云技术发展趋势：高效集成，低能耗，自动化管理

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：高利用、高集成、低能耗、自动化管理已成为云计算数据中心建设的重点，集成化和绿色节能也成为云计算数据中心建设技术的发展特点。虚拟化技术与容器技术互相弥补各自的缺点，从这个角度来看，在虚拟机上运行容器技术将是云计算虚拟化技术未来的发展趋势。（三）大规模分布式存储技术的持续创新安全性、便携性和数据访问是未来云计算环境下的分布式存储技术的主要发展方向。

（一）数据中心向整合化和绿色节能方向发展

现在网络异构、资源静态、管理复杂、能耗高等是传统的数据中心的建设面临的主要问题。而与传统数据中心不同的是，云计算数据中心需要解决的是如何在短时间内快速高效地完成企业级问题，这些问题包括扩展和部署数据中心等，同时平衡绿色节能和高可靠性的需求。高利用、高集成、低能耗、自动化管理已成为云计算数据中心建设的重点，集成化和绿色节能也成为云计算数据中心建设技术的发展特点。

包括配电和精确冷却等在内的物理环境整合是数据中心整合的开始，以满足数据中心基础设施的可靠性和可用性。建立基础设施管理体系是数据中心进一步整合的关键，这需要引进自动化和智能化管理软件，提高管理效率。此外，另一种类型的整合是优化、升级现有的存储设备、服务器，并引入更高级的服务器和存储设备。

集装箱化数据中心有效地将效率与绿色节能结合起来。它是一款融合了云计算理念的产品，允许公司快速建立自己的数据中心。集装箱数据中心与传统的数据中心相比，具有密度高、PUE低、模块化、移动性强、部署灵活、建设运营一体化等优点。谷歌、微软和英特尔等外国公司已经开始广泛地开发和部署绿色集装箱数据中心。

利用服务器虚拟化技术和网络设备智能化技术，可以实现数据中心的部分节能，不过目前还不能实现对绿色数据中心的需求。因此，以数据中心为总体目标，实现节能降耗是一个重要的发展方向，节能降耗技术也必将持续创新，实现突破。

（二）容器技术和虚拟化技术将会共存

传统虚拟机虚拟化技术和容器技术各有自己特有的优势，同时也因为计算机数据处理系统具有多样性，可以处理海量数据，所以它们的一些功能不可以被替代，只能共存。虚拟机虚拟化技术比容器技术更安全，并且具有成熟的操作生态系统，但是不可能像容器技术一样在单个服务器上运行多个操作系统。容器技术也不提供同时多用户使用的模式。它们两个的利弊不可以相互替代，但是却可以互补，两者相容，可以长期共存。

虚拟机虚拟化技术可以为每个操作系统提供单独的数据处理路径和环境，有监视和管理功能，为所有操作系统提供安全的处理环境。在虚拟机虚拟化操作系统中嵌入容器处理技术，不仅可以利用虚拟机丰富的监控管理优势和安全保障功能，而且可以扩展虚拟机的数据处理。容器技术中多个操作系统同时处理数据会带来一定的负面影响，而虚拟机硬件隔离的优点则可以消除这种影响。虚拟机虚拟化技术运行速度比较慢，容器技术的快速处理操作和平台间的灵活转换则可以提高虚拟机的运行速度。虚拟化技术与容器技术互相弥补各自的缺点，从这个角度来看，在虚拟机上运行容器技术将是云计算虚拟化技术未来的发展趋势。

（三）大规模分布式存储技术的持续创新

安全性、便携性和数据访问是未来云计算环境下的分布式存储技术的主要发展方向。当前，存储需求越来越高，单一服务器无法满足，而分布式存储技术可以通过多台服务器的存储资源来实现这个目标，这也要求存储资源可以被抽象表示，统一管理，保证数据读写操作的可靠性和安全性。云计算采用分布式存储技术存储数据，保证数据存储的可靠性和经济性，采用冗余存储保证数据存储的可靠性，采用高度可靠的软件弥补硬件本身的不可靠性，从而提供低成本、可靠的大型分布式存储计算系统。

在大规模分布式存储技术中，块设备的分布式文件系统适用于数据量大的大规模云计算平台，将客户数据冗余部署到大量廉价的一般存储中，并通过并行和分布式计算技术提供良好的数据冗余能力。此外，由于采用分布式并行数据处理技术，许多存储节点可以同时为用户提供高性能的数据访问服务，保证了数据传输的高效率。

