施服务即指采用虚拟化技术构建的数据中心，将分布在大量计算机和存储设备上的计算资源和存储资源集中起来形成一个虚拟的资源池，以服务方式按需提供给网络用户。各地质资料馆运用网络服务媒介搭建的平台，将各地质资料馆的计算资源与存储资源有机整合，统一存储于虚拟的资源池中，各地质资料馆这种共同使用服务器、路由器、交换机等设备的方式，有效地降低应用程序的工作负荷量。地质资料馆基础设施服务云平台的实现，将地质资料信息资源共享建设的思路由对实体基础设施的投入切换到虚拟设施中，作为服务便捷地提供给用户。

4.3 地质资料馆馆际云服务。将地质资料馆信息资源置于云中心，极大方便了用户利用云计算技术检索云地质资料馆“虚拟资源池”。此外，地质资料馆馆际互通和交流，将地质资料信息资源不再单一地存储于本馆中，馆际之间共同打造地质资料信息资源池，可以有效预防地震、火灾等不可抗事件或因素对地质资料的安全隐患，云地质资料馆的实现则成为另一种形式的“异地备份”。虚拟机要进行修补的时候，管理员只需创建虚拟机映像，将原来的数据逐一快速地备份到这一映像中，可以有效保证地质资料信息安全。

5、结束语

随着云计算技术的进一步发展及云计算理念被广泛接受，云计算技术必将成为最为重要的信息技术，云计算平台将成为最为重要的基础设施，基于云计算平台的应用也将成为人们最重要的选择，为未来地质资料信息的共享提供了技术参考，这值得我们高度关注、认真研究。

参考文献

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关键词：云计算；交通运输；智能化

近年来，随着经济的快速发展，工业化进程的加快和汽车数量的急剧增长，道路里程的增加速度和汽车数量的增长速度严重失衡，交通问题日益严峻。智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)作为电子信息技术与交通运输融合的产物，是解决城市交通拥堵、改善行车安全性、提高车辆运行效率的最佳途径之一。智能交通系统(ITS)是交通行业发展的新趋势，而实时交通信息处理是智能交通系统研究的核心内容之一。如何对海量的交通信息的采集、处理、分析、挖掘和利用，将是智能交通信息服务的关键问题。“云计算”技术的发展，对推动交通运输智能化发展起到了极为重要的推动作用。

一、云计算概念及原理

云计算(Cloud Computing)是近年来发展起来的一种新的基于互联网的计算形态，体现了一种全新概念的信息服务模式。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中,从而充分发挥现代高速信息网络和强大的计算机信息处理能力。它的的核心技术包括：编程模型、海量数据分布存储技术，海量数据管理技术、虚拟化技术和云计算平台管理技术。

二、交通运输智能化

交通运输智能化就是智能交通系统（ITS）在日常交通运输中的运用。中国智能交通系统体系框架研究报告中对ITS做出了如下定义：在较完善的基础设施（包括道路、港口、机场和通信）之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术和系统融合技术有效地集成并应用于地面运输系统，从而建立起大范围发挥作用的，实时、准确、高效的运输系统。研究ITS的目的就在于将先进的计算机和通信技术与传统的交通运输技术相融合，通过对交通信息进行采集、加工、，实现人、车、路之间的信息共享、协同合作，减少交通拥堵和交通事故，降低交通能源消耗和交通污染，建立起一个现代综合高效的交通物流服务系统。ITS强调的是运输设备的系统性、信息交流的交互性、以及服务的广泛性。交通信息服务是ITS平台的核心内容。目前，我国都会级城市的交通信息服务系统的基础建设已初步形成，但普遍面临着如何整合利用海量交通信息服务于交通管理和出行的问题。

三、云计算对交通智能化的推动

智能交通系统平台应用，主要用于承载交通运行指挥系统、公众出行信息服务系统、道路交通综合调控系统、交通运输管理系统、交通综合检测系统、交通管理与应急仿真决策支持系统等六大系统所用的数据。其所用数据涉及交通运输各个领域，极为庞大、繁杂，处理非常困难。云计算技术以其自动化IT资源调度和快速部署以及优异的扩展性等优势，成为解决这一问题的重要技术手段。

通过建设云计算数据中心可充分承载交通业务数据，将各种服务、能力等信息作为一种资源池通过结构化的优化，实现交通数据共享交换，并满通业务支撑、决策支持需求，从根本上解决交通信息数据统一存储、共享和业务支撑的难题，形成交通信息决策支持体系。

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关键词：云计算；数据安全；数据加密；访问控制；信道加密

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-2163（2015）02-

Improve the Security of Cloud Computing Data with Encrypting the Communication Channel

ZHANG Jianzhen

（ShanXi Institute of Mechanical & Electrical Engineering， ChangZhi ShanXi 046000，China）

Abstract： With the development of cloud computing， the security of cloud data gets more and more attention， in order to make the data in the cloud computing， data storage， data communication be more secure， this paper analyzes main risk and the existed security measures， puts forward through encrypting the communication channel to strengthening communications’ security， which could promote cloud computing data security.

