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关键词：云计算；虚拟集群；概念；核心技术
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0510020—01
0 前言
云计算技术就是借助网络技术来将分散的计算资源有效的聚合在一起，从而构建一个规模巨大的计算资源系统。云计算具有三个层次的服务，分别软件服务、平台服务以及设施服务。而在云计算平台上进行集群管理就构成了虚拟集群。目前，云计算和虚拟集群技术广泛的应用到计算机等相关行业领域。
1 云计算以及云计算的核心技术说明
1.1 云计算说明
云是网络、互联网的一种比喻说法。通俗的理解，云计算就是一种基于互联网技术的相关服务的增加、使用和交付模式，在云计算技术的基础上，可以通过互联网为相关行业或人员来提供动态性强，容易扩展，而且实用性强的虚拟化资源。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。其中云计算的定义可以从狭义和广义两个方面来理解。云计算的狭义定义是指IT基础设施的交付和使用模式，即是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的各种网络资源；云计算的广义定义是指服务的交付和使用模式，即是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的各种网络服务。这种服务可以是与IT、软件以及互联网等相关的服务，也可以是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。
1.2 云计算的核心技术说明
其中云计算平台的构建主要是基于虚拟化技术和Eucalyptus平台实现的。以下就分别对其进行详细的说明。
1.2.1 虚拟化技术。其中当前在云计算平台中应用最为广泛的虚拟化技术主要有KVM虚拟机技术以及Xen虚拟机技术。
1）KVM虚拟机技术。KVM虚拟机是一个开源的系统虚拟化模块，它主要集成在Linux操作系统中，KVM虚拟机是使用Linux系统的调度器来进行作业调度管理的，另外由于KVM虚拟机是一直基于硬件的完全虚拟化技术，所以它对硬件的要求比较高。
2）Xen虚拟机技术。Xen虚拟机是一个开源的虚拟机监视器，由于Xen虚拟机即支持硬件系统的半虚拟化也完全支持硬件系统的全部虚拟化，与KVM虚拟机相比，其对硬件的需求比较低，这使得Xen虚拟机对硬件的兼容性比较好。
1.2.2 Eucalyptus平台。Eucalyptus平台是一个用于实现云计算平台的开源软件，其中Eucalyptus平台主要依靠KVM虚拟机和Xen虚拟机技术来实现的，其中Eucalyptus平台的体系结构主要由云控制器、节点控制器以及集群控制器这三部分实现的。以下就Eucalyptus平台在虚拟机中的配置和使用作详细的说明。
1）主节点的配置问题。Eucalyptus平台主节点的配置主要是通过在主节点上安装云控制器、集群控制器以及存储服务器来实现的。
2）计算节点配置问题。Eucalyptus平台中在计算节点配置问题中是通过安装节点控制器来实现的。
3）网络配置问题。Eucalyptus平台的网络配置主要采用的是以主节点和计算节点之间的网络通信模式为基础的桥接模式，使用这种网络配置方式还需要对计算节点处网络链接的方式进行桥接模式的更改。
4）主节点以及计算节点的身份认证问题。Eucalyptus平台通过产生系统生成的密钥，然后将公钥复制到计算节点上，来实现主节点与计算节点之间的无密码连接，通过这一机制来实现主节点以及计算节点的身份认证问题。
2 虚拟集群概念分析
2.1 虚拟集群的定义
当前对虚拟集群使用的最为广泛的定义是这样的，所谓的虚拟集群就是通过采用虚拟化技术来虚拟出多台计算节点，从而构建出与物理集群相似的而且规模巨大的一个集群系统。也就是说，虚拟集群就是将那些协同完成特定任务的多台同构或异构的计算机连接起来的系统就是一个虚拟集群系统。显然，虚拟集群系统是一种并行处理的系统。
2.2 虚拟集群作业管理系统说明
虚拟集群作业管理系统作为虚拟集群的核心组成部分，其在虚拟集群系统中的地位是至关重要的。其中当前市场上的集群作业管理系统的种类比较多，其中应用最为广泛的就是PBS。其中PBS主要由资源管理器、调度器以及PBS执行器组成的。由于PBS属于开源软件，比较容易获取，而且PBS还有效支持作业的多种运行模式，同时由于PBS还为用户提供了完整的API应用程序接口，所以这非常有利于对系统新的调度策略的设计和开发。
2.3 虚拟集群作业管理系统各功能模块分析说明
虚拟集群作业管理系统主要包括三个功能子模块，分别是用户作业提交功能子模块、虚拟集群弹性构建功能子模块以及虚拟集群信息监控功能子模块。
1）用户作业提交功能子模块。用户作业提交功能子模块主要用来实现对用户通过作业提交页面递交到虚拟集群里的作业进行资源的计算，并在作业运行完后返回计算结果。
2）虚拟计算弹性构建功能子模块。当虚拟集群的计算资源不能满足作业所需的计算资源时，虚拟计算弹性构建功能子模块就会动态的虚拟出作业所需的虚拟机计算资源，并能够将其动态的添加到虚拟集群中来满足作业的资源需求。
3）虚拟集群信息监控功能子模块。虚拟集群信息监控功能子模块主要用来实现对虚拟集群各虚拟计算节点信息的监控，一旦有作业提交并运营后，虚拟集群信息监控功能子模块采用就会通过网页的方式来动态的显示各虚拟计算节点的运行状态。
3 云计算和虚拟集群技术的优势
3.1 云计算技术的优势
1）快速启动，搭建应用。云计算最大的好处就是能够快速搭建我们的企业应用，比如我们现在要开发一个网站，我们不必再花费巨资购买硬件集群、不必再耗资组建软件，只需把一切需要的搭建在云上，方便快捷还省钱，这对企业来说绝对是一个不错的选择。
2）成本低廉，投资灵活。因为云的规模是可以动态伸缩的，易于扩展也易于灵活处理，所以企业可以不加大硬件投资力度来满足应用以及用户的规模增长（降低成本），也无需因项目中断而沮丧（损失较少）。对大企业而言，船大有时也好调头；对中小企业来说，项目运作成本骤减，竞争大企业，可望可及。
3.2 虚拟集群技术的优势
与传统的集群管理技术相比，虚拟集群的优势主要体现在如下几个方面：
1）将云计算平台和集群管理技术有效结合在一起所构建的虚拟集群，可以更加快速方便地构建高性能的集群系统平台。
2）虚拟集群利用云计算平台的虚拟化技术可以非常灵活地创建虚拟的计算资源，可以有效减少作业的等待时间，非常方便用户的使用。
3）基于云计算平台的虚拟集群可以实现计算资源利用的最大化，从而可以从根本上解决因计算资源不足而引起的作业排队等待时间过长的问题。
4 结论
云计算和虚拟集群技术以及基于云计算平台的虚拟集群构建在计算机相关行业的应用有效的解决了各种技术难题，对促进行业的发展发挥了非常重要的作用。
参考文献：
[1]曾龙海、张博锋、张丽华，基于云计算平台的虚拟集群构建技术研究[J].微电子学与计算机，2010（27）.
