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【關(guān)鍵詞】 云計(jì)算 虛擬化技術(shù)
云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)極大的促進(jìn)了計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展,隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,云計(jì)算和虛擬化技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
本文主要針對(duì)云計(jì)算和虛擬化技術(shù)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討,從而可以更好的指導(dǎo)人們科學(xué)合理的使用上述技術(shù)。
一、相關(guān)概念
云計(jì)算來(lái)源于三種計(jì)算方式,分別是并行計(jì)算、分布式計(jì)算以及網(wǎng)格計(jì)算,云計(jì)算是多種理念融合的結(jié)果,包括虛擬化和公用計(jì)算等。虛擬化的本質(zhì)是一個(gè)廣義的概念,具體指的就是計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行基礎(chǔ)不是實(shí)際存在的,而是一個(gè)虛擬化的存在。
虛擬化技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就是可以幫助使用者實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)資源的優(yōu)化管理,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行有效的規(guī)劃來(lái)提高對(duì)資源的使用效率,如高彈性、高可靠、高可用等。總的說(shuō)來(lái),從概念的角度講,虛擬化技術(shù)屬于云計(jì)算的范疇。
二、云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)
2.1云計(jì)算的特點(diǎn)
在云計(jì)算中,除了虛擬化技術(shù)還存在很多其他的技術(shù),下面筆者重點(diǎn)介紹一下云計(jì)算的一些特點(diǎn):
1、資源池化:通過(guò)虛擬化技術(shù)將物理資源形成資源池,以便實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的擴(kuò)展、遷移、備份等功能。資源池化是云計(jì)算可以彈性提供資源服務(wù)的前提條件。
2、靈活調(diào)度:云計(jì)算可快速和彈性地向用戶提供和回收資源。從用戶角度看,可以在任何時(shí)間以任何量化方式購(gòu)買資源。
3、自助服務(wù):用戶可以隨時(shí)、隨地自助獲取到相應(yīng)資源,如計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)空間。
4、網(wǎng)絡(luò)分發(fā):用戶不需要部署相關(guān)的復(fù)雜軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用軟件,直接通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)訪問(wèn)即可獲取云中的資源。
5、服務(wù)可衡量:云服務(wù)系統(tǒng)可以根據(jù)服務(wù)類型提供相應(yīng)的計(jì)量方式,如根據(jù)用戶使用云資源的時(shí)間長(zhǎng)短和資源的多少進(jìn)行服務(wù)收費(fèi)。資源的使用可被監(jiān)測(cè)、控制以及對(duì)供應(yīng)商和用戶提供透明的報(bào)告。
2.2虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)
關(guān)于虛擬化技術(shù),筆者總結(jié)的特點(diǎn)如下:
第一,虛擬化技術(shù)具有一定的針對(duì)性。具體來(lái)講,如果虛擬化產(chǎn)品有所不同,那么它所需要的虛擬化技術(shù)也就是不同的。在實(shí)際應(yīng)用中,服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)就衍生了不同的虛擬化方向。虛擬化技術(shù)為云計(jì)算提供了比較好的基礎(chǔ)技術(shù)支撐,現(xiàn)階段使用的相對(duì)較多,但是虛擬化技術(shù)并不是唯一的可以為云計(jì)算提供技術(shù)支撐的技術(shù)。
第二,虛擬化技術(shù)關(guān)注的主要問(wèn)題是如何擺脫對(duì)硬件的依賴。目前人們比較接受的實(shí)現(xiàn)方式就是為硬件設(shè)計(jì)虛擬化產(chǎn)品,從而構(gòu)建統(tǒng)一的計(jì)算界面。但是,從這個(gè)角度將,虛擬化技術(shù)和云計(jì)算有著明顯的不同,云計(jì)算關(guān)注的是如何將計(jì)算資源以服務(wù)的方式交付給使用者。
第三,虛擬技術(shù)對(duì)本地計(jì)算有一定的規(guī)定。針對(duì)本地終端的計(jì)算問(wèn)題,虛擬技術(shù)顯得無(wú)能為力,這主要是因?yàn)樘摂M化技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程計(jì)算,只能實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的動(dòng)態(tài)配置。
三、結(jié)語(yǔ)
從概念的角度講,虛擬化技術(shù)屬于云計(jì)算的范疇。云計(jì)算和虛擬化技術(shù)具有一定的相似之處,最主要的就是兩者都可以將硬件平合到一起,從而更好的滿足使用者的需求。但是,和虛擬化技術(shù)相比,云計(jì)算不但擁有更加豐富的技術(shù)內(nèi)涵,還擁有相對(duì)更大的規(guī)模。
目前,虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的應(yīng)用十分廣泛,使用者要想對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的使用,首先必須透徹的了解上述技術(shù),明確兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別。本文主要以云計(jì)算和虛擬化技術(shù)為研究對(duì)象,主要探討了兩者的特點(diǎn),希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考。
參 考 文 獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 構(gòu)架 關(guān)鍵技術(shù) 數(shù)據(jù)處理 優(yōu)化
