【关键词】云计算基础架构；功能节点；结构网络；效能
1.引言
云基础架构作为云计算体系的基础，位于云计算系统的底层。云基础架构的良好运行对云计算系统有着至关重要的作用。
2.云计算基础架构
2.1 云基础架构的定义
目前，业界及学术界对云基础架构还没有一个统一的定义利标准。各IT运营商均根据自身的实际情况，以各自的理解定义和实现云计算基础架构的部署。
通过对现有云计算系统基础架构以及相关文献资料的分析研究，可以得出以下结论：云计算基础架构是指由硬件资源（PC服务器、磁盘阵列、路由器、交换机及相关配套设备）组成，通过虚拟化技术、分布式并行技术整合形成的用以直接对外提供存储、计算服务或作为基础设施为上层云计算应用提供存储、计算能力支撑的一种高效、可靠并且具有良好扩展性的底层分布式系统。
2.2 云基础架构的结构体系
目前云基础架构的体系结构还没有一个统一的定义及标准，业界各厂家均有自己的解决方案及实现方式，学术界也根据现有技术产品提出改进方案。IBM公司在其IBM Cloud Foundation Stuck基础架构云计算解决方案中把云基础架构分为4个层次：物力资源层、逻辑资源层、虚拟化管理平台层和云计算服务平台层。物力资源层主要提供云基础架构所需的服务器等硬件设施。逻辑资源层是指物理资源层与虚拟化的软硬结合，使资源能够拥有更好的扩展性、可分配性和可调度性。虚拟化平台层是对逻辑资源进行管理、调度的平台。云计算服务管理层则是云平台的门户，用户通过云计算服务管理层对虚拟化资源进行操作。苏州大学董昊晶、崔志明等通过研究VMware虚拟化相关技术产品，对VMware vSphere原有逻辑结构框架进行了实例验证，并用TCO计算器得到构建私有云的成本，数据显示在部署大量高性能服务器进行虚拟化的前提下具有比传统数据中心更低的成本优势。
通过对当前业界主流云基础架构系统的分析和对相关学术成果的研究，可以看出云基础架构的作用是通过将物理资源转化为虚拟资源池，实现对资源的监控、调度和管理以达到为上层应用和用户提供弹性的计算和存储资源的目的。由此本文将云基础架构分为图1所示的五个层次。
3.云基础架构的效能分析
3.1 云基础架构效能的定义
系统的效能是指对系统所具有能达到规定任务要求能力的度量。系统的效能不仅是其所具有的内在的执行任务的能力，而且是在系统的全寿命周期中围绕系统的一些活动所取得的效果，也称之为系统的效能。通过对复杂电子系统进行效能研究，可以量化系统标称能力与实际能力的匹配程度。通过研究系统效能可以对系统的运行进行科学的预测，并对系统进行有效的维护和改进。云基础架构作为一个庞大、复杂的电子信息系统，其效能对于整个云计算服务起着至关重要的作用。通过研究，本文对云基础架构效能加以概括既云基础架构效能是指在其运行周期内对云基础架构完成任务效果的度量。云基础架构作为一个大型的分布式系统，其效能并不能简单以完成任务数量的多少来衡量，其分布式的基本架构和良好的扩展性都使其能够完成数量庞大的任务。所以简单的以完成任务的多少来衡量其效能的方法有待改进。因此本文利用完成任务的效果作为衡量云基础架构效能的标准。
3.2 云基础架构效能的层次化分析
根据云计算的定义，云计算系统是在云基础架构之上，将置于其上层的应用以服务的形式提供给用户的系统。所以整个云计算系统运行的过程。也可以看作是云基础架构、云应用和用户三者间数据交互的过程。由此可得到云数据交互模型如图4所示。
由图3可知，用户端通过网络将所需请求发送至云应用端。云应用端根据用户请求，利用云基础架构的计算及存储能力对数据进行处理，最后将结果返回至用户端。通过云数据交互模型，可以得出云基础架构效能与云计算效能之间的关系。既云计算系统要想提供给用户良好的用户体验，其效能应该由云基础架构效能、云应用效能及网络效能共同组成。因此云基础架构效能不完全等同于云计算效能，它是云计算效能的重要组成部分之一。
通过上述分析可知云基础架构在整个云系统交互中所处的位置，由此可知云基础架构效能的具体表现形式在于对数据的处理上。因此本文根据云基础架构的体系结构图.1构造云基础架构的任务请求处理流程图，以此作为层次化分析云基础架构效能的理论基础。通过研究分析得云基础架构请求处理流程如图4。
根据上述描述，可以推出云基础架构效能是以各层次良好运行的共同结果来体现的，既云基础架构完成任务的效果是由云基础架构各层次的共同作用来体现的。因此研究各层次之间的运行参数指标及其之间的联系对研究云基础架构效能有着重要作用。
云计算与传统服务器运营模式上最大的区别在于云计算将交互过程中绝大部分的数据计算与存储工作都放到云中来处理，客户端几乎就是一个用于显示结果的显示器。因此在分析云基础架构效能上，不能再延续传统的分析服务器的方式方法。而是应该从云基础架构的入手，研究其效能问题。因此本文尝试基于功能节点和结构网络的云基础架构效能分析方法。
所谓功能节点是指具有特定功能的基础物理资源，如PC服务器、存储矩阵等。它作为构成云基础架构的基本物理单元，其效能对整个云基础架构效能有着重要影响。结构网络是指以控制软件为依托的由功能点相互连接而形成的云基础架构网络拓扑结构。结构面是一个抽象的概念，它依托在物理功能点之上，对功能点起着支配、调度的作用，因此研究结构面的效能问题对研究云基础架构效能同样起着重要的作用。通过上述思想，可以抽象出云基础架构的组成要素如表2。
通过抽象云基础架构的功能节点与结构网络，可以对云基础架构进行形式化描述：
CN—A=（FN—A1，…，FN—An）
CN—C=（FN—C1，…，FN—Cn）
CN—E=（FN—E1，…，FN—En）
CN—B=（FN—B1，…，FN—Bn）
CCI=（CN—A，CN—C，CN—E，CN—B）
3.3 云基础架构效能的研究参数指标
通过对相关材料的分析与研究，本文提出云基础架构效能指标体系如图5。
表3为各指标定义及表示符号。
通过云基础架构效能指标体系，可得云基础架构效能数学模型：
功能节点效能：EFN=f（PFN、TFN、BFN）结构网络效能：ECN=h（EFN、ND、ASP、NMD、EC）
交互效能：EIF=（IF、NBU、FQ、TLQ、IIF、T）
云基础架构效能：E=（EFN、ECN、EIF）
4.理论分析
通过上述指标体系，可以得出云基础架构效能的实质是不同结构网络之间数据交互过程。不同结构网络之间的数据交互又被参与交互的结构网络效能及交互信道效能所影响。不同的结构网络由相同属性的功能节点相互组成，所以结构网络的效能又受到结构网络效能的自身组织特性与同属节点的效能的影响。而功能节点的效能可由其功能特性所决定。因为通过一个数据交互过程不仅可以得到运算结果，还可以通过过程找出影响过程的因素。所以在研究云基础架构效能的过程中，研究整个云基础架构的数据交互过程，既研究功能节点效能，进而研究同属性结构网络效能，最后研究不同属性结构网络间数据交互效能，通过数据交互过程来研究云基础架构效能是可行的。本文通过构建云基础架构典型结构（如图6），分析验证从功能节点到结构网络的分析思路对云基础架构效能研究的可行性。
为计算方便，设所有服务器同构。图6（a）是一个典型的分布式云基础架构处理模型：上层向服务器A提出任务请求，服务器A（负责请求分析与控制分配）完成任务要涉及服务器B、C，服务器C要想完成任务要涉及服务器E、D。现假设有n个不同的任务请求同时发送至服务器A处，通过分析可以得到完成第n个任务所需时间为
，
其中表示C1的任服务器A完成第i个任务所需的时间。将图6（a）中所有服务器数量扩张至原数量的两倍得到图6（b）。在图6（b）中，相同功能服务节点间可形成同属性结构网络。同一时刻同时发出n个任务请求，其中有m个任务请求分配至服务器A1，n—m个任务请求分配至服务器A2，由推算可知第n个任务请求的应答时间为：
其中参数l、k是上层服务器A1、A2分配给服务器B1的任务请求，参数分别是服务器A1、A2发送给务请求，参数分别是服务器C1、C2发送给D1的任务请求，参数分别是服务器C1、C2发送给E1的任务请求。由服务器A1、A2的总任务数是m+n—m=n可知m
同理可以推出
由此可知
5.结论
本文对云基础架构进行了定义和结构框架分析，定义了云基础架构效能。并从层次化的角度分析了云基础架构数据交互过程，利用基于功能节点和结构网络的云基础架构效能研究方法对云基础架构数据交互过程进行了形式化描述：CN—A=（FN—A1，…，FN—An）、CN—C=（FN—C1，…，FN—Cn）、CN—E=（FN—E1，…，FN—En）、CN—B=（FN—B1，…，FN—Bn）CCI=（CN—A，CN—C，CN—E，CN—B）。并在此基础上提出建立了云基础架构效能体系指标，构造了云基础架构效能数学模型：E=（EFN、ECN、EIF）其中（EFN=f（PFN、TFN、BFN）、ECN=h（EFN、ND、ASP、NMD、EC）、EIF=（IF、NBU、FQ、TLQ、IIF、T））。最后本文通过理论分析对研究方法进行了可行性分析。通过分析可知，基于功能节点与结构网络的云基础架构效能分析方法，能有正确地根据云计算的模式特点为云基础架构效能的研究提供方向。
参考文献
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[5]陈康，郑纬民.云计算系统实例与研究现状[J].软件学报，2009，20（5）：1337—1348.