1.云计算的定义
云计算是一种基于互联网的超级计算模式。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。云计算实质上是通过互联网访问应用和服务，而这些应用或者服务通常不是运行在自己的服务器上，而是由第三方提供。它的目标是把一切都拿到网络上，云就是网络，网络就是计算机。云计算依靠强大的计算能力，使得成千上万的终端用户不担心所使用的计算技术和接入的方式等，都能够进行有效的依靠网络连接起来的硬件平台的计算能力来实施多种应用。云计算的新颖之处在于它几乎可以提供无限的廉价存储和计算能力。
基于云计算的原理和其固有的特点，云计算比其它新技术更容易进入高校。云计算对用户端的设备要求很低，这一特点决定云计算将会在学校大受欢迎。
2.云计算的特点
(1)服务提供的多元性
云就是庞大的计算机群，具备极高的计算、存储能力，能够完成单机所完不成的海量计算、存储等工作。云将调用云中的计算机群，使用基于海量数据的数据挖掘技术来搜索网络中的数据库资源，并运用各种方法为用户反馈出尽可能详尽、准确的结果，极大的扩展了而不是传统意义上的基于某个具体服务器为用户提供相应服务的工作模式;同时云中的计算机可以通过相应技术保持网络数据库信息的及时更新，用以保证用户服务的快速、准确。
(2)使用的便捷性
在云计算模式中所有应用和服务请求的数据资源均存储在云中，用户可以在任意场合、时间通过网络接入云平台，使用统一的云服务，按照自身的需求获取所需信息，并可以实现不同终端、设备间的数据与应用共享，为工作带来极大的便利和效率。
(3)服务的安全性
分布式系统具有高度容错机制，云计算作为分布式处理技术的发展，依托据存储中心可以实现严格、有效的控制、配置与管理，具有更好的可靠性、安全性和连接性能，同时高度集中化的数据管理、严格的权限管理策略可以让用户避免数据丢失、病毒入侵等麻烦。
(4)用户端设备成本低廉
由于云计算模式下大量的计算及存储工作都被放到了网络上，作为个人的用户端就完全可以简化到只有一个浏览器了。云计算模式中用户只需通过网络使用服务商所提供的相关服务，并按实际使用情况付费，具体的计算机系统硬件配置、设备运行维护开支和服务器系统软、硬件升级都由云服务提供商来完成。云计算的端设备和现在的PC机相比，云计算终端功耗低，成本低廉，终端用户使用简单，维护方便。
二、云计算为高校教育信息化建设提供新的思路
1.云计算能大大节约信息化的资金投入
目前的高校信息化建设中成本主要来源于软硬件的购置、日常维护及设备更新等，如果将这些建立在云计算和服务的基础之上，将大大减少资金投入。其一，整个网络课程建设的基础平台将是云服务提供商提供的跨平台、运算能力强大、资源丰富的统一的通用信息平台，无需购买本地服务器，仅需投入少数管理终端及云接入设备即可;其二，所有的服务提供均由云端提供，无需为保证服务器运行的可靠性、保证存储在服务器中的数据资源的安全以及避免因网络访问异常导致服务器瘫痪而对网络服务器响应及接入数量等进行限制，因此原来维护、升级等工作几乎降至最低，管理成本也相应可以大大降低。
2.真正实现资源整合，建立统一的资源平台
将高校信息化建立在云计算和服务的基础之上，将繁重的网络信息平台建设、服务器的配备、课程资源的存储与管理等工作交给云服务提供商，那么现有分散的、自成一体、本地化的网络信息平台将转变成为一个与具体网络运行环境、网络服务器系统、网络操作系统无关的强大的统一的通用信息平台，在这个平台上以成千上万的云服务器为依托，拥有着极其强大的计算功能、海量的网络资源，现有的网络课程建设中存在的软、硬件资源重复投入、虚拟化教学设备运行能力支持等问题将迎刃而解。
3.云计算的应用能够保证高校师生的信息安全
校园网内的计算机病毒的防控一直是一个十分棘手的问题，尤其在多媒体教室及计算机实验室。一台机器中毒，很快就会传遍所有机器。杀毒软件授权使用费用对高校来说也是一笔不小的开支，但对病毒仍不能有效的防控。而在云计算环境下，云计算提供商拥有先进技术和专业团队来负责这些资源的安全维护工作，师生们只需通过网络，就能访问自己的数据。本地不再存储任何数据，因而不用担心病毒入侵造成的破坏。所以，云计算在高校的应用既省去了高校在信息安全方面的开支，又确保了高校师生的信息安全。
关键词：云计算；现状；问题
一、云计算的概念及特点
云计算（c1oud computing）是一项新发展起来的计算机技术，还在不断发展的阶段，它是一个新的概念，这一新概念是在分布式系统、网格计算等基础上提出的。云计算最大的特点面对是超大规模的分布式环境，它的主要工作模式是把存储在大量分布式计算机产品中的海量数据和处理器资源整合在一起协同工作，通过这一过程使相关的计算分布在大量的分布式计算机上，从而使有关数据中心的运行与互联网类似。云计算本质上是一种共享基础架构的方法，它能够提供更多的服务，将提供服务的渠道是将巨大的系统池连接在一起，这样使计算机资源实现最大程度的丰富，用户可以根据自己的需要访问计算机和存储体系。在云计算模式下，用户可以通过电脑、笔记本、手机等方式接入“云”中心，按自己的需求进行操作去寻求自己需要的资源。云计算相对于传统计算机技术的优点是更强的计算能力、成本更低、服务更全面，这样的优势必将获得越来越大的应用空间。