Keywords： Cloud Computing； Data Security； Data Encryption； Access Control； Channel Encryption

0 引 言

自2010年以来，云服务得到广泛的应用，云计算、云存储、云平台几乎渗透到工作、学习、生活的各个领域，许多企业纷纷搭建云平台以提供云服务，还有一些企业则开始迁移企业数据至云平台，以节约成本、提高效率。由于云计算对网络的依赖，使其除了云计算技术本身安全性外，同时更要考虑计算机网络的安全风险。如何保障云中数据的安全性，成为云技术发展的重要课题。

1 云计算数据风险分析

云计算的一个主要特征就是网络依赖，其一切服务均通过计算机网络来实现，用户的数据存放在云端，无论使用PaaS、IaaS还是SaaS服务，均需要通过网络与用户通信。因此，云计算在平台架构、网络连接、用户访问等环节均存在安全风险。

1.1 平台架构

2010年以来，OpenStack提供了最简单可行的私有云平台架构技术，支持仅通过5台计算机建立一个正常运行的简单云计算平台，5台计算机功能分别是计算服务器nova、存储服务器swift、镜像管理服务器glance、身份与访问管理服务器keystone和Web服务接口Horizon，其中计算服务器Nova是OpenStack的核心，负责管理和优化云计算资源配置[1]。因此，如果Nova节点出现故障（SPoF，single point of failure），将直接导致OpenStack云平台的崩溃，云中数据的可用性也不复存在[2]。

1.2 网络连接

由于云计算对网络的依赖性，所以一般网络存在的安全风险在云计算中同样存在，如中间节点、网络设备、连接设备等构成云计算网络每个环节的安全性，不仅如此，云计算平台构建的网络连接本身也将是云中数据安全的重要一环。

1.3 用户访问

分布式虚拟技术是云计算关键技术之一，在云中，用户不仅不清楚自己的数据储存在哪台服务器上，也不了解服务器具体放置何处，用户之间通过分布式虚拟技术实现共享计算或存储资源，此时若用户之间安全隔离不够，就使得一些恶意用户利用溢出等攻击技术读取共享区数据，从而使得用户数据被窃取、篡改或丢失。

2 云计算数据安全主要措施

为保障云中数据安全，目前采用的安全保障措施主要包括数据加密和采用访问控制策略。

2.1 数据加密

采用数据加密技术是实现用户信息在云计算环境下安全存储与安全隔离[3]的有效手段，目前比较流行的数据加密方法有同态加密[4-6]和基于属性的加密。同态加密使云端在不知道用户明文数据m情况下，对加密的用户数据e直接进行操作，如同对明文进行操作，另外也有类似的半同态或somewhat同态加密技术。基于属性的加密使用用户的属性集合作为公钥对用户数据加密[7]，若一个访问用户要解密一个密文，则要求该用户的属性集合与公钥的属性集合相同属性的数量达到要求数量才能解密。但加密数据的密钥管理往往成为另一个新的问题。

2.2 访问控制

用户访问云中数据时，必须经过云服务商CSP认证，因此，云服务商需要采用访问控制策略来控制用户对云中数据和云服务的访问[8]。由于云计算中，用户都有自己的数字ID，因此基于身份的加密IBE和签名IBS的IBACC认证协议广泛用于云计算身份认证，采用此身份认证方式，可以进行实时身份监控、权限认证和证书检查，从而防止来自恶意用户的越权访问。访问控制不能就消息传输过程的安全性作出反应。

3 通信信道加密保障安全

正如密码学上经典的Alice和Bob通信问题，目前保障云中数据安全的方法无论加密消息本身还是在Alice和Bob之间设置访问控制协议，均各有利弊。为保障云中数据的安全可靠，除采用数据加密和访问控制外，充分借鉴计算机网络通信加密技术提出通过信道加密来保障云数据安全。OSI通信模型中，加密可以发生在通信低层如物理层、数据链路层，也可以发生在如应用层等较高层。物理层与数据链路层等低层加密也叫链―链加密（link-by-link encryption），即通过该链路的所有数据将被加密；发生在较高层（如应用层）的加密叫端―端加密（end-to-end encryption），数据传输到此处时被有选择性地加密，并且只在最后的接收端解密[9]。以下为加密具体实现方法。