除了大规模分布式存储技术外，P2P存储、数据网格和智能大容量存储系统也是大规模存储的发展方向。P2P存储可以视为是一种分布式存储，用于对等网络的数据存储系统，目的是提供高效、可靠和负载平衡的文件存储。数据网格是类似于计算网格的有机智能单元的组合。智能大容量存储系统包括主动数据采集、数据分析和主动集成。(www.chuimin.cn)

（四）分布式计算技术不断完善和提升

云计算不仅仅是资源的整合，而且更为重要的是资源的调度、运行、管理以及分配，所以资源的调度管理可以看作为是云计算的核心。拥有大规模的基础性软件和硬件资源，并实现基础资源的规模化，是云计算数据中心的突出特点。所以云计算平台提供商需要优先考虑的问题是如何有效地管理这些资源，提高利用效率，降低资源成本。研究开发以及优化升级资源调度中心、副本管理技术、任务调度算法和任务容错机制等资源调度管理技术，则可以为云计算资源调度和管理提供技术上的支持。

此外，云计算操作系统正成为业界关注的焦点，这可能为云计算资源调度和管理技术提供一条新的途径。云计算操作系统是云计算数据中心操作系统，也是架构于海量基础硬件资源以及海量基础软件资源的云计算平台综合管理系统，包括服务器、存储、网络等基础硬件资源，单机操作系统、中间件、数据库等基础软件资源。它可以达到极其简化、超级高效的计算模型，以低廉的成本完成一系列指定规范。

目前，云计算的业务环境对整个系统的可靠性提出了更高的要求，而为了支持云计算商业服务，最重要的是确保分布式系统协作和资源调度的可靠性。未来，更加成熟的分布式计算资源调度方法将支持在线服务，分布式计算技术也必将继续得到改进和升级。

（五）安全和隐私将受到更多关注

因为作为一种新的应用模式，与传统的互联网相比，云计算在形态上发生了一些变化，这就肯定会带来新的安全问题，例如，因高度集中数据而增加的数据泄露风险，多客户端访问而增加的数据被拦截风险等。而云安全技术是确保云计算服务安全的有效方法，它解决了许多问题，包括云基础架构安全性、数据安全性、身份验证和访问管理安全性以及审计合规性等。云计算自身的安全性取决于传统信息安全领域的主要技术，不过，传统信息安全技术也要根据云计算所具有的虚拟化、资源共享等特点来采取不同的模式，或者是有新的技术方向的创新。

云计算安全还需要考虑的一个关键点是在云计算中用户没办法精确的知道数据所在的位置，由此云计算的提供商和用户之间会产生信任问题。总体而言，云计算的提供商要充分掌握云计算的特点以及用户需求，并且适应云计算的安全要求，以提供完整的云计算安全措施，推动云计算安全技术在加密技术、信任技术、安全解决方案和安全服务模式等方向的快速发展。

另外，云计算未来的安全趋势必然会涉及终端和移动终端的各个层级，包括可穿戴设备，PC、手机在内的智能终端等，而这些也都可能面临各方的攻击和挑战，这些攻击和挑战使得对它们的安全保护变得越来越难。所以云计算安全首先要解决的就是终端安全，也就是先从云端判断安全趋势，而不是从单一的一台终端设备来判断。通过基于云安全大数据分析，可以清楚地识别这中间存在的各种威胁趋势，更好的阻止新的木马，并防止网络入侵和攻击。虽然隐私保护也是云计算普及过程中需要解决的一大问题，但随着云计算的发展和相关标准的成熟，相信隐私将得到更好的保护。

（六）SLA（Service Level Agreement）细化服务质量，实时化监控

粗范的服务协议肯定不会让人们放心将重要的业务应用放于云计算平台，用户需要清楚地了解云计算提供商是否可以将数据快速地在全国范围内传播，明白网络连接状态是否良好，好到何种程度。面对业务需求的猛增，除了拓展性能外，云计算提供商如何快速地拓展性能也至关重要。因此，对于用户而言，他们需要一份优质、放心的服务品质协议，所以细化服务品质，提高服务质量也是必然的趋势。

云计算对于计算、存储以及网络的资源池化，也使得对基础资源的管理越来越复杂，越来越关键。云计算的高效工作、负载监控就是要在出现各种性能问题之前就先一步发现，以防止问题的发生。实时跟踪了解云计算操作运行的具体信息，将会更有利于提供更强有力的云计算使用体验，这也是以后的发展趋势。

云技术发展趋势：高效集成，低能耗，自动化管理

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