二、我国云计算发展现状
近年来，随着我国计算机和网络技术的迅速发展，云计算技术在我国也得到了一定的发展，并且呈现出发展越来越广泛的应用市场。
目前为止，我国的云计算技术经历了引入阶段和初步发展两个阶段，从2007年人们开始研究云计算到云计算技术真正应用到实际中是云计算的市场引入阶段。这一阶段虽然学者和企业家们都在研究云计算技术，但是云计算的概念还不够明确，直到2009年，云计算概念得到广泛普及，越来越多的人开始知道云计算技术，越来越多的企业家开始投入热情运用云计算技术。至2010年下半年，云计算技术市场开始逐步摆脱引入阶段，技术日益完善，市场规模不断扩大，逐步向着更成熟的方向迈进。
目前，我国的云计算技术发展处于初级阶段，通过各方的不断努力，我国在云计算的研究和探索方面取得了一定的成绩，中国移动通信研究院进行了名为“Big Cloud”的一个基于开源技术建造的实验性云计算平台。在政府部门方面，为便于学者和企业研究和探讨云计算技术的具体发展，中国电子学会在2008年专门成立了中国电子学会“云计算专家委员会”，为专门研究云计算技术提供了有力的保障和支持。除此之外，在相关政府部门的指导和支持下，中国电子学会于2009年5月22日在北京举办了首届中国云计算大会，为云计算技术的发展带来新的机遇。2009年阿里巴巴集团在南京开始建立国内首个“电子商务云计算中心”，这是云计算技术在商业领域得到发展的有力证明。
三、我国云计算的发展问题及挑战
尽管云计算的发展会给企业和个人带来很多方便，但它在我国的发展仍然存在一些问题，面临很多的挑战，需要我们认真分析和对待。
（1）高可靠的网络系统技术不够完善。云计算的发展必须以高可靠的网络系统技术为基础，大规模的服务器集群系统是云计算技术发展的支撑，而可靠性和稳定性是大规模网络技术系统面临的最大挑战之一。但是，我国计算机和网络发展程度对于提供高可靠的网络系统技术不够完善，给云计算技术的发展带来一定的阻碍。
（2）数据安全技术存在一定问题。数据的安全包括保证数据不会丢失和保证数据不会被泄露及非法访问两个方面。对计算机网络用户而言，数据安全性是首先要考虑的问题，因此，数据安全技术的发展和完善程度直接关系到云计算技术的进一步发展和普及，我国必须加大力度进一步完善数据安全技术，为云计算的发展提供保障。
（3）海量数据的挖掘技术制约云计算的发展。云计算的特点之一是数据量大，因此，如何从海量数据中获取有用的信息，将是决定云计算应用成败的关键。因此，要想获得云计算技术的发展就需要新的思路、方法和算法来完成海量数据的挖掘工作，这是我国发展云计算当前和以后面临的一大问题，同时海量数据的存储和管理也是一个巨大的挑战。
云计算作为一种新型的计算模式迎合了时代的发展，云计算不仅大大降低了计算的成本，而且也推动了互联网技术的发展。虽然，云计算的发展遇到一些问题，但是在众多公司和学者的研究下都会得到解决，最终普通消费者用户都可以使用。
参考文献：
[1]刘邦凡，张婷婷.论基于云服务的G2C电子政务[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2012（5）
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[3]陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用，2009（9）：2562-2566
[4]刘树超.云计算的研究与探讨[J].煤炭技术，2010，29（9）：224-225
[5]钟晨晖.云计算的主要特征及应用[J].软件导刊，2009，8（10）：3-5
关键词：GIS软件工程 云计算 工程模式 虚拟化
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0040-01
伴随着互联网在人们工作和生活中的普及，云计算技术的发展日臻成熟，传统的以因特尔和以Windows为平台的网络商业运营模式已经不能满足现代人的发展要求。反之，云计算技术正以其强大的数据处理能力获得了巨大的发展空间。
1 云计算的基本概念
云计算技术是在互联网发展的基础上诞生的一项数据管理技术，它将复杂的数据处理过程分割成为若干个子程序，由云计算下的多个服务器进行分析再反馈给用户的数据处理系统。其强大的数据分析处理能力可以为用户提供更为方便快捷的服务，有效节约时间和精力。从狭义的角度看，云计算就是指在IT行业发展的基础之上的模式与交付，它通过网络资源获得所需要数据资源。
2 云计算技术的特点
2.1 虚拟化程度高