云計(jì)算作為信息產(chǎn)業(yè)的重大革新,主要是依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自由的資源池訪問(wèn)的一種計(jì)算模式。以計(jì)算機(jī)資源服務(wù)為表現(xiàn)形式,用戶可以利用云計(jì)算進(jìn)行業(yè)務(wù)快速申請(qǐng)和資源釋放,并對(duì)其使用的資源進(jìn)行付費(fèi),云計(jì)算模式可用于程序員進(jìn)行軟件開發(fā)、為企業(yè)提供計(jì)算服務(wù),也可用于個(gè)人用戶的軟件使用甚至桌面租賃,“云端”化的“即”服務(wù)模式提高了資源服務(wù)質(zhì)量、降低了企業(yè)的IT擁有和運(yùn)行成本。在這樣的環(huán)境背景下,探究云計(jì)算構(gòu)架及其關(guān)鍵技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 云計(jì)算主要應(yīng)用特征
在云計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用中,在傳統(tǒng)分布計(jì)算思維方式的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)集成數(shù)據(jù)中心,通過(guò)服務(wù)形式為用戶提供云計(jì)算購(gòu)買資源。在這一層面看,云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算具有一定的相同之處,除此之外還具備以下幾點(diǎn)特征:
1.1 彈
在云計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用中, 其服務(wù)模式可以根據(jù)用戶的需求快速伸縮,呈現(xiàn)自動(dòng)業(yè)務(wù)負(fù)載變化,有效防止服務(wù)器性能荷載較大而影響服務(wù)質(zhì)量,造成信息資源的不必要浪費(fèi)。
1.2 資源池化
在云計(jì)算構(gòu)建中,資源的分享與利用主要是利用共享資源池的形式進(jìn)行資源管理,結(jié)合虛擬化技術(shù),根據(jù)用戶的實(shí)際資源使用需求進(jìn)行資源分配,對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),在提供資源服務(wù)的過(guò)程中,資源放置、分配以及管理等方面均為透明化,提高用戶體驗(yàn)。
1.3 按需服務(wù)
云計(jì)算具有按需服務(wù)的使用功能,主要涉及到應(yīng)用程序服務(wù)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存服務(wù)以及信息基礎(chǔ)設(shè)施等服務(wù)內(nèi)容,用戶可以根據(jù)自身的實(shí)際使用需求進(jìn)行云計(jì)算服務(wù)選擇,系統(tǒng)會(huì)按照用戶的實(shí)際需求自動(dòng)分配資源,在此過(guò)程中不需要管理員的干預(yù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源自動(dòng)服務(wù)。
2 云計(jì)算系統(tǒng)構(gòu)架研究
2.1 核心服務(wù)層
云計(jì)算構(gòu)架在實(shí)際使用中主要涉及到核心服務(wù)、服務(wù)管理以及用戶訪問(wèn)接口等三個(gè)層面,核心服務(wù)的主要功能是把硬件軟件設(shè)施以及應(yīng)用程序轉(zhuǎn)化為對(duì)用戶的服務(wù),在實(shí)際運(yùn)行中包括laaS、PaaS、SaaS等三層。laaS層主要是向用戶提供硬基礎(chǔ)設(shè)置服務(wù),根據(jù)用戶的實(shí)際使用需求選擇實(shí)際計(jì)算機(jī)、虛擬計(jì)算機(jī)、儲(chǔ)存與網(wǎng)絡(luò)等信息資源,在實(shí)際使用的過(guò)程中,用戶需要向云計(jì)算系統(tǒng)輸入硬件服務(wù)關(guān)鍵詞,以提高服務(wù)項(xiàng)目的準(zhǔn)確性。在近幾年的研究中,逐漸將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到laaS層服務(wù)中,進(jìn)而有效提高laaS層服務(wù)的可靠性、規(guī)模性以及定制性。PaaS層作為應(yīng)用程序的主要運(yùn)行環(huán)境,為用戶提供應(yīng)用程序部署和資源管理等服務(wù)工作,利用軟件開發(fā)工具與開發(fā)語(yǔ)言,設(shè)計(jì)人員可以將程序代碼上傳,以實(shí)現(xiàn)服務(wù)功能。SaaS層主要依托于基礎(chǔ)平臺(tái)開發(fā),在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中更加傾向于企業(yè)資源服務(wù),企業(yè)利用SaaS層對(duì)管理企業(yè)各類信息數(shù)據(jù),如CRM、ERP、HRM等托管應(yīng)用管理,在線文檔處理、在線存儲(chǔ)、企業(yè)郵箱等應(yīng)用服務(wù)。
2.2 服務(wù)管理層
在云計(jì)算構(gòu)架的實(shí)際應(yīng)用中,服務(wù)管理對(duì)核心服務(wù)層具有非常重要的輔助作用,可以有效提高核心服務(wù)層的安全性與可靠性,并主要涉及到服務(wù)質(zhì)量保證與安全管理兩方面內(nèi)容。云計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)資源龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在實(shí)際使用中無(wú)法達(dá)到用戶的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此,服務(wù)開發(fā)商可以與用戶簽訂服務(wù)水平協(xié)議,在服務(wù)質(zhì)量方面達(dá)到雙方要求,進(jìn)而保證云計(jì)算系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。在安全管理方面,服務(wù)管理層利用資源集中處理方式,可以有效防止計(jì)算機(jī)服務(wù)平臺(tái)單點(diǎn)失效的現(xiàn)象,保證數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行效率,進(jìn)而保證云計(jì)算系統(tǒng)平臺(tái)綜合服務(wù)水平。
2.3 用戶訪問(wèn)接口層