作者简介：
冯昊（1987—），男，仡佬族，贵州贵阳人，武警工程大学硕士研究生在读，主要研究方向：通信安全、计算机网络、云计算。
张龙军（1961—），男，陕西西安人，教授，博士后，硕士研究生导师，主要研究方向：信息安全。
【关键词】企业架构；EA；TOGAF；云计算；移动应用；大数据
Abstract： Enterprises on the development way of scale and information technology， enterprise architecture and cloud computing will play a vital role. This article is intended to explore the guiding function of enterprise architecture to cloud computing solutions that meet the business requirements ， and the influence and requirement of Cloud computing deployment to the existing enterprise architecture.
Key words：Enterprise Architecture；EA；TOGAF；Cloud Computing；Mobile Application；Big data
1.概述
未来的IT应用，前端会不断移向移动设备，后端移向云计算。随着移动应用的快速发展和部署，大量的各种各样的结构化数据和非结构化数据应运而生，这些数据作为组织的无形资产，不断被采集，存储，整合和分析，为决策提供有力支持。移动应用、云计算、大数据、社区网络被公认为IT技术未来发展的趋势。
企业的可持续发展需要不断地增强自身能力，扩大业务范围及影响力，业务也会变得越来越复杂，企业的规模会不断壮大。
企业信息化在企业规模化发展进程中起着重要的作用。信息化提高了生产效率，加速了业务发展。但是，随着企业规模化和信息化的发展，企业盲目的投入信息化建设，内部信息系统变得多而庞杂，造成“信息孤岛”；而且，企业内部的业务流程复杂，业务目标不明确，市场变化响应滞后，造成信息化投入没有获得相应回报。
长期以来，企业信息化一直面临着重复建设、信息孤岛、效益低下等问题。要彻底解决这些问题，就需要从企业战略和全局的角度出发，审视企业内部的业务、应用、数据和技术之间的关系，来构建及规划整个企业的发展。企业架构和云计算正是解决这个问题的最佳答案。
2.企业架构与云计算
企业架构（EA，Enterprise Architecture）作为将组织战略目标映射到IT总体目标的蓝图设计，是西方发达国家广泛使用的顶层设计方法。企业架构为企业信息化建设提供了一幅蓝图，从业务目标开始规划企业内部的业务架构，再由业务架构来定义支撑业务服务的IT系统和技术架构，把IT与业务有效的结合在一起。企业架构可以帮助企业执行业务战略规划及IT战略规划，确保业务驱动IT，IT支撑业务，IT战略与业务战略保持动态的一致，IT战略保证业务战略实现的效率和效果。
完整的企业架构一般包括业务架构、数据架构、应用架构和技术架构这四类架构，目前，业界最有名的企业架构框架是TOGAF（The Open Group Architecture Framework），它支持所有这些架构的开发。
TOGAF从企业战略、业务规划着手，描述了企业内一套架构能力的结构和内容。其核心是由多种策略和相关技术指导的架构开发方法（ADM），ADM方法产生的内容被存放到存储库中，这些内容根据企业连续系列进行分类，存储库最初填充的内容由TOGAF参考模型（TRM和III-RM）组成。架构能力框架按照ADM进行操作以确保企业架构相关治理要求能够有效落地。
作为IT未来发展的方向，云计算是一种模型，它可以实现随时随地，便捷地，随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源（例如，网络、服务器、存储、应用及服务），快速供应和释放。云计算通常有这些特点：随需应变的自助服务，无处不在的网络访问，虚拟化的共享资源池，快速而灵活的部署，按使用付费等。作为一种服务交付方式，云计算有3种服务模型：软件即服务（SaaS），平台即服务（PaaS），基础设施即服务（IaaS）。从部署方式上来看，云计算又分为：私有云（Private cloud），社区云（Community cloud），公共云（Public cloud），混合云（Hybrid cloud）。
3.企业架构对云计算的指导
企业架构是企业自我认知的过程，作为企业架构过程中可选的IT解决方案，云计算与企业架构都能很好地为企业转型带来价值，企业架构的方法和工具又恰好吻合企业向云计算迁移的战略要求及架构设计和转型路线图的要求。
TOGAF是最流行的开放企业架构框架，它可以帮助和指导云计算的实施，其作用具体体现在以下几个方面：
1）架构开发方法（ADM）对云计算的指导作用
TOGAF的架构开发方法可以帮助指引云计算开发落地，并指引相关云计算架构交付物的产生。如图1，ADM由十个阶段组成，每个阶段对云计算的建设都有着指引作用。
预备阶段：识别云计算架构的影响范围，给出云计算的企业级定义，评估成熟度，评估云计算架构项目预算、治理和支持措施，提出云计算架构工作请求。
A架构愿景：获得批准的云计算架构工作说明书，包括云计算的可行性评估、云计算的愿景和战略，识别利益相关者，同时确定云计算参考架构框架和裁剪目标。
B业务架构：更新架构定义文档草稿，定义基线和目标云计算业务架构，明确云计算对业务模式和业务流程的影响，识别差距。
C信息系统架构：更新架构定义文档草稿，定义基线和目标云计算数据架构和应用架构，识别差距。应用架构一般涉及到底层的技术支撑和平台支撑，这两部分内容会统一纳入到企业PaaS平台规划中，对于应用架构中的应用系统或应用模块内容，则涉及到SaaS内容。数据架构如果仅仅涉及数据分类，数据的逻辑模型和物理模型，基本不会和云发生任何关系，但涉及到数据增长，数据存储，数据访问等问题的时候，可能就涉及到了大数据，分布式文件系统，分布式数据分析，非关系型数据库及数据库集群等内容，这些属于云计算的PaaS层。这个阶段需要考虑选择PaaS或SaaS参考架构、梳理基线应用架构、确定迁移到PaaS或SaaS上的应用构件和数据架构影响分析。
D技术架构：更新架构定义文档草稿，定义基线和目标云计算技术架构，识别差距。技术架构的部署与云计算的IaaS相关，而虚拟资源池的使用，应用和虚拟资源的关系，中间件资源池等内容在技术架构层考虑，对应PaaS的内容。因此，这个阶段需要考虑选择PaaS与IaaS参考架构、梳理基线技术架构、确定迁移到PaaS与IaaS上的应用构件和应用/数据架构影响分析。
E机会及解决方案：这个阶段主要是合并BCD阶段的差距分析结果，分析及验证依赖关系，最终确定云计算实施工作包。
F迁移规划：完成云计算架构路线图和详细实施迁移计划，主要包括评估云计算工作包的业务价值、确定云计算工作包如何交付和决定云计算实施项目的优先顺序。
G实施治理：保证云计算实施的项目与目标云计算架构的一致性，指导云计算解决方案开发和执行架构合规审查。
H架构变更管理：云计算的架构变更管理分析和变更管理实施，确保云计算架构生命周期得以维持，企业的云计算架构能力满足当前需求，必要时提交架构工作的新请求，发起另一个云计算架构开发周期。
需求管理：云计算的需求分析和需求处理。
2）架构内容框架对云计算的指导作用
架构内容框架是以一种一致的、结构化的方式来对照和展现ADM执行过程中产生的输出，如流程图、架构需求、项目计划、项目合规评估等。它提供了架构工作产品的详细模型，包括交付物、交付物中的制品及交付物代表的架构构建块。在云计算模式下，需要明确业务架构的内容和IT架构的内容，及交付物、制品和架构构建块的变化情况。
3）企业连续系列对云计算的指导作用
企业连续系列提供了一个将“虚拟的”存储库结构化的模型，该存储库可以填充架构资产和可能的解决方案。这些资产和解决方案可从企业内部或整个业界得到，用来构建架构。企业连续系列遵循两个基本的原则：一是尽可能的重用，二是帮助沟通。根据架构的抽象层次或对特定组织的适用性，企业连续系列总体分为：基础架构、通用系统架构、行业架构和特定组织架构。
企业连续系列告诉我们在云计算方式下，如何在更大范围内共享公共资源。基础架构与Iaas云计算模式相对应，通用系统架构和行业架构与PaaS云计算模式相对应，行业架构和特定组织架构与SaaS云计算模式相对应。
4）TOGAF参考模型对云计算的指导作用