云计算通过互联网实现了功能的全部虚拟化，用户无论在什么地方均可以通过网络终端享受服务。全部的服务信息资源均来自“云”，而并非实物操作，用户仅仅使用笔记本电脑或是智能手机就可以在任何地点通过网络获取应用服务。
2.2 规模庞大
随着互联网技术的迅速发展，云计算的服务器已经发展形成了庞大的规模，据统计Google公司的云计算服务器已达100多万台，而像搜狐这样规模的公司，云计算服务器也已经超过40万台。
2.3 可靠性好
云计算的可靠性是多种保护措施实现的，比如数据的多副本容错功能、计算节点的互换等。并且配备有专门的技术人员对数据库进行实时维护，保证存储信息的安全、稳定性，确保用户不受影响。
2.4 通用性好
云计算的推广范围很广，能够满足各类用户的服务要求，甚至同一云能够在同时为多个用户提供服务，并且可以构造出很多不同形式的应用，这为用户享受云计算服务提供了很大的便利性。
2.5 成本低廉
云计算采用的是集中自动化的管理形式，容错措施使用低廉的接点构成模式，这就在很大程度上降低了管理运营成本，减少了分摊到用户身上的管理维护费用。其良好的通用，可以为用户提供更加方便、廉价的服务，用户无需投入大量精力和财力就可以获得想要的资源。
3 GIS工程的基本概念和主要特征
3.1 GIS工程的基本概念
GIS软件工程指的是软件从概念定位、原理应用、技术落实到软件的开发与维护的整个活动过程。它涵盖GIS的规划设计、组织落实和功能评价等多项工作，还包含质量监管、需求控制、风险控制等多项技术，在此基础上形成GIS的数据信息管理和质量监管体系，实现数据处理功能的最优化。
3.2 GIS工程的主要特征
3.2.1 系统的复杂程度高
文档的数量和质量要求较高。GIS工程需要交付的文档涵盖工程系统的设计手册、用户指南、软件说明书、功能检测报告、空间分析报告等等，这些文档内容庞杂而且质量要求较高，对于管理人员工作要求很高。软件在微观上的复杂程度高。由于GIS工程涉及的信息量非常大、内部功能结构复杂，因此工程本身的长度及内部结构管理都是非常复杂的工作。理论研究的难度大。GIS工程是基于虚拟化的云计算技术发展的，在空间理论方面极为复杂，不易理解。
3.2.2 对于数据的处理要求特殊
数据质量要求严格。GIS工程对于输入数据的质量要求是很高的，如果数据存在问题则容易引起系统功能的故障或是运行崩溃。数据的时效性。GIS软件工程内部的数据信息更新换代非常快，这样才能满足网络时代海量信息资源的发展要求，如果数据陈旧就无法满足工作需要，因此时时的信息采集工作是建设GIS软件工程所必须要做的。
4 基于云计算的GIS软件工程模式
4.1 GIS软件工程的结构模式
云计算技术的发展为GIS软件工程的发展提供了极大便利，上面已经提到云计算技术具备庞大的数据存储量、可靠性高、通用性好等优势。这些技术优势使得GIS软件工程的结构模式得以进一步优化，具体的来说，云技术下的GIS软件工程会充分的运用云端所提供的构件进行革新，而传统的GIS构件是不能与之相提并论的。由云端提供的庞大数据信息量以及地图检索服务可以为GIS软件更新服务工程，满足不同读者需要提供可能。
4.2 GIS软件工程的组织模式
传统的GIS软件生命周期呈串行模式，可是在云计算技术的推动之下，GIS软件工程的生命周期也将发生大的变化，逐渐呈现为多重的螺旋模型发展趋势。GIS软件工程的研发具有开放性和阶段性的特点，在软件开发的各个阶段需要大量工作来打基础，为了克服研发弊端，对于GIS构架的设计可以吸收借鉴其他的成功经验，选择较为完善的构件和代码，这样对于推进组织模式更新具有重要作用。
4.3 GIS软件工程的管理与维护
在云计算技术下构件的GIS软件工程具备很大的灵活性和便捷性。在产品的研发过程中软件的管理和维护也在同时进行，改变了传统的先开发后维护的工作方式。一般在软件的初期研发阶段仅能完成少量的部署工作，可是随着云计算技术的介入和发展，可以有效的减少各个软件工程的耦合系数，确保各种构件均能实现联动或单独的自由管理模式，像客户端、服务端和管理端等等部分均可实现管理方式的优化。
5 云计算条件下的GIS软件工程应用
云计算技术自身具备很强的数据管理能力，可以有效的降低管理成本，这为GIS软件工程的研发单位节省了很大一笔研发资金。但是在进行GIS软件工程研发的初期，服务商需要投入大量的硬件和软件设施，同样是一笔较大的投入，所以假如能够改进原有的设备用于研发则可节约很大一部分投入。在软件开发过程中应注意选择品质有保证的应用软件，并成立云计算技术的专业管理部门，负责管理现代云计算技术和GIS行业在开发中存在的矛盾。这就能更加有效地实现云计算条件下的GIS软件工程发展。
6 结语
综上所述云计算技术发展下的GIS软件工程技术具备良好的发展条件，在工程体系建设、组织模式和管理与维护等方面，较之以往的技术有了很大改进。为了加快GIS软件工程的发展，我们应积极的利用云端庞大的数据信息资源获得自身发展所必须的资源。
参考文献
[1] 周鹏，尹菲.基于云计算技术的GIS软件工程模式[J].测绘通报，2010（11）：22-24.