在云計(jì)算構(gòu)架中,用戶訪問(wèn)接口層為用戶訪問(wèn)云計(jì)算網(wǎng)頁(yè)提供的有效的渠道,主要涉及到命令行、Web門戶以及Web服務(wù)等內(nèi)容,命令行與Web服務(wù)在運(yùn)行中訪問(wèn)模式主要可以為終端設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用程序接口連接,實(shí)現(xiàn)多種服務(wù)的組合。而Web門戶是進(jìn)行云計(jì)算系統(tǒng)訪問(wèn)的模式,利用Web門戶可以把用戶桌面應(yīng)用順利轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中,提高用戶訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)的便利性,使得用戶可以借助瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)程序的訪問(wèn),進(jìn)而有效提高云計(jì)算系統(tǒng)訪問(wèn)效率。
3 云計(jì)算構(gòu)架關(guān)鍵技術(shù)
3.1 數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)
在進(jìn)行l(wèi)aaS層設(shè)計(jì)的過(guò)程中,由于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心規(guī)模龐大,在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)消耗大量電量,因此,建設(shè)綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心是云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。通常應(yīng)在IT設(shè)備、電源系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能。技術(shù)人員先要對(duì)IT設(shè)備的能耗量進(jìn)行分析與研究,不斷優(yōu)化其數(shù)據(jù)總量,爭(zhēng)取在電能消耗和性能使用方面達(dá)到最佳平衡。對(duì)于制冷系統(tǒng)電能消耗問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員要對(duì)空間大小、風(fēng)扇以及機(jī)架擺放、空氣流動(dòng)方向等影響因素進(jìn)行有效控制,制定多層次數(shù)據(jù)中心設(shè)備設(shè)計(jì)方案,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行空氣流與熱交換的構(gòu)建,模擬真實(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境,進(jìn)而為數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃與布局提供有利的理論依據(jù)。
3.2 虛擬化技術(shù)
虛擬化技術(shù)主要應(yīng)用在laaS層,可以為云計(jì)算構(gòu)件運(yùn)行提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源,作為云計(jì)算系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)進(jìn)行按需分配,滿足用戶在云計(jì)算系統(tǒng)使用中的的個(gè)性化需求。服務(wù)器虛擬化通過(guò)把多個(gè)操作系統(tǒng)整合到一臺(tái)物理服務(wù)器上,從而實(shí)現(xiàn)多用戶通過(guò)各自的操作系統(tǒng)共享物理服務(wù)器的同一CPU、磁盤、內(nèi)存、網(wǎng)卡等資源,還可以通過(guò)資源自動(dòng)分配技術(shù)提高資源利用率、簡(jiǎn)化IT架構(gòu)、降低管理資源的難度;客戶虛擬機(jī)的真正硬件無(wú)關(guān)性還可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的運(yùn)行時(shí)遷移,可以實(shí)現(xiàn)真正的不間斷運(yùn)行,從而最大化保持業(yè)務(wù)的持續(xù)性。存儲(chǔ)虛擬化通過(guò)條帶化異構(gòu)存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的池化,實(shí)現(xiàn)SAN、NAS及FCOE、CIFS、NFS的全協(xié)議支持,最新的超融合架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多設(shè)備分布式存儲(chǔ),從而提高存儲(chǔ)的IO性能和可靠性。網(wǎng)絡(luò)虛擬化就是在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上模擬出多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò),可以通過(guò)基于設(shè)備或基于路由器實(shí)現(xiàn)同一物理網(wǎng)絡(luò)的多條邏輯隧道,從而實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的物理復(fù)用;通過(guò)openflow等技術(shù)可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來(lái),實(shí)現(xiàn)“軟件定義網(wǎng)絡(luò)”,從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制,使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)云計(jì)算構(gòu)架及其關(guān)鍵技術(shù)的研究,介紹了云計(jì)算通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供用戶進(jìn)行資源池訪問(wèn)的多種途徑,尤其是從系統(tǒng)架構(gòu)的層次和IDC節(jié)能技術(shù)、虛擬化技術(shù)有深入淺出的描述,并對(duì)前沿發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行了跟蹤,有助于進(jìn)而進(jìn)一步推進(jìn)云計(jì)算的優(yōu)化與發(fā)展應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
陳仁太(1976-),男,四川省中江市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為成都師范學(xué)院信息中心講師。主要研究方向?yàn)榻逃畔⒒?、?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、云計(jì)算。
