云計算的安全性和能耗及其發(fā)展趨勢分析

　　節(jié)能 引言

　　隨著高速網(wǎng)絡發(fā)展，日益增長的網(wǎng)絡需求通過大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心處理、數(shù)千臺服務器和網(wǎng)絡系統(tǒng)存儲，許多互聯(lián)網(wǎng)公司如谷歌、亞馬遜、雅虎等在世界各地經(jīng)營者如此龐大的數(shù)據(jù)處理中心，這種網(wǎng)絡服務被稱為云計算服務。從云計算的服務模式來看，安全面臨的問題一是數(shù)據(jù)隱私安全，將數(shù)據(jù)外包給云服務商如何保證數(shù)據(jù)隱私與安全，二是服務可信性，如何確定云服務商反饋的服務是可信的，失去數(shù)據(jù)的物理控制及數(shù)據(jù)位置不確定如何安全，即數(shù)據(jù)失控風險。云計算同時也是一個高度可擴展性和成本效益的基礎設施運行 HPC、企業(yè)和 Web 應用程序。然而，云基礎設施不斷增長的需求大幅增加了數(shù)據(jù)中心的能量消耗，這已成為一個關鍵的問題。高能耗不僅意味著高的運營成本，從而降低了云供應商的利潤率，但也導致了碳排放高，這是不環(huán)保的。

　　本文將從云計算的系統(tǒng)架構(gòu)出發(fā)，探討云計算未來的發(fā)展趨勢，深入分析云計算目前面臨的兩大熱點問題：一是安全性，二是如何實現(xiàn)高效節(jié)能、綠色、環(huán)保、低炭的云計算。

　　1 、云計算的系統(tǒng)架構(gòu)

　　云計算的系統(tǒng)架構(gòu)自下而上可分為五個層次：物理層、核心層、資源架構(gòu)層、開發(fā)平臺層和應用層。

　　（1）物理層：云計算的最底層基礎設施，提供云計算系統(tǒng)的硬件支持，包括網(wǎng)絡資源、計算資源和存儲資源等。

　?。?）核心層：對物理資源實施統(tǒng)一管理，將具體應用抽象化，通過操作系統(tǒng)內(nèi)核、中間件或虛擬機監(jiān)視器等實現(xiàn)，為上層提供應用環(huán)境。

　?。?）資源構(gòu)架層：基于核心層構(gòu)建的資源服務器架構(gòu)體系，提供高效、靈活的分布式計算服務，大容量的分布式存儲服務以及安全、可靠的分布式通信服務。

　?。?）開發(fā)平臺層：通過開發(fā)平臺提供的API，為具體應用提供云計算編程環(huán)境，加速應用服務的部署，并支持可擴展。

　?。?）應用層：面向用戶實際應用程序，由開發(fā)平臺層提供開發(fā)環(huán)境，應用程序的開發(fā)者對程序的開發(fā)和運行負責，提供服務質(zhì)量保證。

　　云計算系統(tǒng)的服務模型包括以下三種類型：基礎設施即服務（infrastructure as a service，IaaS）、軟件即服務（software as a service， SaaS）、平臺即服務（platform as a service，PaaS）。礎設施即服務，為用戶提供使用云端的基礎性計算資源的能力，用戶可以部署或運行自由軟件或操作系統(tǒng)，如 Amazon 提供的簡單數(shù)據(jù)管理服務和存儲服務以及彈性計算云。軟件即服務，基于云計算服務提供商的云基礎設施為用戶提供具體應用能力，如 Google 的 Google Apps 和 SalesForce 的客戶關系管理等應用。平臺即服務，為用戶提供在云端創(chuàng)建和定制服務的能力，如 Microsoft 的 Microsoft Azure 和 Google 的Google App Engine 等。

 

　　圖 1 云計算服務模型

　　2 、云計算的發(fā)展趨勢

　　2.1 云計算的安全性

　　云計算是一種基于網(wǎng)格計算、效能計算、按需計算等概念的新穎計算模式，根據(jù) NIST 對云計算的定義，其包含五個關鍵特征：自助按需服務、高寬帶網(wǎng)絡、虛擬資源池、高速彈性架構(gòu)和可度量服務。云計算具有虛擬化、可擴展性、可靠性、經(jīng)濟性、動態(tài)配置和大規(guī)模等特性，計算模式上具有延展性，同時也使資源共享、管理更加專業(yè)、一致，降低資源共享成本。但云計算在安全性方面存在一些問題，尤其是數(shù)據(jù)文件的云存儲安全性。

　　云不僅僅是一個大容量的存儲設備，而是由硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡設備和軟件系統(tǒng)構(gòu)成的復雜系統(tǒng)，云存儲數(shù)據(jù)的安全性一直以來是業(yè)界關注的焦點。根據(jù) Gartner 公司對云計算的安全風險評估報告，歸納起來，目前云計算服務存在以下 6 大安全風險，同時在一定程度上也反映了用戶的安全性需求。

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