時間:2022-08-10 10:35:16
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2云存儲未來發展趨勢
云存儲已經成為存儲將來發展的方向,目前多家供應商把不同類型的搜索、技術和云存儲的應用程序相結合,提供一系列的企業數據服務,使得其更好、更安全。云存儲的發展趨勢,主要是未來發展的安全性、便攜性和兼容性等。
2.1云存儲的安全性
現在安全問題是用戶都在關注最有潛力的云存儲。傳統的計算機用戶都適應了這樣的機器上運行安裝軟件,增加對“云”的發展機會,掌上電腦、智能手機等高智能產品不斷出現。然而,云服務的開發是基于真實、快速的網絡,因此網絡基礎設施的發展,以及無線網絡的廣泛覆蓋了良好的“云”技術服務,為發展帶來了機遇。安全和自由是個人用戶的存儲空間的根本要求,但同時會帶來不安全,由于用戶自己擔心數據傳輸可能被截獲或更改,因此使用者不放心把他們的隱私和重要文件放進去。對于用戶的敏感信息,如賬戶名、密碼應受到保護,其中,因為安全問題一般通過電子郵件和CRM應用程序提供的服務。云存儲現在也是在一些較大的文件傳輸,數據共享,以及音樂文件的收集。
2.2云存儲的便攜性
便攜式數據存儲也是一些用戶需要思考的事情。有很多大型ISP承諾提供的本地存儲相媲美的優良傳統數據便攜性的解決方案。構建私有云,或VPN,是部分一些企業用戶的云存儲,尤其是對設計的要求,合資公司的分支機構的大型項目中,除了云存儲作為云計算平臺提供存儲資源,可以使用數字資產的集中管理,而且還可以保護不同站點之間數據的一致性,促使更好地完成工作。便攜的特點可以幫助用戶轉移為他所選擇的任何媒體,甚至是專門的存儲設備中的全部數據。
2.3云存儲的兼容性
對于企業來說,一個主要的問題是如何能使現有業務系統轉移到云平臺,尤其是企業,一個小錯誤的發展,可能會導致無法承受的經濟損失,因為他們有限的容忍錯誤能力。因為不同云服務提供商的接口是不同的,結構是不一樣的,因此有兼容性問題。云和云之間的溝通問題,但還需要一個解決方案。將不能夠將數據遷移到一個較低的水平,傳統的ILM沒有部署到市場上的云計算平臺。這些都需要現在能夠部署云計算平臺,采取適當的存儲產品。在實際使用中,用戶的部署往往發現后續擴展,往往只需要最低的成本最低的擴展存儲介質,它提供了傳統的云計算平臺的整體性能無法相比的優勢。
二、計算機網絡云計算技術的分類
從網絡云計算技術的發展情況來分析,按照云計算技術的不同特點,性質以及其他因素,能夠將云計算技術分成不同的方面。從其不同類別的服務特點來看,可以將云計算技術分為公有云和私有云。所謂私有云是說,從用戶的自身的實際情況入手,進行獨立的應用,同時進行建立平臺,具有非常良好的操作性和實用性;而公有云是指因為用戶自身的局限性,對一些其他用戶的云資源進行利用開發。一般來說,在公有云和私有云的分類上,必須要注意一下幾個方面的內容:首先,服務的連續性。一般來說,公有云服務非常容易受到外部要素的直接影響,但是反觀私有云卻沒有這方面的困擾;其次是數據安全性。在這方面,公有云的安全可靠等級沒有私有云的等級高;再其次是成本費用。從自身的成本費用來分析,公有云的費用成本較低,而私有云成本的費用相對較高,但穩固性較好;最后是監測能力。公用云具有非常強大的監測能力,能夠按照用戶的需求,對所需對象進行嚴格詳細的監測。
三、計算機網絡云計算技術的實現
在目前的計算機系統中,為了能夠把系統的整個處理過程變得更加簡潔化,通常都需要將系統劃分為兩個層次,也就是功能實現過程,以及預處理過程。在這兩個過程當中,具有不同的處理效果和作用,能夠將系統的功能順利發揮和實現。使用這種方法和原則,在很大程度上能夠幫助計算機系統進行簡潔化,進而提升計算機系統的整體運行效率。隨著目前信息化程度的不斷加深,云計算技術也逐漸在實際的生活當中慢慢實現。一般來說,計算機網絡云計算的實現形式大致有下面一些情況:首先,利用軟件程序,在很多企業的管理程序中使用程度非常高的云計算應用實現方式,具體的原理是利用網絡瀏覽器,將用戶所需的管理程序具體信息傳遞給用戶,這樣能夠避免過大的資金費用的浪費;其次是網絡服務,這也和軟件程序具有非常重要的聯系。其主要的原理是利用一定程度的實際軟件程序,讓研發者更多的參與到計算機網絡實際應用的開發;最后是管理服務提供商,這在云計算實現形式中歷史非常淵源,和其他一些云計算實現形式相比較,其基本上都是向信息技術行業提供一些專業的服務,譬如病毒處理等等。
四、計算機網絡云計算技術的發展遇到的問題
在探討云計算廣泛的應用的同時,也要關注到云計算發展中存在的問題,考慮該怎么保障數據的安全性,這是至關重要的。主要表現在以下方面:首先,如果云端借助瀏覽器接入,而瀏覽器又是計算機中非常薄弱的環節,那么自身的漏洞很容易讓用戶的證書,以及認證秘鑰遭泄露;其次是在云端中。不同的應用都必須進行認證,那么在這個過程中,該怎樣保證高效安全的認證機制;再其次是在應用服務層中,必須使用有效安全可靠的手段來保護用戶的隱私安全;最后是在基礎設施層中,該怎樣確保數據的安全性,保密性都是具有非常大的風險性。
2基于云計算技術的應用安全服務