1云计算简介
1.1概念
云计算是通过将大量计算分布到分布式计算机上，实现虚拟化的计算机网络系统，使得数据的计算运行与互联网类似，能够按照需求访问资源和系统。但是云计算并非通过本地计算机或远程服务器进行计算，而是像计算机网络内部一样实现分布式处理计算，这种方式就好像电厂集中供电模式，将低成本的运算单元组织在一起，能够大幅度提升计算能力和数据处理能力。云计算的这种计算模式对用户完全透明，用户只需要向系统提交自己的要求，云计算软件和平台会自动进行处理，用户不需要了解云计算的具体方法就能够实现快速、高效的大数据处理。
1.2结构
云计算是借助虚拟技术，将大量分布服务器上的资源整合起来，然后根据用户需求进行分配和处理，是一个虚拟的、庞大的计算机网络辅助系统。因此其体系结构也十分复杂，可以大体上分为用户、服务要求、管理系统和服务器集合等四个部分。用户提出服务要求，然后由管理系统向服务器集群发出请求并整合和接收反馈，然后以一个完整的形式将结果反馈给用户，形成一个完整的虚拟计算机网络处理结构。
1.3特点
云计算具有虚拟、高效、资源共享度高等基本特点，同时，目前由于云计算技术还没有完全成熟，大部分企业和个人使用云计算技术需要付费。云计算是一种虚拟概念的计算，也就是说其计算过程并不是通过实际的物理方式实现的，因此不仅能够实现大量数据的运算，也能够提高资源之间的共享度，同时这种分布式处理方式也更大地保证了数据的保密性和安全性。重要数据大量分布在所有分布式终端中，不能简单地从一台终端中提取，提高了数据的保密性，并且如果某台终端处理机出现问题，也不会影响其他终端，极大地提高了数据的安全性，使得大量数据的保存管理成为可能。
2云数据管理技术类型简介
云计算是对海量的、分布性的数据进行计算处理，因此对于数据的管理要求很高，采用的数据管理技术必须能够高效地管理海量数据，于是云数据管理技术也随着云计算的广泛应用而出现，并且目前已经成为众多企业和研究机构研究的重要课题。目前已经存在了许多不同的云数据管理技术，这些云数据管理技术各有特点，但是都以不同的方式实现了对海量数据的有效管理。
2.1GFS技术
GFS技术即谷歌文件系统，是一种为谷歌云计算技术提供数据管理的系统。在这种技术中，所有资源文件以一种库文件的形式存在，并且有系统提供给用户一个专用的程序访问接口，用户提出请求后，由一个逻辑上唯一的管理者对整个库文件进行调度和统筹管理。这种文件系统管理技术不仅能够为谷歌云计算提供海量数据的存储管理，同时也可以进行云计算，满足各种用户要求，目前GFS技术已经成为云数据管理技术的主要技术之一，并且得到了非常广泛的应用。2.2BigTable技术BigTable技术也是谷歌开发的一种数据管理技术，这种技术是建立在谷歌文件系统的基础之上，通过将大量数据组织在一张虚拟的表格中进行管理。这种技术将云数据组织在一张巨大的表格中，从而实现数据的结构化管理。在使用时能够根据要求更加快速地进行数据查找和处理，合理进行资源的分配。这种方式比起文件系统更能够实现数据的架构化，对于结构化云数据的管理会产生更好的效果，取得更高的管理效率。
2.3Dynamo技术
Dynamo技术是一种分布式存储系统，具有数据库和分布式Hash表的特征，以分布式Hash表作为基本存储结构和理念，实现数据在环中的均匀存储形式。这种技术的主要特点是提供了三个参数：N、R、W，技术规定，有N个副本，如果有R个读取一致就可以认为是读取成功，如果有W个写入成功就认为是写入成功，即系统不要求N个全部读取或写入成功，只要能够保证R+W大于N，就能够确保数据的一致性，这种技术增加了数据读取的复杂性，但是降低了数据写入的复杂程度，实现了更加高速的存储管理。
3云数据管理技术特点分析
3.1提供可靠的数据存储管理
云数据管理技术尽管各有特点，但总体都采用了分布式存储管理的思想。这种数据存储管理方式能够为企业提供海量数据的存储管理，同时能够极大地提高数据的保密性和安全性。同时，云数据管理技术一般都具有较高的容错性，大量分布式服务器的支持也可以实现对数据的错误分析和报告，避免因失误产生的数据错误。云数据管理技术最大限度地降低了人为管理因素对数据管理的影响，从而更好地提升了数据管理的可靠性。
3.2实现数据的并行处理和分析
云数据管理技术是将数据进行分布式处理，尽管在逻辑上看来许多云数据管理技术是将数据整合到了一个统一的机构中，但事实上数据是分布存储在大量分布式服务器上，在对数据进行处理时，就可以按照用户的要求从各个服务器中调取数据。在这种技术支持下，就能够有效实现数据的并行处理，系统根据用户要求自动检索分析用户需求，迅速缩小范围，锁定用户关键词，迅速对用户命令做出处理和反馈。同时，多个用户如果提出同一要求，也能够迅速通过这种管理技术实现信息共享，将同样的信息返回不同的用户终端。云数据管理技术还能够根据用户提供的关键字对数据进行初步筛选和分析，节省用户的分析时间，对于需要进行大量数据分析的企业来说可以极大地提高工作效率。这种强大的数据提供和分析处理能力正是云数据管理技术得到广泛研究和应用的主要原因之一。
4云计算和云数据管理前景展望
4.1云计算技术发展前景
