论文部分内容阅读
摘 要：计算机应用技术普及各个行业领域，成为信息时代应用范围最广的科学技术。云计算是基于互联网科技改革的新产物，其可以用于网络资源传输与调配处理，为用户提供更优化的资源服务平台。系统应用是云计算处理的核心目标，用其可更好的优化资源。本文分析了云计算网络的应用特点，对其系统组织展开探讨。
关键词：云计算；设备云；云滴化；智能化电网
云相对于分布式系统或者网格化等技术名词更加模糊，甚至让人们很难推断它所涵盖的范畴，云最早被提出时，人们因为习惯于用云状的图标来表示计算机系统中的一类或者是具有一种共性的对象，而久而久之人们习惯于将具有某一特性的一类事物用云来表示，例如：计算云，存储云等等。
而在上升到技术层面后，人们开始将这种认知反哺到计算机系统中，云已不再单单用来表示一类事物，而开始作为一种集群的代名词出现，表示了一类被统一了出口的功能或事务，于是就出现了云计算，云存储的服务。把软件和硬件作为资源被封装为服务，用户可以通过按需地访问这些资源获得需要的服务，而这些资源不隶属于这些用户组或者用户群，只是作为资源被集中调用和管理，从而提高整个系统的资源投入，独立的资源在某种程度上也可以使原有的系统分布化从而解决整体系统无法解决的问题。
一、云计算的特点
资源共享是互联网应用的先进优势，为广大用户提供诸多共享性资源，满足了用户在社会实践中的信息需求量。新时期云计算系统功能更加完善，数据资源操控平台运行要求更高，这对云计算系统功能要求越来越高。而不管系统如何进化，云计算都具有以下特点：
（1）硬件和软件都是资源
通过合适的通信手段以服务的方式提供给客户或者对象，在云中资源已经不再限定于诸如处理能力，物理特性等本地范畴。而是扩展到了平台和整个系统，传统模式下自给自足的运行模式在云中已经变成了分工专业、协同配合的模式，
（2）资源可以动态扩展和配置
用户在创建系统功能时往往比较模糊，必须经过长时间的反复实施才能逐步明确。另外，即使暂时明确了，也有可能发生变化。根据以往的开发经验，需求变更在设计和实现等后期阶段也会出现，这时云系统的本地物理无关性就有了表现的机会，灵活扩展的资源和功能使系统的灵活性得到了巨大的提升。
（3）系统变更的代价变得可控和线性
在传统系统中资源在设计初期已被确定，当不合理在系统实施及运行的各阶段被发现，意味着急剧增长的修改和投资成本，如图1.1所示。
图1.1 系统修改消耗时间趋势图
云系统中资源以分布的共享方式存在，但最终在逻辑上以单一整体的形式出现，系统的各成员以独立的方式存在，当需要改变其中某一或者几个地方时不必对整个系统进行重新设计，而在系统功能上线时也不必占用系统宝贵的停机时间，而只要对某些单元进行旁路修正，对于物理单元的无关性使系统的扩展和修正所需的时间几乎只是一个恒定的维护周期，而不会急剧增长。
（4）用户与资源管理无关
资源在整个系统中以全局成员的形式出现，用户调用时仅需要申请相应的服务而不必承担建设和维护的义务，如图1.2所示，由于很多突发的业务需求或者是扩展功能往往不会经常出现，所以以云资源的形式出现的这些服务也就杜绝了系统重复建设和资源闲置的浪费，使整个系统的投资和功能同时达到了需要而不必难以两全。
图1.2 突发性业务需求与资源分配
二、利用云理论的智能配电网络的设计与实现
云架构在系统中，将基础资源、系统平台，软件应用以服务的方式通过系统接口提供使用，云模式和传统的模式相比可以在公共资源上实现资源整合管理，从而提高运作效率，降低成本。合理的资源分配也使资源在系统中的利用率得到提高，从而在全局上实现资源的优化组合和降低成本。而云架构最关键的虚拟化特性使系统的故障处理能力的提高也为减少因故障而造成的损失提供了可能。
电网是利用先进的信息通信和控制技术，构建以自动化、信息化、数字化为特征的创新，目的在于在管理上实现集团化、集约化，在结构上实现精益化、标准化，在资源配置上实现资源配置的最优化和合理化。因此，网络需要极强的可靠性、自适应性、资源弹性和灵活性的平台支持。而云计算通过建立系统云平台，充分整合内部资源，极大的提高电网的处理能力和适应能力。云的建设实施对于电网公司的管理经营模式将产生巨大的影响。
2.1 云电网的体系结构设计