TOGAF有两种参考模型：技术参考模型（TRM）和集成信息基础设施模型（III-RM），这两种模型都可纳入企业自身的企业连续系列。TRM关注PaaS，III-RM关注SaaS，它们都是通过标准化来增强水平能力，并在更大范围内共享最佳实践，来指导云计算应用的实施。
5）架构能力框架对云计算的指导作用
架构能力框架为建立架构职能提供了一套参考资料。云计算模式下新的能力要求包括：人的技能、流程的成熟度和技术工具的支持。
4.云计算对企业架构的影响
企业架构的设计方法对企业选择云计算作为IT解决方案具有指导作用，同时云计算对企业架构也具有一定的影响，也提出了新的要求。成本、敏捷性和资源优化是企业采用云计算的三个主要原因。而安全性、集成问题和治理则是企业最关注的三大问题，其他问题还包括应对变化的能力、厂商锁定、部署成本以及合规性。
1）云计算对企业IT战略的影响
了解了云计算对企业的作用，企业管理者需要考虑企业如何从传统IT迁移到云计算的规划和路径。对于大型企业来讲，应当考虑内部IT基础设施资源的整合，逐步建立企业私有云，同时，还应与专业云应用开发商合作，开发和使用专业化、个性化的SaaS软件。中小企业应结合企业核心业务，选择高质量的行业IaaS/PaaS/SaaS服务，确保云平台能够提供满足自身业务发展的IT资源。而作为企业的CIO，则需要从两个方面去理解云：一是宏观的把握云计算的理念和发展方向，不局限于具体的技术和应用；二是对企业的战略、业务、IT进行全面的认识，寻找适合业务发展的IT建设道路。
2）云计算对IT运营业务的影响
云计算时代，企业IT运营需要进行重组，许多中小企业的IT部门也许将不复存在，用户主要考虑业务架构的内容，IT架构将被屏蔽在云端。
企业IT技术团队将会分拆为专门负责建设、运行内部私有云和管理企业云服务使用（包括私有和公共）两个部分。其中，私有云团队将为内部私有云提供技术，深入研究诸如虚拟化、服务标准化和自动化等技术，以满足企业的实际需求。而云服务管理团队的作用更多是一个协调部门，这是企业在使用云时按自身条件作出的重要架构改进和改变，可以保护企业由于外部云服务供应商变化而受到影响。协调部门的第二个好处是帮助策略执行力，为企业提供了云是如何被使用、如何帮助企业标准化的洞察力，这种洞察力是确定风险和优化业务关系的关键。最后，协调部门检验云供应商的服务水平协议，来验证他们的承诺是否真正对业务有价值。
3）云计算对企业架构能力的影响
云计算模式下，对企业架构能力的要求包括：人的技能、流程的成熟度和技术工具的支持，具体包含了6个方面的内容：
A、工作量分析与管理——分析与管理可以迁移到云服务中的应用和业务以及适于应用和业务的云服务。
B、云供应商管理——对不同的云服务供应商进行有效管理和整合，节约成本。
C、商业分析——云服务对应用和业务的影响，云服务是否可以满足业务的需求。
D、风险管理——对实施云计算相关的风险进行识别、评估、排序，减少可能出现的问题。
E、实施治理——云计算实施的成功与否在于IT技术是否满足公司当前和未来的业务需求。
F、合规评估——定期的、一致性审查，确保云服务符合战略或架构目标。
3）云计算对信息系统安全性的影响
云计算遇到的一个主要问题是安全性。云计算模式下，用户所有的数据全部保存在云服务商的数据中心里，云服务提供商可以轻松地访问企业的所有数据，并且有能力对这些数据进行监控。把自己的各种数据交给别人来管理，企业还是心存疑虑的。
应用迁移到云服务后，企业对控制基础设施安全精心设计的策略被打破，较低层次的安全交由云服务提供商负责，企业需要考虑更高层次的安全。为此，企业在进行数据架构设计时需要把重点放在数据层的安全上。
另外，因为所有的应用和数据都存放在云中，如果网络断开，用户将无法访问到自己的数据，正常的业务将会中断。因此，在云计算尚未成熟的情况下，企业准备一个应急计划也是至关重要的。
5.结束语
解决企业规模化和信息化带来的重复建设、信息孤岛、效益低下等问题，企业架构和云计算是最佳答案。企业的发展和转型需要企业架构，云计算则成为其可选择的IT解决方案，从企业架构开始就正确地选择云计算解决方案，并考虑到相互之间的影响，是非常必要的。
总之，对企业架构的深刻认识和有效利用，将使我们在云计算时代能够务实有效地利用云计算，云计算能够给业务带来革命性的应用消费，大大降低企业创新发展的成本和效率，为业务运营、创新和发展创造更多的优势和机会。
参考文献
[1]The Open Group著，《TOGAF Version 9》，2011
【关键词】 云计算 全业务网构架 应用
引言
电信业的重组促使了运营商正式转型为全业务运营模式，而全业务运营的市场竞争中，各运营商的重点都放在了业务提供速度的提升、服务的因人而异的定制个性化、差异化以及精准化的运营管理。
就过去的业务网络架构而言，业务系统规模的扩张势必增加投资费用以及管理费用，业务能力的重用性以及开放性并不理想，容易造成重复的建设，而且产品推出的周期都会受到极大影响，并且业务网络暂时无法提供融合业务，所以并不能提供全业务运营能力。中国移动在各类运营商中最先SDA业务网络架构，使得统一管理、现有平台的定位等部分问题得到解决，但是依然缺乏SDA业务网络提供融合业务建设方面指导。
在零九年开始，云计算概念成为了IT领域最热门的概念之一，在业界纷纷出现各类运营商提出的自家对云计算概念的理解以及自家推出的云计算产品。云计算是一种资源交付、使用模式以及计算模式，在此模式的运用中，数据、应用以及IT资源都可以通过服务方式以网络为媒介提供给各个用户使用。云计算同时也是基础架构方法论的其中一种，可以提供给用户使用高度虚拟化资源。
一、云计算
1.1架构
云计算的架构主要分为基础架构和服务架构，基础架构主要提供出快速部署和灵活拓展的云平台；服务架构则是在基础架构的基础上提供各类云计算服务。而云计算架构又可以分为基础差、平台层以及应用层三个层次。
基础架构的构造主要由硬件设备的资源虚拟化、管理的自动化、软件版本的标准化以及服务流程的一体化等手段来完成，用来为众多用户提供一定水平的服务。基础架构又可以细分为灵活的基础架构、企业云计算管理平台、端对端服务申请管理平台和中心服务IT管制四个子层。灵活的基础架构主要利用了虚拟化技术来实现物理设备内部资源共享以及动态调配，主要由服务器池、存储资源池和SAN等基础的资源组成；企业云计算管理平台主要负责IT资源自动分配、管理以及回收的工作，达到资源的部署和管理的自动化；端对端服务申请管理平台通过工作流引擎将企业中各个部门的合作进行协调工作，在端到端之间进行流程管理，从而显著提升了管理效率。
云计算的服务模式大致划分为基础设施即服务、平台即服务以及软件即服务三类基本服务。基础设施即服务简称laaS，是将储存和计算能力等基础IT资源作为标准化的服务项目提供给终端用户使用的一种服务；平台即服务简称PaaS，是针对开发环境抽象和对有效服务负载的封装服务，拥有强大的灵活性，可是受制于提供服务的供应商的能力大小；软件即服务简称SaaS是一个通过多重租用根据需求提供服务的完整应用程序，“多重租用”即是指云星宇基础层基础设施上的软件，可以同时为多个用户提供不同的服务。
二、云计算的应用
云计算主要应用在各类资源的共享及分配管理，架构分为基础层、平台层以及应用层。
1、基础层。基础层可以为各类平台提供基础软件与硬件资源、资源共享、资源管理、动态配置以及流程管理等服务。它可以利用虚拟化技术，虚拟化整合系统架构、全业务网络基础层的IT资源、应用程序基础设施、数据以及数据库、借口、网络、桌面系统以及业务流程、有效的节约了成本并提升了工作效率。
2、平台层。平台层可以达到平台能力的、调用以及申请的能力，主要根据全业务网络功能的需求才用以SOA为基础的方法重新构建全业务网的功能框架，整合各平台以及提供各平台的能力。以云计算为基础的全业务网架构在平台层使用了SOA架构方法，融合了现有的SDA的控制区域，打造出具有服务能力的注册平台，把重心放在了平台与平台之间的业务上逻辑处理工作。
3、应用层。应用层主要提供SaaS服务，以用户的需求作为工作根据，将平台层中的各类业务系统提供的应用提供给终端用户使用。在全业务网架构中，应用层拥有快速提供融合应用的巨大优势，因此地位十分重要。
结语：本文主要在全业务网运营方面，研究了云计算架构以及全业务网络功能的框架，并且提出了以云计算为基础的全业务网络架构建设。在全业务网络建设中利用云计算模式，可以带来良好的融合业务环境，拥有了实现平台资源、I务管理、业务交付以及业务提供的融合统一的能力。同时，可以覆盖多种网络将业务进行自动统一，全面地满足全业务运营各方面的需求。
参 考 文 献
[1]杨佳明，王智.云计算在全业务网架构中的应用研究[J].移动通信，2009，22：81-85.