3.1 链―链加密

链―链加密方法是在标准物理层接口处添加硬件设备，在线加密，每一次链接仅需要一组密钥。通过物理接口的所有数据将被加密，如数据、路由信息、协议等，对用户透明，发送端与接收端之间的任务智能交换或节点要处理数据必须对其进行解密，因此链―链加密以后，由于所有数据被加密，窃听者得不到任何关于数据结构的信息，也无法猜测数据来源及目的地，侦听到的仅是貌似随机的位序列。由于链路加密需要对每个物理链路加密，只要有一处没加密就会危及整个网络安全。因此，对于大网络，链―链加密开销将变大，且中间节点数据易被暴露。链路加密原理如图1所示。

图1链路加密原理模型

Fig.1 Link encryption principle model

3.2 端―端加密

端―端加密方法主要是在通信模型的较高层――网络层或传输层之间添加加密设备，加密设备根据OSI模型低三层的协议理解数据，由于端―端加密只加密传输中的数据单元，不处理路由信息，因而省去了通信中在物理层加解密信息的繁琐，数据单元可以保持加密状态，直到传输结束。端―端加密独立于网络所用的通信结构，加密和解密离线完成，因此密钥管理相对复杂。由于路由信息不加密，因此攻击者将可根据路由信息分析通信双方，通信时间及时长等。端―端加密原理如图2所示。

图2端―端加密原理模型

Fig.2 P2P encryption principle model

3.3 组合加密

根据链―链加密与端―端加密的优缺点，考虑一种针对云计算有效的网络安全方式，即加密每个物理链路同时加密数据单元，从而既避开了端―端加密攻击者对路由信息的分析，也提升了链―链加密中间节点数据的安全性。密钥管理方面，用户仍采用离线的端―端加密，网络管理员负责物理层在线的链―链加密。

4 结束语

随着云计算技术的发展，云服务不断渗透人们生活的方方面面，但是由于云计算模式下数据异地存储导致数据超出人们的掌控范围，数据安全成为时下普遍关注的焦点。数据加密与访问控制是最常规的安全措施，作为云计算数据传输的“高速公路”――通信信道往往被人们所忽视，数据安全环环相扣，只要其中任何一个环节出现漏洞，均会导致功亏一篑。通过数据加密、访问控制、信道加密三位一体的安全措施，相信在一定程度上解决云计算数据安全问题，但随着网络技术的高新、快速发展，有效的安全手段仍需要不断深入研究，力争实现防患于未然。

参考文献：

[1] 陈伯龙，程志鹏.云计算与OpenStack[M].北京：电子工业出版社，2013.

[2] 曾文琦，叶家炜，杨阳，等.面向应用服务的虚拟机性能评估[J].计算机工程与设计，2014（10）： 156-158.

[3] 张启云.云计算中数据安全问题研究[J].计算机光盘软件与应用， 2012（6）：25-26.

[4] 吴旭东.云计算数据安全研究[A].第26次全国计算机安全学术交流会论文集[C]. 上海：信息网络安全， 2011：38-40.

[5] Marten van Dijk and Craig Gentry and Shai Halevi and Vinod Vaikuntanathan.Full Homomorphic Encryption over the Integers[C]//Eurocrypt.Nice，France：ICAR，2010.

[6] 彭伟.面向云计算安全的同态加密技术应用研究[D]. 重庆：重庆大学， 2014.

[7] 程玉柱，胡伏湘.云计算中数据资源的安全加密机制[J].长沙民政职业技术学院学报， 2013（2）：132-134.

[8] 杨健，汪海航，王剑，俞定国.云计算安全问题研究综述[J].小型微型计算机系统， 2012（3）：473-477.

篇(7)

一 云技术与云端服务

什么是云计算？所谓云计算，就是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。

云平台所提供的应用服务均通过互联网提供给使用者。云平台自身具有开放性、可扩展性，支持无缝升级，其标准化接口能够灵活对接多种应用服务，使服务内容能够不断扩展延伸。“云”中的资源对用户来说可以随时获取、按需选用、随时扩展、按使用付费。

引用一下李开复的话，来具体化云计算，使其看起来不那么抽象。李开复（曾任Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。因此有了进一步的发展，现在发展到银行，可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。

这就是云计算的理念。它基于互联网的不断开发升级以及网络传输协议的不断完善和传输速度的极大提升出现的新技术。这种新技术的出现为云端服务提供了极大的可能性，为信息产业的发展与壮大提供了极大的推力，给予人们更方便快捷、更全面的服务。