云计算技术目前正处于快速发展阶段，不论是个人、企业还是国家都十分重视云计算技术的研究和创新。同时，随着更多的“云”概念的提出，云计算也被赋予了更多的功能和含义，大数据等概念的提出也为云计算带来了新的发展方向。国际社会已经有越来越多的专家学者研究出了更多创新的云计算技术，并且提出了概念含义更加广泛的云计算概念。国内对于云计算的研究也正日益火热，科研机构也在进行新技术的研究，国内个人和企业也逐渐了解了云计算的概念和特点，并且有更多的企业单位开始运用和研究云计算技术。可以说，云计算技术发展前景大好，并且很可能会成为未来一段时间内计算机研究和应用的重点方向。
4.2云数据管理技术的发展
伴随着云计算概念和技术的更新，云数据管理技术也必然要随之更新，云数据管理技术是为了给云计算提供强大可靠的数据存储管理支持，为云计算技术提供数据基础，因此其发展也会随着云计算技术的需求而不断改善。在目前的发展趋势看来，正有着许多新技术和新思想不断涌现，不同概念和云数据管理概念的结合创造出来更多的云数据管理技术。目前云数据管理技术发展趋势正倾向于将不同学科、不同领域的概念与之相结合形成新的管理技术，这种发展不仅能够促进云数据管理技术的创新，也加强了云技术与其他学科技术的结合发展，促进了不同技术的融合与共同发展。
5结束语
关键词：云计算技术；云安全
美国国家标准与技术研究院认为，云计算技术是一种资源利用模式，它能以简便的途径和以按需的方式通过网络访问可配置的计算资源（网络、服务器、存储、应用、服务等），这些资源可快速部署，并能以最小的管理代价或只需服务提供商开展少量的工作就可实现资源。纵观云计算技术的概念和实际应用，可以看出云计算技术有两个特点。一是互联网的基础服务资源如服务器的硬件，软件，数据和应用服务开始于集中和统一；二是互联网用户不需再重复消耗大量资源，建立独立的软硬件设施和维护人员队伍，只需通过互联网接受云计算技术提供商的服务，就可以实现自己需要的功能。云计算技术的研究应用，不仅推动了经济的飞速发展，而且也影响着人类的生活方式。思科预测，到2020年，三分之一的数据都将存储在云上或通过云进行存储。目前，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，被写入了政府工作报告。因此，加强云计算技术的研究和应用，特别是与现代制造业相结合，对我国经济的发展和人民生活水平的提高A2.重大。在加强云计算技术应用推广的同时，做好云安全（Cloud Security）防护则显得尤为重要。
1 云安全概念
最早提出“云安全”这一概念的是趋势科技，2008年5月，趋势科技在美国正式推出了“云安全”技术。云安全技术是网络时代信息安全的最新体现，它融合了并行处理、网格计算、未知病毒行为判断等新兴技术和概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到Server端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云安全技术是P2P技术、网格技术、云计算技术等分布式计算技术混合发展、自然演化的结果。云安全是继云计算技术、云存储之后出现的“云”技术的重要应用，是传统IT领域安全概念在云计算时代的延伸，已经在反病毒软件中取得了广泛地应用，发挥了良好的效果。在病毒与反病毒软件的技术竞争当中为反病毒软件夺得了先机。云安全是我国企业创造的概念，在国际云计算技术领域独树一帜。“云安全”的概念在早期曾经引起过不小争议，已经被普遍接受。值得一提的是，中国网络安全企业在“云安全”的技术应用上走到了世界前列，金山毒霸、瑞星等公司都相继推出了云安全产品。
2 云计算技术存在的安全问题
随着云计算技术的不断发展，安全性问题将成为企业高端、金融机构和政府IT部门的核心和关键性问题，也直接关系到云计算技术产业能否持续健康发展。云计算技术涉及三个层面的安全问题。
2.1 云计算用户的数据和应用安全。
在用户数据方面，云用户和提供商需要避免数据丢失和被窃。如今，个人和企业数据加密都是强烈推荐的，甚至有些情况下是世界范围法律法规强制要求的。云用户希望他们的提供商为其加密数据，以确保无论数据物理上存储在哪里都受到保护。同样的，云提供商也需要保护其用户的敏感数据。云计算技术中对数据的安全控制力度并不是十分理想，API访问权限控制以及密钥生成、存储和管理方面的不足都可能造成数据泄漏，并且还可能缺乏必要的数据销毁政策。同时，数据的完整性、可用性以及数据的可恢复性，都需要云计算技术去考虑。在应用安全方面，由于云环境的灵活性、开放性、以及公众可用性这些特性，在SaaS、PaaS、IaaS的所有层面，运行的应用程序安全设计也至关重要。同时，应用层的安全认证、审计以及数据的访问权限控制也需要考虑。
2.2 云计算服务平台自身的安全。
包括了云计算平台的硬件基础设施安全、共享技术安全和web安全等问题。在硬件基础设施方面，如网络、主机/存储等核心IT设备，网络层面的设备需要考虑包括网络访问控制（如防火墙），传输数据加密（如SSL、IPSec），安全事件日志，基于网络的入侵检测系统/入侵防御系统（IDS/IPS）等安全问题，主机层面的设备需要考虑包括主机防火墙、访问控制、安装补丁、系统巩固、强认证、安全事件日志、基于主机的入侵检测系统/入侵防御系统等安全问题。在共享技术方面，如在云计算中，简单的错误配置都可能造成严重影响，因为云计算环境中的很多虚拟服务器共享着相同的配置，因此必须为网络和服务器配置执行服务水平协议（SLA）以确保及时安装修复程序以及实施最佳做法。在web安全方面，云计算模式中，Web应用是用户最直观的体验窗口，也是唯一的应用接口。而近几年风起云涌的各种Web攻击手段，则直接影响到云计算的顺利发展。