智能配电网络可以描述成从硬件到应用程序的传统层服务，倾向于提供可分为三个类别：基础设施即服务（information as aservice），平台即服务（platform as a service）以及资源即服务（resources as service），映射到基础设备，资源管理和平台管理三个层次。及包括安全，运维等多个维度。
（1）资源管理
智能配电网络云体系的基础资源自然以电网所提供的基本服务和资源为主，也就是电能，智能配电网络资源系统从逻辑上实现了系统资源的整合，作为一个整体的集成资源提供给系统。系统通过与资源代理进行交互获得最优化的资源选择，而资源代理的存在屏蔽了资源使用的复杂性，从智能配电网络运体系的角度看，云体系整合了统一的服务访问端口，从而在控制层面实现了分布式的资源分配及优化，而平台则可以通过策略使该系统实现平台的敏捷性，有效性，可扩展性和稳定性。
（2）应用管理
应用层面的管理由于运体系的介入而实现了数据采集的有效性和多样性，使对外的数据发布变得统一而有效，也使高性能的智能化应用在平台基础上得到了极大的实现可能，这以管理与平台即服务呼应，向客户提供统一的访问平台，通过的统一的数字接口使客户端的应用有了极大的灵活性，这也与现今非常之流行的软件平台化趋势呼应，通过提供统一的底层构建开放式的应用环境。 （3）安全管理
信息安全防护是智能化电网云模式实用化的前提，主要包括了计算平台及云环境下个应用模块的安全防护机制。在原有的配电网络中由于组成的固定和不可分布性，使得电网的入侵几乎毫无障碍，使原有的电网模式下实现的初级智能化电网系统有着极大的危险性，这也就限制了智能配电网络的发展，使得智能配电网络的发展几乎只能停滞于智能化抄表，智能化资源规划以及智能化数据分析方面，而无法深入到真正的电网核心业务。
而在云体系的智能化基础结构支持下，电网实现了资源的分布化分配，实现的不确定资源路径在物理上构成了防御入侵的第一道防线。而由于云资源的平台特性，使得系统在扩展性方面有了巨大的提升，从而实现了监控设备的入网，为法律层面设置安全措施提供了依据和可能。
（4）运维管理
未来电网的特点在于：资源高度集成化，随需而变适应业务变化的需求，无缝贴合的业务和资源分配构建的绿色、环保、高效的电网系统，高度重视的安全以及合理的运维成本。在云体系的智能配电网络环境下，建立统一的运维技术平台，实现全生命周期的运行覆盖和资源管理调度。
2.2 云电网的功能实现
云电网可以把基础资源、应用平台、资源作为服务提供给系统分配。与传统的电网建设和运维模式相比，云体系可以实现集约化，精细化和敏捷化的管理。从而提高系统的运作效率、降低运行成本。
图2.2 云计算在国家电网系统运行管理整体结构
（1）资源整合和运维
资源整合适应了电网集约化管理的需求。电网凭他死的基础设备规模庞大，数量巨大、数量众多且分布在不同的地点，同时承载着多重的服务，通过运体系对系统进行构建后，电网的能力可以通过云平台放大，传统的电网通过固化的结构支撑运行，根据这种模式，各组成的基础资源都被独占式占用了，使得整个系统以稳定为有限的极端设计浪费了大量的资源，而在网络中大量的网络资源被冗余的安置而成了极大的资源浪费。
通过新的体系支持，新设备的采购及安装都采用了统一的标准，从而使这个过程得到了极大的简化，几乎不会占用系统的停机时间就可以实现新设备的无缝无损安装和调试，通过云系统的虚拟化特性所提供的能力，可以对特定设备进行虚拟化，使它们具有极好的伸缩性和灵活性。
从业务需求来看，可以对组织结构按照业务进行分类，建立不同的资源区。同类资源可以进行统一配置，可以根据业务在自愿去内进行动态迁移和替换。从适当的角度对业务进行定性和分类，从而使系统更好的运行和维护。在传统系统中管理和维护成本在整个生命周期中占据了很大的部分。管理成本主要包括：系统的运维成本，硬件运维成本，各种应用的运维成本和数据的运维成本。在传统系统中，这些维护需要在整个系统的相关节点至少操作一次，工作来那个巨大。而云系统虽然在配置初期相较传统系统投资要大许多，但是运维成本却可以几乎忽略不计。云体系实施前后的运维区别如表2.3。
表2.3 系统运维成本对比
而在云体系下，物理组件的接入只需要在控制节点备案，就可以直接进入区域的智能化控制策略表，而在获得最新的授权列表后，控制节点就可以对该设备进行很好的优化和控制。