云計算技術中的應用安全服務一般使用基于用戶分級等級制的方式進行控制,總體上來說,其基本的要求有:身份的驗證、訪問控制權限、安全的審查、數據的完整與加密、資源分配與控制等。以下就其中的身份驗證與訪問控制權限、數據的加密與完整進行詳細說明:
2.1身份驗證與訪問控制權限
傳統的身份驗證與訪問控制多采用動態口令驗證、靜態口令驗證、數字證書驗證等方式,而云計算技術下的驗證方式則與這些不同。(1)驗證的實體不同。在云計算技術下,由于接入云的實體不僅僅再是用戶,而是包含了大量的用戶、終端、手持設備、虛擬機、虛擬組、安全組等,所以驗證的實體與傳統只驗證用戶有很大的不同。(2)身份驗證的記錄與審查。在傳統的驗證方式下對于身份的驗證記錄與審查并沒有提出特殊的要求,但是在云計算模式下,對此有著嚴格的要求,對于各驗證實體的驗證的記錄是完成其它安全操作的基礎。(3)權限的動態管理與繼承。在云計算技術下對于權限的管理不再是一成不變的,會隨著時間、空間或其它各類的原因而發生改變,這就要求安全服務必須要能隨時進行更改,并且原有的權限可以繼承或是改變。
2.2數據的加密與完整
加密一直是保護數據的重要手段,而計算能力則一直是制約加密的一個重要因素,現在云計算的出現為加密技術的發展提供了最好的機遇,即可以利云計算的資源,在較低的成本下實現較高、較復雜的加密算法。云計算下的加密主要的特點有:高加密性能、多次加密、與需要相適的運態密鑰管理技術、自主發展等。
2柵格化信息網絡的資源管理策略
信息化柵格網絡在不改變原來通信網絡結構與體制的基礎上,將各種業務類型與傳輸標準的異構專用網絡集成。針對底層網絡拓撲狀態,采用基于資源整合的虛擬化技術,實現“一網四域”的資源共享管理,具體體現在物理層面上一張網絡實施承載,上層3個邏輯網運行具體的業務,實施各通信子網連接狀態、交換路由、流量等監視控制管理,達到網絡拓撲透明、統一計算流量分布和統一網絡資源配置。
2.1網絡資源管理架構
柵格化信息網絡的資源控制策略體現在運維支撐系統的資源管理與調度模塊。隨著通信裝備與柵格技術的發展需求,承載網絡帶寬得到大幅提升。因此,在資源管理方法上,采用了基于全IP技術,以集中控制為主、分布式管理為輔的分級分域資源控制策略,將網絡資源統一分為網元級和網絡運維級2個層次進行管理。網元級為網絡重要核心節點,如:通信業務控制系統、智能通信業務系統、資源策略控制系統以及核心承載層的網絡路由器、網絡交換機等設備,在網絡層與下面的各個通信處理單元間起承上啟下作用,負責處理網絡層操作系統與其他各個網元間交換的管理信息,并以集合的方式控制和協調下級網元子集。網絡運維級主要是針對底層網絡拓撲狀態,采用基于資源整合的虛擬化技術,實現“一網四域”的資源共享管理(見圖1),具體體現為物理層面上一張網絡實施承載,上層3個邏輯網運行具體的業務,達到網絡拓撲透明、統一計算流量分布和統一網絡資源配置,并力爭在局部范圍內實現網絡資源負載的最優。
2.2業務分級的資源管理模式
由于帶寬資源相對充裕,柵格化信息網改變了傳統的通信網絡,對上層業務類型不加以區分,業務在網內的傳輸采用先到先得的網絡資源占用方法,允許用戶在申請網絡資源時,對業務優先級進行人工參數設置,運用資源預留協議(RSVP)在網絡節點預留報文的IP目的地址,確保經過路由協議選擇所轉發的數據包的QoS;運用多協議標簽交換技術(MPLS)使用短而定長的標簽(label)對報文封裝分組,實現在數據平面實現快速轉發,使業務接入控制與路由選擇相結合,針對不同業務類型提供不同的QoS需求保障。具體的網絡資源管理與控制流程如2圖所示。由此可見,柵格化信息網絡一方面通過在網絡上層對網絡資源實現全局的管理和控制,另一方面運用核心承載網屏蔽底層異構網絡結構與資源的差異,較基于傳統的通信網絡資源管理策略增加了跨層間的QoS保障,資源預留等資源管理技術,增加了層間協作,實現了網絡資源的跨層融合管理。由于繼續采用了與指揮關系緊密耦合的樹狀層級式資源管理結構,故其網絡資源的柔性調度能力有待進一步提高。
3基于云計算技術的網絡資源管理架構
隨著各類異構網絡的融合發展之勢,網絡資源呈現出多樣化、復雜化等特點[5],傳統的資源靜態分配、負載靜態管理,應用與基礎設施緊耦合的資源管理方式已經不能適應一體化網絡資源管理的新要求。為解決網絡資源的最優化配置問題,筆者基于“一切皆服務”的云計算理念,提出了一種“網絡即服務”(或“通信即服務”)的網絡資源管理架構,目的在于運用資源虛擬化、組件封裝等云計算技術實現一體化異構網絡資源的融合管理。“網絡即服務”的資源管理架構從上到下依次被劃分為3個層次:網絡接入平臺層、資源表示層和網絡基礎設施層。其中,網絡基礎設施層由超短波電臺網、高速數傳網、戰術互聯網骨干網、數據鏈等異構網絡組成,是整個網絡進行傳輸的組成基礎,負責各類用戶的網絡接入。資源表示層作為核心部分連接網絡接入層和基礎設施層,通過虛擬化技術和中間件技術將物理網絡資源抽象成可承載、可管理、可調度的邏輯資源,并匯聚形成網絡資源池。區別于傳統的與網絡結構綁定緊密、樹狀層級式的資源管理方法,該架構通過對資源池內的資源實施統一的管理與調度,使資源管理與網絡結構松耦合,提高了網絡資源可擴展性與柔性管理能力。如圖3。
4“網絡即服務”的資源池構建方法