云端服务，指的是 “网络服务”。举凡运用网络沟通多台计算机的运算工作，或是透过网络联机取得由远程主机提供的服务等，都可以算是一种云端服务。

典型的云端服务像云杀毒、云打印、云搜索、云存储等。iCloud 就是典型的云端服务，可以云存储、云搜索。给予用户强大的云服务，信息共享。

云端服务比起现在的本地服务拥有诸多好处。企业不再需要投入大量的资产来购入软件或者硬件，也不需要大量的信息人员来维护，只要通过云端服务提供商所提供的服务，就可以在很短的时间内迅速取得相应的服务。

有了虚拟化技术，企业放在云端的资料备份将会得到保障。这让企业愿意将数据及应用程序放在云端，通过网络让各分公司能够及时的取得服务，加快整体公司的营运效率。

对于大众。个人将在云端中找到更多的服务、应用与信息。在这个高度整合的云端，用户将更加便捷地搜索与储存。用户不需要再下载诸多软件、音乐、电影及电视剧等，只需连接上网络，鼠标轻点所需，即可得到完善便捷的服务，感受舒适快捷的服务体验，在云端自由遨游。

用户可以通过电脑、手机、平板、播放器甚至是电视机，只需要能够连接网络即可，便可以查看各个设备传到云端的资料，不需要拷贝，即可直接共享、直接浏览使用。

二 云端服务的实现原理

云端的实现原理其实相当简单。云端服务是基于虚拟化技术和连接装置及速度的增加。

1．虚拟化的技术

云端将需要写入注册表中的注册表项和文件从软件中分离出来，把它们储存在单独的缓存文件中，储存在云端的缓存中。当在云端激活软件时，不需要下载注册表和文件，只需要将云端的注册表和文件通过网络投影到系统文件中，这样讲不会占用物理内存。此时，安装在系统中的软件和其它进程都可以看到软件的注册表项和文件集合，并认为是真实的。它们对彼此的注册表项和文件集合的互相访问和使用都会按照平常进行。但对于软件的注册表和文件的投影的写和读的操作，其实都直接针对其缓存，而不是软件和其它进程所看到的位置。这就是云端实现的虚拟化技术。

2．连接装置及速度

除虚拟技术之外，云端的服务还要依赖强大的网络连接。当一个注册表项或者是文件达到相当大小时，网络的速度将直接影响程序的运行快慢。因为，云端服务需要将云端的数据通过互联网络投影到计算机上。

4G网络极大地提高了无线网络的质量和传输效率。同时光纤电缆的铺设和使用也提高了有线网络传输的速度。

云端服务商只需要增加服务器台数便可以方便快捷地为用户提供所需的服务，既方便了服务商，同时也方便了客户£¬并且有效地减少了空间资源的浪费。同时提供了强大的平台让用户共享。

云端实现原理如图1所示。1

三 云端服务应用与iCloud实现

随着技术的不断发展与完善，云端服务正步入普通家庭。像惠普的云打印、谷歌的云搜索、苹果的iCloud云等。下面以极具代表性的iCloud 云来举例说明。

2011年2月，苹果公司在旧金山召开全球开发者大会。在大会上，苹果公司正式了iCloud服务，该服务可以让现有苹果设备实现无缝对接。iCloud 是苹果公司提供的云端服务，它提供给每个用户5G的储存空间以储存邮件、行事历和联络人、音乐、应用、电子书等。使用户可以自由地上传文件和下载文件、大大节约了用户的硬盘空间，尤其是在手机、播放器等硬盘空间不足够大的设备上。除此之外，iCloud 为每个用户提供了一个注册账号，并且将它安装在每

一个苹果的设备上。这极大地方便了用户在苹果的不同设备上上传或下载自己iCloud云账户中的应用或者信息。

苹果在iCloud云服务中还提供了documents in the Cloud，这一功能可以让用户在不同的设备上进行同个文本的编辑操作。如果在iPhone上创建一个文本文件，这个文本文件会自动同步到云端，这样在其他设备上也可以找到之前建好的这个文本文件并继续编写。

苹果在iCloud云服务中还提供了Photo Stream（照片流）功能，Photo Stream将所有iPhone拍摄的照片自动传送到服务器，然后服务器会将这些内容再传送到之前你个人ID登录过的每个苹果设备上。

iCloud还拥有自动备份（通过 WiFi 等无线网络，实现每天自动备份）、云端文档（在 iWork 等程序上创建的文档，可以自动同步到云端，修改记录也能同步）、云端照片（任何设备的照片都能自动同步到云端的功能。其中的同步功能可以把设备上的通讯录、信息、邮件等进行同步，方便用户在不同设备上查找使用。如图2所示。

参考文献

［1］Sanjay Ghemawat, Howard Gobioff, Shun-Tak Leung.The Google File System［R］.Google，2003

［2］谢希仁.计算机网络［M］.北京：电子工业出版社，2007.

［3］陈全、邓倩妮.云计算及其关键技术［J］.上海超级计算中心，2009（26）