关键词关键词：云计算；网络学习；系统架构；信息教育
DOIDOI：10.11907/rjdk.162256
中图分类号：TP319
文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2016）011009103
0 引言
当前，我国教育信息化整体推进已步入全面发展阶段。基于教育信息技术、网络多媒体技术、人工智能技术等构建的网络教育系统成为教育信息化服务的重要平台[13]。云计算因能够提供海量数据存储和方便快捷的网络服务而逐渐应用于教育领域，在云计算环境下实现网络学习资源的全面共享，能够有效避免重复建设，对推进教育信息化发展具有现实意义[45]。如何将云计算技术和云服务更好地用于网络学习平台建设，对提高信息化环境下的教育服务质量，促进网络学习资源有效共享具有非常重要的现实意义。探讨基于云计算的多媒体网络学习平台系统架构，可为推进云计算技术在教育信息化中的应用提供参考。
1 网络学习与云计算
网络学习也称在线学习，是通过在网络教育平台，利用网络资源进行学习的一种全新学习方式。与传统学习方式相比，网络学习打破了传统教学时空的局限，能够满足学习者随时随地学习的需求。网络教学平台作为连接学习资源和学习者的载体，有效整合了教学资源，学习者通过学习平台能够不受时间、地点的限制，自主控制学习进度，实现更加个性化的学习。然而，目前我国网络学习平台建设资源分布不均匀、共享程度较低、网络计算方式较落后[610]。
云计算是并行计算、分布式计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机技术和网络技术融合发展的一种新型计算模型，面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供数据存储和网络服务[11]。云计算的出现为我国网络学习平台建设提供了理论基础和技术解决途径。
不同于传统网络学习系统开发，云计算网络学习平台更重要的是如何基于云计算的基础架构来构建系统，使得系统能够充分利用云计算技术的优势，提供更为全面、实用、高效的服务[1213]。基于云计算的网络学习平台应该满足以下几点需求：①充分利用网络计算资源，降低系统建设成本；②充分利用网络教学资源，使学习者能够了解更多课程相关知识；③充分利用学习者在学习过程中产生的学习轨迹大数据，通过数据挖掘分析平台用户习惯，为其提供更精准有效的学习建议。
2 总体目标与需求分析
已有关于云计算学习平台的研究主要关注云计算技术的基本情况和学习平台的结构设计，忽视了平台建设的需求分析[1415]。而需求分析是应用软件开发的前提，是一切应用研究的基础。
基于云计算的网络学习平台的核心服务是提供网络学习。基于管理工程的研究思想，学习平台设计和管理的核心目标可以用6个 R表示：即将正确的学习资源（Right Resource），在正确的时间（Right Time），按照正确的数量（Right Quantity）、正确的质量（Right Quality）、正确的状态（Right Status），送给准确的目标用户（Right Learner）。同时，出于成本考虑，还应当综合管控整个学习过程在时间、人力、物力、财力等多方面的综合花费。
在此核心目标的基础上，按照“信息通透、交流方便，功能务实、系统健壮、应用灵活、结构开放”的基本原则，设计系统功能目标如下：①提供更加丰富的学习内容，使学习者实现网络自主学习；②有机组合多种功能模块，实现教师导学、学生自主学习、在线练习测试以及多人交互；③整合各门课程所需的课程内容，提供教案、知识点、练习题库、测试题库、辅助软件等多种资源；④系统框架清晰，操作界面友好，符合教育学习理论的认知习惯；⑤注重安全，根据云计算平台数据安全需求，从云计算各层全面考虑安全预防和管控措施，增强平台整体安全性。
3 基于云计算的在线学习平台架构
3.1 基于分层思路的云计算应用平台的架构模型
一个网络应用平台通常包含3个部分：①核心基础。指在计算机上运行的平台软件和支撑功能，如操作系统、存储资源、标准库等；②基础设施服务。指由其它计算机提供的基本服务，如远程存储服务、集成服务等；③应用服务。指封装后的面向服务化的应用，这些应用提供的功能可为新的应用使用。
基于云计算的平台是一种更为高级的网络应用平台，其本质是通过网络提供服务，因此其体系结构以服务为核心。基于分层思路可以将云计算应用平台架构模型分为4层，其中横向三层，分别为应用层、平台层和资源层，据此可以提供非常丰富的云计算能力和友好的用户界面；纵向一层，为管理层，用来实现对横向三层的管理和维护，具体如图1所示。
资源层将分布式系统中分散的资源进行汇聚。平台层首先将资源层的资源封装成通信、存储和计算能力，提供资源描述、分配和调度功能，然后将封装好的资源能力以服务形式展现，提供面向服务和能力的管理和调度功能。应用层由基于平台层提供的系统能力所实现的诸多业务逻辑模块构成，这些模块通过定义好的接口对外提供服务，模块之间的交互通信则通过管理层的各种服务管理功能来完成。
图1系统架构能够充分发挥云计算技术在面向大规模数据的分布式系统资源汇聚、资源管理和资源调度上的优势，提供高性能、可延展的分布式通信、存储和计算能力。并且因为融合了SOA理念，在系统范围内能够提供数据统一支撑，支持服务的安全管理、生命周期管理、交互管理、可靠性管理和可用性管理，实现系统范围内的架构松耦合。
3.2 基于云计算的多媒体网络学习平台的架构模型
根据基于分层思路的云计算应用平台架构模型，结合云计算在线学习平台建设的总体需求分析，提出如图2所示总体结构。
学习是平台最主要的服务，所有应用都是围绕支撑学习来提供的。用户终端包括用户和客户端，是整个云计算系统的消费者。应用层、管理层、平台层和基础设施资源层是整个云计算体系的支撑和服务提供者。各种支持学习的应用都是该平台中的一个应用业务，围绕使业务应用具有良好的适应性来构建应用层、平台层、资源层和管理层。通过实现云计算的分层式架构，更好地反映学习业务应用的基本元素和功能构成，从而满足以功能为目标导向的学习平台应用开发需求。
在此总体结构的基础上，进一步结合基于分层式架构设计思路的云计算应用平台架构模型，按照以学习应用为中心，以功能为目标的建设思路构建体系架构，将分层的思路从单一业务应用的架构中延伸到系统范围，将整个信息系统按照分层的思路统一规划设计，得到如图3所示的系统架构。
以上基于云计算平台的多媒体学习平台贯彻了系统架构设计分层的思路，在逻辑上将系统分为：
（1） 平台层。包括分布式数据总线（通信能力）、分布式统一存储系统（存储能力）、分布式工作流程和调度引擎（计算能力和资源调度），统一数据管理和访问，统一服务管理框架，统一服务交付框架，自动化运维管理系统。
（2）资源层。学习平台资源层由虚拟化和实体化的分布式服务器集群和存储设备构成。
（3）应用层。学习平台应用由运行在平台层之上的服务化软件模块构成。软件模块的服务管理和交付都通过平台层提供的服务交付模块实现。如此设计的分层框架能够封装资源抽取和能力，根据上层业务应用需求，方便灵活地动态调整系统中各个支撑模块的组织模式，从而适应学习活动中复杂的学习科目和学科支撑工具对技术上的需求。
该体系架构设计符合以数据流为中心的数据驱动架构理论，在功能构架上将整个系统划分为数据采集、数据存储、数据处理和数据交付等4个关键功能模块。映射平台中数据流动的基本流程，通过分布式数据总线联接各功能模块，实现高效可靠的数据交换，系统整体数据流向清晰，数据交换模式和接口明确。因此，可以有效地控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向和顺序，使得即使在网络稳定性不佳的情况下，仍然能够保证数据通道畅通、数据交换安全可靠。实现高速、可信、易于扩展和管理的数据交换、传输和存储，满足基于云计算的网络学习平台对实时数据同步、海量数据集中存储、海量数据统一访问的要求。此外，它还具备高效的基于策略的资源调度和管理机制，能够实现资源的自动部署和灵活调度，从而大幅提升学习服务的执行效率和可靠性。
4 结语
随着云计算模式的逐渐发展和普及，学校、 教育机构和个人的信息处理逐渐迁移到“云”上，研究基于云计算的网络学习平台关键技术势在必行。本文深入研究基于云计算的多媒体网络学习平台的系统架构，基于分层思路和模块化思想提出了一种符合数据驱动架构理论的系
统架构设想。基于云计算平台的网络学习系统架构能够根据业务应用的需求和服务场景，快速作出调整，适应需求和环境，从而使网络信息系统资源利用最大化。通过平台建设，可以使未来的在线学习系统及时收集和分析各区域及各子系统的相关数据，实现在全系统范围内实时监控、动态调整、智能决策的高效信息网络，为网络教育领域的信息共享、信息协作和交互学习提供新的环境和模式。
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1 云计算的基本概念
云计算逐渐的被大众认可，其概念与相关技术也被普遍的提及并得到大量的研究，但是并没有出台世界范围内认可的标准。根据我国云计算网所给出的定义，云计算在分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）及网格计算（Grid Comouting）的基础上发展而来，是较为新型的一种商业性计算模型。云计算的基本特性有分布式计算、存储特性、较高的扩展性以及良好的管理等。该技术的特征：云计算系统提供服务的实现机制是透明的，不需要用户作具体的了解便可方便的获取所需服务；云计算系统利用软件即数据冗余及分布式存储的方式降低系统的出错率，确保数据可靠；云计算具有海量存储及高效的计算性能而为用户提供更好的服务，具有较高的可用性；云计算系统采用高层次的编程模型方便用户根据自身的数据特点编写满足自身需求的云计算程序；服务多样且具有良好的经济性。
2 基于云计算平台的软件架构
2.1 云计算的软件架构层
通过对现有的关于云计算产品及其系统架构的分析和总结，可以将云计算的架构分为三层，它们分别是核心服务层、服务管理层和用户访问接口层。核心服务层作为架构层的主体，其主要作用是将系统的硬件基础设施、软件运行环境及应用程序整合成面向用户的，具有高可靠性、多样化及适应能力强的应用服务。而服务管理层则主要是对核心服务层的活动进行管理和控制，以确保其始终安全稳定的提供面向用户的服务。用户访问接口层的作用是为用户端与云系统之间提供访问和交流的通道。