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)也越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。由于計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)具有可擴(kuò)展性、可用性、效率和可靠性等諸多優(yōu)點(diǎn)而被逐漸的被采用,但是,我國(guó)使用計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)還不夠成熟。因此,研究計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的特征具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要介紹了計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的基本概念,并詳細(xì)的闡述了計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的優(yōu)勢(shì),最后介紹了云備份軟件可用性評(píng)估模型的運(yùn)用。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 云備份技術(shù) 特征
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)的逐漸提高,人們對(duì)計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的要求也越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)不僅僅具有強(qiáng)大的功能,在可用性方面的要求也越來(lái)越高?,F(xiàn)在,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)是存儲(chǔ)備份中的重要應(yīng)用之一,因而,需要為計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)提供良好的性能,提高人民對(duì)其的滿意度。但是,由于計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的可用性研究在我國(guó)起步比較的晚,因此,了解計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的特征,從而不斷的推進(jìn)存儲(chǔ)備份行業(yè)的發(fā)展。通過(guò)本文,筆者希望能夠起到一個(gè)拋磚引玉的作用。
1 計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的基本概念
計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的概念是由美國(guó)的IBM公司在2007年提出的,其具體的定義指的是:所謂計(jì)算機(jī)云備份技術(shù),顧名思義指的就是將計(jì)算機(jī)里面所要進(jìn)行運(yùn)算的任務(wù)都收集起來(lái),然后,再把這些任務(wù)分配到那些大型的大規(guī)模的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理中心或者是大規(guī)模計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)群體構(gòu)成的計(jì)算機(jī)資源池里面去,這樣就可以使得更重需要運(yùn)算的程序都能夠根據(jù)自己的需求,來(lái)從大型數(shù)據(jù)處理中心獲得相應(yīng)的計(jì)算處理功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能以及各種相關(guān)的軟件信息服務(wù)等功能。目前,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式主要包括云存儲(chǔ)服務(wù)和混合云備份。計(jì)算機(jī)云備份作為場(chǎng)內(nèi)軟件和次級(jí)存儲(chǔ)的一種替代,它運(yùn)行在遠(yuǎn)程的系統(tǒng)中并被集中控制,并通過(guò)瀏覽器的界面來(lái)訪問(wèn)計(jì)算機(jī)云備份。然而,在大多數(shù)情況之下,計(jì)算機(jī)云備份具有多個(gè)客戶共享架構(gòu),并且需要付費(fèi)才能夠使用。被保護(hù)的系統(tǒng)上運(yùn)行輕量級(jí)的程序,并將數(shù)據(jù)從主站點(diǎn)傳輸?shù)皆贫松稀?/p>
2 計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
2.1 效率高和可靠性強(qiáng)
在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)之中,現(xiàn)在使用的比較先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù),主要包括磁盤的備份、壓縮、加密和存儲(chǔ)虛擬化等保護(hù)。計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)不僅要確保數(shù)據(jù)的安全性,還應(yīng)該考慮計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的效率和可靠性。但是,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的效率和可靠性是由存儲(chǔ)設(shè)備的服務(wù)機(jī)構(gòu)來(lái)提供的。因此,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的效率高和可靠性強(qiáng)是其重要的優(yōu)勢(shì)之一。
2.2 可擴(kuò)展性和投資少
計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)還可以依靠第三方提供商的無(wú)限擴(kuò)展能力,并且計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的投資比較少。但是,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)可以減少數(shù)據(jù)備份和實(shí)施中的問(wèn)題,這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式使得企業(yè)能夠管理計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的運(yùn)行費(fèi)用。
2.3 降低數(shù)據(jù)量的恢復(fù)時(shí)間