2.3 云计算资源的滥用。
主要包括2个方面，一是使用外挂抢占免费试用主机，甚至恶意欠费，因为云计算的许多业务属于后付费业务，恶意用户可能使用虚假信息注册，不停的更换信息使用资源，导致云服务提供商产生资损。另一方面，许多攻击者也会租用云服务器，进行垃圾邮件发送、攻击扫描、欺诈钓鱼之类的活动。
这些安全问题实际上在传统的信息系统和互联网服务中也存在，只不过云计算技术业务高弹性、大规模、分布化的特性使这些安全问题变得更加突出。同时云计算技术的资源访问透明和加密传输通道等特性给信息监管带来了挑战，使得对信息和传输途径的定位跟踪变得异常困难。安全是云计算技术面临的首要问题。Google等云计算服务提供商造成的数据丢失和泄漏事件时有发生，这表明云计算的安全性和可靠性仍有待提高。根据IDC的调查结果，将近75%的受访企业认为安全是云计算发展路途上的最大挑战。相当数量的个人用户对云计算服务尚未建立充分的信任感，不敢把个人资料上传到“云”中，而观念上的转变和行为习惯的改变则非一日之功。安全已经成为云计算业务拓展的主要困扰。
3 云安全防护措施
针对云计算技术中暴露出的一些安全问题，必须强化云安全防护措施，这样才能让用户满意。云安全防护措施主要有以下几项。
3.1 强化数据安全和应用安全。
数据安全技术包括诸如数据隔离、数据加密解密、身份认证和权限管理，保障用户信息的可用性、保密性和完整性。密码学界正在努力研究谓词加密等新方法，避免在云计算中处理数据时对数据进行解密，近期公布的完全同态加密方法所实现的加密数据处理功能，都大大地推进了云计算的数据安全。基于云计算的应用软件，需要经过类似于DMZ区部署的应用程序那样的严格设计。这包括深入的前期分析，涵盖传统的如何管理信息的机密性、完整性、以及可用性等方面。在安全认证方面，可通过单点登录认证、强制用户认证、、协同认证、资源认证、不同安全域之间的认证或者不同认证方式相结合的方式，有效防止云资源滥用问题。在权限控制方面，服务提供商和用户提供不同的权限，对数据的安全提供保证。用户应该拥有完全的控制权限，对服务提供商限制权限。
3.2 强化基础平台的软硬件安全。
对于云计算平台的网络和主机设备，加强安全防护，可以通过网络访问控制（如防火墙），传输数据加密（如SSL、IPSec），安全事件日志，基于网络的入侵检测系统/入侵防御系统（IDS/IPS）等强化网络安全，通过主机防火墙、访问控制、安装补丁、系统巩固、强认证、安全事件日志、基于主机的入侵检测系统/入侵防御系统等强化主机安全，控制防止非法用户使用云计算资源；对于合法用户的恶意使用，则可以通过审计日志来实现事后的追查。为了达到云计算终端到终端的安全，用户保持浏览器的良好安全状态是很必要的，这就需要对浏览器安装补丁和升级以降低浏览器漏洞的威胁。此外，针对目前几种典型的云计算模式，部分厂商采取了细化应用安全防护的手段，针对不同的应用，提供专业级的网关安全产品。在数据共享方面，可以根据用户的需求，建立所需的云服务，即SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）和IaaS（基础设施即服务）三种形式。
3.3 强化法律管理措施。
云计算的稳定运行和健康发展，需要一定的法律法规和规章制度进行完善。SAS70标准是由美国公共会计审计师协会制定的一套审计标准，主要用于衡量处理关键数据的基准，SAS70作为第三方验证来确保安全、政策执行和验证等问题，能够确保云供应商提供对客户数据的保护。萨班斯法案的颁布，也为数据的保护提供法律的依据，属于SarbanesOxley法案的企业在使用云计算服务的时候就必须确保他们的供应商符合SOX（萨班斯法案）。这些法案和制度的建立为云服务提供商更好地服务及避免数据丢失对客户的损害提供了法律保障，将更有利于云计算提供商开发更优秀的构架。
云计算作为分布式计算、网格计算等技术的继承与发展，已经成为当前工业化与信息化“两化”融合发展的主要技术实现路线。本文首先简要介绍了云计算技术的概念与特点，其次阐述了云计算技术对医疗卫生信息化的影响分析，最后给出了云计算技术在医疗卫生信息化建设中的应用策略，为“十三五”国内医疗卫生行业的信息化建设提供参考。
【关键词】云计算技术 医疗卫生信息化 应用研究
1 前言
中国新一轮医疗体制改革以来，医疗卫生信息化作为医疗行业经营成本降低，工作效率提升的有效抓手，已经在国内医疗卫生行业中普遍开展。根据《医疗卫生第十二个五年计划规划》的要求，“十二五”期间国内医疗卫生行业围绕建设国家、省级、地市级等三级信息平台，建设电子健康档案和电子病历两个数据库，构建一个医疗卫生专用网络，健全医疗卫生信息标准体系为目标，加快推进国内医疗卫生信息化进程。经过“十二五”的五年建设，80%以上医院部署应用了医疗信息系统（HIS），健康档案、电子病历等120余项信息标准得到修订与增补，我国医疗卫生信息化建设取得了显著进步。但是，也存在顶层设计缺乏统筹，建设格局条块分割，重复建设现象严重等问题，医疗卫生信息资源整合优化趋势更加明显，智慧医疗、移动医疗、家庭医疗等发展理念开始深入人心。因此，开展云计算技术在医疗卫生行业的应用，用好用实虚拟化技术，是立足现有建设成果，提升医疗卫生的体系保障能力的有力抓手。