2.1.1 核心服务层
一般来说，云计算的核心服务层又可以分为3个子层：基础设施即服务层（IaaS）、平台即服务层（PaaS）和软件即服务层（SaaS）。其中IaaS主要是为用户按需提供实体或虚拟的计算、存储和网络资源等基础设施部署服务。在这个过程中，用户需要向供应商提供相关的配置信息及个人数据。而PaaS是为云计算应用程序部署及其管理提供服务。通过基于该层的软件工具和开发语言，软件开发者可以绕过底层网络、系统和存储的限制，很方便的使用云计算平台进行软件架构。SaaS是一种基于云计算基础平台所开发的应用程序。对于企业来说，通过该层可以建立自己的电子邮件服务系统。而对于普通用户来说，SaaS可以实现对云系统应用程序的泛在访问。
2.1.2 服务管理层
服务管理层主要是面向核心服务层，它能为核心服务层的安全稳定及可靠运行提供保障。其服务内容包括服务质量保障和安全管理等。由于云计算系统结构庞大、服务繁杂，用户很难直接找到自己所需的资源。因此，通过服务质量保障协议，云计算服务提供商就能根据用户的具体需求，提供相应的服务，保障其面向每一个用户的服务质量。而用户在获取云数据和云服务时，确保信息交流的安全性是非常重要的。通过安全管理协议，可以对云系统采取数据隔离、隐私保护和访问控制等安全保护措施，确保核心服务层的安全稳定运行。
2.1.3 用户访问接口层
用户访问接口层能够实现用户对云系统程序的泛在访问。其表现形式一般包括命令行、Web服务和Web门户等。其中命令行和Web服务作为一种直接的访问云系统的工具，能够实现多种服务方式的组合。而Web门户则是将用户端与云系统连接起来的通道和平台。通过它，用户可以将本地的应用程序转移到云系统中。这样用户只要能连接到云系统服务器，就可以随时随地的访问其本地的数据和程序。这显然可以极大的释放本地服务器的压力，提高用户的办公效率。
2.2 云计算软件架构关键技术
云计算是以数据为中心的一种数据密集型的超级计算方式。在数据的存储、管理及编程模式方面都采用特有的多种先进技术，其中主要的关键性技术包括海量数据存储与处理、编程模型及虚拟化技术。
2.2.1 海量数据存储与处理技术
云计算系统以数据冗余和分布式方式进行大数据集的分析、处理以保证高可用性和经济性。为及时满足海量用户的不同需求，并行提供各种服务，云计算所采用的数据存储技术必然具备高传输率、高吞吐率的能力。未来的发展方向会集中于高效的数据定位及超大规模的数据存储、加密、安全可靠性和持续提高I/O速率等方面。
2.2.2 编程模型
为了让用户可以利用编程模型根据自身需要编写简单的程序而更加轻松的获得云计算带来的服务，所采用的编程模型须非常简单。同时要保证后台的并行执行及任务调度对用户及编程人员的透明化。改进现有的编程模式以便程序员可以方便的进行紧耦合程序的编写，实现运行过程中的高效调度和任务的执行，是将来MapReduce发展的主要方向。
2.2.3 虚拟化技术
虚拟化的实质是将整合之后的资源用和物理量没有关联的方式进行调用，是一种由物理资源转变为服务形态的过程。虚拟化的应用使硬件的容量增大同时使软件的管理维护过程得到简化，提高了资源的灵活性和使用率，实现了物理资源的复用，是未来实现资源的自动协调和配置的基础。虚拟化技术把操作系统和物理硬件相隔离，允许多个操作系统不相同的虚拟机在一个 物理机上独立运行。不管所采用的物理硬件是否相同，操作系统均把它们看作是一致的标准化硬件。
2.3 云计算的软件架构应用
软件系统框架有架构元件、联结器及任务流三个元素，为提高软件的安全可靠性及扩展能力需要对软件架构进行设计。三层架构设计是软件框架设计的一种重要结构，它将系统在应用逻辑上分成数据服务层、业务逻辑层及表示层。表示层主要用于用户与系统的交互，通常指的是系统的操作界面。业务逻辑层的功能是数据的格式及其是否有效进行验证，用户的合法性验证等以保证系统能够健壮的运行。数据服务层专用于数据库的交互并执行数据的修改、增删、显示等操作。目前的软件系统大都采用基于C/S技术的三层架构，数据的存储一般采用DBMS或者XML文档的方式易使服务器发生不可修复的错误后产生数据丢失的可能。
软件的设计开发随着云计算技术的迅猛发展而面临挑战，三层架构模式能够完全迁移至云计算中的SaaS服务模式中。不过SaaS服务模式也存在一些较为突出的问题，包括与云计算服务供应商之间的信任，以及软件对云计算服务过于依赖的问题。此外，在云计算服务正常时，网络状况也会对软件的使用产生影响。基于云计算技术目前的发展情况，为降低软件对云计算和网络性能的依赖程度，下面提出一种较为可行的基于云计算平台的软件架构模式
与传统的三层架构模式相比，基于云计算平台的软件架构在表示层及业务逻辑层并不发生变化，只是在数据服务层提供包括本地数据及云数据的两种数据服务。本地数据服务不需安装DBMS软件而只采用XML文档存储数据，从而使服务器的性能得到提升。不论是选择本地服务器的XML文档或是云计算服务中的数据服务，软件均能够一次读取数据到内存中，在完成数据处理以后再把数据处理结果传回数据服务并长久储存，有效的提高了系统的工作效率。
基于云计算平台的软件架构新增了同步服务层，它不仅使本地服务器XML文档与云计算服务中的数据实现同步，也能够监测数据服务的运行状态。在软件系统将数据信息一次读入内存之后，用户在内存中进行各种数据操作。数据同步服务可以利用时间控件在用户不使用软件系统的时间终止业务逻辑层的相关服务，同时把放入内存的数据更新到本地服务器的XML文档及云计算服务中，完成同步操作以后就可以重新进行业务逻辑层的服务，提高了网络宽带的使用率。同步服务监测软件可以保证在发现数据服务问题后立刻启动新的数据服务，使其不再依赖云计算。
在基于云计算平台的软件架构中，系统中的数据同时备份在本地服务器的XML文档及云计算服务中的数据服务中。即使出现云计算服务障碍，软件依旧保存相对应的数据备份。在本地服务器发生故障而导致数据的丢失时，云计算服务保留数据备份，从而使软件系统中的数据具有双重备份而得到保障。此外，这种软件架构模式具有不产生孤岛信息、不需涉及数据迁移等优点。
从软件架构的数据流图中能够看到本地数据及云数据是通过数据缓存实现同步的。在用户需要获取系统中的数据信息时，会把被访问的数据表存入到缓存区域以方便用户能够进行再次访问。用户进行数据的再次访问时不需反复的读取数据库而只是从内存中对系统的数据进行操作。这样就在很大程度上缩短了系统响应的时间，从而有效的提升了运行的效率。
3 结束语
上述基于云计算平台的软件架构模型提高了云计算条件下数据的安全可靠性。随着云计算的广泛应用，为提高系统的运行效率，系统架构的升级有待进一步的研究。
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关键词： 云框架结构； 稳定性样本； 检测平台； 检测代码
中图分类号： TN911?34； TP311 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）04?0066?04
Design and implementation of detection platform for cloud frame structure stability
SUN Baogang
（Chongqing College of Humanities， Science and Technology， Chongqing 401524， China）
Abstract： The cloud frame structure is widely used in various fields， the traditional detection platform for cloud frame structure stability has low applicability. Therefore， a detection platform with high applicability is put forward for the cloud frame structure stability. The platform is composed of the acquisition module， processing module and stability detecting module. Multiple collection nodes are set up on the cloud frame structure by the acquisition module. Each acquisition node performs independent acquisition， classification and comparison， and then obtains the stability samples of the cloud frame structure， and transmits the stability samples to the processing module. The processing module analyzes the stability samples by using cloud computing， and selected the most typical stability samples to form the samples under test. The stability detection module gives the overall detecting scheme and local detecting scheme by means of cloud computing to detect the samples under test， so as to meet the different needs of users for the focus on the stability detection. A platform function structure diagram and stability detecting code are given in the platform implementation section. The experimental result shows that the platform has high applicability.