計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)一般是磁帶開始恢復(fù),計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)管理人員只需要找到磁帶,然后將其加載,就可以找到數(shù)據(jù)的位置再恢復(fù)數(shù)據(jù)。但是,從云中恢復(fù)數(shù)據(jù)一般較快,而不需要從磁帶存放點(diǎn)運(yùn)送磁帶和尋找的恢復(fù)時(shí)間。同時(shí),恢復(fù)的數(shù)據(jù)也是通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸,從而可以有效地節(jié)省時(shí)間,并且不需要建設(shè)本地磁帶設(shè)備。
2.4 可用性較強(qiáng)
為了提高存儲(chǔ)的效率和降低公司的成本,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)更加具有吸引力。因而,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)具有可用性較強(qiáng)的特征。但是,數(shù)據(jù)副本能通過(guò)任何的因特網(wǎng)連接或設(shè)備來(lái)訪問(wèn),以提高數(shù)據(jù)的安全性。
3 云備份軟件可用性評(píng)估模型的運(yùn)用
3.1 啟發(fā)式的可用性評(píng)估
云備份軟件可以利用啟發(fā)式可用性評(píng)估在少量用戶參與的情況下對(duì)主流的云備份軟件進(jìn)行可用性評(píng)估,并且需要參與可用性評(píng)估的成本較低,從而獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。目前,國(guó)內(nèi)外主要的一些云備份軟件都是選擇一些具有影響力的云備份軟件,主要包括諾頓在線備份、在線備份系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份等等。因此,啟發(fā)式的可用性評(píng)估是勻備份軟件評(píng)估模型中的主要應(yīng)用。
3.2 用戶測(cè)試法可用性評(píng)估
目前,用戶直接參與的可用性評(píng)估可以發(fā)現(xiàn)很多可用性問(wèn)題,用戶是重要的研究對(duì)象,因此,在真實(shí)環(huán)境中用戶測(cè)試法可用性評(píng)估具有不可替代的作用。由于云備份軟件可用性評(píng)估對(duì)象是云備份軟件,但是,用戶測(cè)試法可用性評(píng)估存在很多問(wèn)題。然后,通過(guò)收集、組織、存儲(chǔ)和管理備份的數(shù)據(jù),提供開放訪問(wèn),從而可以促進(jìn)數(shù)據(jù)的共享,以制備出一個(gè)比較完善的云備份軟件設(shè)計(jì)方案。在選擇可用性評(píng)估各種人員時(shí),應(yīng)該充分考慮評(píng)估人員的專業(yè)背景、計(jì)算機(jī)的操作能力和英語(yǔ)水平等,以保證可用性評(píng)估人員的綜合素質(zhì)。對(duì)于企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的存儲(chǔ)備份需求,選擇素質(zhì)較高的可用性評(píng)估設(shè)計(jì)方案更加重要。同時(shí),用戶測(cè)試法可用性評(píng)估還應(yīng)該根據(jù)用戶的備份目的,使得云備份存儲(chǔ)軟件能夠滿足用戶的要求,主要包括備份軟件的登錄、備份、恢復(fù)和刪除等操作。
4 總結(jié)
總而言之,計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為未來(lái)備份行業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的不斷快速發(fā)展,更加需要將各類應(yīng)用技術(shù)和云備份結(jié)合起來(lái),從而能夠向企業(yè)提供數(shù)據(jù)備份服務(wù)。同時(shí),計(jì)算機(jī)科技和備份技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)具有可靠性、可擴(kuò)展性和可用性等優(yōu)點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于實(shí)際的數(shù)據(jù)備份要求,使用計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)成為離場(chǎng)磁帶備份的很有吸引力的替代方案。因此,現(xiàn)階段研究計(jì)算機(jī)云備份技術(shù)的特征具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。由于本人的知識(shí)水平有限,因此,本文如有不到之處,還望各位不吝指正。
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關(guān)鍵詞 云計(jì)算 云數(shù)據(jù)管理技術(shù) Dynamo技術(shù) Big Table技術(shù) GFS技術(shù)
一、引言
我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展讓企業(yè)在處理信息的時(shí)候承擔(dān)了更多的壓力。尤其是對(duì)海量數(shù)據(jù)的整理、分析和總結(jié),傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足企業(yè)的需求,云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前,在我國(guó)云計(jì)算已經(jīng)逐步應(yīng)用到了各個(gè)行業(yè)之中。這樣不僅可以有效節(jié)省用戶的資源,同時(shí)還可以降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本。最重要的是,其提高了計(jì)算的效率和準(zhǔn)確率,擴(kuò)大了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的空間。因此,對(duì)云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的分析成為有關(guān)行業(yè)的重要目標(biāo)。
二、云計(jì)算的特征分析
云計(jì)算操作簡(jiǎn)單方便,數(shù)據(jù)處理效率高、準(zhǔn)確率高,能夠處理大量的數(shù)據(jù),而且不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的情況。因此,通過(guò)云計(jì)算在實(shí)際對(duì)數(shù)據(jù)的處理中體現(xiàn)出的特征進(jìn)行總結(jié)和分析,主要體現(xiàn)在可靠性、經(jīng)濟(jì)性、管理性、服務(wù)性內(nèi)容之上。經(jīng)過(guò)具體的操作分析可以發(fā)現(xiàn),高服務(wù)性主要體現(xiàn)于客戶可以不了解云計(jì)算的特性以及具體操作方式,而云計(jì)算可以分析出客戶的需求,這樣可以有針對(duì)性地幫助客戶。其次,云計(jì)算的可靠性體現(xiàn)在利用率分布式的存儲(chǔ)方式上,這樣即使是用多臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算而產(chǎn)生了一定的錯(cuò)誤,也可以通過(guò)數(shù)據(jù)冗余管理的方式和容錯(cuò)性指導(dǎo)計(jì)算機(jī)進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算。