2 云计算技术概述
云计算技术是一种网络信息资源虚拟化技术的集中体现。自2006年美国亚马逊推出世界首个云计算系统――亚马逊云服务（Amazon Web Services，简称AWS），云计算开始在全球范围的快速的推广应用，据Gartner公司统计，2015年全球云服务市场规模达到2450亿美元，已经成为全球信息化建设的主要经费组成部分。同样，国内互联网企业也对云计算技术基础架构的灵活性、可扩展性的作用高度关注，经过近几年发展，腾讯、百度、阿里巴巴等企业已经完成云计算架构的发展，并在市场运营领域进行了广泛的应用。云计算技术作为一个发展的理念，其理论研究者与技术实现者从不同视角对云计算技术概念进行多样化描述，现阶段较为权威的概念描述是美国NIST给出的定义：云计算是一种按使用量付费的服务模式，已以形成网络、存储、应用、服务等资源池为目标，实现对网络资源的虚拟化的整合优化，增强可靠性、通用性和可扩展性，实现网络信息资源的利用率最大化。通过云计算定义可以看出，云计算技术以形成基于网络环境的计算资源池为核心目标，强化对网络资源的灵活调配、削峰填谷，主要具备以下特点：
（1）强调对网络资源的统一管理；
（2）强调对网络资源的均衡负载；
（3）强调对网络资源的动态调控；
（4）强调对网络资源的智能重组；
（5）强调对网络资源的成本压缩。
3 云计算技术对医疗卫生信息化建设的影响分析
简单而言，“智慧医疗”是云计算技术域与医疗卫生业务域相结合的产物，包含医疗资源整合、医疗远程协同、医疗信息安全等方面，它以构建以患者为中心的医疗全生命周期服务体系为核心目标，坚持整合医疗信息资源，增强业务互联互通，加强机构远程联动，逐渐实现业务应用、基础平台、硬件设备等层级的信息共享。当前，云计算技术包含Iaas（基础设施即服务）、Paas（平台及服务）、Saas（软件即服务）等三个维度，对医疗卫生信息化建设中的影响主要表现为：
3.1 在Iaas应用层次上
云计算技术要求医疗卫生领域的服务器计算资源与光纤通道存储设备资源进行虚拟化，实现物理上分布的计算、存储硬件资源的集中管理与统一调配。强化以虚拟机（VM）的形式，对各医院、医疗点、卫生主管部门提供硬件环节支撑。初步估算，云计算技术在医疗卫生行业的推广应用，可以使国内医疗行业减少50%以上硬件设备采购投资及60%以上的设备运维成本，应用经济效益显著。
3.2 在Paas应用层次上
云计算技术要求以医疗行业公共云与医院私有云相结合的方式，构建形成全国医疗卫生公共服务平台，实现医疗管理、医疗业务信息的融合共享，实现面向公共与医疗卫生行业服务，包含公共卫生、医疗保障、药物配备、医疗协作等功能。
3.3 在Saas应用层次上
云计算技术要求基于安全保密的前提，实现跨单位、跨部门、跨系统、跨领域中医疗数据的服务共享，形成患者为中心的医疗服务信息的生命周期管理模式，实施对患者的电子病历的增量管理，满足患者危急转院、异地就医的医疗信息动态支援保障。
4 云计算技术对医疗卫生信息化建设的应用策略
云计算技术在医疗卫生行业的应用，涵盖要素多，集成难度高的庞大信息工程，国内相关专家已经开始着手考虑智慧医疗在《医疗卫生第十三个五年计划规划》的应用方式，因此抓好云计算技术域与医疗卫生业务域的融会，落实好国务院工业化与信息化“两化”融合发展的指导意见，是医疗卫生信息化建设“大处着眼，小处入手”的必由之路，经研究，云计算技术对医疗卫生信息化建设的应用策略包含以下几个方面：
4.1 以全国医疗公共云平台建设为着力点
持续推动面向社会公共服务与医疗卫生行业服务的信息化进程，提升公共卫生、医疗保障、药物配备、医疗协作等服务保障能力。针对目前医疗资源分布不均衡，大型医院看病难等问题，开展自助服务机、医院门户网站、微信公众号等多种方式的医疗卫生服务，推动“初诊在社区，看病在医院，康复回社会”的新型医疗保障模式，提供医疗服务效率，加快患者、药品、医疗设备的流转速度，减少优势医疗资源的闲置浪费。
4.2 以面向个人的智能医疗可穿戴设备为切入点
持续推动医疗服务由医院集中式向家庭分散式的延伸保障。依托智能手表（手环）与智能内衣等技术，实现对家庭危重病人与遗传病史的人员的生命体征实时监控，给出重大疾病威胁报警。同时，借助远程视频看诊可视化技术，实现对异地、分布的病人的病状判断，以及所服药物品种、剂量的在线指导。
4.3 以医疗卫生信息标准体系的修改完善为立足点
持续加强医疗信息标准对医疗卫生信息化全民参与、自我发展的促进作用。按照“统一系统架构、统一数据编码、统一服务接口”等方式，修改完善医疗标准体系中基础类、数据类、标准类与管理类等标准，推动云计算技术在医疗卫生行业的应用深度与广度，提供系统拓展性与适应性，降低系统建设风险。
5 结束语
云计算技术作为当前主流的网络信息虚拟化技术，在国内外电子政务、企业指导、航空物流、金融证券等领域得到了广泛的应用，现阶段，国内专家学者不断推出“智慧医疗”的研究专著，可以看出，今后一段时间，智慧医疗将是医疗信息化发展的重要方向，应持之以恒的加强关注研究，结合自身工作实际开展云计算技术的应用实践。
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