Keywords： cloud frame structure； stability sample； detection platform； detecting code
0 引 言
随着网络时代的来临，网络信息的存储量越来越多，网络应用技术愈加复杂，由此产生的网络信息安全危机也愈加严重。我国于2014年2月建立了网络信息安全组织，宣告了我国有关部门对网络安全的重视程度。云框架结构应用的出现，为网络安全带来了新的曙光[1?3]。云框架结构的稳定性，是网络能否进行安全运行的基础保障，为此产生了云框架结构稳定性的检测平台。由于云框架结构被广泛应用于各种领域，故可应用性高的云框架结构稳定性的检测平台的提出，对网络时代的发展具有重要意义[4?6]。
传统的云框架结构稳定性的检测平台对云框架结构稳定性的检测较为局限。如文献[7]提出基于网络日志的云框架结构稳定性的检测平台，该平台通过对云框架结构应用运行中产生的网络日志进行监控和解析，间接得出云框架Y构的稳定性样本。其检测效率较高，但检测准确性仍待加强。文献[8]提出基于Markov模型的云框架结构稳定性的检测平台，其利用网络日志对Markov模型进行训练，训练好的Markov模型能够对云框架结构稳定性进行准确检测。但该平台的算法复杂，对不同领域云框架结构应用的应用性不高。文献[9]提出基于哈希算法的云框架结构稳定性的检测平台，其利用哈希算法实现平台对云框架结构稳定性的高效检测，平台的使用灵活性较高，但检测准确性不高。文献[10]提出基于类聚算法的云框架结构稳定性的检测平台，其通过采集大量云框架结构稳定性样本，对这些样本实施类聚算法，极大地增强了平台的检测准确性，但其算法复杂，检测效率不高。因此，设计了应用性高的云框架结构稳定性的检测平台。实验结果表明，所设计平台拥有较高的可应用性。
1 云框架结构稳定性的检测平台设计
云框架结构稳定性的检测平台由采集模块、处理模块和稳定性检测模块组成。采集模块利用分布式理念，实现了平台对云框架Y构稳定性样本的快速采集，并有效增强了平台的可应用性。云计算为处理模块和稳定性检测模块提供处理技术和检测技术，帮助这两个模块进行高效、准确的处理、检测工作。
1.1 采集模块设计
由于云框架结构具有很强的计算能力，导致其数据过于庞大，而其中稳定性数据的获取需要经由多时间段数据的对比得出，并非单次获取。因此，对云框架结构稳定性的检测平台中采集模块的设计，应特别注意数据对比样本的典型性和其对比效率。
为了在庞大的数据体系中寻找到最具典型的云框架结构稳定性样本，应先大量采集云框架结构总体样本，并对所采集到的样本进行高速分类，进而获取其中稳定性样本。为此，采集模块在云框架结构上设置了多个采集节点，每个采集节点独立进行采集、分类和对比工作，最终将各节点获取的稳定性样本统一汇总，并传输到处理模块，如图1所示。
图1中的采集工作效率较高，且能够增强云框架结构稳定性的检测平台的可应用性。这是因为所设计的采集模块采用了分布式理念，其在将复杂事务简化处理、提高效率的同时，又将各采集节点最终的稳定性样本汇总，降低了传输过程中样本的丢失率，进而增强平台可应用性。因此，该采集模块能够较好地对云框架结构稳定性数据进行实时采集，满足平台的设计初衷。
1.2 处理模块设计
处理模块通过分析采集模块中各采集节点所提供的云框架结构稳定性样本，挑选出其中最具典型的稳定性样本。为了提高云框架结构稳定性的检测平台的可应用性，处理模块中处理器的分析和挑选工作均基于云计算实现。云计算拥有较强的扩展能力和运算性能，能够实现云框架结构稳定性样本的大规模分析和挑选工作，其处理原理如图2所示。
由图2可知，当处理模块中的处理器接收到采集模块传来的云框架结构稳定性样本时，云计算会立即提供分析标准，处理器经由该标准分析稳定性样本参数，并对其进行格式转换和安全性检测，将样本中的不安全数据排除。格式转换工作在处理模块中非常重要。不同采集节点获取到的云框架结构稳定性样本的格式多种多样，这在一定程度上加重了处理模块的工作压力。将稳定性样本格式统一化，不但能够减轻处理器挑选工作的压力，也能够提高云框架结构稳定性的检测平台的检测准确性。
处理器会对存在不安全数据的稳定性样本给予传输限制。安全性检测后，云计算将给出样本挑选标准，经由云计算挑选标准获取到典型云框架结构稳定性样本。
1.3 稳定性检测模块设计
将云计算纳入到稳定性检测模块的检测器中，以进行云框架结构的稳定性检测。云框架结构稳定性的检测平台对使用者的检测重点进行了调研，并利用云计算给出了两种检测方案，分别是整体检测方案和局部检测方案，如图3、图4所示。
由图3、图4可知，整体检测方案是稳定性检测模块的基础，局部检测方案也需要用到整体检测方案中的检测数据。云框架结构的典型稳定性样本即为稳定性检测模块中的待测样本。待测样本在整体检测方案下，首先经由格式转换变为占用内存率较小的格式，这对提高云框架结构稳定性的检测平台的可应用性具有重要意义。
检测器利用云计算标准进行待测样本的检测工作，云计算也提供了样本的结构检测和规则检测，以排除格式转换的操作误差。检测器的云计算标准检测将进行两次，通过对两次结果进行对比，得出初始检测结果。初始检测结果在进行安全性分析后，稳定性检测模块会将检测结果进行整理，获取到最终结果，并将其传输给使用者。
局部检测方案的检测原理与整体检测方案的检测原理类似，不同之处在于其对于待测样本的检测步骤较少，局部检测方案的主要检测结果是通过多次分析整体检测方案检测数据获取到的的，其最终检测结果也会实时传输给使用者。
2 云框架结构稳定性的检测平台软件设计
2.1 平台功能设计
云框架结构稳定性的检测平台的功能结构图如图5所示。
由图5可知，软件为云框架结构稳定性的检测平台提供的功能有：运行总调度功能、数据采集控制功能、数据标准检测功能、特殊数据检测功能和3D结果呈现功能，其功能介绍如下：
（1） 运行总调度功能。该功能为云框架结构稳定性的检测平台提供重置、升级以及各模块功能的参数设定的操作，是整个平台的管控核心。其他四种功能均经受运行总调度功能管理。
（2） 数据采集控制功能。该功能能够对采集模块中各采集节点的行为进行控制。其不但可以规定采集节点的自动采集模式，也可以在采集节点不正常采集的情况下，停止并重置采集工作，或对采集工作进行人为操作。
（3） 数据标准检测功能。该功能是稳定性检测模块的控制端。在正常情况下，数据标准检测功能处于实时开启状态，只有当云框架结构稳定性的检测平台遭受攻击时才处于关闭状态。关闭状态下的数据标准检测功能能够保护平台稳定性样本不被更改或盗用，提高了平台的安全性。
（4） 异常数据检测功能。该功能的针对性较强，当稳定性检测模块出现工作突然终止或检测结果偏差较大时，云框架结构稳定性的检测平台会自动调用异常数据检测功能，重新开始进行云框架结构稳定性数据的处理和检测。在平台正常运行情况下，使用者也可以利用这一功能检查稳定性检测平台的输出结果。
（5） 3D结果呈现功能。3D结果呈现功能就是将稳定性检测平台的输出结果以3D建模形式呈现在使用者眼前。这一功能极大地方便了非专业人员对云框架结构稳定性的理解，销售方也可以根据云框架结构稳定性的检测平台的3D结果呈现功能，为购买者介绍云框架结构应用。
2.2 平台稳定性检测代码设计
云框架结构稳定性的检测平台利用软件对稳定性检测模块进行的云框架结构稳定性检测工作设计了专属代码。假设所需检测的云框架结构稳定性数据为文本格式，则其进行单次检测工作的代码设计如下：
Latin deviation="稳定性检测模块"；
/Latin
fit deviation="定性检测模块"；
parameter rate= "250 MHz"；
/parameter
parameter network= "1 000 Hz"；
/parameter
ask begin or ask；
ask fetch or ask；
/fit
对上述代码进行解析可知，稳定性检测模块对不同样本的检测工作是独立进行的，其对不同云框架结构稳定性样本所下达的检测指令也是不同的。当给予云框架结构稳定性样本的检测命令为：Latin deviation=“稳定性检测模块”、“rate，250 MHz”、“network，1 000 Hz”、“begin”和“fetch”，那么稳定性检测模块的命令输出结果为：CF 250 MHz，Radio Beacon 1 000 Hz。
以上命令输出结果会自动解析稳定性检测模块的工作状态，当模块的存储量处于满载时，该命令将不会自动进行云框架结构的稳定性检测工作，这样能够有效避免检测样本中乱码的形成。
3 实验分析
本文所设计云框架结构稳定性的检测平台的应用能力，主要通过平台在不同云框架结构应用稳定性检测中，其检测效率、检测准确性的差值、平均值来验证。其中，本文平台的准确性数据主要来源于平台对云框架结构应用中不稳定点的定位准确性。为了验证本文平台的应用能力，选取四个种类相差较大的云框架结构应用作为实验对象。四种云框架结构应用的检测效率和检测准确性（统称应用能力）如图6～图9所示。