資源池化是云計算的核心概念[6],一體化網絡資源池動態融合了各個通信子網的網絡資源,通過跨網、跨層的資源優化組合,為不同業務需求的用戶提供更高效的QoS保障要求。從根本上說,網絡資源池提供的是一種跨平臺互操作能力,統一分配目標,為多樣化業務提供底層平臺支撐。本節重點從資源虛擬化技術、網絡資源的模塊化封裝和資源的分類與監測3個角度構建網絡資源池,描述基于云計算技術的一體化網絡資源管理方法。
4.1網絡資源虛擬化
網絡資源的虛擬化是對傳輸鏈路、網絡節點、網絡架構等物理資源和邏輯資源進行全面虛擬化[7],在共享底層的異構物理資源的基礎上,構建出多個共存但相互隔離的邏輯網絡,形成一體化網絡資源池,使物理網絡能夠根據動態變化的虛擬資源請求,向上層提供無差別的通信服務資源模塊,為實施高效的通信傳輸策略提供基礎。如圖4,在邏輯虛擬網絡可看作為邏輯上的共享資源池,是一系列基于虛擬鏈路相互連接的虛擬節點的集合,本質上可以看作是底層物理拓撲的一個抽象子集。每個虛擬節點托管在一個特別的物理節點上,而一條虛擬鏈路跨越物理網絡中的一條鏈路,并且包含了該鏈路上的一部分資源。邏輯虛擬網絡提供統一的服務應用與管理,聚合的底層物理資源可以具有多個通信協議與不同的傳輸標準。通過選擇自定義數據包格式、路由協議、轉發機制以及管理和控制功能,實現端到端服務。圖4網絡資源映射關系在針對邏輯虛擬網的資源調度過程中,由于在資源池中,服務是以切片(slice)的形式存在,一個服務即對應一個切片[8],因此,先將資源池中的資源以切片的形式分配;其次對功能相近的服務進行聚合(aggregate);最后將一系列的服務資源以組件(component)[9-10]的形式進行封裝,以封裝的通信服務模塊間動態按需組合為上層業務提供服務。
4.2網絡資源組件封裝
為提高資源利用率,有效屏蔽網絡資源異構性特征,實現快速靈活組織資源,需要對資源進行服務化封裝集成。資源的組件封裝是在虛擬化技術的支持下,通過選取恰當的協議構建通信服務模塊,供上層業務調用并提供通信支持[11]。封裝技術要滿足網絡資源的多樣性與動態變化,采用統一的描述機制,將各式各樣的網絡資源抽象為統一規范的服務,同時對上層提供對應的操作接口,進而根據一定規則的業務需求構造相應的通信組件供上層業務調用。在進行網絡資源封裝時要重點考慮以下問題:1)網絡資源的封裝要滿足網絡資源動態性與多樣性的特點,封裝后共享服務資源的數量和可用性能夠隨著環境的變化而動態變化;2)網絡資源由于體制與標準、格式種類較多,具有異構性特征,在進行資源封裝描述時采用統一的資源描述機制;3)資源的封裝不僅是對資源的某功能模塊或者單一網絡資源進行封裝,需對網絡資源進行統一的分類,達到資源的集成應用和協同工作的效果;4)組件封裝的設計和構造應按照所承載業務的類別和使用頻率選建,封裝的組件需明確可支持的業務類型和可提供的通信服務能力等必要信息。
4.3網絡資源監測與更新
由于網絡拓撲、節點狀態、鏈路的可用率等網絡資源都不穩定,資源的初始分配往往很難達到最優的配置布局,因此需要提供恰當的管理手段實時監控資源的運行并支持資源的適應性更新。探測機制方面可以采用主動探測和被動檢測的方法進行資源的監測與獲取[12],主動探測是主動向網絡服務器發送承載報文,通過探測所傳信息的相應傳遞需求、性能參數等指標計算得出所需調用的網絡資源;被動探測通過在網絡特定位置安放探針,記錄和匯總某鏈路上的流量信息分析得出可用網絡帶寬。如果監測到網絡狀態的異常情況,則對資源池內組件資源進行更新,在資源更新過程中,由于網絡資源在各層表現形式不同,資源池中資源的表現形式也對應著相應的表現形式,因此,網絡資源應在各層次做相應的變化。為及時反映資源狀態,系統應設置措施保證對資源信息的及時采集和匯總,并在確認的情況下及時更新其情況。資源監測與更新流程如圖5所示。
2采用云計算技術的網絡設備整合
采用云計算技術對網絡中的設備進行整合,通過互聯網這個必須的橋梁,將網絡中的每個設備直接連接至云計算中心,用戶只需通過服務接口(通常是Web瀏覽器)與云計算中心進行通信,完成用戶的注冊與登錄,此時即可獲取一個身份唯一標識。用戶通過這個唯一身份標識登錄成功后,云計算中心即會迅速處理用戶的需求操作。云計算中心相當于一個龐大的服務器集群組,它主要提供軟件服務SaaS、平臺服務PaaS、基礎設施服務IaaS以及虛擬化的資源和物理資源池。學校的合并,校園網的應用和網絡規模需求的不斷擴大,現有網絡規劃已經不能滿足網絡需求,數據沖突和資源浪費現象嚴重。同時,學校網絡中心機房由于托管的服務器數量不斷增加,大量的服務器資源既造成了電能的浪費,又增加了學校的開支成本。一個開放的資源集成、資源管理和資源服務等資源管理體系,是學校信息化發展與網絡整合的必然需求。
2.1現有設備及狀況
A校區網絡始建于2004年,實現了電信出口100M、教科網出口2M、三個校區的網絡互連,2011年進行了第二次網絡擴展和更新改造。近期,A校區與B校區合并,需要進行網絡的第三次整合、擴展和更新改造。核心交換機、匯集和接入層交換機、一臺城市熱點認證計費設備、一臺公安系統網絡監控設備與后備電源系統。目前,網絡中心能實現路由、NAT、防火墻功能、數據交換、網絡日志、身份認證、教務系統、OA系統、精品課程等功能,見圖2。B校區網絡中心現有主要設備有:思科CIS-CO7609交換機,作為校園網絡的主要路由交換設備。身份認證系統、網絡設備管理系統、防火墻、網絡安全審計系統、精品課程系統等專用服務器36套。實現路由、NAT、防火墻、數據交換、地址映射、VPN、FTP服務、數據存儲系統、防病毒、身份認證、網絡分析等網絡功能,見圖3。