（2）信息系统的组建
传统的电网模式是软件，硬件，网络分别设计和投资，在系统发展的不同阶段，组建新的系统以适应变化的业务需求，或者从原有的网络进行改进在经过妥协后获得性能打了折扣的新系统。导致了许多资源的重复投资、成本不断增加但是性能却是越来越低。很多相关的组件不能有效沟通，造成信息孤岛或是资源浪费，不能及时有效的为系统提供信息和功能。更无法满足数据需求。长期积累的隐患导致了系统的响应迟滞致使系统难以应对系统的功能需求。
传统的电网信息系统往往以固化的网络为基础，这种模式的信息系统建设周期长，人力和硬件投入都相对比较大，需要各个部门相互配合完成。流程中的环节隶属不同模块或部门，沟通困难，而任何一个环节出现问题都有可能对系统造成巨大影响。因此智能配电网络的设计需要脱离传统的模式，建立一套快速，安全、有效的信息系统建设流程。而云体系的功能通过整合基础资源为系统的开发、测试提供了一个简单，直观有效的平台，从而为功能及需求的设计实现提供了更加直接的方式。
结论
云计算是互联网技术综合应用趋势，改变了早期数据资源分散传输模式的不足，这些都稳定了终端设备安全流程。互联互通是数据一体化操作的必然要求，也是计算机用户日趋向往的操控平台，以建立数据资源平台，促使计算机构建成新的资源调度平台。因此，未来采用云技术具有广泛性的利用价值，这些都说明了云计算系统的利用价值。
参考文献
[1]肖海，陈平，茅兵，谢立.基于运行时类型分析的整形漏洞二进制检测和定位系统[J].计算机科学.2011（01）
[2]冯登国.开启云计算安全时代——冯登国主任在YOCSEF论坛上的讲话摘要[J].信息网络安全.2011（03）
[3]薄明霞，陈军，王渭清.云计算安全体系架构研究[J].信息网络安全.2011（08）
[4]Hainz-Otto Peitgen，Hartmut Jurgens，Dietmer Saupe.混沌与分形.北京：国防工业出版社，2010
[5]李凡长， 钱旭培， 谢琳， 何书萍. 机器学习理论及应用. 合肥： 中国科技大学出版社， 2009
[6]李凡长， 张莉， 杨继文， 钱旭培， 王邦军， 何书萍. 李群机器学习. 合肥： 中国科技大学出版社， 2013
关键词：云计算；设备云；云滴化；智能化电网
云相对于分布式系统或者网格化等技术名词更加模糊，甚至让人们很难推断它所涵盖的范畴，云最早被提出时，人们因为习惯于用云状的图标来表示计算机系统中的一类或者是具有一种共性的对象，而久而久之人们习惯于将具有某一特性的一类事物用云来表示，例如：计算云，存储云等等。
而在上升到技术层面后，人们开始将这种认知反哺到计算机系统中，云已不再单单用来表示一类事物，而开始作为一种集群的代名词出现，表示了一类被统一了出口的功能或事务，于是就出现了云计算，云存储的服务。把软件和硬件作为资源被封装为服务，用户可以通过按需地访问这些资源获得需要的服务，而这些资源不隶属于这些用户组或者用户群，只是作为资源被集中调用和管理，从而提高整个系统的资源投入，独立的资源在某种程度上也可以使原有的系统分布化从而解决整体系统无法解决的问题。
一、云计算的特点
资源共享是互联网应用的先进优势，为广大用户提供诸多共享性资源，满足了用户在社会实践中的信息需求量。新时期云计算系统功能更加完善，数据资源操控平台运行要求更高，这对云计算系统功能要求越来越高。而不管系统如何进化，云计算都具有以下特点：
（1）硬件和软件都是资源
通过合适的通信手段以服务的方式提供给客户或者对象，在云中资源已经不再限定于诸如处理能力，物理特性等本地范畴。而是扩展到了平台和整个系统，传统模式下自给自足的运行模式在云中已经变成了分工专业、协同配合的模式，
（2）资源可以动态扩展和配置
用户在创建系统功能时往往比较模糊，必须经过长时间的反复实施才能逐步明确。另外，即使暂时明确了，也有可能发生变化。根据以往的开发经验，需求变更在设计和实现等后期阶段也会出现，这时云系统的本地物理无关性就有了表现的机会，灵活扩展的资源和功能使系统的灵活性得到了巨大的提升。
（3）系统变更的代价变得可控和线性