由图6～图9可知，在四个云框架结构应用中，其检测效率曲线和定位准确性曲线均较为稳定。对比来看，平台对不同应用的检测差值和平均值相差并不大。为了更为直观地呈现出本文平台的应用能力，将图6～图9中的各应用能力曲线数值汇总见表1。
由表1可知，本文平台对四个种类相差较大的云框架结构应用的检测效率平均值均维持在92.3%以上，各应用间的检测平均差值波动不大，且均不高于2.6%；定位准确性平均值均维持在97.8%以上，各应用间的检测平均差值几乎无波动，且均不高于0.6%。经由分析以上结果能够预测出，本文平台对不同云框架结构应用的检测效率和检测准确性均较高，验证了本文平台拥有较高的可应用性。
4 结 论
本文设计应用性高的云框架结构稳定性的检测平台，该平台由采集模块、处理模块和稳定性检测模块组成。采集模块在云框架结构上设置多个采集节点，每个采集节点独立进行采集、分类和对比工作，进而得到云框架结构的稳定性样本，将这些稳定性样本传输到处理模块。处理模块利用云计算对稳定性样本进行分析，挑选出其中最具典型的稳定性样本，组成待测样本。稳定性检测模块利用云计算给出的整体检测方案和局部检测方案对待测样本进行检测，以满足使用者对稳定性检测重点的不同需求。平台实现部分给出了平台功能结构图和稳定性检测代码。实验结果表明，所设计平台拥有较高的可应用性。
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关键词：云计算；教学资源共享；Hadoop
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）02-0247-01
一、引言
随着我国教育体制改革的不断深入以及经济社会发展对人才质量内涵提出的新要求，学校内部单一教学资源平台己经不能应对更加复杂的需求，出现了学校内部教学资源与外部教学资源的集成应用需求。为解决扩展性教学资源集成，急需研究和建立开放教学资源平台体系结构，支持学校间教学资源平台协同开发，透明地获取所需资源，实现学校间的松耦合协作和面向任务的资源动态重构。云计算技术的出现，为高校教育提供了一个新的具有集成、开放、虚拟和自治特征的服务平台，可以有效的解决当前教育领域面临的资源共享与协作难题。
二、云计算在国外教育资源共享的应用
美国肯塔基州就将云计算应用到拥有10200名学生的该学区中。通过云服务平台，将原来过时废弃在仓库中的1400台计算机转变为能够起作用的虚拟机。正因为云服务不需要本地计算机有硬盘，这种转换才成为可能。云计算在英国的院校中也有一席之地。很多英国高等教育机构，均利用了谷歌的程序。学生的应用需求和削减支出是主要的推动因素。同样非洲也欢迎云计算。已经有很多非洲的教育机构选择了云计算服务，选择云计算的主要动力来自于不完备的IT基础设备和没有资金去更新软硬件设备。谷歌已经与很多东非教育机构达成合作关系，为这些学校提供谷歌的云计算服务。
三、云计算在高校教学资源共享平台中的实施方案
（一）资源共享平台系统架构
为了更好的对云计算中的教育资源进行管理，首先需要了解其宏观的资源管理架构。架构通常可以分为物理架构和逻辑架构。物理架构是指计算机、服务器以及网络等设备的物理连接结构；而逻辑架构则是从各个元素所发挥的功能角度来区分它们的角色并描述了它们之间的关系。物理架构和逻辑架构是可以相互进行映射的。
系统架构是建立云计算环境首先需要考虑的关键问题。调度系统架构通常与数据中心架构密切相关，目前在有管理需求的大规模分布式环境下多是考虑的多级分布式体系结构。
（二）云计算框架Hadoop
在目前许多开源的云计算框架之中，Hadoop是其中最为著名的一个。很多大型企业都对Hadoop进行了应用，并结合企业的具体业务进行了大量的改进工作。Hadoop由许多模块组成，其包括Hadoop Common，HDFS，Mapreduce和Zookeeper等等。Hadoop框架允许用户在大规模集群设备上使用简单的并行编程语言泛型对海量数据集合进行分布式地处理。在Hadoop集群系统中可能拥有成百上千个独立的物理设备。每个物理设备都有其各自的计算与存储能力。不像其它传统方案依靠硬件设备来提供高可靠性，Hadoop本身就被设计为在应用软件层可以随时检测并处理节点失效问题。
（三）如何消除HDFS性能瓶颈
教育资源共享平台在设计过程中就不应对所有数据都一视同仁，而需要根据实际需求区别对待，例如更为有价值的数据理应得到更多的重视，并为其分配更多的存储资源，即建立更多的副本以应对高并发访问，降低访问延迟，同时还可以提高数据的安全性与稳定性。因此可以在HDFS的基础上进行改进，在名字节点之上增加了一个系统控制器。
在HDFS的原型设计中，其通过文件数据块（Block ）副本的方式解决其并行读取的问题。副本的数目在整个集群运行之前被存储，并且在整个系统运行中是统一且固定的（系统管理员可以通过配置文件进行重新配置，但更改的也是全局配置）。所有的数据节点都会采用这个配置，即数据节点上的所有文件块都会有相同的副本数目。
因此在此场景下文件副本的差异化配置就显得十分必要了。但数据节点以及云计算运营商难以知晓哪一个或哪一些文件会在较长时间内被高频率访问从而成为热点文件。如果采用固定的配置方法，则系统配置难以跟上用户需求的快速变化。基于Hadoop分布式开源架构的云计算本身就拥有简单的副本机制，包括副本的创建、故障节点检测与处理等等功能。但是该架构缺乏对副本的动态调整功能，无法灵活应对用户需求的快速变化。
四、结论
综上所述文件数据块副本数目的动态调整成为最好的选择。云计算存储资源动态调度机制（Cloud computing Storage resource Dynamically Scheduling scheme，CSDS）能够解决上述问题。
基金项目：2013年保定市科学技术研究与发展指导计划项目“基于云计算的高校教学资源共享平台研究”（13ZG014）。
日前，IBM在北京举办了一场POWER基础架构云媒体交流会。本次IBM POWER基础架构云媒体交流会邀请到了IBM系统与科技部大中华区Power Systems服务器产品部总经理韩忠恒、IBM中国区系统与科技部行业及重点客户技术支持总经理梁建球、IDC中国助理副总裁武连峰、IDC中国高级研究经理周震刚以及众多媒体记者分享了IDC中国云计算基础架构建设指南和IBM Power基础架构云平台的技术与实践经验。
现在很多企业一提到云计算成功模式就会联想到谷歌，继而马上认为分布式就是云计算，殊不知谷歌和亚马逊的业务应用和技术实力与自身企业存在着不同，一旦部署了分布式云平台，结果导致两个孤岛式的架构，造成资源上的浪费，虽然很快的部署了云计算，但没有达到最终的效果。建设云计算，要根据企业性质和业务应用的不同做到量身定制，同时应提升到战略层面。
提起云计算，必会谈及虚拟化，为什么说虚拟化如此重要呢？虚拟化可以提高设备的使用效率，提高设备的灵活性，获得更多的资源利用率。虽然大多数用户已经意识到虚拟化的重要性，但需要注意的是，云计算平台需要企业级的虚拟化，企业级虚拟化才是云计算的基础。
不管是x86架构还是RISC架构，世界上没有一个架构一定是最好的，只要是适合企业的业务架构就应是最好的，任何架构都要与业务相结合。企业中不同的工作负载要根据性质的不同放在不同的架构平台上，对于一般性业务应用运行在x86架构上，而关键业务应部署在Unix平台。最后即使云计算架构不一定是统一的，但要实现统一的管理。在这一方面，IBM Starter Kit for Cloud(SKC)可将您的虚拟化环境从“云就绪”状态过渡到真正的“云”环境，SKC是一个跨平台的快速云服务管理软件，它不仅能对Power平台提供无缝支持，而且对于用户已有的x86甚至都能提供支持。SKC对于x86上KVM提供与Power的一体化支持，统一部署引擎，统一管理界面。
根据IDC的《中国云计算基础架构建设指南》报告显示，以云计算为基础的第三平台已经来临。何为第三平台呢？第一平台是以主机为核心，第二平台以PC为核心、局域网、互联网为核心，第三平台以移动设备和应用为中心，实际上是以人为中心。其中云服务、大数据、商业分析、移动宽带社会化，这四方面作为第三平台的核心。在这里面，最大的基础是云，云在最底层，社会化移动普及率越高，产生的数据量就越大，对IT基础设施的需求也就越大。所以说，云计算是实现智慧行业的重要途径，而云基础设施是重要基础。
对于行业企业来说，企业服务化是一个大的趋势，特别是中国制造企业服务化趋势，目前很多制造企业已经往服务化转型，而不再是我们印象中的传统制造企业只生产产品，而是给用户或间接为有提供服务。所以采用云计算可以增强企业的核心竞争力。企业进行业务变革和转型，需要IT系统做很好的支撑，这些支撑后台一定要有云计算，需要数据整合。
企业建设云计算的六大误区
IDC(中国)行业研究与咨询服务部助理副总裁武连峰，在IBM Power Cloud新一代企业级基础架构云媒体交流会上，谈到了现在企业建设云计算时存在着六大误区：
误区一：重概念，轻本质。用户往往关注于买多少软硬件产品或服务，而忽略了云计算的本质是提高服务器资源利用率，节省成本和如何提供即时服务。
误区二：重实施，轻规划。