2.2規劃網絡架構
云計算包括多種模式,如果以云計算中的私有云模式來對A校區已有的大量的服務器等硬件資源進行整合,然后統一提供服務,既能夠通過對已有硬件資源的整合提升利用率,降低購置新硬件的成本,又能夠提高資源利用率,實現節能減排,一舉兩得。具體整合方法:(1)在維持原有配置功能不變的前提下,用CISCO7609核心交換機替換原有的CISCO6509核心交換機,第二臺CIS-CO7609上實現核心交換設備的雙機熱備功能,以滿足VLAN與DHCP等功能的使用;(2)實現用CISCOASA5520替代原有的CISCOASA5510增加VPN網絡訪問功能;(3)對原有的6506核心交換機進行整合,維護引擎和業務模塊,作為二級核心匯聚校園網的數據中心IDC、服務器群。將原網絡中的WWW、FTP、存儲、一卡通、在線教育系統、精品課程系統等25臺服務器加入到服務器群中。
2.3規劃網絡管理功能
整合后網絡管理功能為:(1)解決A校區網絡整合中部分匯聚交換機與接入交換機不能實現遠程發現與管理的問題;(2)利用堡壘主機技術提高主校區IIS服務器的安全性和可靠性;(3)建設DMZ區,為不低于20套服務器架設服務器群,提高網絡服務質量。將指定的應用系統進行歸并。
2.4加強網絡遠程監控與管理
利用遠程管理手段,增加A校區網絡中心機房的電源、溫度與濕度管理。利用B校區的門禁系統,實現A校區門禁系統的網絡化遠程管理。綜合云計算技術手段,實現網絡統一認證、管理和調度的目標。從而實現一次認證,多點登陸,方便使用。
2.5解決學校服務器利用率低的問題
每個學院需要大量供教學和實驗使用的服務器,如何解決現存的服務器不足、資源利用低下、管理模式單一的問題,是通過云計算技術整合網絡資源重點要解決的問題。具體做法:運用云計算技術,整合服務器資源,創建云存儲空間,實現服務器資源的合理分配;利用虛擬化技術,構建必要的虛擬機,優化服務器資源,滿足全校師生應用需求;按照數字化校園的要求,實現網絡空間資源有效的整合與集成,實現統一身份認證、統一資源管理和統一權限控制。
二、以私有云技術搭建基層檔案室信息服務平臺
在高度提倡加快企事業單位信息化建設步伐的今天,私有云技術至關重要。目前,企事業單位的檔案數據一般存儲于中心機房服務器和個人計算機中。儲存于服務器的數據一般采取磁帶脫機備份方式確保數據的物理安全。但是個人計算機數據備份會由于人為或移動介質出現問題等因素丟失甚至泄密,檔案信息安全始終存在隱患。有別于公共云全開放平臺,私有云能夠有效地提供可靠、安全和高速的資源存儲、整合和監控技術。作為企事業單位私有檔案信息服務平臺,私有云不會因為市場需求、技術支持、公共服務器不穩定等企事業外部因素的重大干擾而造成數據丟失甚至停止使用,可以有效地保護企事業單位檔案信息數據的安全與穩定,從而有效提升數字化檔案室的建設與管理水平。此外,在私有云技術支撐下數字化檔案室可以強化內部信息資源管理、利用、共享、加密和備份等功能,如遇到突發事件可以作為重要應急措施之一,最大限度恢復檔案工作。
為了提高選煤廠的生產效率和降低生產成本,借助當前發達的工業以太網絡技術、3G無線網絡技術和射頻識別(RFID)技術,采用云計算的軟件架構,建立一套集設備管理、調度管理、工藝流程管理、煤倉管理和云計算中心于一體的選煤管控平臺,從而實現選煤廠的高效管理和自動控制。
1.2總體架構
根據選煤廠的生產實際流程,設計的基于云計算技術的選煤管控平臺分為設備管理、調度管理、流程管理、倉儲管理和云計算中心5個功能子系統。基于云計算技術的選煤管控平臺總體架構如圖1所示。(1)設備管理主要負責對選煤廠內涉及的生產設備進行管理,包括設備的維修、維護以及設備檔案的管理。(2)調度管理主要負責對調度選煤廠內的一些設備和人員進行管理,并通過大屏幕顯示各流程環節中的工作進度和設備狀態。(3)流程管理主要負責對選煤工藝流程進行管理。(4)倉儲管理負責對選煤廠內煤倉進行管理,煤炭從礦井通過運輸工具輸送到受煤倉以及成品煤從選煤廠的煤倉運往裝車目的地都要依賴該系統,該系統通過射頻識別(RFID)技術實現煤炭的自動入庫。(5)云計算中心作為本平臺的一個基礎子系統,其他各子系統的數據存儲和數據分析等占用資源過多的行為都會轉發給云計算中心進行處理,同時云計算中心由于其分布的網絡結構,使得在某一計算存儲節點或者存儲節點失效的情況下,云計算中心依然可以為其他的子系統提供計算和存儲服務。
2平臺功能模塊設計
2.1設備管理子系統