三、云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的分析探討
云數(shù)據(jù)管理技術(shù)是云計(jì)算的具體執(zhí)行過(guò)程,主要分為四個(gè)環(huán)節(jié)。第一,是數(shù)據(jù)組織管理,既可以采用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng),對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和訪問(wèn),主要具有容錯(cuò)性,可以完成云計(jì)算中的數(shù)據(jù)運(yùn)算功能;第二,則是數(shù)據(jù)集合管理,就是對(duì)具有動(dòng)態(tài)性和不確定性的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理,對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和分類處理,主要采用的處理技術(shù)是分布式處理技術(shù);第三,則是分布式并行處理,主要體現(xiàn)在分布式數(shù)據(jù)環(huán)境中,可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的挖掘?qū)Ρ龋缓笠罁?jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn),可以形成映射關(guān)系,找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,對(duì)于下一步的管理以及數(shù)據(jù)的匹配具有重要的作用;第四,則是數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)分析是云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的最終目的,因此想要完成數(shù)據(jù)分析,首先應(yīng)該在海量數(shù)據(jù)庫(kù)中提取和挖掘數(shù)據(jù),并且判斷挖掘的數(shù)據(jù)的可靠性和可利用性,然后對(duì)挖掘出來(lái)的數(shù)據(jù)包含的信息和潛在的信息進(jìn)行分析、總結(jié),為將其應(yīng)用到其他領(lǐng)域做準(zhǔn)備。
四、Dynamo技術(shù)分析
Dynamo技術(shù)在云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理中是一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng),其形式是分布式的,具有數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn),而且Dynamo技術(shù)是以AWS為基礎(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自身的存儲(chǔ)功能。另外,因?yàn)镈ynamo技術(shù)是以DHT的理念為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,因此在各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接點(diǎn)上具有環(huán)內(nèi)自主轉(zhuǎn)發(fā),而且自主性極強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí),由于各個(gè)環(huán)節(jié)是被主控制點(diǎn)控制的,所以出現(xiàn)故障的概率十分小,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是被嚴(yán)格控制的。而且其中最突出的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能蛺峁┒喔齦北荊然后經(jīng)過(guò)實(shí)際的數(shù)據(jù)調(diào)整和改變,重新進(jìn)行記錄和修改,確保最終的記錄是正確的。同時(shí),因?yàn)槠湄?fù)載均衡,所以能夠采用DHT的模式,把數(shù)據(jù)均勻地分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行儲(chǔ)存。而保證數(shù)據(jù)的訪問(wèn)量也是均衡的,這對(duì)于數(shù)據(jù)處理十分重要。
五、Big Table技術(shù)分析
Big Table技術(shù)是一種巨型的分布式的數(shù)據(jù)庫(kù),主要以GFS和Map Reduce為基礎(chǔ)。其實(shí)際的表現(xiàn)就是一個(gè)巨型的數(shù)據(jù)表格,通過(guò)把不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類整理,形成的數(shù)據(jù)表格和數(shù)據(jù)包的規(guī)模要大于1024TB。同時(shí),因?yàn)锽ig Table技術(shù)也具有擴(kuò)展性,因此在存儲(chǔ)海量的數(shù)據(jù)的時(shí)候也可以不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致利用Big Table技術(shù)可以不斷擴(kuò)大存儲(chǔ)空間和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的量,有效地顯現(xiàn)了云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。而且利用Big Table技術(shù)可以保存每一個(gè)頁(yè)面的內(nèi)容,而每一個(gè)字符串代表的就是單元格的內(nèi)容,因此可以存儲(chǔ)海量的數(shù)據(jù)。最重要的是,可以利用Big Table技術(shù)對(duì)文件進(jìn)行編名、標(biāo)注,這樣在查找的時(shí)候就會(huì)更加方便。
六、GFS技術(shù)分析