在传统系统中资源在设计初期已被确定，当不合理在系统实施及运行的各阶段被发现，意味着急剧增长的修改和投资成本，如图1.1所示。
图1.1 系统修改消耗时间趋势图
云系统中资源以分布的共享方式存在，但最终在逻辑上以单一整体的形式出现，系统的各成员以独立的方式存在，当需要改变其中某一或者几个地方时不必对整个系统进行重新设计，而在系统功能上线时也不必占用系统宝贵的停机时间，而只要对某些单元进行旁路修正，对于物理单元的无关性使系统的扩展和修正所需的时间几乎只是一个恒定的维护周期，而不会急剧增长。
（4）用户与资源管理无关
资源在整个系统中以全局成员的形式出现，用户调用时仅需要申请相应的服务而不必承担建设和维护的义务，如图1.2所示，由于很多突发的业务需求或者是扩展功能往往不会经常出现，所以以云资源的形式出现的这些服务也就杜绝了系统重复建设和资源闲置的浪费，使整个系统的投资和功能同时达到了需要而不必难以两全。
图1.2 突发性业务需求与资源分配
二、利用云理论的智能配电网络的设计与实现
云架构在系统中，将基础资源、系统平台，软件应用以服务的方式通过系统接口提供使用，云模式和传统的模式相比可以在公共资源上实现资源整合管理，从而提高运作效率，降低成本。合理的资源分配也使资源在系统中的利用率得到提高，从而在全局上实现资源的优化组合和降低成本。而云架构最关键的虚拟化特性使系统的故障处理能力的提高也为减少因故障而造成的损失提供了可能。
电网是利用先进的信息通信和控制技术，构建以自动化、信息化、数字化为特征的创新，目的在于在管理上实现集团化、集约化，在结构上实现精益化、标准化，在资源配置上实现资源配置的最优化和合理化。因此，网络需要极强的可靠性、自适应性、资源弹性和灵活性的平台支持。而云计算通过建立系统云平台，充分整合内部资源，极大的提高电网的处理能力和适应能力。云的建设实施对于电网公司的管理经营模式将产生巨大的影响。
2.1 云电网的体系结构设计
智能配电网络可以描述成从硬件到应用程序的传统层服务，倾向于提供可分为三个类别：基础设施即服务（information as aservice），平台即服务（platform as a service）以及资源即服务（resources as service），映射到基础设备，资源管理和平台管理三个层次。及包括安全，运维等多个维度。
（1）资源管理
智能配电网络云体系的基础资源自然以电网所提供的基本服务和资源为主，也就是电能，智能配电网络资源系统从逻辑上实现了系统资源的整合，作为一个整体的集成资源提供给系统。系统通过与资源代理进行交互获得最优化的资源选择，而资源代理的存在屏蔽了资源使用的复杂性，从智能配电网络运体系的角度看，云体系整合了统一的服务访问端口，从而在控制层面实现了分布式的资源分配及优化，而平台则可以通过策略使该系统实现平台的敏捷性，有效性，可扩展性和稳定性。
（2）应用管理
应用层面的管理由于运体系的介入而实现了数据采集的有效性和多样性，使对外的数据发布变得统一而有效，也使高性能的智能化应用在平台基础上得到了极大的实现可能，这以管理与平台即服务呼应，向客户提供统一的访问平台，通过的统一的数字接口使客户端的应用有了极大的灵活性，这也与现今非常之流行的软件平台化趋势呼应，通过提供统一的底层构建开放式的应用环境。 （3）安全管理
信息安全防护是智能化电网云模式实用化的前提，主要包括了计算平台及云环境下个应用模块的安全防护机制。在原有的配电网络中由于组成的固定和不可分布性，使得电网的入侵几乎毫无障碍，使原有的电网模式下实现的初级智能化电网系统有着极大的危险性，这也就限制了智能配电网络的发展，使得智能配电网络的发展几乎只能停滞于智能化抄表，智能化资源规划以及智能化数据分析方面，而无法深入到真正的电网核心业务。
而在云体系的智能化基础结构支持下，电网实现了资源的分布化分配，实现的不确定资源路径在物理上构成了防御入侵的第一道防线。而由于云资源的平台特性，使得系统在扩展性方面有了巨大的提升，从而实现了监控设备的入网，为法律层面设置安全措施提供了依据和可能。
（4）运维管理
未来电网的特点在于：资源高度集成化，随需而变适应业务变化的需求，无缝贴合的业务和资源分配构建的绿色、环保、高效的电网系统，高度重视的安全以及合理的运维成本。在云体系的智能配电网络环境下，建立统一的运维技术平台，实现全生命周期的运行覆盖和资源管理调度。