設備管理子系統負責對選煤廠的生產設備進行管理。該子系統包含以下4個功能模塊:(1)設備注冊。該模塊負責對選煤廠所涉及的選煤生產設備進行注冊,以方便后續對這些設備的數字化管理,注冊信息應該包括設備及相關零配件的生產廠家、生產日期、服役年限、檢修周期以及設備的類型、型號、額定功率、額定電壓和額定電流等信息,以方便企業相關負責人全面掌握設備的詳細信息,并適時安排檢修任務。(2)設備檢修。該模塊負責設備及其相關零配件的檢修管理,按照設備注冊錄入的設備信息,該模塊自動安排檢修任務,并按照設置日期提前發送給相關的檢修人員和相關負責人,提醒某一設備或零配件何時需要檢修,防止由于人為的疏忽而導致的設備故障以及安全生產事故的發生。該模塊可通過3G無線網絡和工業以太網向相關人員的移動終端設備和系統郵箱發送提醒信息。檢修人員通過該模塊的記錄檢修結果,并通過3G無線網絡和工業以太網向指定的一個或多個上級主管負責人發送檢修結果,同時通過云計算中心子系統的云存儲模塊進行系統級的存檔,以方便在發生安全生產事故后對相關責任人進行查找。該檢修結果包含具體的檢修人員姓名、檢修時間、檢修設備名稱、檢修結論以及相關檢修人員的上級主管人員等信息,方便明確相關責任。(3)設備狀態。該模塊負責設備當前的運行狀態,由各生產設備通過現場控制總線系統和企業的工業以太網絡反饋當前設備的運行狀態參數和周邊的環境參數,相關負責人可預先按照異常的參數對異常類型進行分級,并設置相應的提醒級別,比如提醒的級別可分為提示、警告以及危險等。相關負責人可靈活地決定哪些級別的提醒信息需要報告,該模塊按照這些預先設置將符合要求的提醒類型信息通過3G網絡發送到相關負責人的移動終端和系統郵箱,并可按需將這些信息同時發送給相關上級主管人員。所有提醒的信息默認情況下都會發送到調度管理子系統的顯示管理模塊。(4)檔案管理。該模塊負責對選煤廠各生產設備進行建檔,檔案信息除了包含設備的注冊信息外,還需要包含設備所屬部門、設備的直接負責人和其上級主管負責人以及負責設備維護的相關人員,同時還包含設備的最近一次維護信息和設備的下次維護日期等。檔案管理共享設備檢測和設備檢修模塊的相關信息,保證3個模塊數據的同步,同時還接收來自調度管理子系統的設備調度模塊發來的調度請求信息,相關負責人通過該模塊按照調度請求編輯設備的相關信息,并將調度的相關信息反饋給調度管理子系統的設備調度模塊。
2.2調度管理子系統
調度管理子系統一方面負責從選煤廠總體上對生產資源和相關人員進行調度,實現宏觀上的統籌生產;另一方面通過企業內的工業以太網絡和現場總線系統實現對設備的遠程控制,并可實時地顯示各生產設備的生產狀況。該子系統包含以下4個功能模塊:(1)設備調度。該模塊負責從總體上調度選煤廠的相關生產設備,級別較高的相關負責人可以通過該模塊向所屬相關部門調度相關生產設備,而后該模塊會向所屬該設備的各級相關負責人發送調度信息,這些信息通過3G無線網絡和企業內部工業以太網分別發送到相關人員的移動終端和系統郵箱。同時向云計算中心發送調度信息存儲信息請求,請求信息應至少包含所調度的設備、調度請求人員、調度前設備所屬部門、調度后設備所屬部門以及調度請求的發送日期、接收日期和最終完成日期。各級相關負責人接到調度請求信息后安排設備的調度工作,并根據調度任務實時更新調度進度,以方便上級主管負責人能從總體上實時掌握設備調度的進度,以方便后續工作的開展。(2)人員調度。該模塊負責從總體上調度選煤廠的相關工作人員,級別較高的相關負責人通過該模塊向所屬相關部門調度相關的工作人員或者整個工作小組。調度信息通過無線3G網絡和企業內部工業以太網發送到各級相關的負責人和被調度人員的移動終端和系統郵箱。人員調度分為臨時調度和永久調度,臨時調度需要提供調度的開始時間和計劃結束時間,這些調度信息只在指定的范圍內發送,這個范圍可由發起調度的人員指定。永久調度則只需提供調度的開始時間,調度信息默認情況下發送到調度發起人所負責的整個部門。另外如果被調度人員名下有所負責的生產設備,該模塊會向調度發起人詢問是否同時發起設備調度請求信息。上述的這些調度信息都會向云計算中心發起云存儲的請求信息。(3)顯示管理。該模塊負責接收各模塊發送的顯示信息,并按預先設置的要求實時顯示這些信息,一種比較典型的情況就是接收來自設備管理子系統中設備狀態模塊發來的設備工作狀態信息,該模塊通過圖和表相結合的形式向相關人員展示這些信息,圖中包含了選煤廠整個工作流程示意圖,并將各生產設備和生產環節對應起來,實時顯示當前的工作狀態。相關負責人通過示意圖可以對當前的整體工作狀態有一個直觀的了解,如果想了解某一個設備的工作狀態,可以在終端上點擊設備所在生產節點,則該模塊會以表的形式展現該設備當前詳細的工作參數和周邊環境的參數。(4)指令管理。該模塊包含自動指令管理、現場指令管理和遠程指令管理這3種情況。自動指令管理是指相關負責人按照一定模式設置生產流程的工作流,該系統按照設定的工作流在各設備滿足一定條件的情況下自動執行相關的指令,這種情況的優先級最低,其它兩種情況都可以隨時中斷并接管設備的控制權;現場指令管理的權限最大,它可以中斷當前設備正在運行的所有指令信息,并強行接管該設備的控制權。指令管理還包括向設備發送的任何指令同時也會向云計算中心發送云存儲請求信息,以便于安全生產事故發生時能快速找出原因;遠程指令管理通過企業內部的工業以太網絡和現場總線系統實現對各生產設備的遠程控制功能,相關負責人通過該模塊可接管設備自動運行的控制權限,并手動對設備進行遠程控制,這種情況的優先級高于自動指令管理但低于現場指令管理。
2.3流程管理子系統