误区三：x86架构就是云计算。
误区四：重硬件，轻较件。很多企业一提到云计算，马上买服务器，买存储，如果云计算没有很好的基础架构软件，没有很好的系统管理自动化软件，云计算硬件就不能发挥它的作用。
误区五：重虚拟，轻管理。大部分企业只是实现局部的虚拟化。云计算本质应该是一个全方位的虚拟化，这些虚拟化必须要用到很好的管理，才能够使它自动化起来，使整个IT架构做更好的提升。
误区六：重创新，轻移植。大部分用户部署云计算是为了部署新应用，而忽略了对原有应用该如何进行移植。
基于以上六个误区，IDC建议云计算基础架构实施应经历以下三个时期：
第一时期：一是规划，二是准备
在规划方面应首要注意两点，一是明确企业实施云计算的目的，二是确保最高管理层的参与。从云计算整个基础架构来看，促进业务比节约成本更重要。云计算对于企业来讲，不仅是IT的变革，实际上还涉及到IT整体架构的改变，而这种变革与业务的变革息息相关，所以一定要有最高领导的参与，在实施过程中才会更加得心应手。
在准备阶段要明确企业IT中有哪些应用，对企业自身的业务进行分析，不同的业务将会采用不同的体系架构实施。对于企业的核心
应用，交付成本高，适合企业级的私有云的基础架构；而一些数据分析，包括一些协作，更适合融合性的云计算基础架构；与消费自动化相关的应用，适合开放云计算架构；像电子邮件或网站，更适合公共云的外包。
第二时期：实施和深化
虚拟化是云计算的开始，但需要注意的是一定要建立企业级的虚拟化资源池。通过虚拟化创建资源池，其中安全性是用户认为最重要的技术特性，灵活和可扩展性，硬件性能排在安全性的后面。
全方位的虚拟化，包括服务器、存储、网络。这三个虚拟化，一是计算能力的虚拟化，二是存储能力的虚拟化，三是传输能力的虚拟化，这样就会把服务器的计算资源、存储资源、网络带宽资源都会充分利用起来，不会有一个瓶颈。但现实情况是，用户购买了很多服务器，但如果做云计算，就需要采购一些虚拟化软件支持整个云计算平台基础设施，结果发现购买虚拟化软件甚至比买一台服务器还贵。最后还是要用单机甚至集群的方式把硬件搭建起来以后，在运行使用过程中出现很多问题。一是从性能和资源协调上没有把这些服务器做很好的资源利用。二是从自动化的角度来讲，没有做很好的自动化，包括资源分配的过程中，很多需要IT人员参与，大大降低了效率。
虚拟化完成之后，一定要通过管理自动化和资源自动化，最后实现资源的整体调度，包括资源池的实时监控，包括生命周期管理，映像管理，快速部署，动态迁移等。在这一方面，国内外用户的差异很大，国内用户在这方面的投资相较于国外要吝啬的多，其实，如果不做好管理自动化和资源自动化，做好资源池的匹配调度的话，实际上整个云计算的基础架构设备并没有很好地发挥起来，整个IT效率没有提高。
从虚拟化到自动化的云计算深化过程，分为4个阶段，第一阶段是虚拟化，据据IDC全球研究结果显示，服务器虚拟化率已经达到64%，第二阶段是将虚拟化和自动化流程结合起来，这部分用户有32%，第三阶段是把虚拟化、自动化流程以及融合的基础架构，包括网络、存储融合起来，从绿色节能以及从总体效率上会更少，这里目前还很低，只有3%。第四阶段是一个理想状况，通过虚拟化、自动化流程到融合架构，最后做到自服务、自适应，这样大大减少IT部门人员的压力，同时使IT能更好地跟业务融合。这部分用户只有2%。
第三时期：应用和管理
现在企业构建云计算貌似更加盲目，已然忘记最初的目的，而只是为了云而云，所以说，上云计算不是目的，在云上跑什么应用才是关键。
计算机技术在现代化的时代背景下已经发挥着无可取代的作用，云计算技术也应运而生。云计算的兴起，是一场信息技术的改革，它已经不仅仅是一种技术，更是一种新的服务模式。信息技术平台的应用之所以能够带来如此高的效率，离不开IT领域技术的变革。融合架构平台的实现，为云计算的平台架构也提出了更高的要求。本文将以此为出发点，对融合架构平台的搭建方案进行初步研究，以期能够为进一步提升相关技术水平提供些许参考。
【关键词】融合架构 平台搭建 云计算
云计算的三大部分之一就是基础架构，如何更好地实现基础平台架构的云化，为用户提升更高质量的服务，是当前学术界所面临的严峻挑战，融合架构平台作为新的虚拟化技术背景，为平台架构的搭建提出了新的要求，因此，对融合架构平台下平台架构搭建方案进行系统的研究对于进一步促进云计算的发展具有重要的指导意义。
1 融合架构平台服务器的构建
融合架构平台服务器是整个云计算平台的核心，所有的云计算平台所有功能的实现都需要基于融合架构平台的服务器来实现的。融合架构平台服务器具有诸多的组成部分，其中包括硬件服务器、虚拟机和底层操作系统。基于融合架构平台的云计算平台架构，相比之下就能够更好地满足用户的需求，因为用户在实际的使用当中，能够有效调动更多的灵活性配置资源，从而省去了必须在终端操作的环节。
2 云计算架构平台的迁移技术实现
融合架构平台之所以具有更好的服务性，正是因为其能够实现动态的迁移技术。融合架构平台的动态迁移技术指的是当系统的虚拟服务器在运行的过程中，能够以动态的模式将平台进行转移，这种转移能够在不同的物理服务器之间进行实时的迁移，保证数据信息能够灵活运转于虚拟机之间。动态迁移技术的实现需要注意一些关键技术点，体现在两个方面。
首先，总迁移技术是一个过程，过程就涉及到总迁移时间，指的是预拷贝从初次迭代一直到目的域正式启动所消耗的总的时间，而停机时间指的是融合架构平台虚拟机的整个停止运行的时间。从融合架构平台服务器功能方面来看，迁移时间与停机时间也存在着一定功能与地位方面的差异。
其次，融合架构平台虚拟机的动态迁移技术需要大量的网络负载，因为要实现动态迁移就会涉及到大量的资源拷贝和信息处理，如果源地址与目标地址基于不同的服务器，则这种情况下的转移和拷贝就需要借助网络的传递，因此，动态迁移的大量数据信息就容易造成整个网络系统的高负荷运转，因此，降低单位时间的信息传输负载量，才能保证提高信息传输的质量，最大化降低网络负载。
3 融合架构平台下搭建平台架构的优势
融合架构平台的基础层搭建相比于传统的云计算平台架构方法来讲，有着明显的优势，这种优势主要体现在几个方面。
首先，为了能够更好地适应系统的负载变化，就需要优化资源配置的方式，这就体现了融合架构平台的优势，因为其具有可伸缩性，传统的云计算平台构建方法基本应用调整主机资源的方式进行，而融合架构平台的方法具有较高的灵活性，能更好地满足系统的多种需求。
其次，云计算的大环境容易出现节点的失效，而这就需要融合架构平台在构建的过程中要考虑到系统的安全性，以最大化的保障来确保系统故障能够第一时间解决，而融合架构平台的动态迁移恰好可以满足这种需求。
最后，基于云计算平台中具有的独特数据规模化整合方式，导致其负载中存在很多不平衡的现象。而只有通过搭建融合架构平台才能够有效的缓解负载中存在的不平衡现象，其主要的原因就在于融合架构平台能够将所有的数据信息进行有效整合，从而避免因负载不均导致的资源浪费，维护系统成本、以节能降耗来提升资源的使用率。
4 融合架构平台下平台架构搭建方案
4.1 平台搭建方法
关于平台搭建的方法包括计算构架的接电、客户端以及控制器。云计算平台搭建中的任何设备都可以当作接受的客户端，而关于控制器的设置，其主要是由Keystone、Glance、Nova、Dashboard、Swift即身份认证服务、镜像服务、计算服务、界面服务和存储服务这几方面内容组成的。控制器的设置可以通过物理服务器来实现，但是物理服务器实现的前提条件是将控制器中所有的模块综合在一起，这样才能实现物理服务器的调节，但在计算节点时必须要满足所有物理服务器同时运行，这样才能实现功能之间的转换。本次研究主要就是通过在机器上模拟版块的运行，并在版块运行期间统计其计算节点。主要的搭建方式如下，首先由内网交换机发出相关的指令，通过网络进行传输，待运行到控制节点上时进行节点控制，控制后再传入公关网络中。
4.2 部署流程
部署流程主要分为两个阶段，首先是准备阶段：要将云操作系统进行安装，以便于生成数据库系统，待配置成功网络传输系统接口和NTP设置时最后进行加密安装。其次是组建的安装流程，对于OpenStackck的安装要遵循一定的顺序，要满足首先安装 serverl的相关组件然后依次按照身份认证服务、镜像服务、计算服务、界面服务、存储服务这五部分内容进行安装，这样才能满足融合架构平台下平台架构搭建的相关要求。
5 结论
综上所述，在时代飞速发展的今天，云计算在计算机技术的基础上全面拓展了应用范围，并且已经普及。受到诸多因素的驱使，相关的技术要求也越来越高，融合架构平台服务器是整个云计算平台的核心，在传统的服务器架构技术无法满足当前形势的基础上，深入研究融合架构平台下平台架构搭建方案有着重要的意义。
参考文献
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[2] 陈康，郑纬民.云计算：系统实例与研究现状[J].软件学报，2012（05）：1337-1348.
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