GFS技術(shù)也是一個(gè)巨型的分布式的存儲(chǔ)系統(tǒng),與Big Table技術(shù)以及Dynamo技術(shù)的聯(lián)系是十分緊密的,能夠?yàn)槭褂谜咛峁┐罅康臄?shù)據(jù)支持和海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。而且由于GFS技術(shù)主要面向客戶使用,因此在節(jié)點(diǎn)上存在客戶端和服務(wù)器,并且可以提供專業(yè)的數(shù)據(jù)接口,同時(shí)可以利用同一個(gè)數(shù)據(jù)函數(shù)完成數(shù)據(jù)的鏈接。而且GFS技術(shù)是一個(gè)數(shù)學(xué)邏輯,對(duì)于數(shù)據(jù)的管理十分重要,避免數(shù)據(jù)存儲(chǔ)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
七、結(jié)語(yǔ)
云數(shù)據(jù)管理技術(shù)和云計(jì)算是社會(huì)信息化發(fā)展,海量數(shù)據(jù)誕生引發(fā)的一種數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)的變革技術(shù),對(duì)當(dāng)今社會(huì)的數(shù)據(jù)處理具有重要的作用。通過(guò)本文的分析可以知道,Dynamo技術(shù)、Big Table技術(shù)以及GFS技術(shù)都是云數(shù)據(jù)管理技術(shù)之一,具有擴(kuò)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、快速處理數(shù)據(jù)的特性,而且因?yàn)榫哂幸欢ǖ娜蒎e(cuò)性,所以不會(huì)因?yàn)槟承?shù)據(jù)錯(cuò)誤而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰,能夠繼續(xù)運(yùn)行。因此,云數(shù)據(jù)管理技術(shù)和云計(jì)算在當(dāng)今社會(huì)起到了重要的作用。
(作者單位為成都理工大學(xué))
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關(guān)鍵詞 云計(jì)算;數(shù)據(jù);安全保護(hù);技術(shù)
中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)07-0066-01
根據(jù)用戶的服務(wù)請(qǐng)求,云計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施相關(guān)操作,所以用戶與云端之間的身份認(rèn)證時(shí)確保數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)。由于云用戶數(shù)量龐大,對(duì)用戶身份的合理、安全、高效的確認(rèn)稱為服務(wù)商遇到的難題。在用戶身份得到確認(rèn)以后,即可對(duì)云提供的數(shù)據(jù)及計(jì)算服務(wù)進(jìn)行應(yīng)用。雖然云服務(wù)商的技術(shù)與維護(hù)水平較高,但是仍然對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)生的意外損壞難以避免。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),云計(jì)算中的安全問(wèn)題其實(shí)就是服務(wù)方與數(shù)據(jù)所有方之間的信任管理問(wèn)題,云服務(wù)商與用戶之間需要一種數(shù)據(jù)約束,通過(guò)技術(shù)與信譽(yù)共同促進(jìn)數(shù)據(jù)的安全。
1 云計(jì)算概述
所謂云計(jì)算,其實(shí)是一個(gè)發(fā)展中的概念,對(duì)云計(jì)算也存在多種解釋,尚無(wú)一個(gè)確定的定義。整體而言,云計(jì)算是一種將虛擬化的資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的形式提供給用戶的計(jì)算模式,用戶對(duì)云計(jì)算只有使用的權(quán)利,沒(méi)有管理的權(quán)利。云計(jì)算主要的特點(diǎn)包含:1)寬帶接入。將軟件、硬件等資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)形式提供給用戶。2)動(dòng)態(tài)服務(wù)模式。按照用戶需求對(duì)云中的資源進(jìn)行配置與擴(kuò)展,使資源更具擴(kuò)展性,提高了資源的利用率。3)虛擬化共享資源。資源在云中以共享的形式存在,實(shí)現(xiàn)虛擬化共享。4)按照需求控制資源使用。用戶在對(duì)云中的資源進(jìn)行使用時(shí),按照實(shí)際使用量付費(fèi),不需要對(duì)其它空閑資源付費(fèi)。云計(jì)算在部署方式上包含私有云、社區(qū)云、公有云及混合云的形式。常用的形式為私有云與公有云之間的關(guān)系,如圖1所示。
圖1 幾種云計(jì)算的部署
2 云計(jì)算面臨的數(shù)據(jù)安全威脅
因?yàn)樵朴?jì)算系統(tǒng)規(guī)模比較大,包含諸多用戶的隱私數(shù)據(jù),切具有復(fù)雜性與開放性,其安全性方面也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。其安全威脅主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1)數(shù)據(jù)泄露和丟失。在云計(jì)算中,對(duì)數(shù)據(jù)的安全控制能力并不高,缺乏安全管理機(jī)制,容易造成數(shù)據(jù)泄露,不管是國(guó)家重要數(shù)據(jù),還是個(gè)人隱私數(shù)據(jù),一旦泄露或丟失,都會(huì)造成嚴(yán)重后果。2)共享技術(shù)漏洞。由于云計(jì)算是一個(gè)數(shù)據(jù)共享中心,共享的程度越高,受到攻擊的點(diǎn)也就越多。3)身份認(rèn)證機(jī)制薄弱。云中集中了大量的應(yīng)用、數(shù)據(jù)及資源,如果身份認(rèn)證機(jī)制安全性不高,入侵者很容易就能獲取用戶賬號(hào),并登陸用戶虛擬機(jī),實(shí)施破壞。4)供應(yīng)商可靠性難以評(píng)估。可靠的服務(wù)供應(yīng)商是避免信息被竊取的有效保證,但是對(duì)供應(yīng)商的可靠性評(píng)估存在一定難度。5)應(yīng)用程序接口不安全。由于云計(jì)算應(yīng)用程序是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),難以保證其安全性,部分接口或許已經(jīng)被攻擊程序占據(jù),一旦用戶從該接口進(jìn)入,就會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題。6)云計(jì)算的錯(cuò)誤運(yùn)行。在技術(shù)應(yīng)用方面,或許黑客比技術(shù)人員的進(jìn)步更快,通過(guò)非法身份進(jìn)入后實(shí)施破壞。7)未知風(fēng)險(xiǎn)。由于云計(jì)算服務(wù)是透明的,用戶只能在Web前端交互界面進(jìn)行使用,對(duì)供應(yīng)商采用的平臺(tái)或安全機(jī)制完全不了解,對(duì)其是否履行服務(wù)協(xié)議也難以確認(rèn)。以上七個(gè)方面是根據(jù)云計(jì)算自身的特點(diǎn)引發(fā)的安全威脅。