流程管理子系統主要負責對選煤工藝流程的管理,對于一些成熟的選煤流程,該子系統提供了流程模板的功能,使相關的操作人員可以快速的組織選煤流程。該子系統包含以下3個功能模塊:(1)流程注冊。對于一些成熟的選煤工藝流程,該模塊可以生成一個流程模板,操作人員可以根據原煤的種類和成品煤的要求設計整個選煤工藝流程,并將這些信息錄入該模塊,生成一個流程模板。該流程模板會向云計算中心發送云存儲請求并將該模板存入該平臺,以方便在后續工作中引用。(2)流程選擇。操作人員通過檢索已經注冊的流程模板,根據需要選擇適合當前任務的模板來開展選煤工作,流程模板的引入在理論上實現了選煤廠的自動化運行。流程模板選擇后,該模塊則會按照流程的工藝要求按需向相關的生產設備發送指令控制信息。通過流程模板來進行生產作業的指令都屬于自動指令管理的范疇,考慮到生產設備所處環境的復雜情況,為了盡可能地減少安全事故的發生,這種指令的優先級別設置為最低。(3)流程進度。該模塊實時獲取各流程的進度情況,并將這些信息發送到調度管理子系統的顯示管理模塊中進行顯示。
2.4倉儲管理子系統
倉儲管理子系統負責對受煤倉和成品煤倉進行管理。該子系統包含以下3個功能模塊:(1)煤倉注冊。該模塊負責將煤倉的信息注冊到該平臺中,這些信息包括煤倉的位置、煤倉的類型、煤倉的唯一編號以及煤倉的設計容量等信息,該模塊向云計算中心發送云存儲請求,并將這些信息存入平臺。(2)煤倉統計。該模塊負責實施顯示當前煤倉的存儲狀況,以方便相關負責人根據當前煤倉的存儲狀況來合理安排后續的生產計劃。(3)煤倉稱重。通過射頻識別技術,每個煤倉入口和出口各有一臺閱讀器和電子地秤,當有煤炭運輸車輛經過這里,閱讀器讀取運輸車輛所攜帶的射頻卡信息,這些信息包括運輸車輛的車牌、車輛的重量以及車輛所屬部門等信息,電子地秤自動獲取車輛的實際重量。該模塊根據這些信息自動計算當前車輛所載煤炭的重量,同時根據煤倉的類型來自動計算當前煤倉的煤炭存儲量,并連同射頻卡的信息和當前日期一并通過云計算中心存儲平臺,以方便日后的檢索。
二、云計算服務在電大遠程教育中的應用
遠程教育本身就是一個依賴網絡而興起的一種教育模式,這種教育方式打破了過去老師和學員必須面對面進行教學的局限,將課堂搬到了網絡上面,學生可以在任何有網的地方接受教育和進行課程的學習,大大方便了教育的普及以及求職者的需求。進入到云計算時代,這種信息傳遞的形式和方式更加方便快捷,電大遠程教育為學生提供的服務更加的全面和系統,學生和學校雙方對能夠切身感受到網絡的力量對于教學模式的顛覆。云計算服務對于教師資源、學生資源以及教學資源的整合都使得這些信息在快速傳播的過程中惠及整個社會中有求知欲的人群,使教育的成本成倍地降低,從而實現了知識傳播最好的效果,達到社會最大的收益。
1.云計算中教師資源的整合
教師資源的整合是電大遠程教育體系發展的一個重要瓶頸,一直以來,每一所學校都有自己的一套教師隊伍,但是這些教師的教學水平卻參差不齊,學生們很難通過有效的手段進行甄別,也就是無法找到最好的老師進行求學。并且,在傳統的網絡完成教育模式當中,電大遠程教育的教師資源相對比較分散,不利于優質教學資源的整個和不同教育資源之間的競爭。在云計算服務時代到來之后,我們發現這一問題得到了很大程度的改善。例如,同樣的一門課程,在云計算整合平臺上會呈現出不同老師的講解,學生可以以較低的成本挨個聽取這幾個老師的講課,當學生的基數足夠大時,哪一位老師的課程更受歡迎,哪一位老師的課程還需要改進就通過統計數據給出了一目了然的答案,這一點類似淘寶網的店家信譽度。在這個例子中,云計算服務在進行資源整合的同時,也引入了教師資源內部的一個競爭機制,有利于整個電大遠程教育行業內老師通過自身的努力來提升自己的講課信譽度,使整個行業的水平得到整體提升。云計算服務在進行教師資源整合的同時,也通過另外一種方式擴大了教師資源的數目,甚至可以說改變了電大遠程教育老師的概念,使得具有知識的人們都可以成為一個老師,使更多的人參與進來,為知識的傳播而努力。一個十分典型的例子就是美國的可汗視頻,它將數學教材的每一個知識點當成一個單元來進行講解,最終將上百個視頻進行上傳。目前,整個美國的中小學生們都通過可汗的視頻進行數學學習。這正是云計算服務帶來的優勢。不僅是電大的老師們可以通過網絡傳播自己的教學視頻,如果你對某一個知識點具有獨到的見解,都可以拍成視頻上傳到云計算服務的服務器中與全世界共享你的智慧。從這個意義上講,云計算服務對于電大遠程教育的改變就不僅是對教師資源的整合那么簡單,而是在很大程度上對各門課程的內容進行了知識點的重新分割,開創了一種新的教學模式,并且使更多有見地的人“好為人師”,在互聯網的世界里發光發熱,為整個社會的教育作出自己的貢獻。在這里,分散的資源進行了整理,而完整的教學體系又被分散成為一個個知識點。這里面的化學反應正在改變未來教育的面貌,也正在重新定義教師這個概念,也正在使單個人的智慧加入到全人類的智慧當中,使人類的生活和學習得到更大的改善。
2.云計算中學生資源的整合