2.2 云电网的功能实现
云电网可以把基础资源、应用平台、资源作为服务提供给系统分配。与传统的电网建设和运维模式相比，云体系可以实现集约化，精细化和敏捷化的管理。从而提高系统的运作效率、降低运行成本。
图2.2 云计算在国家电网系统运行管理整体结构
（1）资源整合和运维
资源整合适应了电网集约化管理的需求。电网凭他死的基础设备规模庞大，数量巨大、数量众多且分布在不同的地点，同时承载着多重的服务，通过运体系对系统进行构建后，电网的能力可以通过云平台放大，传统的电网通过固化的结构支撑运行，根据这种模式，各组成的基础资源都被独占式占用了，使得整个系统以稳定为有限的极端设计浪费了大量的资源，而在网络中大量的网络资源被冗余的安置而成了极大的资源浪费。
通过新的体系支持，新设备的采购及安装都采用了统一的标准，从而使这个过程得到了极大的简化，几乎不会占用系统的停机时间就可以实现新设备的无缝无损安装和调试，通过云系统的虚拟化特性所提供的能力，可以对特定设备进行虚拟化，使它们具有极好的伸缩性和灵活性。
从业务需求来看，可以对组织结构按照业务进行分类，建立不同的资源区。同类资源可以进行统一配置，可以根据业务在自愿去内进行动态迁移和替换。从适当的角度对业务进行定性和分类，从而使系统更好的运行和维护。在传统系统中管理和维护成本在整个生命周期中占据了很大的部分。管理成本主要包括：系统的运维成本，硬件运维成本，各种应用的运维成本和数据的运维成本。在传统系统中，这些维护需要在整个系统的相关节点至少操作一次，工作来那个巨大。而云系统虽然在配置初期相较传统系统投资要大许多，但是运维成本却可以几乎忽略不计。云体系实施前后的运维区别如表2.3。
表2.3 系统运维成本对比
而在云体系下，物理组件的接入只需要在控制节点备案，就可以直接进入区域的智能化控制策略表，而在获得最新的授权列表后，控制节点就可以对该设备进行很好的优化和控制。
（2）信息系统的组建
传统的电网模式是软件，硬件，网络分别设计和投资，在系统发展的不同阶段，组建新的系统以适应变化的业务需求，或者从原有的网络进行改进在经过妥协后获得性能打了折扣的新系统。导致了许多资源的重复投资、成本不断增加但是性能却是越来越低。很多相关的组件不能有效沟通，造成信息孤岛或是资源浪费，不能及时有效的为系统提供信息和功能。更无法满足数据需求。长期积累的隐患导致了系统的响应迟滞致使系统难以应对系统的功能需求。
传统的电网信息系统往往以固化的网络为基础，这种模式的信息系统建设周期长，人力和硬件投入都相对比较大，需要各个部门相互配合完成。流程中的环节隶属不同模块或部门，沟通困难，而任何一个环节出现问题都有可能对系统造成巨大影响。因此智能配电网络的设计需要脱离传统的模式，建立一套快速，安全、有效的信息系统建设流程。而云体系的功能通过整合基础资源为系统的开发、测试提供了一个简单，直观有效的平台，从而为功能及需求的设计实现提供了更加直接的方式。
结论
云计算是互联网技术综合应用趋势，改变了早期数据资源分散传输模式的不足，这些都稳定了终端设备安全流程。互联互通是数据一体化操作的必然要求，也是计算机用户日趋向往的操控平台，以建立数据资源平台，促使计算机构建成新的资源调度平台。因此，未来采用云技术具有广泛性的利用价值，这些都说明了云计算系统的利用价值。
参考文献
[1]肖海，陈平，茅兵，谢立.基于运行时类型分析的整形漏洞二进制检测和定位系统[J].计算机科学.2011（01）
[2]冯登国.开启云计算安全时代——冯登国主任在YOCSEF论坛上的讲话摘要[J].信息网络安全.2011（03）
[3]薄明霞，陈军，王渭清.云计算安全体系架构研究[J].信息网络安全.2011（08）
[4]Hainz-Otto Peitgen，Hartmut Jurgens，Dietmer Saupe.混沌与分形.北京：国防工业出版社，2010
[5]李凡长， 钱旭培， 谢琳， 何书萍. 机器学习理论及应用. 合肥： 中国科技大学出版社， 2009
[6]李凡长， 张莉， 杨继文， 钱旭培， 王邦军， 何书萍. 李群机器学习. 合肥： 中国科技大学出版社， 2013