3 云計(jì)算數(shù)據(jù)安全保護(hù)技術(shù)
3.1 身份認(rèn)證技術(shù)
云計(jì)算中,存在不同服務(wù)供應(yīng)商,用戶的選擇余地非常大,在多種服務(wù)形式面前,用戶很有可能出現(xiàn)遺忘或混淆。為了提供良好的用戶體驗(yàn),在云計(jì)算認(rèn)證中,提供了單點(diǎn)登錄、聯(lián)合身份認(rèn)證、PKI等認(rèn)證技術(shù)。1)單點(diǎn)登錄。是將身份信息安全的傳遞給云服務(wù)的能力。允許將本地身份信息管理系統(tǒng)提供其他系統(tǒng)認(rèn)證,用戶只需要使用一次注冊(cè)和登錄,不需要對(duì)每一個(gè)云服務(wù)都注冊(cè)與登錄,有效的減輕了用戶的負(fù)擔(dān)。典型的單點(diǎn)登錄協(xié)議OpenID,是谷歌云服務(wù)商提供的單點(diǎn)登錄技術(shù)。2)聯(lián)合身份認(rèn)證。是對(duì)不同的服務(wù)商身份信息庫(kù)之間建立關(guān)聯(lián)。用戶在使用時(shí)登錄一次,即可對(duì)多個(gè)云平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn),省去了多個(gè)云平臺(tái)登錄的麻煩。該技術(shù)是在單點(diǎn)登錄技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。
3.2 靜態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)
存儲(chǔ)服務(wù)是云提供的一種服務(wù)形式,是一種基礎(chǔ)存儲(chǔ)形式,在分布式與虛擬化計(jì)算域存儲(chǔ)技術(shù)上,將多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行整合后形成大的存儲(chǔ)資源池,將數(shù)據(jù)分配、硬件配置等向用戶屏蔽掉。用戶對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行租用,并能進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。在存儲(chǔ)中,數(shù)據(jù)以靜態(tài)方式存儲(chǔ),數(shù)據(jù)的機(jī)密性、隱私性、安全性、完整性等都是用戶關(guān)注的安全問(wèn)題,同時(shí)也是云存儲(chǔ)安全技術(shù)重點(diǎn)研究的內(nèi)容。一般采取對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的方式保證數(shù)據(jù)的保密性;在數(shù)據(jù)隱私性方面,云服務(wù)商除了檢索結(jié)果外,對(duì)其他的數(shù)據(jù)內(nèi)容無(wú)法獲取,保證不能通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析獲取用戶的隱私。用戶需要與服務(wù)商簽訂協(xié)議,一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露或損壞,可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)責(zé)。
3.3 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)隔離保護(hù)技術(shù)
對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)主要采用密文處理技術(shù)。首先,隔離機(jī)制,采用沙箱機(jī)制對(duì)云應(yīng)用進(jìn)行隔離,通過(guò)先知系統(tǒng)中應(yīng)用程序的權(quán)限,降低環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)的干擾與破壞。其次,訪問(wèn)控制模型機(jī)制。云計(jì)算系統(tǒng)中,訪問(wèn)控制是基本安全機(jī)制之一,通過(guò)權(quán)限管理實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)資源的保護(hù),防止非授權(quán)訪問(wèn)。由于云計(jì)算系統(tǒng)具有異構(gòu)性、開放性及動(dòng)態(tài)性,在保護(hù)數(shù)據(jù)過(guò)程中,需要考慮不同的安全策略、參與者及使用模式等。
4 可信云計(jì)算保護(hù)技術(shù)
在云計(jì)算環(huán)境中,融入可信計(jì)算技術(shù),服務(wù)商通過(guò)可以信賴的方式為用戶提供云服務(wù),這樣用戶與云服務(wù)商之間就會(huì)建立起信任關(guān)系。當(dāng)前,這也是云計(jì)算安全領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向??尚庞?jì)算組織的目的是在計(jì)算與通信系統(tǒng)中使用硬件安全模塊條件下的可信計(jì)算平臺(tái)。從一個(gè)初始可信根出發(fā),通過(guò)信息的擴(kuò)展信任邊界保證系統(tǒng)的可信。可信計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建如圖2所示。由于云計(jì)算是在虛擬環(huán)境下完成的,那么虛擬環(huán)境的安全是可信計(jì)算平臺(tái)安全的基礎(chǔ),提高虛擬環(huán)境的可信性主要從以下幾方面進(jìn)行:1)虛擬機(jī)監(jiān)控器安全設(shè)計(jì)。2)虛擬機(jī)監(jiān)控器保護(hù)機(jī)制。3)虛擬化環(huán)境軟件隔離機(jī)制。
圖2 可信計(jì)算平臺(tái)信任鏈構(gòu)建圖
5 結(jié)束語(yǔ)
本文主要從云計(jì)算認(rèn)證方案,靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)及可信云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建幾個(gè)方面對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)安全保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析。為了提高云計(jì)算數(shù)據(jù)的安全性,還需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展,不斷完善各種安全保護(hù)技術(shù)。