云計算技術通過其強大的信息處理能力,已經實現了為每一個客戶量身定制套餐的功能,這也是云計算與傳統網絡最重要的區別之一。如果將之前的網絡環境比喻成為廣播或者傳統電視臺的話,那么云計算就像各大網絡視頻網站一般。傳統的廣播對于收聽者而言是沒有任何選擇權利的,也就是說廣播站播放什么聽眾就只能聽什么,晚八點播放評書,那么在這個時間段就只能聽評書。也就是說,我們之前在傳統網絡中瀏覽的網頁每一個用戶看到的都一樣。而在云計算服務的體系中,這一狀況得到了根本性的變革,對于電大遠程教學而言,每一個學生需要怎樣的課程,喜歡那種風格的講授,甚至在一天中的不同時間段的學習習慣等都會被計算機網絡通過復雜的運算計算出來并且保留下來,成為為這位學員進行自動教學資源配置的基礎和依據。例如,一名學員對于教授甲的課程十分感興趣,那么系統就會自動為學員推薦教授甲的各類教學視頻,而如果僅是對某一個知識點感興趣,那么系統就會自動為他推薦這個知識點講授的點擊率最高的幾段視頻。總之,云計算服務使網絡具備了“私人訂制”的功能,計算機通過對每一個學員的興趣愛好、學習習慣等來進行資源的配置,實現信息的有效和快速傳播。從另外的角度來講,作為電大遠程教育的校方,亦可以通過云計算服務和大數據的檢索對學生資源進行統計和分類,實時了解網絡動態以及社會和“市場”的需求,從而合理安排授課,對于某些需求大的課程在資源投入上進行一定程度的傾斜,以期用有限的資源實現收益的最大化。從這里我們不難看出,云計算服務作為一個基礎建設系統,已經具備了很多的智能,能夠通過自身的邏輯計算能力為學員進行細致入微的個,同時也為服務方收集大量準確的數據,使他們更加有的放矢,促進教育水平的整體提升。云計算的另一個特點是通過快速的信息交互技術實現學生與老師的隔空交流,這樣在很大程度上彌補了師生不見面帶來的一系列麻煩,使電大遠程教育的教與學不再相互獨立或者方向單一。在學習的過程中,學生通過對課堂內容進行提問來獲得更加準確的知識,而老師們也通過互動了解到自己的教學還有哪些缺陷或者漏洞并且在今后的教學活動中盡量避免。可以說,教師與學生的互動不是一個新生事物,但是卻在云計算服務時代被快速放大,成為遠程教學變革的一個重大項目。
3.云計算服務對教學資源的整合
2故障設備及時處理,提高光伏發電效率
基于大數據與計算技術的光伏電站管理平臺的使用,實現自動定位故障設備,確保故障設備的及時維修或更換,提高光伏電站主要發電設備的發電效率,提升光伏電站運行可靠性,促使電站運行成本降低和電站收益明顯提高。
3加強電站監測與診斷,保證發電能力
目前的電站監測與診斷主要側重單立的設備,檢測數據無法共享,不同設備間的運行狀況無法進行統籌分析,智能電網環境下數據量遠遠超出傳統電網監測的數據量,包括一次、二次設備;實時在線狀態數據;設備的基本信息、試驗數據、運行數據、缺陷數據、巡檢記錄等。面對這些海量的、分布式的、異構的狀態數據,傳統管理平臺常規的數據存儲與分析方法會遇到極大的困難,無法滿足未來智能電網的可視化監測管理。而基于大數據,云計算技術的管理平臺使得成為解決上述問題的利器。
4減少電能損耗,增加企業收益
光伏發電系統作為復雜的技術的集成,使用傳統管理平臺分析其電能損耗異常困難。目前,較精確的電損計算基本是離線的,主要依靠進出線端和進出變壓器端電能表測量得到的數據進行統計。實際中往往因表計不全而難以實現,由于表計的誤差或不可靠等因素也會造成數據失常或缺少,以致對所采集的測量數據通常要進行剔除不良數據并進行狀態估計處理。隨著智能電網的發展,電氣元件的數量和種類在不斷增加,電損的統計精度、難度在不斷加大。依靠現代化信息技術管理平臺對電量數據采集、處理能力的強大性和健壯性,精確分析出電網系統中電能損耗各類因素,從而去盡量規避、消除這類因素,減少電能損耗。經過對綜合效率在65%~75%、裝機容量分別為20MW、30MW和50MW的3個光伏電站10月份數據進行分析,結果顯示,電能損耗占比約24%~36%。進一步分析上述30MW光伏電站,其建設投資約4億元左右,該電站在10月份損耗電量為274.66萬kW•h,占理論發電量的34.8%,如果按一度電1.0元計算,10月份至少損失274.66萬元,對企業經濟效益影響巨大。
軟件云計算應用就是通過因特網為用戶提供基本的、具體的應用功能。當然,用戶也可以根據自身的需求,通過互聯網進行定制并使用能夠滿足其需求的軟件服務。服務提供商則需要根據用戶所定制的軟件的使用時間、數量等要求,收取與之相對應的費用。軟件云計算應用主要是針對那些需要直接使用某些特定應用程序的用戶群,他們使用這些應用程序的目的是為了節省軟件開發過程中所消耗的人力、物力以及時間等資源。他們不需開發任何應用程序,只需要根據自身對應用程序的使用情況付費即可。
2.平臺云計算應用
平臺云計算應用就是以應用作為中心,其目的是向用戶提供共享的中間件服務。用戶可以通過平臺云計算將自己的應用程序部署在云服務器中運行,同時,還可以提供平臺的各種共享服務。例如:應用消息服務、數據持久化等。使用平臺云計算可以讓應用程序具有更優質的伸縮性,讓用戶有更多的精力專注于自己的應用,而不需要關注底層的中間件。平臺云計算應用主要適合于以自己的應用為中心的客戶群體,這些客戶使用的目的是為了使應用具有更加完美的伸縮性,節省采購和維護中間件所產生的時間和費用。
二、云計算技術對企業管理創新的影響
(一)對IT部門創新的影響
云計算技術的使用能夠引起IT戰略的變革。企業的IT戰略主要包括應用開發戰略、跟蹤學習戰略、系統維護戰略等。應用開發戰略的重點是IT技術的應用程度,IT能夠成為企業在競爭過程中的工具。一般來說,企業的經營機制具有較大的靈活性,能夠對業務流程進行重新規劃,因此,在云計算技術環境下,企業能夠通過云計算技術對業務進行整合,從而突破企業規模的限制,提高經營效率和企業競爭力。跟蹤學習戰略更加關注企業對IT的需求和IT技術的識別,云計算技術的應用能夠克服硬件上的限制,提高企業IT應用水平,而且,跟蹤學習的對象也從先進企業轉變為本企業的實際需求,從而使IT的投資水平對企業戰略目標的影響程度大大降低。系統維護戰略的重點是企業運作對于IT的依賴程度和IT系統的復雜程度。云計算供應商可以通過網絡實現對服務的傳遞,企業是云計算系統的終端,系統安全、軟件升級、防毒防護等工作都是由云供應商負責的,不僅減輕了企業的負擔,而且引起IT人員結構的變革。在云計算技術應用之前,企業的大多數IT人員都是技術人員,主要的工作任務是處理技術方面的故障、維護物理設備、開發軟件、搭建系統、維護網絡等。如今,云計算技術環境對IT人員的技術水平有了更高的要求。首先,企業的IT人員要對云計算系統有充分的了解,促進云計算供應商與企業的溝通,使云計算供應商所提供的服務能夠滿足企業的需求。其次,IT人員還要及時發現云計算系統中的故障,及時加以解決,以保證云計算終端的順利運行。最后,IT人員要熟練掌握計算機技術,對企業的業務程序要有明確的了解。
(二)對技術研發創新的影響
云計算技術的使用增加了在技術研發方面的投入。云計算技術改變了硬件對計算機能力的限制,企業不必花大量資金進行高配置硬件設備的采購,也不需要對設備的更新換代狀況給予關注,大大減少了企業在硬件設備方面的成本。因此,在云計算環境下,企業要減少在硬件設備和技術人員方面的投人,增加對技術研發、科研設備和技術人員的投人,進一步完善硬件設施,使企業的整體競爭力得到提升,建立和完善組織結構,提高科研效率。在云計算環境下,企業要進一步改善組織結構,逐步優化企業業務流程,建立起共享的學習平臺,使云計算技術能夠實現對基礎設施的統一配置管理,將存儲器、運算器、信息系統平臺等進行整合和統一,組成統一的資源池,在對負載進行分析了解的基礎上,進行資源的分配,從而使負載達到平衡,合理利用網絡資源,為技術研發人員提供多項便捷的服務。
(三)對人力資源管理創新的影響
企業在進行人力資源管理時,要注意靈活性和規范化的結合,轉變傳統的管理理念,對現代化的管理軟件進行合理運用,對業務流程進行規范,從而增強人力資源管理的信息化和規范化。云計算技術需要資源平臺,而且服務模式是按需分配的,因此,在保證人力資源管理規范化的基礎上,要提高企業的靈活性。在云計算技術環境下,企業可以從自身的實際需求出發,選擇合理的管理模塊,并且按照業務上的需求,定制所需要的管理模塊,增強個性化的服務。
三、提升云計算技術的策略
(一)掌握云計算核心技術
建設并逐步完善涵蓋企業的相關政務信息、電子商務、中介服務以及窗口服務等方面的數據資源庫,主要指完成企業的產業資源、招商引資、就業招聘、政策法規、信用檔案、人力資源、融資擔保、項目申報、技術專利和產權交易等基礎數據建設,重點進行企業政策信息庫、成長性企業信息庫以及企業重點項目庫的建設。同時,整合以上業務數據庫和綜合窗口服務平臺、產業集群窗口服務平臺應用數據庫,為業務應用提供數據支撐。注重平臺網絡涉及到的基礎數據庫包括企業、產品、專家、人才等基礎信息資源數據庫的建設,為項目的業務應用建設提供完備的基礎數據。在基礎與業務數據庫基礎上,建設形成主題數據庫,面向企業決策支持、組合分析以及預警預測等提供綜合數據服務支撐。數據交換服務平臺承擔省級服務平臺與窗口服務平臺之間的數據交換以及平臺網絡與外部信息系統之間的數據交換任務等。數據交換服務平臺是數據資源中心與其他系統的溝通紐帶,將平臺網絡的內部和外部系統有機地、緊密地聯系在一起,實現數據共享,消除數據孤島。建設具有可用性和可靠性的基礎數據存儲、交換、服務系統,應用SAN,NAS等方式統一歸并業務流程,實現對數據的存儲和備份。建設數據管理工具集,實現元數據管理、數據統計分析、數據編輯、數據同步監控等平臺的管理功能;建設數據中心安全認證體系,實現包括用戶身份驗證、訪問控制及權限管理、安全日志及審計、數據加密、數據摘要、數字簽名、時間戳驗證等在內的安全技術及其應用。
(二)構建云計算平臺
突破大規模數據計算與管理,大規模資源分享與調度、運行協調及安全保障等重大關鍵技術,建立EB級云存儲系統、云計算中心網絡大容量交換機,研制按需簡約的云操作系統、支持億級并發的云服務器系統,形成云計算技術產品體系,研發相應安全防護產品與軟件,構建云計算公共服務與管理平臺。云計算平臺的研制包括四個方面:(1)云計算操作系統軟件、進程管理軟件、大數據分析軟件、數據安全控制軟件等的研制;(2)云服務器億級并發系統的研制;(3)云存儲系統EB級的研制;(4)大容量云計算網絡交換機的研制;(5)虛擬化平臺研制;(6)分布式存儲研制。
(三)核心技術的研發
要以公司現有的技術積累為基礎,以社會對云計算的需求為導向,以人才為中心,加強云計算硬件設備和關鍵算法的研究。通過建立專項資金,做到專款專用,支持對應項目的研發和實驗。建立云計算的研究、開發,試驗和工業化平臺。在不同的地區、不同的行業建立示范項目,帶動技術的發展,引導創新要素向企業靠攏,實施電子發展基金、“核高基”等重大項目,重點研發云計算、移動互聯網和物聯網方面的關鍵軟件技術,最終在關鍵技術上形成突破。發展軟件產業的試點示范,逐步完善產業鏈。